第1章软件工程学概述
第1章软件工程学概述
1.2.1 软件工程的概念
诸多软件工程的定义所揭示的软件工程 的本质认识是一致的：
软件工程一般更关注于大型软件系统的开发； 其中心任务是控制整个软件系统的复杂性，提高软 件开发的效率，加强人员和技术的管理，更好地满 足用户的需要。
1.2.2 软件工程的基本原理
（1）用分阶段的生命周期计划严格管理
（2）软件产品质量较差，可靠性低。
软件开发过程中不能坚持严格的审查、复审和测试， 使得软件可靠性差、质量问题多。
1.1.2 软件危机的表现
（3）用户对开发出来的软件产品不满意。
开发人员与用户之间的交流不充分，仅对用户需求 有了一个模糊的认识就匆忙开始写程序。这样的结果就 是用户对于所谓已经完成的软件很不满意。
1.1.1 软件危机的定义
➢ 定义
“在计算机软件的开发和维护过程 中所遇到的一系列严重的问题。”
1.1.2 软件危机的表现
（1）对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。
实际成本往往大大超过估计成本，或开发进度比计 划推迟几个月或一年以上。这种现象极大地影响了软件 开发组织的信誉，也会引起用户的强烈不满。
1.1.1 软件的定义
➢ 软件的经典定义：
软件=“完成特定功能的程序+数据结构+文档”
➢ 软件的特征：
1、软件是开发的，而不是制造的； 2、软件不磨损，但退化； 3、自定义。
1.1.1 软件的定义
➢ 软件发展中的相关问题：
硬件的发展超过软件； 现有软件与用户的要求矛盾； 软件失败导致“灾难性后果”； 需要高质量、高可靠性的软件； 设计的问题使升级和维护十分困难。
（4）软件常常是不可维护的。
在实际项目中，很多程序的错误往往难以修改，而 且不能适应软硬件环境的变化，也无法添加用户需要的 一些新功能。
第1章软件工程概述
第1章软件工程概述软件工程的研究领域包括软件的开发方法、软件周期以及软件工程的实践等。
软件危机与软件工程的起源1. 计算机系统的发展历程20 世纪 60 年代中期以前，是计算机系统发展的早期：软件为每个具体应用而专门编写的。
软件实质为规模较小的程序，编写容易，没有系统化的方法，对软件开发工作更没有进行任何管理。
编写者和使用者为同一个（或同一组）人。
软件设计只是一个模糊的过程，除了程序清单之外，没有其他文档资料。
20 世纪 60 年代中期到 70 年代中期，是计算机发展的第二代：硬件发展：多道程序、多用户系统引入了人机交互的新概念，使硬件和软件的配合上了一个新层次。
实时系统能够从多个信息源收集、分析和转换数据，使得进程控制能以毫秒而不是分钟来进行。
在线存储技术的进步导致了第一代数据库管理系统的出现。
软件发展：软件个体化特性。
软件数量极具膨胀。
在程序运行时发生的错误必须设法改正。
用户有了新的需求时必须相应的修改程序。
硬件或操作系统更新时，通常需要修改程序以适应新的环境。
软件维护工作，以令人吃惊的比例耗费资源，许多程序的个体化特性使得它们最终成为不可维护的。
2. 软件定义：软件是由一个完整的配置组成：程序：能够完成预定功能和性能的可执行的指令序列。
数据：是使程序能够适当地处理信息的数据结构。
文档：是开发、使用和维护程序所需要的图文资料。
1983 年 IEEE 对软件的定义：计算机程序、方法、规则、相关的文档资料、运行程序时所必须的数据。
特点：1) 软件是一种逻辑实体，而不是具体的物理实体。
2) 软件的生产与硬件不同。
在软件开发过程中没有明显的制造过程。
3) 在软件的运行和使用期间，没有硬件那样的机械磨损，老化问题。
4) 软件成本相当高。
3. 软件危机介绍软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
软件危机包含两方面问题：如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求；如何维护，数量不断膨胀的已有软件。
软件工程-张海藩 编著 复习提纲1-6章
第一章软件工程学概述第一节软件危机1.为了消除软件危机，20世纪60年代后期形成了新学科：计算机软件工程学。
2.软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
（这些问题不是不能运行的软件才仅仅具有的，几乎所有的软件都不同程度存在这些问题。
）3.软件危机包含两个方面的问题：1．如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求。
2．如何维护数量不断膨胀的已有软件。
4.产生软件危机的原因（page4—图1.1）1.一方面与软件本身的特点有关2.另一方面也和软件开发与维护的方法不正确有关。
5.软件不同于一般程序，它的一个显著特点是：“规模庞大”。
