第一章 软件导论

（3）实行严格的产品控制：当改变需求时，为了保持软 件各个配臵成分的一致性，必须实行严格的产品控制， 其中主要是实行基准配臵管理。 （4）采用现代程序设计技术。 （5）软件工程结果应能清楚地审查。 （6）开发小组的人员应该少而精。 （7）承认不断改进软件工程实践的必要性。 B.Boehm指出，遵循前六条基本原理，能够实现软 件的工程化生产；按照第七条原理，不仅要积极主动 地采纳新的软件技术，而且要注意不断总结经验。
具体地说，软件危机主要有以下表现： （1）对软件开发成本和进度的估计常常不准确。开发 成本超出预算，实际进度比预定计划一再拖延的现象 并不罕见。 （2）用户对“已完成”系统不满意的现象经常发生。 软件开发人员和用户之间的信息交流往往很不充分,‖ 闭门造车”必然导致最终的产品不符合用户的实际需 要. （3）软件产品的质量往往靠不住。软件质量保证技术 (审查、复审、程序正确性证明和测试)还没有坚持不 懈的应用到软件开发的全过程中，这些都导致软件产 品发生质量问题。
1.1.2 软件危机产生的原因
②危机原因来自于软件开发人员的如下弱点： 其一，软件产品是人的思维结果，因此软件生产水平最 终在相当程度上取决于软件人员的教育、训练和经验的 积累； 其二，对于大型软件往往需要许多人合作开发，甚至要 求软件开发人员深入应用领域的问题研究，这样就需要 在用户与软件人员之间以及软件开发人员之间相互通 讯，在此过程中难免发生理解的差异，从而导致后续错 误的设计或实现，而要消除这些误解和错误往往需要付 出巨大的代价；
传统方法学把软件生命周期的全过程依次划分为若 干个阶段，然后顺序地完成每个阶段的任务. 基本要点：自顶向下、逐步求精、模块化设计。
面向对象方法学 当软件规模庞大,或者对软件的需求模糊、使用传 统方法学开发软件往往不成功. 面向对象建模方法 起源: 面向对象编程语言 OOP（面向对象编程）---〉OOD（面向对象设计）+OOA （面向对象分析）----〉OOM(面向对象的软件开发 方法） 面向对象方法的开发步骤： 1）从问题陈述入手，构造系统模型（对象模型 ）。 2）逐层分解成各级子系统。
软件工程研究结果表明,软件危机的原因主要有两方面： ①与软件本身的特点有关。 软件不同于硬件，它是计算机系统中的逻辑部件而 不是物理部件；软件不会因使用时间过长而“老化”或 “用 坏”；运行中发现了错误，很可能是遇到了一个在开发 时 期引入的在测试阶段没能检测出来的错误.这样，软件维 护通常意味着改正或修改原来的设计，这就在客观上使 得软件较难维护.
爱达的手迹
爱达短暂的一生
出生五周，父母离异仅37岁，因多病而早逝。为 纪念她，1979年美国国防部的一种编程语言命名为Ada 语言。
爱达的主要贡献
1、指出分析机可以编程，发现编程的基本要素（如循环、 子程序），被誉为世界上第一位程序员。 2、建议分析机用二进制存储。 3、预言分析机能唱歌、绘画。
软件工程基本原理 著名软件工程专家B.Boehm综合有关专家和学者的 意见并总结了多年来开发软件的经验，于1983年在一 篇论文中提出了软件工程的七条基本原理。 （1）用分阶段的生命周期计划严格管理。 （2）坚持进行阶段评审：根据Boehm等人的统计,设计 错误占软件错误的63%,编码错误仅占37%,错误发现于 改正得越晚,所需付出得代价也越高,因此,在每个阶段 都进行严格得评审,以便尽早发现在软件开发过程中所 犯得错误.
（3）Fritz Bauer在NATO会议上给出的定义：建立并使 用完善的工程化原则，以较经济的手段获得能在实际 机器上有效运行的可靠软件的一系列方法。 （4）《计算机科学技术百科全书》中的定义：软件工程 是应用计算机科学、数学及管理科学等原理，开发软 件的工程。软件工程借鉴传统工程的原则、方法，以 提高质量、降低成本。其中，计算机科学、数学用于 构建模型与算法，工程科学用于制定规范、设计范型 (paradigm)、评估成本及确定权衡，管理科学用于计 划、资源、质量、成本等管理。 目前比较认可的一种定义认为：软件工程是指导 计算机软件开发和维护的一门工程学科.采用工程的概 念,原理,技术和方法来开发与维护软件,把经过时间考 验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技 术方法结合起来,以经济地开发出高质量地软件并有效 地维护它,这就是软件工程.
