软件工程课程详解

软件工程
课程简介
课程名称（软件工程实践 课程名称（软件工程实践UML） ） 先行课程 （程序设计语言，数据库、 程序设计语言，数据库、 数据结构 ） 开课对象（ 类专业第 学期） 类专业第5学期 开课对象（IT类专业第 学期） 理论+实践 理论 实践
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第1章 软件工程概述
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(1) 微型软件：指一个人在几天之内完成的、 微型软件：指一个人在几天之内完成的、 自己编写的程序不超过500行语句的软件。 行语句的软件。 自己编写的程序不超过 行语句的软件 (2) 小型软件：指一个人在半年之内完成的、 小型软件：指一个人在半年之内完成的、 自己编写2千行以内的程序 千行以内的程序。 自己编写 千行以内的程序。 (3) 中型软件：5个人以内在一年左右时间 中型软件： 个人以内在一年左右时间 里完成的，编写5千到 万行的程序。 千到5万行的程序 里完成的，编写 千到 万行的程序。
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(2) 支撑软件：它是协助用户开发软件的工具性软件，包 支撑软件：它是协助用户开发软件的工具性软件， 括帮助程序员开发软件产品的工具和帮助系统管理员控 制开发进程的工具。可分为以下几类。 制开发进程的工具。可分为以下几类。 ① 一般类型 ② 支持需求分析 ③ 支持设计 ④ 支持实现 ⑤ 支持测试 ⑥ 支持管理 ⑦ 集成支撑软件
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1.2.1 软件危机的表现
软件危机包括两个方面的问题： 软件危机包括两个方面的问题：如 何开发软件以满足用户对软件日益 增长的需求； 增长的需求； 如何维护数量迅速增长的已有软件。 如何维护数量迅速增长的已有软件。
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软件危机出现了。 软件危机出现了。软件危机主要有下述 一些表现。 一些表现。 (1) 软件功能与实际需求不符。 软件功能与实际需求不符。 (2) 软件开发生产率提高的速度远远不能满 足用户需要。 足用户需要。
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(3) 应用软件
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1.1.3.2 根据软件的工作方式进行分类
(1) 实时处理软件 (2) 分时处理软件 (3) 交互式软件 (4) 批处理软件
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1.1.3.3 根据软件的规模进行分类 根据开发软件所需的人力、 根据开发软件所需的人力、时间以及完 成的源程序大小， 成的源程序大小，可划分为下述六种不同 规模的软件。 规模的软件。
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1.3 软件工程
1.3.1 什么是软件工程 软件工程有多种定义，概括地说： 软件工程有多种定义，概括地说： 软件工程是用科学知识和技术原理来 定义、开发、维护软件的一门学科。 定义、开发、维护软件的一门学科。 它应用工程的概念、原理、 它应用工程的概念、原理、技术和方 法，应用科学的开发技术和管理方法 来开发软件。 来开发软件。
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1.1.2 什么是软件 软件是计算机程序、 软件是计算机程序、程序使用的数据以 及说明程序的各种文档的集合。 及说明程序的各种文档的集合。
2011年3月21日星期一组成： 由三部分组成： 软件 由三部分组成 (1) 可以在计算机上运行的程序 可以在计算机上运行的程序(program)。 。 (2) 运行程序需要的数据 运行程序需要的数据(data)。 。 (3) 软件开发、维护、使用需要的各种文档 软件开发、维护、 (document)。 。