6.软件开发流程：1. 问题定义：（确定要求解决的问题是什么）2. 可行性研究：（决定该问题是否存在一个可行的解决办法）3. 需求分析：（深入具体的了解用户需求）进入开发时期:对软件设计概要设计详细设计编写程序（全部工作量10%—20%）测试交付使用7.软件产品的配置：包括：程序、文档、数据8.软件危机的一些典型表现：1.对软件开发成本和进度的估计常常不准确2.用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生3.软件产品的质量往往靠不住4.软件常常是不可维护的5.软件通常没有适当的文档资料。
6.软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升。
7.软件开发生产率提高的速度，远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。
第二节软件工程1.软件工程定义软件工程是：把系统的、规范的、可度量的途径应用于软件开发、运行和维护过程，也就是把工程应用于软件；2. 软件工程方法学包含3个要素：方法、工具和过程。
3. 软件工程方法学： 1. 传统方法学2. 面向对象方法学4. 面向对象方法学的4个特点：（1）把对象（object）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。
（2）把所有的对象都划分成类（class）。
（3）按照父类（基类）与子类（派生类）的关系，把若干个相关类组成一个层次结构的系统（也成为类的等级）。
(完整word版)软件工程导论(第6版)
第一章、软件工程学概述软件危机：是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
软件危机包含下述两个方面的问题：1.如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求。
2.如何维护数量不断膨胀的已有软件。
具体的说，软件危机主要有以下一些典型表现：1.对软件开发成本的进度的估计常常很不准确。
2.用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生3.软件产品的质量往往靠不住。
4.软件常常是不可维护的。
5.软件通常没有适当的文档材料。
6.软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升。
7.软件开发生产率提高的速度，远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。
软件生命周期：一个软件从定义、开发、使用和维护，知道最终被废弃，要经历一个漫长的时期，通常把软件经历的这个漫长的时期称为生命周期。
软件配置：程序、文档和数据。
软件工程学的一个重要的目标：就是提高软件的可维护性，减少软件维护的代价。
软件：是程序、数据及相关文档的集合。
程序：是能够完成预定功能和性能的可执行的指令序列。
数据：是使程序能够适当地处理信息的数据结构。
文档：是开发、使用和维护程序所需要的图文资料。
软件工程：指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。
软件工程具有下属的本质特性：1.软件工程关注于大型程序的构造。
2.软件工程的中心课题是控制复杂性。
3.软件经常变化。
4.开发软件的效率非常重要。
5.和谐地合作是开发软件的关键。
6.软件必须有效地支持它的用户。
7.在软件工程领域中通常由具有一种文化背景的人替具有另一种文化背景的人创造产品。
软件工程的7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。
3.实行严格的产品控制4.采用现代程序设计技术。
5.结构应能清楚的审查。
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。
软件工程：包括技术和管理两方面的内容，是技术与管理紧密结合所形成的工程学科。
通常把在软件生命周期全过程中使用的一整套技术方法的集合称为方法学，也称为泛型。
第1章-软件工程学概述1-1
• 软件用后不磨损
• 随着时间的推移，应用程序
的某些部分可能会变得不再 相关（例如，需求改变时）， 而需要修改
• 但是，没有备件的概念
1.1、软件的定义
硬件和软件故障率曲线
由于副作用造成 故障率的提高 原来的软件已经面目全非了！
故障率
磨损后
生命初期
修改
硬件的故障率曲线 实际曲线
软件故障率的理想曲线
1.2、软件危机
软件危机案例
3 ． 软件产品的质量靠不住 [案例]：
ARIANE 5 火箭 1996 年6 月，耗资70 亿美元，发射
本章内容
1.1、软件的定义 1.2、软件危机 1.3、软件工程 1.4、软件生存期 1.5、软件过程
1.2、软件危机
软件危机
Crisis！
“软件危机”（Software crisis） 的出现是由于软件的规模越来越大，复杂 度不断增加，软件需求量增大。而软件开 发过程是一种高密集度的脑力劳动，软件 开发的模式及技术不能适应软件发展的需 要。致使大量质量低劣的软件涌向市场， 有的花费大量人力财力，而在开发过程中 就夭折。
时间
1.1、软件的定义
硬件和软件故障率曲线的比较
软件不会用坏（wear out）.
