第一讲 软件危机与软件工程
第一讲-软件工程概述(软件危机)
结论
总之，为了消除软件危机，既要有技术措施(方法和工具)，又要有必要的组织管理措施。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的一门新兴学科。
课堂讨论
请针对一下几种观点发表自己的意见 编程高手不需要懂得软件工程，也能编出很好的软件。 拥有最后的开发工具和计算机就能编写优秀的软件。 软件开发进度落后，只要增加人员就能解决。
一、软件危机
1.1软件危机的介绍 什么是软件危机？
计算机软件的开发和维护过程所遇到的一系列严重问题.
软件危机的特征是什么？
对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。 用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生。 软件产品的质量往往靠不住。 软件常常是不可维护的。 软件通常没有适当的文档资料。 软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升。 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。
（2）软件开发维护中的问题
图 引入同一变动付出的代价随时间变化的趋势
正确的规格说明
错误的规格说明
需求分析
设计
正确的设计
错误的设计
对错误说明的设计
编码
正确编码
对错误说明的编码
错误编码
对错误设计的编码
测试
正确功能
潜伏的错误
不可改正的错误
可改正的错误
（2）软件开发维护中的问题
错误认为：软件开发=程序编写 软件开发只要依靠个别编程高手就能完成 轻视软件维护 Biblioteka 100%0%1955
1970
1985
———— 以上列举的仅仅是软件危机的一些明显的表现，与软件开发和维护有关的问题远远不止这些
软件危机著名案例
软件危机与软件工程
途 基本原则。
径
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软件工程基本原理
解
决1．用分阶段的生命周期计划严格管理
软
有人统计，在不成功的软件项目中有50%左
件 右是由于计划不周造成的。应该把软件生命周期
危 机 的
划分为若干阶段，并制定出相应的切实可行的计 划，严格按照计划对开发和维护进行管理。
B.W.Boehm认为，应制定和严格执行6类计划： 项目概要计划、里程碑计划、项目控制计划、产
软 ▪ 计算机软件的数量以惊人的速度急剧
件 膨胀。
开 ▪ 计算机硬件的性能/价格比，每10年提高
发 过 程
▪
2个数量级，且质量稳步提高。 软件生产跟不上计算机应用的要求，开 发成本增加，质量没有保证，已成制约
计算机发展的关键因素。
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软件危机
软 件
▪ 软件危机(crisis)：是指在计算机软
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产生软件危机的原因
软 件 危
机
▪ 客观原因：软件需求大，规模大
▪ 主观原因：软件本身的特点
软件是一种逻辑部件不是物理部件，其进展情 况和质量难以控制。
的 软件的规模非常庞大，多人共同开发，必须有
产 严格和科学的管理。
生 软件开发过分依赖于个人的智力劳动和经验。
在对用户需求没有完整、准确的认识，匆忙开
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软件工程开发模式
解
决
第一，不要急于求成，对于规模较大、较复杂的系
软 件
统，过早地急于编程实现，往往导致大量返工，甚至 开发失败。应该把前面几个阶段的工作做得比较扎实， 再进行后续的工作。
第一讲 软件工程概述(软件危机)
第一讲软件工程概述(软件危机)软件工程概述(软件危机)1·软件工程的定义软件工程是一门工程学科，旨在应用系统性、可量化的方法来开发和维护软件。
它涉及软件开发的各个方面，包括软件需求分析、设计、编码、测试和维护等。
2·软件发展的历史2·1 软件危机的出现在20世纪60年代末和70年代初，随着计算机应用的快速发展，软件开发面临了一系列的问题，被称为软件危机。
这些问题包括项目延期、成本超支、质量低下等。
2·2 软件危机的原因软件危机的主要原因包括：2·2·1 需求不明确在软件开发过程中，需求的变化和需求不明确是导致软件危机的主要原因之一。
客户往往无法准确地描述他们的需求，而开发人员也往往无法准确地理解需求。
2·2·2 缺乏有效的管理方法软件开发过程往往缺乏有效的管理方法，导致项目进展缓慢、进度不可控、团队合作不顺畅等问题。
2·2·3 技术限制和约束过去的软件开发技术受到硬件性能和软件工具的限制，导致开发效率低下和质量不可靠。
3·软件工程的基本原理和方法3·1 需求工程需求工程是软件工程的关键环节，旨在通过系统的方法来理解、分析和定义软件系统的需求。
3·2 结构化设计结构化设计是一种将软件系统划分为各个模块，并定义它们之间的关系的方法。
3·3 面向对象设计面向对象设计是一种将软件系统设计为一组相互协作的对象的方法。
它包括类的定义、继承和多态等概念。
3·4 软件测试软件测试是验证和验证软件系统是否满足要求的过程。
它包括单元测试、集成测试、系统测试等不同层次的测试。
3·5 软件维护软件维护是指对已发布的软件进行修改、优化和错误修复的过程。