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1.2.2 产生软件危机的原因 (1) 软件缺乏“可见性”，在写出程序代码 软件缺乏“可见性” 并在计算机上运行之前， 并在计算机上运行之前，软件开发过程的 进展质量较难衡量， 进展质量较难衡量，很难检验开发的正确 性。
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(2) 软件规模庞大，逻辑结构复杂。 软件规模庞大，逻辑结构复杂。 (3) 开发和管理人员只重视设计程序而轻视 用户的需求分析， 用户的需求分析，导致最后研制出的软件 产品无法满足用户的需求。 产品无法满足用户的需求。
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软件的基本组成如图1.1所示。
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软件是一种特殊的产品， 软件是一种特殊的产品，下面我们分析软 件的一些特点： 件的一些特点： (1) 软件是物理产品还是逻辑产品？ 软件是物理产品还是逻辑产品？ 逻辑产品 (2) 软件有没有明显的制造过程？ 软件有没有明显的制造过程？ 没 有
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(5) 软件产品生产的成本主要是脑力劳动还 是体力劳动？ 是体力劳动？ 在还未完全摆脱手工开发方式的情况下， 在还未完全摆脱手工开发方式的情况下， 大部分产品是“定做” 大部分产品是“定做”的。 脑力劳动 (6) 你认为软件本身是复杂还是简单？ 你认为软件本身是复杂还是简单？ 复 杂
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(7) 软件成本昂贵还是廉价？ 软件成本昂贵还是廉价？
昂 贵 (8) 软件的推广应用是否涉及社会因素？ 软件的推广应用是否涉及社会因素？ 当然涉及
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1.1.3 软件的分类
1.1.3.1 根据软件的功能进行分类 (1) 系统软件：是与计算机硬件紧密 系统软件： 配合， 配合，使计算机各个部件与相关软 件及数据协调、高效工作的软件。 件及数据协调、高效工作的软件。
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(3) 软件价格昂贵。 软件价格昂贵。 (4) 软件产品的质量差。 软件产品的质量差。
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(5) 对软件开发成本和进度的估计常常不准 确。 (6) 软件文档资料通常既不完整也不合格。 软件文档资料通常既不完整也不合格。 (7) 软件的维护费用急剧上升。 软件的维护费用急剧上升。
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(4) 从20世纪 年代中期至今，面向对象方 世纪80年代中期至今 世纪 年代中期至今， 法学日益受到人们的重视， 法学日益受到人们的重视，给软件产业带 来了新的飞跃。 来了新的飞跃。这个时期一般称为面向对 象时期， 象时期，面向对象软件开发技术在迅速取 代传统软件工程开发方法。 代传统软件工程开发方法。
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(2) 从20世纪 年代初到 年代初，是计算机软 世纪60年代初到 年代初， 世纪 年代初到70年代初 件发展的第二个时期， 件发展的第二个时期，这个时期一般称为程序 系统时期。 系统时期。 程序的规模已经很大，需要多人分工协作， 程序的规模已经很大，需要多人分工协作，软 件的开发方式由“个体生产”发展到了“ 件的开发方式由“个体生产”发展到了“软件 作坊” 可是“软件作坊” 作坊”。可是“软件作坊”基本上沿用了软件 发展早期所形成的个体化的开发方式， 发展早期所形成的个体化的开发方式，软件的 开发与维护费用以惊人的速度增加。许多软件 开发与维护费用以惊人的速度增加。 产品根本不能维护， 产品根本不能维护，最终导致出现了严重的 软件危机” “软件危机”.