软件会退化（ deteriorate）!
1.1、软件的定义
软件的特点-7
要求
软件产品不允许误差
软件产品的高质量取决于好的设计（ High quality is achieved through） 依赖于人（Depend on people） 需要对产品进行构造（Require the construction of a “product”）
软件工程_张海蕃
应该推广使用在实践中总结出来的开发软件的成功 的技术和方法，并且研究探索更好更有效的技术和 方法，尽快消除在计算机系统早期发展阶段形成的 一些错误概念和做法。 应该开发和使用更好的软件工具。正如机械工具可 以“放大”人类的体力一样，软件工具可以“放大” 人类的智力。在软件开发的每个阶段都有许多繁琐 重复的工作需要做，在适当的软件工具辅助下，开 发人员可以把这类工作做得既快又好。如果把各个 阶段使用的软件工具有机地集合成一个整体，支持 软件开发的全过程，则称为软件工程支撑环境。
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，认为软件开发就是写 程序并设法使之运行，轻视软件维护等。
事实上，对用户要求没有完整准确的认识就匆忙着 手编写程序是许多软件开发工程失败的主要原因之 一。只有用户才真正了解他们自己的需要，但是许 多用户在开始时并不能准确具体地叙述他们的需要， 软件开发人员需要做大量深入细致的调查研究工作， 反复多次地和用户交流信息，才能真正全面、准确、 具体地了解用户的要求。对问题和目标的正确认识 是解决任何问题的前提和出发点，软件开发同样也 不例外。急于求成，仓促上阵，对用户要求没有正 确认识就匆忙着手编写程序，这就如同不打好地基 就盖高楼一样，最终必然垮台。事实上，越早开始 写程序，完成它所需要用的时间往往越长。
另一方面还必须认识到程序只是完整的软件产品的 一个组成部分，在上述软件生命周期的每个阶段都 要得出最终产品的一个或几个组成部分(这些组成 部分通常以文档资料的形式存在)。也就是说，一 个软件产品必须由一个完整的配置组成，软件配置 主要包括程序、文档和数据等成分。必须清除只重 视程序而忽视软件配置其余成分的糊涂观念。 作好软件定义时期的工作，是降低软件成本提高软 件质量的关键。如果软件开发人员在定义时期没有 正确全面地理解用户需求，直到测试阶段或软件交 付使用后才发现“已完成的”软件不完全符合用户 的需要，这时再修改就为时已晚了。
第1章软件工程学概述
（3）软件经常变化 （4）开发软件的效率非常重要 （5.） 和谐地合作是开发软件的关键 （6.） 软件必须有效地支持它的用户 开发软件的目的就是支持用户的工作，满足 用户对软件的需求 （7. ）在软件工程领域中通常由具有一种文 化背景的人替具有另一种文化背景的人创 造产品
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软件工程的研究内容
软件是计算机系统中与硬件（hardware）相互依存 的另一部分，与硬件合为一体完成系统功能。 软件定义包括如下几点： （1）功能和性能的指令集（即程序）； （2）程序能正常操纵信息的数据结构（即相关数 据）； （3）与程序开发维护和使用有关的各种图文数据 （即说明文档）。
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软件=程序+数据+相关文档
软件的发展主要经历了以下3个发展阶段：
第一阶段（20世纪50年代初期至20世纪60年 代中期） 特点：（1）称为程序设计阶段 （2）软件生产以个体化为主 （3）编写程序的工具只有低级语言 （4）软件规模小，几乎没有系统化的 标准可循
11
（5）软件由软件使用者自己开发和编写，适 合个人应用 （6）没有“软件”概念，对于程序有关的文 档的重要性认识不足，开发主要围绕硬件 进行 （7）工程规模小，使用工具单一，开发者之 间没有明确分工 第二阶段（20世纪60年代中期至70年代末期） 称程序系统阶段
7
ENIAC诞生于二战时期，最初是作为辅助炮兵计 算炮弹轨迹的工具，在盟军登陆西欧前一年开始 制造，但直到1945年停火时还没完成。在冷战初 期军方就发现了ENIAC的大量用途，它的17468 根真空管被用来测试氢弹的早期设计的可行性。 这台计算机每秒能执行5000条指令，在当时的情 况下它的运算速度比电动式计算机快1000倍。当 然，现在iPhone 6每秒能响应250亿条指令。
第1章 软件工程学概述
Robert Martin Arie van Bennekun Alistair Cockburn Ward Cunningham Martin Fowler
31
软件过程：敏捷开发
开发原则
尽早地、持续地交付有价值的软件来使客户满意。
即使到了开发后期，也欢迎改变需求。敏捷过程利用变化来为客户创造 竞争优势。 经常交付可工作的软件，其时间间隔可以是几周到几个月。 开发期间，业务人员和开发人员必须天天在一起工作。 最有效果的、最有效率的传递信息的方法，就是面对面的交谈。 首要的进度度量标准是工作的软件。 简单是根本的 ……