(3)按照父类(或称为基类)与子类(或称为派生类)的 关系，把若干个相关类组成一个层次结构的系统(也称 为类等级)。在类等级中，下层派生类自动拥有上层基 类中定义的数据和操作，这种现象称为继承。 (4)对象彼此间仅能通过发送消息互相联系
软件生命周期
一个软件产品或软件系统也要经历孕育、诞生、 成长、成熟、衰亡等阶段，一般称为软件生存周期 （软件生命周期）。把整个软件生存周期划分为若干 阶段，使得每个阶段有明确的任务，使规模大，结构 复杂和管理复杂的软件开发变的容易控制和管理。通 常，软件生存周期包括可行性分析与开发项计划、需 求分析、设计（概要设计和详细设计）、编码、测试、 维护等活动，可以将这些活动以适当的方式分配到不 同的阶段去完成。 软件生命周期各阶段的主要工作步骤,任务和阶段 性成果:
软件工程导论
李艳
第1章
软件工程 软件危机 软件生命周期 软件工程 小结
软件工程学概述
1.1软件、软件危机
软件 第一个写软件的人是Ada （Augusta Ada Lovelace）,在1860 年代他尝试为Babbage（Charles Babbage）的机械式计算机写软件。 尽管他们的努力失败了，但他们的名 字永远载入了计算机发展的史册。 爱达· 奥古斯塔· 拉芙拉斯 1815-1852 伟大诗人拜伦的女儿
从60年代中期到70年代中期是计算机系统发展的 第二个时期，在这一时期软件开始作为一种产品被广 泛使用，出现了“软件作坊” ,应别人的需求写软件。 这一软件开发的方法基本上仍然沿用早期的个体化软 件开发方式，但软件的数量急剧膨胀，软件需求日趋 复杂，维护的难度越来越大，开发成本令人吃惊地高， 而失败的软件开发项目却屡见不鲜。“软件危机”就 这样开始了！
软件工程本质特性 1.软件工程关注于大型程序的构造；通常把一个人在 较短时间内写出的程序称为小型程序,而把多人合作用 时半年以上才写出的程序称为大型程序. 2.软件工程的中心课题是控制复杂性：——许多软件 的复杂性主要不是由问题的内在复杂性造成的，而是 由必须处理的大量细节造成的。人们不得不把问题分 解,使得分解出的每个部分是可理解的,而且各部分之 间保持简单的通信关系,这种方法并不能降低问题的整 体复杂性,但是却可使它变成可以管理的. 3.软件经常变化：现实世界在不断变化,软件为了不被 很快淘汰,必须随着所模拟的现实世界一起变化,因此, 在软件系统交付使用后仍然需要耗费成本,而且在开发 过程中必须考虑软件将来可能发生的变化.
1.2.3 软件工程方法学
软件工程方法学包括三个要素:方法、工具和过程。 方法是完法的运用提供自动 的或半自动的软件支撑环境；过程是为了获得高质量 的软件所需要完成的一系列任务的框架，它规定了完 成各项任务的工作步骤。 目前使用得最广泛的软件工程方法学，分别是传 统方法学和面向对象方法学。 传统方法学也称为生命周期方法学或结构化范型.
1.1.3 消除软件危机的途径
软件开发不是某种个体劳动,而应该是一种组织良 好,管理严密,各类人员协同配合,共同完成的工程项目. 软件工程诞生于60年代末期，它作为一个新兴的工程学 科，主要研究软件生产的客观规律性，建立与系统化软 件生产有关的概念、原则、方法、技术和工具，指导和 支持软件系统的生产活动，以期达到降低软件生产成 本 、改进软件产品质量、提高软件生产率水平的目标。 软件工程学从硬件工程和其他人类工程中吸收了许多 成功的经验，明确提出了软件生命周期的模型，发展了 许多软件开发与维护阶段适用的技术和方法，软件工程 正是从管理和技术两方面研究如何更好地开发和维护计 算机软件地一门新兴学科.
1.1.1 软件危机
在1950年，软件伴随着第一台电子计算机的问世 诞生了。以写软件为职业的人也开始出现，他们多是 经过训练的数学家和电子工程师。1960年代美国大学 里开始出现授予计算机专业的学位，教人们写软件。 本世纪中叶软件产业从零开始起步，在短短的50 年的时间里迅速发展成为推动人类社会发展的龙头产 业，并造就了一批百万、亿万富翁。随着信息产业的 发展，软件对人类社会性越来越重要。
（4）软件常常是不可维护的。很多程序中的错误是非常 难改正的,实际上不可能使这些程序适应新的硬件环境 ,也不能根据用户的需要在原有程序中增加一些新的功 能. ― 可重用的软件”还是一个没有完全做到的、正 在努力追求的目标，人们仍然在重复开发类似的或基 本类似的软件。 （5）软件通常没有适当的文档资料。文档资料应该是在 软件开发过程中产生出来的，而且应该是“最新式 的”。软件开发组织的管理人员可以使用这些文档资 料来管理和评价软件开发工程的进展状况。 （6）软件的成本不断提高。软件成本大约已占计算机系 统总成本的90% （7）软件开发生产率的提高赶不上硬件的发展和人们需 求的增长。
③ 软件维护通常意味着改正或修改原来的设计,这就在 客观上使得软件较难维护.与软件开发和维护有关的 许多错误认识和作法的形成,可以归因于在计算机系 统发展的早期阶段软件开发的个体化特点.错误的认 识和作法主要表现为忽视软件需求分析的重要性,认 为软件开发就是些程序并设法使之运行,轻视软件维 护等.轻视维护是一个最大的错误,许多软件产品的 使用寿命长达10年甚至20年,在这样漫长的时期中不 仅必须改正使用过程中发现的每一个潜伏的错误,而 且当环境变化时还必须相应地修改软件以适应新的 环境,因此维护工作时一项艰巨复杂的工作.统计数 据表明,实际上用于软件为华的费用占软件总费用的 55%-70%.
优点： 符合人们的思维方式 具有封装和继承的特点来支持软件复用，易扩充,具 有高度的连续性，可维护性好.
概括地说，面向对象方法具有下述四个要点。 (1)把对象(0bject)作为融合了数据及在数据上的操作 行为的统一的软件构件。面向对象程序是由对象组成 的，程序中任何元素都是对象，复杂对象由比较简单 的对象组合而成。 (2)把所有对象都划分成类(class)。每个类都定义了一 组数据和一组操作，类是对具有相同数据和相同操作 的一组相似对象的定义。数据用于表示对象的静态属 性，是对象的状态信息，而施加于数据之上的操作用 于实现对象的动态行为。