4·软件工程的发展趋势4·1 敏捷开发敏捷开发是一种以迭代、增量和协作为核心的开发方法。
它强调灵活性、快速反馈和适应性。
第1部分 软件危机与软件工程
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§1.2 软件工程概述
(3) 演化模型的优点 早期就可以快速的生产出可以运行的软件； 早期就可以快速的生产出可以运行的软件； 开发过程灵活，当需求或者目标改变时，可以及时的调整软件实施方案； 开发过程灵活，当需求或者目标改变时，可以及时的调整软件实施方案； 有助于在早期进行软件测试、进度控制、缺陷跟踪和文档管理， 有助于在早期进行软件测试、进度控制、缺陷跟踪和文档管理，有利于 平衡整个开发过程的负荷； 平衡整个开发过程的负荷； 在每个迭代过程中，易于捕获风险信息和收集风险数据； 在每个迭代过程中，易于捕获风险信息和收集风险数据； 开发过程中的经验教训能及时的反馈应用于下一个循环过程中， 开发过程中的经验教训能及时的反馈应用于下一个循环过程中，从而提 高软件质量和生产率； 高软件质量和生产率；
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§1.1 软件危机
2、软件危机的表现 (1) 软件开发费用和进度难以控制; 软件开发费用和进度难以控制; (2) 软件不能满足用户的需求 ; (3) 软件可靠性差 ; (4) 软件产品缺乏相应的文档资料; 软件产品缺乏相应的文档资料; (5) 软件可维护性差 ; (6) 软件开发的速度与计算机应用的普及速度不相适应; 软件开发的速度与计算机应用的普及速度不相适应;
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教学要求
知识目标
软件危机
能力目标
了解软件危机的产生和发 展及解决途径 掌握软件工程的概念及目 标 掌握软件生命周期各个阶 段的任务 掌握各种典型的软件开发 模型 掌握软件项目管理的目标 和特点
关联知识
软件、软件成本、软件质 量
软件工程
软件生产率
软件生命周期
软件定义、开发、维护
软件开发模型
瀑布、演化、原型、螺旋
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§1.1 软件危机
01软件危机与软件工程
卡尔特汉（Kaltuhan）定律： 卡尔特汉（Kaltuhan）定律：
软件工程是一门交叉学科
软 件 工 程 的 主 要 研 究 内 容
软件开发模型 软件开发方法 软件立项到终止的全过程 软件开发工具 软件开发环境 计算机辅助软件工程（CASE） 计算机辅助软件工程（CASE） 软件工程管理 软件工程经济学
软件工程的三个要素
• 软件工程包括三个要素：方法、工具和过程。 软件工程包括三个要素：方法、工具和过程。 • 1）软件工程方法为软件开发提供了“如何做” 软件工程方法为软件开发提供了“如何做” 的技术。 的技术。 • 2） 软件工具为软件工程方法提供自动的或半 自动的软件支撑环境。 自动的软件支撑环境。 • 3） 软件工程过程指将软件工程的方法和工具 综合起来，以达到合理、 综合起来，以达到合理、及时地进行计算机软 件开发的目的。 件开发的目的。
软件生命周期循环方式的几种模型： 软件生命周期循环方式的几种模型： • • • • 瀑布模型 快速原型模型 螺旋模型 喷泉模型
瀑布模型 (线形顺序模型) 线形顺序模型)
瀑布模型规定了各项软件工程活动，包括： 瀑布模型规定了各项软件工程活动，包括： 制定软件项目计划，进行需求分析和定义， 制定软件项目计划，进行需求分析和定义，软 件设计，程序编码，测试及运行维护， 件设计，程序编码，测试及运行维护，并且规 定了它们自上而下，相互衔接的固定次序， 定了它们自上而下，相互衔接的固定次序，如 同瀑布流水，逐级下落。 同瀑布流水，逐级下落。
软件工程与项目管理案例教程 第1章 软件危机与软件工程
(3) 原型模型的工作过程
软件开发者和用户以较小的代价，快速确定用户最基 本的需求，开发者对核心需求进行抽取、精简和描述。
然后，开发者在较短的时间内，采用一些适当的开发 工具设计一个可以运行的原型系统，交付用户试用；
用户根据试用情况，提出修改意见； 开发者采用迭代法或者增量法反复修改、完善产品的 功能，最终形成令用户满意的完整的软件产品。
软件产品除了源代码清单外，几乎没有其他文档 资料
软件开发方式随意，采用“手工作坊”的开发方 式
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(2) 软件危机的产生 • 60年代中后期，软件开发需求急剧增长； • 高级语言开始出现，软件系统的规模越来越大， 复杂程度越来越高，软件数量急剧膨胀； • “手工作坊”式的单打独斗的软件生产方式已经 不能够适应日益增长的软件需求； • 软件供求关系严重失调，最终形成了不可调和的 尖锐矛盾，软件危机开始爆发。 (3) 软件危机的定义 “手工作坊”式的生产方式无法满足迅速增长的计算 机软件需求，从而导致了软件开发和维护过程中的 一系列严重问题，这一现象叫做软件危机 （Software Crisis）。
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(4) 螺旋模型的特点
每一个周期的产品都较前一周期的产品更细化更完善。 螺旋模型强调风险分析。整个开发过程的主要风险都 得到识别和控制该模型特别适用于规模大，风险高的软 件项目。 用户可以有更多机会参与到开发过程中，有助于提供 关键决策。