2013-7-16
重构：建造产品的过程中不断地调整设计 上海大学计算机学院
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各种生命周期模型的比较
第1章 软件工程学概述
软件危机
软件工程
软件生命周期
软件过程
2013-7-16
上海大学计算机学院
1
软件危机
软件发展的四个阶段
1. 1950’s~1960’s中
规模较小，个体开发
2. 1960’s中~1970’中
软件作坊，产品软件 “软件危机” 出现，“软件工程” 学科诞生(1968年)
3. 1970’中 ~1980’s
方法
2013-7-16
上海大学计算机学院
10
软件工程
传统方法学
也称为生命周期方法学或结构化范型
采用结构化技术(结构化分析、设计和实现) 结构化范型要么面向行为，要么面向数据
面向对象方法学
把数据和行为看成同等重要，以数据为主线， 把数据和对数据的操作紧密地结合
4个要点
面向对象方法=对象+类+继承+用消息通信
第1章 软件工程概述
因而软件成本相当昂贵；
（6）相当多的软件开发涉及到社会因素。
2017/10/26 第4页 软件工程
3、软件的分类：
（1）按功能分类 a、系统软件：支持计算机系统各个部件、相关的软件
和数据协调、高效地工作的软件。如：OS、DBMS、
DRIVER、COMMUNICATION-SYSTEM。 b、支撑软件：协助用户开发软件的工具性软件，文本 编辑软件。如：PSL/PSA（问题描述语言、问题描述分析 器）、图形软件包、预编译程序、静态分析程序。
是批处理还是人机交互，信息存储是采用文件系统还是数据库？），方案的级
别有：低、中、高等级，每种方案都用系统流程图或其它工具加以描述。推荐 一种方案。最后确定一种方案。 （4）完成的任务：可能的解法（每种解法的系统流程图和成本效益分析），推 荐的系统结构（层次图或结构图）。 总体设计结束的标志是提交总体设计说明书、数据库或数据结构说明书和 集成测试计划等文件。
软件工程
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软件工程
第一章 软件工程概述
软件 软件危机 软件工程
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第2页
软件工程
1.1 软
1、什么叫软件？
件
（1）广义软件：相对于有形物理实体，把技术条件、管理法
规以及人员素质等无形因素称为软件。 （2）计算机软件：是与计算机硬件相对应的计算机组成部分， 包括程序、数据及其相关文档的完整集合。 Boehm：“软件是程序以及开发、使用和维护程序所需的所有
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软件工程
（4）按功能软件服务对象分类 a、项目软件：受特定客户委托由一个或多个软件 开发机构在合同的约束下开发出来的软件。 b、产品软件：提供给市场的商品。
软件工程知识点归纳
软件工程知识点归纳第1章软件工程学概述 (3)1.1 软件危机 (3)1.2 软件工程 (3)1.3 软件生命周期 (3)1.4 软件过程 (3)第2章可行性研究 (4)2.1 可行性研究的任务 (4)2.2 可行性研究过程 (4)2.3 系统流程图 (4)2.4 数据流图 (4)2.5 数据字典 (5)2.6 成本/效益分析 (5)第3章需求分析 (5)3.1 需求分析的任务 (5)3.2 与用户沟通获取需求的方法 (5)3.3 分析建模与规格说明 (5)3.4 实体-联系图 (5)3.5 数据规范化 (5)3.6 状态转换图 (6)3.7 其他图形工具 (6)3.8 验证软件需求 (6)第4章形式化说明技术 (6)第5章总体设计 (6)5.1 设计过程 (6)5.2 设计原理 (7)5.3 启发规则 (7)5.4 描绘软件结构的图形工具 (7)5.5 面向数据流的设计方法 (8)第6章详细设计 (8)6.1 结构程序设计 (8)6.2 人机界面设计 (8)6.3 过程设计的工具 (8)6.4 面向数据结构的设计方法 (8)6.5 程序复杂程度的定量度量 (8)第7章实现 (9)7.1 编码 (9)7.2 软件测试基础 (9)7.3 单元测试（模块测试） (10)7.4 集成测试（子系统测试和系统测试） (10)7.5 确认测试（验收测试） (10)7.6 白盒测试技术 (10)7.7 黑盒测试技术 (11)7.8 调试（修改测试发现的错误） (11)7.9 软件可靠性 (11)第8章维护 (11)8.1 软件维护的定义 (11)8.2 软件维护的特点 (11)8.3 软件维护过程 (12)8.4 软件的可维护性 (12)8.5 预防性维护 (12)8.6 软件再工程过程 (12)参考书目 (12)第1章软件工程学概述1.1 软件危机1. 软件危机的定义、表现、产生原因2. 消除软件危机的途径3. 软件产品必须由一个完整的配置组成，软件配置主要包括程序、文档和数据等成分。
