第3章_公共基础软件工程基础

– 6个活动阶段
• 可行性研究与计划制定：确定系统的总体目标。参加人员有 用户、项目负责人和系统分析员，产生文档有可行性分析报 告、项目计划书等
• 需求分析：确定系统的逻辑模型。参加人员有用户、项目负 责人和系统分析员。产生文档为需求规格说明书，其作用： （1）便于用户、开发人员进行理解交流；（2）反映用户问 题的结构，可以作为软件开发工作的基础和依据；（3）作为 确认测试和验收的依据。
• 编码：编程。高级程序员和程序员产生源程序清单
• 测试：由另一部门的高级程序员或系统分析员产生 软件测试计划和软件测试报告
• 运行维护
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• 4. 软件工程三要素
•例题
– 方法：完成软件工程项目的技术手段
– 工具：支持软件的开发、管理、文档生成
– 过程：支持软件开发的各个环节的控制、管理
• 5. 软件工程的理论和技术研究的内容
– 软件百度文库发技术和软件工程管理
• 6. 软件工程的目标
– 在给定的成本、进度的前提下，开发出具有有效性、可 靠性、可理解性、可维护性、可适应性、可移植性、可 追踪性和可互操作性且满足用户需求的产品
– 软件工程鼓励研制和采用各种先进的软件开发方法、工 具和环境
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• 软件需求规格说明书（SRS）
• 软件需求规格说明书是需求分析阶段的最后成果， 通过建立完整的信息描述、详细的功能和行为描述、 性能需求和设计约束的说明、合适的验收标准，给 出对目标软件的各种需求。
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•例题
3.3 结构化设计方法
• 1、软件设计的基础 • 从技术观点来看，软件设计包括软件结构设计、
第3章_公共基础软件工 程基础
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2020/11/26
第3章_公共基础软件工程基础
学习内容
• 软件工程基本概念，软件生命周期概念， 软件工具与软件开发环境。
• 结构化分析方法，数据流图，数据字典， 软件需求规格说明书。
• 结构化设计方法，总体设计与详细设计。 • 软件测试的方法，白盒测试与黑盒测试，
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3.4 软件测试
• 1 意义目的
– 为了发现错误 – 希望能以最少的人力和时间发现潜在的各种
错误和缺陷 – 保证系统质量和可靠性的关键步骤
• 2 测试方法
– 人工测试 – 机器测试
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• 软件测试定义：使用人工或自动手段来运行或测定 某个系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定 的需求或是弄清预期结果与实际结果之间的差别。
查是否满足设计的要求
• 4 黑盒测试
– 功能测试
– 将软件看成黑盒子，在完全不考虑软件内部结构和特性 的情况下，测试软件的外部特性
测试用例设计，软件测试的实施，单元测 试、集成测试和系统测试。 • 程序的调试，静态调试与动态调试。
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第3章_公共基础软件工程基础
第3章 软件工程基础
➢ 3.1 软件工程基本概念 ➢ 3.2 结构化分析方法 ➢ 3.3 结构化设计方法 ➢ 3.4 软件测试 ➢ 3.5 软件调试
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• 协调模块：对所有下属模块进行协调和管理的模块。
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•深度：表示控制的层数。 •上级模块、从属模块：上、下两层模块a和b， •且有a调用b，则a是上级模块，b是从属模块。 •宽度：整体控制跨度（最大模块数的层）的表示。 •扇入：调用一个给定模块的模块个数。 •扇出：一个模块直接调用的其他模块数。 •原子模块：树中位于叶子结点的模块。
完善求精。
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• 数据字典：对所有与系统相关的数据元素的一个有 组织的列表，以及精确的、严格的定义，使得用户 和系统分析员对于输入、输出、存储成分和中间计 算结果有共同的理解。
• *：数据字典的作用是对数据流图中出现的被命名 的图形元素的确切解释。 *：数据字典是结构化分析方法的核心。
息。