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4、软件生命周期
(1) 软件生命周期
又称作软件生存周期、系统开发生命周期，是指从提 出开发软件产品开始，直到软件报废为止的全过程。
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本章要点 ：
什么是软件危机
软件危机的表现及其产生原因
软件工程的基本原理 软件生命周期与软件生命周期模型 项目管理与软件项目管理 影响软件项目成功的因素
第 1 章 软件危机与软件工程
这种分级的思路在于把一个组织执 行软件过程的成熟程度分成循序渐进的几 个阶段， 个阶段，这与软件组织提高自身能力的实 际推进过程相吻合。 际推进过程相吻合。这种成熟度分级的优 点在于级别明确而清楚地反映了过程改进 活动的轻重缓急和先后顺序。 活动的轻重缓急和先后顺序。这一点很重 要，因为大多数软件组织只能在某一段时 间里集中开展少数几项过程改进活动。 间里集中开展少数几项过程改进活动。
软件可靠性模型通常有 1.正比于遗留故障的宏观模型 程序的故障率与遗留错误的数量成正比， 所以根据程序中的遗留错误的多少，就可以预 测程序的可靠性。 2.平均故障时间模型 用平均故障的时间来衡量软件的可靠性。 3.错误植入模型 测试之前在程序中植入一批人为的错误， 在测试中分别统计出通过测试发现的原有错误 和植入的错误，然后计算原有的错误，进而衡 量软件可靠性
软件过程
过程（Process）：为实现既定目标的一 过程（Process）：为实现既定目标的一 ）： 系列操作步骤。 系列操作步骤。 软件过程（ ）：指人们 软件过程（Software Process）：指人们 ）： 用于开发和维护软件及其相关产品的一系列活 方法、时间和革新。 动、方法、时间和革新。其中相关产品是指项 目计划、设计文档、编码、测试和用户手册。 目计划、设计文档、编码、测试和用户手册。 当一个企业逐步走向成熟， 当一个企业逐步走向成熟，软件过程的定义也 会日趋完善， 会日趋完善，其企业内部的过程实施将更具有 一致性。 一致性。
1.4 软件可靠性
可靠性(reliablility)是其整个质量的一个极 是其整个质量的一个极 可靠性 其重要的元素。 其重要的元素。 软件可靠性是指： 软件可靠性是指：在特定环境下和一定时 间内，一个计算机程序无故障运行的概率。 间内，一个计算机程序无故障运行的概率。 注意4个方面的问题 注意 个方面的问题 1. 研究对象 2. 规定的功能和失败的含义 3. 规定品从形成概念开始，经过开发、 一个软件产品从形成概念开始，经过开发、 使用和维护， 使用和维护，直到最后退出使用的全过程称为软 件生存周期。软件生存周期根据软件所处的状态， 件生存周期。软件生存周期根据软件所处的状态， 以及软件开发活动的目的和任务， 以及软件开发活动的目的和任务，可划分为若干 个阶段。一般软件生存周期包括软件定义、 个阶段。一般软件生存周期包括软件定义、软件 开发以及软件使用与维护3个部分。 开发以及软件使用与维护 个部分。 个部分
软件危机与软件工程
软件危机与软件工程软件危机与软件工程概述软件危机是指软件开发过程中出现的一连串问题和挑战，导致项目延期、超出预算或质量不佳的情况。
而软件工程则致力于解决软件开发过程中的各种挑战和问题，并提供一种可靠且高效的方法来开发高质量的软件。
软件危机的原因软件危机的原因有多方面的因素，主要包括以下几点：1. 需求不明确：在软件开发初期，客户对软件的需求往往模糊不清或者发生变化，导致软件开发团队无法准确理解客户的需求，从而难以开发出满足客户期望的软件。
2. 技术挑战：软件开发涉及多种技术和复杂的编程环境，开发人员需要不断学习和适应新的技术，但往往时间紧迫，导致技术跟不上进展，造成软件质量不佳。
3. 人员管理：软件开发涉及多个团队成员的合作，如果人员之间无法有效沟通和协作，就会影响软件的开发进度和质量。
4. 项目管理：项目管理对软件开发至关重要，如果项目管理不善，容易导致进度延误、资源浪费等问题。
软件工程的解决方案软件工程是一种以工程化的方式来开发软件的方法，并提供了解决软件开发挑战的一系列技术和方法。
以下是软件工程在解决软件危机中的一些解决方案：1. 需求工程：通过系统化的需求搜集和分析方法，帮助开发团队更全面地理解客户需求，避免需求不明确的问题。
2. 软件架构设计：通过良好的软件架构设计，可以确保软件的可扩展性和可维护性，降低软件开发过程中的技术难题。
3. 项目管理：采用敏捷的项目管理方法可以更好地应对需求变化和项目进度控制，保证软件开发的高效进行。
4. 质量保证：软件是软件工程中的重要环节，通过各种方法如单元、集成和系统等，可以确保软件质量。
软件危机背后的挑战虽然软件工程提供了一套解决软件危机的方法和技术，但在实践中仍然面临一些挑战：1. 技术进步：软件开发领域的技术在不断进步，开发团队需要不断学习和适应新的技术，才能跟上潮流并提供高质量的软件。
2. 项目规模：随着软件项目规模和复杂度增加，开发团队需要更多的资源和时间来完成项目，项目管理和资源分配成为挑战。
第一讲 软件工程概述(软件危机)
第一讲软件工程概述(软件危机)第一讲软件工程概述(软件危机)软件工程是一门综合性学科，旨在研究如何以科学的方法，规范的过程和工程化的方式开发、维护和管理软件系统。
软件工程的发展离不开软件危机的触发和推动。
本文将详细介绍软件工程概述以及软件危机的背景和原因。