软件工程概述
第1章 软件工程概述
二、软件危机
20世纪60年代末70年代初，西方工业发达国 家经历了一场“软件危机”。这场软件危机表现 在：一方面软件十分复杂，价格昂贵，供需差日 益增大，另一方面软件开发时又常常受挫，质量 差，指定的进度表和完成日期很少能按时实现， 研制过程很难管理，即软件的研制往往失去控制。 我们称软件开发和维护过程中所中遇到的这一系 列严重问题为软件危机。
1.2 软件的发展和软件危机
一、计算机系统的发展历程 第一代（20世纪60年代中期以前）：程序设计阶段。 第二代（从20世纪60年代中期到70年代中期）：程
序系统阶段——“软件工程” 学科诞生。 第三代（从20世70年代中期到80年代中期）：软
件工程阶段。 第四代（从20世纪80年代中期至今）：软件产业在
第1章 软件工程概述
二、软件开发模型
1.瀑布模型：将软件生存周期的各项活动规定为依 照固定顺序连接的若干阶段工作，形如瀑布流水， 最终得到软件产品。
如同任何其他事物一样，软件也有一个孕育、诞生、成长、成熟、衰亡的生存过程，一般称之为计算机软件的生存期。
第1章 第1章
软软软件件件工工程程概概工述述 程下的定义为：软件工程是开发、运
行、维护和修复软件的系统方法，其中“软
件”的定义为：计算机程序、方法、规则、
相关的文档资料以及在计事机上运行时所必
第1章 软件工程概述
（2）可行性研究：任务是为前一阶段提出的问 题寻求一种至数种在技术上可行、且在经济上有 较高效益的解决方案。
第1章 软件工程概述
2．软件开发时期
（1）需求分析：弄清用户对软件系统的全部需求， 主要是确定目标系统必须具备哪些功能。
张海藩《软件工程导论》(第6版)笔记和课后习题详解
第 3 章 需求分析 ......................................................................................................................................... 28 3.1 复习笔记 ........................................................................................................................................ 28 3.2 课后习题详解 ................................................................................................................................. 32
太原科技大学软件工程考试重点知识(一)
太原科技大学软件工程考试重点知识（一）第1章软件工程学概述1.1软件危机概念：指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
实际上，几乎所有软件都不同程度地存在这些问题。
原因：1.与软件本身的特点有关。
1）软件不同于硬件，缺乏“可见性”，它是计算机系统的逻辑部件而不是物理部件。
2）软件不同于一般程序，规模庞大，而且程序复杂性将随着程序规模的增加而呈指数上升。
2.与软件开发与维护的方法不正确有关。
1）忽视软件需求分析的重要性。
对用户要求没有完整准确的认识就匆忙着手编写程序。
2）认为软件开发就是写程序并设法使之运行。
3）在软件开发的不同阶段进行修改需要付出的代价是很不相同的。
4）轻视软件维护。
消除途径：1.对计算机软件有正确的认识：软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序，数据及其相关文档的完整集合。
即Software=Program+Data+Document。
2.必须充分认识到软件开发是一种组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完成的工程项目。
3.推广使用在实践中总结出来的开发软件的成功技术和方法，并继续研究探索。
4.开发和使用更好的软件工具。
1.2软件工程软件工程：是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。
软件工程的本质特性：1.软件工程关注于大型程序的构造；2.软件工程的中心课题是控制复杂性；3.软件经常变化；4.开发软件的效率非常重要；5.和谐地合作是软件开发的关键；6.软件必须有效地支持它的用户；7.在软件工程领域中是由具有一种文化背景的人替具有另一种文化背景的人创造产品。
软件工程包括技术和管理两方面的内容，是技术与管理紧密结合所形成的工程学科。
软件工程方法学的3要素：方法、工具和过程。
目前使用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。
1.传统方法学也称为生命周期方法学或结构化范型。