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• 经常使用的结构图有四种模块类型：传入模块、传出模块、 变换模块和协调模块。
• 传入模块：从下属模块取得数据，经处理再将其传送给上 级模块。
• 传出模块：从上级模块取得数据，经处理再将其传送给下 属模块。
• 变换模块：从上级模块取得数据，进行特定的处理，转换 成其他形式，再传送给上级模块。
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• 6 软件工程的目标和与原则
• （1）软件工程目标：在给定成本、进度的前提下，开发 出具有有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、 可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性且满足用户 需求的产品。
• （2）软件工程需要达到的基本目标应是：付出较低的开 发成本；达到要求的软件功能；取得较好的软件性能；开 发的软件易于移植；需要较低的维护费用；能按时完成开 发，及时交付使用。
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• 常用的过程设计（即详细设计）工具有以 下几种：
• 图形工具：程序流程图、N-S（方盒图）、 PAD（问题分析图）和HIPO（层次图+输 入/处理/输出图）。
• 表格工具：判定表。
• 语言工具：PDL（伪码）
• PDL（伪码） ：过程设计语言，它是用正 文形式表示数据和处理过程的设计工具。
凑（内聚性高）
• 模块的扇入和扇出系数合理 • 模块的规模适当
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• 软件概要设计的基本任务是：1）设计软件系统结构；2） 数据结构及数据库设计；3）编写概要设计文档；4）概 要 设计文档评审。
• 常用的软件结构设计工具是结构图，也称程序结构图。程 序结构图的基本图符：模块用一个矩形表示，箭头表示模 块间的调用关系。在结构图中还可以用带注释的箭头表示 模块调用过程中来回传递的信息。还可用带实心圆的箭头 表示传递的是控制信息，空心圆箭心表示传递的是数据信
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•例题
3.1 软件工程基本概念
• 1. 软件工程
– 软件工程是指应用计算机科学、数学及管理科学等原 理，以工程化的原则和方法来解决软件问题的工程。 其目的是提高软件生产率、提高软件质量、降低软件 成本。
• 2. 软件危机
– 早期的软件主要指程序，采用个体工作方式，缺少相 关文档，质量低，维护困难，这些问题称为“软件危 机”，软件工程概念的出现源自于软件危机。
• 5）确定性：软件开发过程中所有概念的表达应是确定、无歧义且规范 的。
• 6）一致性：程序内外部接口应保持一致，系统规格说明与系统行为应 保持一致。
• 7）完备性：软件系统不丢失任何重要成分，完全实现系统所需的功能。 • 8）可验证性：应遵循容易检查、测评、评审的原则，以确保系统的正
确性。
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• 开发策略 – 自顶向下，逐层分解
• 分析结果 – 一套分层的数据流图(DFD)：用来描述数据流从输入到输 出的变换流程
– 一个数据字典(DD)：用来描述DFD中的每个数据流、文件 以及组成数据流或文件的数据项
– 一组小说明（加工逻辑说明）：用来描述每个基本加工的 加工逻辑
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第3章_公共基础软件工程基础
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• 3 详细设计
– 根本目标
• 确定应用怎样具体的实现所要求的系统，不是具体的 编写程序，而是要设计程序的“蓝图”
– 此阶段的结果基本上决定了最终的程序代码的质 量
– 包括内容：
• 代码设计 • 输入设计 • 输出设计 • 处理过程设计 • 用户界面设计 • 安全控制设计
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•例题
• 软件设计：包括软件结构设计、数据设计、接口设 计和过程设计。其中结构设计是定义软件系统各部 件之间的关系；数据设计是将分析时创建的模型转 化为数据结构的定义；接口设计是描述软件内部、 软件和操作系统之间及软件与人之间如何通信；过 程设计则是把系统结构部件转换成软件的过程性描 述。软件设计分概要设计和详细设计。参加人员有 系统分析员和高级程序员。产生的文档有设计规格 说明书。