1.软件工程的定义和范畴1.1 软件工程的定义1.2 软件工程的发展历程1.3 软件工程的目标和原则1.4 软件工程的生命周期2.软件危机的背景和原因2.1 软件危机的概念2.2 软件危机的背景2.3 软件危机的原因2.4 软件危机的影响和后果3.软件危机的解决方案3.1 软件过程改进3.2 软件工程方法学3.3 软件工程工具和环境3.4 软件工程的标准和认证4.软件工程的未来趋势4.1 敏捷开发和DevOps4.2 和机器学习在软件工程中的应用4.3 云原生和微服务架构4.4 软件工程与其他学科的交叉融合附录：________本文档涉及附件：________法律名词及注释：________1.版权法：________指规范作品著作权及相应权利的法律法规。
2.专利法：________指规范发明、实用新型和外观设计专利权的法律法规。
3.商标法：________指规范商标注册、商标权利保护和商标侵权行为处罚的法律法规。
4.反不正当竞争法：________指规范商业主体之间竞争行为的合法性和合规性的法律法规。
附件：________法律名词及注释：________1.版权法：________指规范作品著作权及相应权利的法律法规。
2.专利法：________指规范发明、实用新型和外观设计专利权的法律法规。
3.商标法：________指规范商标注册、商标权利保护和商标侵权行为处罚的法律法规。
4.反不正当竞争法：________指规范商业主体之间竞争行为的合法性和合规性的法律法规。
软件危机与软件工程
软件危机与软件工程第一章引言软件危机是指在软件开发过程中出现的一系列问题，如超出预算、延期交付、功能缺失等。
该问题的根本原因在于软件开发过程缺乏规范和有效管理。
为了解决软件危机问题，软件工程作为一门学科应运而生。
第二章软件工程的定义与范围软件工程是一门将工程原理、方法和工具应用于软件开发的学科。
它涵盖了软件开发的整个生命周期，包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。
第三章软件危机的原因1.需求不清晰：需求不明确或不完整导致软件项目后期出现功能缺失和修改需求的情况。
2.规模估算不准确：对软件项目的规模估算不准确会导致资源分配不合理，进而引发预算超支和进度延误。
3.项目管理不善：软件项目缺乏有效的管理方法和工具，导致资源分配不均衡，任务分配不明确，人员合作不协调。
4.技术选型不当：选择不合适或技术过时的开发工具和平台会导致开发效率低下和后期维护困难。
5.缺乏测试与质量保证：软件开发过程中忽视测试环节和质量保证措施，导致系统稳定性和可靠性问题。
第四章软件工程的方法与实践1.需求分析：通过对用户需求进行深入调研和分析，建立准确的需求文档，为后续设计与开发提供准确的参考。
2.结构化设计：采用模块化开发的方式，将系统划分为多个独立可测试的模块，提高开发和维护的效率。
3.敏捷开发：采用敏捷开发方法，将开发过程划分为多个迭代周期，每个周期交付可用的软件产品，持续优化和改进。
4.质量管理：通过严格的测试和质量保证流程，确保软件系统的稳定性、可靠性和安全性。
5.风险管理：通过风险分析和风险控制策略，预测和应对潜在的开发风险，减少项目失败的风险。
第五章软件工程的工具与框架1.需求管理工具：如JIRA、TFS等，用于管理和追踪需求的变更和进度。
2.设计工具：如Axure、Visio等，用于绘制系统架构图和界面设计。
3.编码工具：如IDE、代码管理工具等，用于编写、管理和调试代码。
4.测试工具：如Selenium、Junit等，用于进行自动化测试和质量监控。
第一讲 软件工程概述(软件危机)
第一讲软件工程概述(软件危机)软件危机在计算机科学发展的早期，软件开发的过程中出现了一系列严重的问题，被称为软件危机。
软件危机主要表现在以下几个方面：1. 项目延期和超预算软件开发项目常常会因为技术、人员或者需求变更等原因导致延期和超预算。
这让开发者和客户都感到沮丧，并对软件开发过程的可行性和有效性产生质疑。
2. 软件质量低下由于软件开发的复杂性，很容易出现缺陷和错误。
软件质量低下会导致系统不稳定、易于崩溃、功能不完备等问题。
3. 缺乏可维护性和可重用性由于缺乏系统化的工程方法和设计规范，很多软件很难进行维护和重用。
这不仅增加了开发者的工作量，也浪费了大量的时间和资源。
4. 项目管理困难软件开发涉及多个工作环节和不同的团队成员，项目管理的难度非常大。
缺乏有效的管理方法和工具，往往导致项目进度难以掌控，人员协调困难等问题。
软件工程的出现为了解决软件危机所带来的问题，软件工程这一概念应运而生。
软件工程旨在通过系统化的方法和工程化的思维来开发和维护软件。
1. 系统化的方法软件工程提供了一套系统化的方法，包括需求分析、系统设计、编码、测试等环节，以确保软件开发过程的可控和可靠性。
2. 工程化的思维软件工程借鉴了工程学科的思维方式，将软件开发过程看作是一个工程项目，强调规划、设计、组织和管理等方面。
3. 软件开发生命周期软件工程将软件开发过程划分为不同的阶段，形成了软件开发生命周期的概念，包括需求分析、设计、编码、测试、发布等阶段。
每个阶段都有不同的任务和目标，确保软件开发的高质量和高效率。
4. 软件工程的原则和方法软件工程提出了一系列原则和方法，如模块化、结构化、面向对象、迭代开发、敏捷开发等，用来指导和规范软件开发过程。
软件工程是解决软件危机的一种有效途径。
通过系统化的方法和工程化的思维，可以提高软件开发的质量和效率，降低项目风险和成本。
软件工程对于现代社会的发展具有重要的意义，对于软件开发者和项目管理者来说，也是必不可少的知识和技能。
第一讲 软件工程概述(软件危机)