结构化方法（StructureMethod）有：1）结构化设计方法（SD）；2）结构化分析方法（SA）；3）结构化分析与设计技术（SADT）；4）JACKSON方法；5）WARNIER方法。
软件工程学概述
3. 实行严格的产品控制 基线配置管理（变动控制）
4. 采用现代程序设计技术 结构化分析、设计技术、结构化程序设计技术,面向对
象分析和设计技术。
实践表明，采用先进的技术不仅可以提高软件开发和 维护的效率，而且可以提高软件产品的质量。
5. 结果应该能够清楚地审查 依据开发项目的总目标和完成期限，规定开发小组的
易地改动。”
◦ “软件投入生产性运行以后需要的维护工作并不多，而且维护是一 种很容易做的简单工作。”软件维护的费用占软件总费用的55％－ 70％
◦ 不完善的系统定义往往是导致软件项目失败的主要原因。 ◦ 只有质量差的软件产品才需要维护。
◦ 在软件开发的过程中，若能推迟暴露其中的错误，则为修复和改正错误 所花费的代价就会降低。
不全，坚持认为软件开发就是写程序、运行程序； （c）轻视软件维护。
不同阶段修改软件需付出的代价很不相同：
代价
高
中
低
早期 中期 后期 软件开发时期
引入同一修改的代价随时间变化的趋势
关于软件开发的常见观点：√ or X
◦ “有一个对目标的概括描述就足以着手编写程序了，许多细节可以 在以后再补充。”
◦ “所谓软件开发就是编写程序并设法使它运行。” ◦ “用户对软件的要求不断变化，然而软件是柔软而灵活的，可以轻
5. 详细设计 任务：怎样具体实现该系统 ◦ 详细地设计每个模块，确定实现模块功能所需要的算法和数 据结构。
结果： ◦ 每个模块的算法和数据结构（程序流程图、 N-S图、 PAD图
等）。
6. 编码和单元测试 任务：得到正确的程序模块 ◦ 选取一种适当的高级程序设计语言(必要时用汇编语言)，把 详细设计的结果翻译成用选定的语言书写的程序； ◦ 并且仔细测试编写出的每一个模块。 结果： ◦ 代码和测试报告
《软件工程》第1章 软件工程概述
1.1.2 软件的分类
软件多种多样，随着软件复杂程度的增加，软 件的界限越来越不明显。按软件的作用，一般可以 分为以下几类。 1．系统软件
系统软件（system software）是指能与计算机硬件紧 密配合在一起，使计算机系统各个部件、相关的软件、和 数据协调高效地工作的软件。系统软件是计算机系统的重 要组成部分，它支持应用软件的开发和运行。系统软件包 括：操作系统、网络软件、编译程序、数据库管理程序、 文件编辑系统、系统检查与诊断软件等。
1.2 软件工程的概念
1.2.1 软件工程的定义和原理 1.2.2 软件工程的目标 1.2.3 软件工程的原则
1.2.1 软件工程的定义和原理
1．软件工程的定义
软件工程（software engineering）这个名词 是北大西洋公约组织（NATO）科学技术委员会1968 年秋在当时的联邦德国召集了近50名第一流的编程 人员、计算机科学家和工业界巨头，制定摆脱软件 危机的办法时提出来的。尽管当时专家们无法设计 出一张指导软件业走向更牢固阵地的详细路线图， 但他们借鉴硬件工程的办法，确实为解决软件这一 难题，不仅创造了一个新名词—软件工程，还使软 件工程有了方向。从1968年到现在已经40多年，应 该说，在今天，软件工程已发展成为一门独立的学 科。
1.1.2 软件的分类
2．应用软件
应用软件（application software）则是在系统 软件基础上，为解决特定的领域应用而开发的软件。 按其性质不同可以分为以下几类： ①事务软件
事务信息处理是一个最大的软件应用领域。如工资单、收 /支计算、存货盘点报表等。这些独立的系统可以组成管理信 息系统（MIS）软件，它从一个或多个装有事务信息的数据库 中存取数据。在这个领域中的应用是重新建立已有的数据，便 于事务操作或做出管理决策。另外，除了传统的数据处理应用， 事务软件还可以实现交互计算（如营业点的交易处理）。
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• 理解、掌握和运用
2015-6-17
理解
• • • • 什么是软件工程 为什么需要软件工程(产生背景) 软件工程需要解决那些问题 软件工程涉及那些方面内容
2015-6-17
课程介绍和要求
掌握
• 软件工程
– – – – – 概念 技术 过程 手段 工具
运用
• 运用工程化思想进行软件开发
作步骤。
•软件过程（ ISO9000 ）：使用资源将输入转化
为输出的活动所构成的系统。
•输入：如软件需求
•输出：如软件产品
2015-6-17
•1.4.1 瀑布模型
1. 阶段间具有顺序性和
依赖性
2. 推迟实现的观点 3. 质量保证的观点
2015-6-17
1.4.1 瀑布模型
传统瀑布模型的特点
提供了软件过程模型的基本框架（模板）。 强调了每一阶段活动的严格顺序。 质量保证观点：以经过评审确认了的阶段工作 产品（文档）驱动下一阶段的工作，便于管理。 是一种整体开发模型，程序的物理实现集中在 开发阶段的后期，用户在最后才能看到自己的 产品。
软件工程