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• 7. 软件工具和软件开发环境
– 软件工具(CASE)：用来辅助软件开、运行、 维护、管理、支持等过程中的活动的软件
– 软件开发环境：支持软件产品开发的软件系统， 它由软件工具集和环境集成机制构成
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3.2 结构化分析方法
• 基本思想 – 将系统分析看成工程项目，有计划、有步骤地进行工作。
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•例题
• 3. 软件生命周期
– 将软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退役 的过程称为软件生命周期
– 分为软件定义、软件开发及软件运行维护3个阶段。维 护是持续时间最长，花费代价最大的一个阶段，软件 工程学的一个目的就是提高软件的可维护性，降低维 护代价
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• 加工（转换）：输入数据经加工变换产生输出。
•例题
• 数据流：沿箭头方向传送数据的通道，一般在旁边标注数 据流名。
• 存储文件（数据源）：表示处理过程中存放各种数据的文 件。
• 源，潭：表示系统和环境的接口，属系统之外的实体。
• 画数据流图的基本步骤：自外向内，自顶向下，逐层细化，
• *：软件测试的目的：尽可能地多发现程序中的错 误，不能也不可能证明程序没有错误。软件测试的 关键是设计测试用例 ，一个好的测试用例能找到 迄今为止尚未发现的错误。
• 测试用例是指对一项特定的软件产品进行测试任 务的描述，体现测试方案、方法、技术和策略。
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数据设计、接口设计、过程设计。 • 从工程角度来看，软件设计分两步完成，即概
要设计和详细设计。
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•例题
•软件设计的基本原理包括：抽象、模块化、信息隐 蔽和模块独立性。
•模块的耦合性和内聚性是衡量软件的模块独立性的 两个定性指标。
•一个设计良好的软件系统应具有高内聚、低耦合的 特征。
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• （3）软件工程原则：抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一 致性、完备性和可验证性。
• 1)抽象：抽象是事物最基本的特性和行为，忽略非本质细节，采用分 层次抽象，自顶向下，逐层细化的办法控制软件开发过程的复杂性。
• 2）信息隐蔽：采用封装技术，将程序模块的实现细节隐蔽起来，使模 块接口尽量简单。
•例题
•结构化分析方法是结构化程序设计理论在软件需求分 析阶段的应用。
•结构化分析方法的实质：着眼于数据流，自顶向下， 逐层分解，建立系统的处理流程，以数据流图和数据 字典为主要工具，建立系统的逻辑模型。 •结构化分析的常用工具：1）数据流图（DFD）；2） 数据字典（DD）；3）判定树；4）判定表。 数据流图以图形的方式描绘数据在系统中流动和处理 的过程，它反映了系统必须完成的逻辑功能，是结构 化分析方法中用于表示系统逻辑模型的一种工具。
•在结构化程序设计中，模块划分的原则是：模块内 具有高内聚度，模块间具有低耦合度。
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•例题
• 2 总体设计(概要设计)
– 设计原则
• 分解—协调原则 • 自顶向下的原则 • 信息屏蔽、抽象的原则 • 一致性原则 • 明确性原则 • 模块间的耦合度尽可能小，模块内部组合尽可能紧
• 3）模块化：模块是程序中相对独立的成分，一个独立的编程单位，应 有良好的接口定义。模块的大小要适中，模块过大会使模块内部的复 杂性增加，不利于模块的理解和修改，也不利于模块的调试和重用； 模块太小会导致整个系统表示过于复杂，不利于控制系统的复杂性。
• 4）局部化：保证模块间具有松散的耦合关系，模块内部有较强的内聚 性。
• 软件测试方法：静态测试和动态测试。
• 静态测试：包括代码检查、静态结构分析、 代码质量度量。不实际运行软件，主要通 过人工进行。
• 动态测试：是基于计算机的测试，主要包 括白盒测试方法和黑盒测试方法。
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• 3 白盒测试
•例题
– 结构测试
– 将软件看成透明的白盒，根据程序的内部结构和逻辑结 构来设计测试例子，对程序的路径和过程进行测试，检