第一讲软件工程概述(软件危机)软件危机的背景和概念软件危机是指在软件开发过程中，出现了大量的开发延期、超出预算和质量问题的现象。
这种危机主要是由于软件工程领域在早期阶段的蓬勃发展，导致了开发过程的混乱和不规范，也暴露了软件复杂性带来的挑战。
软件危机的存在对于软件行业的发展和应用产生了重要的影响。
软件危机的原因和表现软件危机的产生主要有以下几个原因：1. 项目管理不规范：许多早期软件项目缺乏清晰的目标和明确的需求，在项目开发过程中缺乏有效的管理和控制手段，导致项目进展缓慢和低效。
2. 软件复杂性增加：随着软件规模的不断扩大和功能的不断增加，软件系统变得越来越复杂，而人类对于复杂系统的认知和理解能力有限，这给软件开发带来了很大的困难。
3. 缺乏有效的开发方法和工具：早期的软件开发方法和工具相对较为简单和粗糙，无法满足软件开发过程中的需求，导致开发过程存在很多不确定性和风险。
软件危机的表现主要体现在以下几个方面：1. 延期交付：很多软件项目无法按照原定的计划和时间要求准时交付，导致项目进度拖延和成本增加。
2. 超出预算：由于开发过程中存在不确定性和风险，许多软件项目的开发成本超出了最初的预算，给项目管理带来了很大的压力。
3. 质量问题：软件开发过程中的不规范和管理不足导致了软件质量的下降，出现了很多的缺陷和bug。
软件工程的发展和作用为了解决软件危机带来的问题，软件工程作为一门新兴的学科逐渐兴起并取得了长足的发展。
软件工程的主要目标是通过建立一套科学的方法论和规范，来管理和控制软件开发过程，以提高软件开发的效率和质量。
软件工程的发展主要经历了以下几个阶段：1. 软件危机阶段：这个阶段主要是软件工程学科的起源阶段，人们开始意识到软件开发过程中存在的问题和挑战，并提出了一些初步的解决方案。
2. 软件工程方法论阶段：在这个阶段，软件工程学科逐渐形成了一套方法论体系，包括需求分析、设计、编码、测试等各个方面的方法和技术。
第一次课一软件危机与软件工程
第一次课一软件危机与软件工程
实时处理软件
分时软件
• 按软件工作方式划分 交互式软件
批处理软件
• 按软件服务对象的范围划分
项目软件
产品软件
• 按使用的频度进行划分
一次性使用软件 频繁使用软件
• 按软件失效的影响进行划分
高可靠性软件 一般可靠性软件
第一次课一软件危机与软件工程
软件发展阶段
程序设计阶段 — 50至60年代 程序系统阶段 — 60至70年代 软件工程阶段 — 70年代以后
第一次课一软件危机与软件工程
对应的a：
对应的b：
第一次课一软件危机与软件工程
软件发开应做什么工作呢？ 上面求和的例子非常简单，现在考虑下“网
上购书系统”的开发。大家都能想到： a.买书，建数据库
可数据库里有哪些字段呢？ b.查询…… c.支付…… ……
第一次课一软件危机与软件工程
这里应该这样考虑：前台和后台两个大的平 台。前台包括注册、登录、查询（、标记、转入 购物车、支付书款等；后台包括系统管理员的登 录、入库、查询、接受订单等等。也可以这样表 示：
以计算机科学、数学为方法原理，以工程科学为 工具，利用管理科学来构成软件。
所以，方法、工具和过程构成了软件工程。
第一次课一软件危机与软件工程
软件工程方法为软件开发提供了 “如何做” 的技术；
软件工具为软件工程方法提供了自动的或半自动的软 件支撑环境； 软件工程过程定义了:
方法使用的顺序 要求交付的文档资料 为保证质量和适应变化所需要的管理 软件开发各个阶段完成的里程碑
这一时期主要围绕软件项目，
开展了开发模型、支持工具以
及开发方法的研究。如：瀑布
模型、结构化方法（自顶向
软件危机与软件工程
软件危机与软件工程软件危机与软件工程引言软件危机是指软件开发过程中出现的各种问题和挑战，导致软件项目难以按时交付、超出预算或不符合客户需求的现象。
软件危机的存在是由于软件开发的困难性、复杂性和不可预测性所导致的。
为了应对软件危机，软件工程从理论和实践上提供了一套系统化的方法和工具，以提高软件开发过程的可管理性和效率。
软件危机的原因需求管理不足软件开发过程中需求明确且可管理性良好是项目成功的基础。
然而，在软件开发的早期阶段，往往对需求的理解有限，需求的不完整性和变化性导致了软件项目的延期和超预算。
缺乏系统化的开发方法在软件开发初期，缺乏系统化的开发方法会导致开发过程的混乱和低效。
缺乏标准化的开发过程和规范的开发方法，容易产生代码质量低下、维护成本高等问题。
人员技术水平不足软件开发需要高水平的技术人员进行需求分析、设计和编码等工作。
如果团队中缺乏经验丰富的开发人员或人员技术水平不足，就容易导致开发过程中的问题积累和质量问题的出现。
缺乏合适的开发工具和环境软件开发过程中需要使用合适的开发工具和环境，以提高开发效率和质量。
然而，一些软件项目由于预算有限或其他原因，无法使用最新的开发工具和环境，导致开发过程中的困难和挑战。
软件工程的作用系统化的开发方法软件工程提供了一套系统化的开发方法，包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。
通过按照规范的开发过程进行软件开发，可以提高开发效率和质量，并降低项目失败的风险。
强调软件质量管理软件工程强调软件质量管理，包括质量评估、质量控制和质量保证等。
通过使用合适的软件开发工具和技术，可以提高软件的可靠性、可维护性和可扩展性，以确保软件项目的顺利进行和成功交付。
项目管理和组织协调软件工程注重项目管理和组织协调，包括项目计划、资源分配和团队协作等方面。
通过合理的项目管理和协调，可以提高团队的工作效率和合作效果，确保软件项目按时交付和满足客户需求。