( Software Engineering )
2015-6-17
侯天峰，1985年
之前在三星电子（中国）研发中心，从事视频图像增强算 法等先行技术研究
研究方向：Super resolution，Dehaze，Video enhancement，Image registration，Deep learning
过删除存储器内的部分数据使“勇气”号于2月1
日恢复工作，但专家仍然希望通过格式化存储器
来彻底消除隐患。
2015-6-17
宇航
1963年美国飞往火星的火箭爆炸，造成 1000万美元的损失。原因是FORTRAN程 序：
DO 5 I=1，3 误写为：DO 5 I=1 . 3
1999年9月到达火星的“火星气候轨道 器”——后来成了一个著名的笑话。工程 师在计算轨道器推力的时候，混用了公制 和英制的单位，从而导致了它的坠毁。
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C.需求分析
任务：必须做什么 主要是确定目标系统必须具备哪些功能。 系统分析员必须和用户密切配合，充分交流信息 ，以得出经过用户确认的系统逻辑模型。 结果： 系统的逻辑模型（数据流图、数据字典、简要的 算法描述）。 用规格说明书准确地记录对目标系统的需求。
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医疗
最广为人知的是加拿大原子能公司制造的Therac
－25线性加速放射器致人死亡事件。该机器由计
算机控制，耗资百万元以上，由于5次连续性的错
误造成放射过量，5位病人死亡，2人重伤。死亡
病人接受了超过正常剂量100倍以上的放射。
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你自己亲身经历的？
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1.2 软件工程
1.2.1 软件工程的介绍
1968 年 NATO 会议：软件工程就是为了经济地获 得可靠的且能在实际机器上有效地运行的软件， 而建立和使用完善的工程原理。 1993 年 IEEE ：软件工程是（ 1 ）把系统的、规范 的、可度量的途径应用于软件开发、运行和维护 过程；（2）研究（1）中提到的途径。
Email：mailhou@ Mobile Phone：18502563298
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课程介绍及要求
用工程化的方法来开发软件
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教学目标
• 为什么要学习这门课程
– 有助于正确理解和认识“软件”的概念及其特点 – 理解软件开发面临的问题和挑战 – 掌握软件工程的原则、方法和思想来系统地开发 软件，尤其是复杂、庞大的软件的开发 – 了解和接触软件开发所需的各种技术手段
– – – – 需求分析 软件设计 程序设计 软件维护
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课程介绍和要求
内容组织
先导要求
程序设计语言 最好有一定的软件开发经验
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课程介绍和要求
学习要求
• 听
– 理解知识点和思想 – 无需刻意去记
• 做
– – – – 实践 体会软件工程的原则、方法和技术，在实践中提高 培养抽象思维能力 培养独立学习和解决问题的能力
•2. 面向对象方法学
• • • 把数据和对数据的操作紧密结合起来的方法， 模拟人类认识世界解决问题的方法和过程。 面向对象的方法 =对象（属性与服务的封装）
•
•
+分类
+继承
•
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+通过消息的通讯
3. 其他开发方法
• • 1）适用于实时事物处理系统的有限状态机方法
（FSM）；
2）适用于并发软件系统的PETRI网方法；
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电子商务
2007-10-30日由于官方票务网站流量曾瞬时达到
每小时800万次，超过了系统设计的每小时100万
次的承受量。启动后第一小时从各售价渠道瞬时
提交到票务系统的门票达到20万张，也超过了系
统设计的每小时销售15万张的票务处理能力。北
京奥组委不得不作出停止售票的决定。从初步的
比例逐年上升；
7）软件开发生产率提高的速度跟不上计算
机应用的发展趋势。
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• 1.1.2 产生软件危机的原因
1）软件本身特点造成；
2）软件开发与维护的方法不正确。
主要表现： （a）忽视软件需求分析； （b）认为软件开发就是写程序并使之运行； （c）轻视软件维护；