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(4) 软件设计技术和管理技术落后，没有统 软件设计技术和管理技术落后， 一的软件质量管理规范。 一的软件质量管理规范。 (5) 在软件的开发与维护关系问题上存在错 误的概念，重视开发，而轻视维护。 误的概念，重视开发，而轻视维护。
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1.2.3 解决软件危机的方法 20世纪 年代后期出现了软件危机， 世纪60年代后期出现了软件危机 世纪 年代后期出现了软件危机， 北大两洋公约组织在德国提出了“ 北大两洋公约组织在德国提出了“软件工 的概念， 程”的概念，运用其它工程学的基本原理 和方法，设计和管理软件生产。 和方法，设计和管理软件生产。诞生了软 件工程学， 件工程学，这是目前发现的解决软件危机 有效的方法。 唯—有效的方法。 有效的方法
1.1 软件危机 1.1.1 软件发展历程 1.1.2 什么是软件 1.1.3 软件的分类 1.2 软件危机 1.3 软件工程
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1.1 软件危机
1.1.1 软件的发展过程 (1) 从1946年到 年代初，是计算机软件发展 年到60年代初 年到 年代初， 的初期，一般称为程序设计时期， 的初期，一般称为程序设计时期，其主要特 征是程序生产方式为个体手工方式。 征是程序生产方式为个体手工方式。 主要采用批处理技术，没有任何其它形式 主要采用批处理技术， 的文档资料保留下来，开发出的程序根本无 的文档资料保留下来， 法维护。 法维护。
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(3) 正确性：软件能够准确无误地执行用户 正确性： 需求的各种功能， 需求的各种功能，满足用户要求的各种性 能指标。 能指标。 (4) 可靠性：有时也称为健壮性，就是在硬 可靠性：有时也称为健壮性， 操作系统出现小故障， 件、操作系统出现小故障，或者人为操作 不当的情况下，不会导致软件系统失效。 不当的情况下，不会导致软件系统失效。 如对卫星导航系统，可靠性要求就特别高。 如对卫星导航系统，可靠性要求就特别高。
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(4) 大型软件：指10到20个人年 一个人年 大型软件： 个人年(一个人年 到 个人年 为一个人工作一年的工作量)完成 编写5 完成， 为一个人工作一年的工作量 完成，编写 万到10万行的程序 万行的程序。 万到 万行的程序。 (5) 甚大型软件：100至1000人参加，用4到 甚大型软件： 人参加， 至 人参加 到 5年时间完成，编写 万行程序的软件项 年时间完成， 年时间完成 编写l00万行程序的软件项 目。 (6) 特大型软件：2000人到 特大型软件： 人到5000人参加， 人参加， 人到 人参加 10年左右时间，编写 年左右时间， 年左右时间 编写1000万行以内的程 万行以内的程 弹道导弹防御系统能达到这个规模。 序。弹道导弹防御系统能达到这个规模。
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1.3.2 软件工程的目标 软件工程的目标是： 软件工程的目标是：提高软件产品的质 量和软件开发效率，减少软件维护的难度。 量和软件开发效率，减少软件维护的难度。
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要达到这个目标， 要达到这个目标，必须注重考虑下面几 个方面的问题： 个方面的问题： (1) 可修改性：允许对系统进行修改，而不 可修改性：允许对系统进行修改， 增加系统的复杂性。 增加系统的复杂性。 (2) 有效性：软件系统能在一定的时间资源 有效性： 和空间资源环境下，完成规定的任务。 和空间资源环境下，完成规定的任务。
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(3) 从20世纪 年代中期至 年代中期，是 世纪70年代中期至 年代中期， 世纪 年代中期至80年代中期 计算机软件发展的第三个时期， 计算机软件发展的第三个时期，一般称为 软件工程时期。 软件工程时期。软件的开发以工程化的思 想为指导，用工程化的原则、 想为指导，用工程化的原则、方法和标准 来开发和维护软件。 来开发和维护软件。
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软件工程学的三个基本要素是： 软件工程学的三个基本要素是：软件定 方法； 开发、维护的方法 软件定义、开发、 义、开发、维护的方法；软件定义、开发、 维护的工具 软件定义、开发、 工具； 维护的工具；软件定义、开发、维护中的 管理措施。 管理措施。
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(3) 软件在运行使用期间，有没有像硬件那 软件在运行使用期间， 样的机械磨损、老化问题。 样的机械磨损、老化问题。 没 有 (4) 软件的开发和运行受计算机系统的限制 吗？ 对计算机系统环境有着不同程度的依赖性。 对计算机系统环境有着不同程度的依赖性。 答案是肯定的
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1.1.3.4 根据软件的服务对象进行分类 提供给用户的计算机软件有两种情况： 提供给用户的计算机软件有两种情况： (1) 定制软件 (2) 产品软件
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1.2 软件危机
1968年北大西洋公约组织的计算机科 年北大西洋公约组织的计算机科 学家在德国召开国际会议， 学家在德国召开国际会议，把计算机软件 的开发和维护过程中出现的一系列严重问 题称为“软件危机” 题称为“软件危机”。