持续改进和学习软件工程鼓励持续改进和学习，通过反思和总结软件开发过程中的问题和挑战，以改进开发方法和工具，提高软件开发的效率和质量。
《软件工程与开发环境》第一章软件危机与软件工程
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1．1 软件危机 在计算机系统发展的早期时代的一些错误概念和做法 ，已经严重地阻碍了计算机软件的开发。用错误方法开发 出来的许多大型软件几乎根本无法维护和升级，只好提前 报废，造成大量人力、物力的浪费。
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software crisis The major cause of the software crisis is that the machines have become several orders of magnitude more powerful! To put it quite bluntly: as long as there were no machines, programming was no problem at all; when we had a few weak computers, programming became a mild problem, and now we have gigantic computers, programming has become an equally gigantic problem."
Peter Keen - Managing the Economics of Information Capital
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1.2软件工程 1.2.1软件工程简介
软件工程是工程学科。 1968年第一届NATO会议定义:
软件工程：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，这就是软件工程。
软件危机与软件工程
软件危机与软件工程软件危机是指在软件开发和维护过程中所面临的一系列问题的总称。
这些问题包括了软件项目延期、超出预算、质量低下等，给其所涉及的组织和个人带来了巨大的困扰。
为了解决这些问题并提高软件开发的效率与质量，软件工程作为一门学科应运而生。
软件工程旨在规范和系统化地管理软件开发过程，并致力于提供可靠、高质量的软件产品。
本文将探讨软件危机的原因和软件工程的解决方法。
一、软件危机的原因软件危机的产生源于多种因素。
以下将从技术、管理和人员三个层面探讨其具体原因。
1. 技术因素技术因素是软件危机的主要原因之一。
随着科技的不断进步，软件应用越来越广泛，对软件功能的需求也日益增加，这给软件开发带来了巨大的挑战。
然而，软件开发的技术和方法落后于需求的增长，导致软件过于复杂、容易出错，难以满足用户的实际需求。
此外，软件开发的技术和工具的不断更新也给软件开发人员带来了学习和适应的压力。
2. 管理因素管理因素是软件危机的另一个主要原因。
软件开发是一个复杂的过程，需要统筹规划、合理安排资源和任务。
然而，在很多软件项目中，管理层面存在着不足。
缺乏有效的项目管理，导致项目计划不明确、资源分配不均衡、进度无法控制等问题的出现。
此外，对软件开发过程的监督和评估也不够严格，导致问题难以及时发现和解决。
3. 人员因素人员因素也是软件危机的重要原因之一。
软件开发需要具备一定的技术和经验，但现实情况是，很多软件开发人员的技术水平参差不齐。
一方面，缺乏高水平的软件开发人员，导致开发质量和效率低下。
另一方面，软件开发人员的流动性较大，使得团队的稳定性和协作效率受到了影响。
二、软件工程的解决方法软件工程的出现是为了解决软件危机所带来的问题。
软件工程通过制定规范和采用一系列的工具和技术，旨在提高软件开发的效率和质量。
以下将介绍软件工程中常用的解决方法。
1. 需求分析和规划需求分析是软件开发的第一步，确保开发人员充分了解用户需求和期望。
在需求分析阶段，开发人员和用户密切合作，明确软件的功能和性能要求，以提供用户需要的软件产品。
第一讲.软件危机与软件工程
第一讲.软件危机与软件工程第一讲软件危机与软件工程在当今数字化的时代，软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机上的各种应用程序，到企业的管理系统，再到国家的关键基础设施，软件的身影无处不在。
然而，在软件的发展历程中，并非一帆风顺，而是经历了诸多挑战和困难，其中最为突出的就是软件危机。
那么，什么是软件危机呢？简单来说，软件危机指的是在软件开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
这些问题包括但不限于软件开发成本和进度的失控、软件质量的低下、软件的维护困难等等。
在过去，软件开发常常被视为一种个体化的艺术创作，缺乏规范的方法和流程。
开发人员往往凭借个人的经验和直觉来进行开发，这导致了软件开发的效率低下和质量不稳定。
而且，由于对软件需求的理解不够准确和全面，很多软件在开发完成后并不能满足用户的实际需求，需要进行大量的修改和返工，这不仅浪费了时间和资源，还严重影响了软件的交付进度。
此外，软件的规模和复杂度也在不断增加。
过去，一个简单的程序可能只有几百行代码，而现在，一些大型的软件系统可能拥有数百万甚至数千万行代码。
这种规模的增长使得软件开发和维护变得异常困难。