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•
问题定义是软件生命周期中时间最短的阶
段，一般都比较简单，因此在实际开发中它是
最容易被忽视的一个阶段。
•
这一阶段工作主要由系统分析员来完成，
系统分析员要尽可能从较高的角度概括软件所
要做的工作，而不用写明问题的实现细节。
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B.可行性研究
任务：有可行的解？ 系统分析员需要进行一次大大压缩和简化了的系 统分析和设计过程。 研究问题的范围，探索这个问题是否值得去解， 是否有可行的解决办法。 结果： 系统的高层逻辑模型（数据流图、成本效益分析 ）。 可行性论证报告（立即进行、推迟进行、不能或 者不值得进行）
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E.详细设计
任务：怎样具体实现该系统？ 详细设计每个模块，确定实现模块功能所需要的 算法和数据结构。 结果： 每个模块的算法和数据结构（程序流程图、PAD 图）。
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F.编码和测试
任务：得到符合要求的软件？ 选取一种适当的高级程序设计语言，把详细设计 的结果翻译成选定的语言书写的程序。 并且仔细测试编写出的每一个模块，通过集成测 试、验收测试等方法对目标系统进一步测试。。 结果： 代码和测试报告。
Ω 良好的组织管理措施。
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•
为了解决软件危机产生的问题，软件工程与
方法学逐渐形成，然后出现了两个相互相承又
各有侧重的学科：
1 ）软件工程学：主要应用工程的方法和
技术研究软件开发与维护的方法、工具和管理
的一门交叉学科。
2）程序设计方法学：主要应用数学的方 法研究程序的性质以及程序设计的理论和方法 的学科。
•
在软件开发的不同阶段进行修改需要付出
的代价很不相同：
代价
高 中
低
早期 中期 后期
软件开发时期
图1.1引入同一修改的代价随时间变化的趋势
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1.1.3 解决软件危机的途径
Ω 推广使用在实践中总结出来的开发软件的成功技
术和方法，并研究探索更有效的技术和方法；
Ω 开发和使用更好的软件工具；
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G.软件维护
任务：使系统持久地满足用户的需要？ 在软件运行过程中，进行改正性、适应性、完善 性、预防性维护。 每一项维护活动实质上是经历了一次压缩和简化 了的软件定义和开发的全过程。 结果： 完整准确的维护记录。
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1.4 软件过程
•软件过程：为了获得高质量软件所需要完成的 一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工
• 想
– 阅读相关资料
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课程介绍和要求
考核方式
• 平时+实验 • 期末考试
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课程介绍和要求 9
软件工程中典型案例-宇航
在“勇气”号从地球飞往火星的半年多时间内，
其存储器里积聚了大量的数据文件，超过了存储
器的负荷。这导致“勇气”号从1月21日开始瘫痪
在火星上，无法向地球传送数据。科学家虽然通
•
•
3）以数学概念和理论为基础的形式化方法，如
SDC公司的形式化开发方法FDM：
•
• •
（Formal Development Methodology）
IBM公司的维也纳开发方法VDM： （Vienna Development Method ）
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1.3 软件生命周期 软件生命周期： 指软件从提出到最终被淘汰的这个存在期。
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软件工程的本质特性：
1. 软件工程关注于大型程序的构造；
2. 软件工程的中心课题是控制复杂性；
3. 软件经常变化； 4. 开发软件的效率非常重要； 5. 和谐地合作是软件开发的关键； 6. 软件必须有效地支持它的用户；
7. 在软件工程领域中是由具有一种文化背景
情况分析，并不是带宽的问题，主要还是系统后
台的数据库的处理能力，在设计、规划方面，还
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有待改进。