代码的复杂性导致了理解和修改的难度加大，容易引入新的错误，而且软件的测试和调试也变得更加耗时和费力。
软件危机给软件开发带来了巨大的困扰，严重制约了软件行业的发展。
为了解决这些问题，软件工程应运而生。
软件工程是一门致力于研究软件开发和维护的方法、技术和管理的学科。
它的目标是提高软件开发的效率和质量，降低开发成本，增强软件的可维护性和可扩展性。
软件工程强调采用规范化、系统化的方法来进行软件开发。
在软件开发的早期阶段，就需要对软件的需求进行详细的分析和定义，确保开发出来的软件能够真正满足用户的需求。
同时，软件工程还引入了一系列的开发模型，如瀑布模型、迭代模型、敏捷开发模型等，以适应不同类型和规模的软件项目。
在软件设计阶段，软件工程注重软件的架构设计和模块划分，通过合理的设计来提高软件的可维护性和可扩展性。
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easier
软件的发展
Early 1960s:
Very few large software projects were done by some experts
参加人员数 研制期限 1 1 2-5 5-20 100-1000 2000-5000 1-4周 1-6月 1-2年 2-3年 4-5年 5-10年
源代码行数 0.5k 1k-2k 5k-50k 50k-100k 1M 1M-10M
软件的分类
小型软件
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用于数值计算或数据处理，通常没有与其它程序的接口。 需求按一定的标准化技术、正规的资料书写以及定期的 系统审查。只是没有像大项目那样严格。
曾在海湾战争期间对抗伊拉克飞毛腿导弹 1991 年2 月，一次对抗失利中就有28 名美国士兵丧生 问题的症结在于导弹软件存在累加计时误差
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失效率
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软件的特点
软件的开发和运行常受到计算机系统的限制，对 计算机系统有着不同程度的依赖性 软件的开发至今尚未完全摆脱手工艺的开发方式 软件本身是复杂的 实际问题的复杂性 程序逻辑结构的复杂性 软件成本相当昂贵 相当多的软件工作涉及到社会因素
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Middle to late 1960s:
Truly large software systems were attempted
After 1968
Software engineering
软件的角色
软件在社会上扮演了双重角色
它本身是一种产品
• 将计算机硬件的计算能力发挥出来
软件产业的网络化趋势 软件产业的服务化趋势 软件产业的全球化趋势
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•强调开放性、交互性 •支持主流的开放式标准 •人才的全球化
对中国软件企业有什么启示和挑战？
二、现代软件开发对人才的要求
Talent Beyond Technology _What Kind of Talent We Need for Modern Software Development 扎实的基础 创新、独立的工作能力 主人翁精神和团队精神 沟通与协调能力 成就感强、有激情 自觉地干好工作 锲而不舍，从错误中学习
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什么是软件以及软件所具有的特点?
当今社会，计算机软件已经成为一种驱动力，它 是进行商业决策的引擎；它是现代科学研究和工 程问题寻求解答的基础；它也是鉴别现代产品和 服务的关键因素。 它广泛应用于各行各业、各种类型的系统中：交 通、医疗、电信、军事、工业生产过程、娱乐、 办公、……难以穷举。 软件在现代社会中确实是必不可少的。而且我们 进入21世纪，软件将成为从基础教育到基因工程 的所有领域新进展的驱动器。
In the early days:
Software=place a sequence of instructions together to get the computer do something useful User Computer
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Later 1950’s:
软件危机
软件危机出现于20 世纪60 年代末 软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中 遇到的一系列严重问题。
软件开发的成本和进度难以准确估计，延迟交付甚至 取消项目的现象屡见不鲜 软件存在着错误多、性能低、不可靠、不安全等质量 问题 软件维护极其困难，而且很难适应不断变化的用户需 求和使用环境
软件产业的网络化趋势 软件产业的服务化趋势 软件产业的全球化趋势
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•
相对目前“打包式” 软件，为用户提供智 能化的“服务式”软 件。
一、全球软件产业的现状、趋势与挑战 The Challenges and Opportunities of the Global Software Industry.
按软件工作方式分
实时处理软件 分时软件 交互式软件 批处理软件
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按软件服务对象的范围划分
项目软件 产品软件
软件的分类
按使用的频度进行划分
一次使用 频繁使用
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按软件失效的影响进行划分
高可靠性软件 一般可靠性软件
软件的发展
新疆大学信息学院
软件工程
第一讲 软件危机与软件工程
主 讲 人：张琳琳 所在单位：新疆大学信息学院
开始之前
学习“软件工程”的目的和意义 本课程学习的主要内容 课程特点与安排 教材及主要参考书
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学习“软件工程”的目的和意义
学会如何在现代IT企业的环境中做一个成功者； 学会如何做世界级的、高质量的研究； 学会如何创建大规模的软件产品。
中型软件
需要考虑软件人员之间、与用户之间的联系、协调的配 合关系。 计划、资料书写以及技术审查需要比较严格地进行。 如大多数应用程序和系统程序都属于中型软件 系统的软件工程方法是完全必要的。
软件的分类
大型软件
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编译程序、小型分时系统、实时控制系统等 二级管理，若干小组，每组5个以下。人员调整往往不可 避免，新手的培训 采用统一的标准，实行严格的审查是绝对必要的
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同时，它也是一种传递产品的工具
软件传递了我们这个时代最重要的产品：
信息
计算机和软件的历史观
70年代和80年代
“新的工业革命” “工业社会将转变为信息社会” …（大批量生产带来的产品过剩）
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90年代
“知识的民主化将改变旧的权力结构”
21世纪初
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在微软流传着这样一个故事
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有一次比尔.盖茨和上帝谈话，上帝对他说：“地球明 天就要毁灭了！由于你是如此的成功，因此我特许你从地 球上带一样东西到天堂！你想带什么？” 比尔.盖茨回答：“请允许我从微软选300个最优秀的 人，我要把他们带到天堂！”
尽管微软的Windows,Exchang,SQL,Office等都非常重要， 但如果没有象他们这些人才，微软也将一无所有。他们对我 们公司和微软来说是处于第一位的。
教材及主要参考书
软件工程导论（第5版）
作者：张海藩 出版社：清华大学出版社
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软件工程实践者的研究方法（本科教学版）
作者：Roger S. Pressman著 郑人杰 等译 出版社：机械工业出版社
第一讲 软件危机与软件工程
本讲主要内容
软件的特点 软件的分类 软件的发展 软件危机 软件神话 软件工程（定义、要素、原理等） 我国软件业的现状
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什么是软件?
软件是计算机系统中与硬件相互依存的另部分， 它是包括程序、数据及其相关文档的完整集合
程序是按事先设计的功能和性能要求执行的指令序列 数据是使程序能正常操纵信息的数据结构 文档是与程序开发、维护和使用有关的图文材料
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软件的特点
软件是一种逻辑实体，而不是具体的物理实体， 因而它具有抽象性 软件的生产与硬件不同，在它的开发过程中没有 明显的制造过程 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
课程特点与安排
1. 课程特点：
概念性、综合性、实践性强，发展迅速
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2. 课程安排(建议)：
课堂教学（48学时）— 授课、案例分析、讨论 课程设计（课外为主，需求阶段及总体设计阶段 的答辩式评审共8学时） 课程设计以开发小组为单位进行。
3. 关于考试(建议)
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支撑软件
• 协助用户开发软件的工具软件，如支持需求分析、设计、 实现、测试和管理的软件（CASE工具）
应用软件
• 如商业数据处理软件、工程与科学计算软件、CAD/CAM 等
软件的分类
按软件规模进行划分 类别 微型 小型 中型 大型 甚大型 极大型
2013/11/20
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甚大型
若干个子项目，每一个子项目都是一个大型软件。子项目 之间具有复杂的接口 如远程通信系统、多任务系统、大型操作系统、大型数据 库管理系统、军事指挥系统通常具有这样的规模 显然，这类问题没有软件工程方法的支持，它的开发工作 是不可想象的
极大型
军事指挥、弹道防御系统
软件的分类
软件危机
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该项目负责人F.D.Brooks事后总结了他在组 织开发过程中的沉痛教训时说：
“…正像一只逃亡的野兽落到泥潭中做垂死的挣扎 一样，越是挣扎，陷得就越深，最后无法逃脱灭 顶的灾难。…程序设计工作正像这样一个泥潭， …一批批程序员被迫在泥潭中拼命挣扎，…谁也 没有料到问题会陷入这样的困境…IBM 360操作系 统的历史教训应为软件开发项目的工作人员们所 汲取。”
“Y2K定时炸弹” “无处不在的计算” …
软件危机 引例
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美国IBM公司在1963年至1966年开发的IBM360 机的操作系统。 该项目的平均工作量是5000人/年，最多时有 10000人投入开发工作，写出了近100万行源程 序… 据统计，这个操作系统每次发行的新版本都是 从前一版本中找出1000个程序错误而修正的结 果
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—— 微软全球资深副总裁 原微软亚洲研究院院长 首席科学家 张亚勤
一、全球软件产业的现状、趋势与挑战 The Challenges and Opportunities of the Global Software Industry.