太原理工大学软件工程-第一章软件工程概述
《软件工程》第一章 软件工程概述
第一章软件工程概述1.1软件工程的产生和发展软件工程是在克服60年代末所出现的“软件危机”的过程中逐渐形成与发展的。
自1968年在北大西洋公约组织（NATO）举行软件可靠性的学术会议上正式提出“软件工程（Software Engineering）”的概念以来，在不到40年的时间里，软件工程在理论和实践两方面都取得了长足的进步。
软件工程是一门指导计算机软件系统开发和维护的工程学科，是一门新兴的边缘学科，它涉及到计算机科学、工程科学、管理科学、数学等多学科，软件工程的研究范围广，不仅包括软件系统的开发方法和技术、管理技术，还包括软件工具、环境及软件开发的规范。
软件是信息化的核心，国民经济、国防建设、社会发展及人民生活都离不开软件。
软件产业关系到国家经济发展和文化安全，体现了国家综合实力，是决定21世纪国际竞争地位的战略性产业。
因此大力推广应用软件工程的开发技术及管理技术，提高软件工程的应用水平，对促进我国软件产业与国际接轨,推动软件产业的迅速发展起着十分重要的关键作用。
1.1.1 软件工程的发展过程软件工程的产生和发展是与软件的发展过程紧密相关的。
自从第一台电子计算机诞生以来，就开始了软件的生产，“软件工程”提出至今，它的发展已经历了四个重要阶段：1．第一代软件工程(60年代末到70年代)60年代末,软件生产主要采用“生产作坊方式”。
随着软件需求量、规模及复杂度的迅速增大，生产作坊的方式已不能够适应软件生产的需要，出现了所谓“软件危机”，即软件生产效率低，大量质量低劣的软件涌入市场或在开发过程中夭折。
由于“软件危机”的不断扩大，对软件生产已经产生了严重危害。
为了克服“软件危机”(Software crisis)，在著名的NATO（北大西洋公约组织）软件可靠性会议上第一次提出“软件工程”的名词,将软件开发纳入了工程化的轨道，基本形成了软件工程的概念、框架、技术和方法。
这阶段又称为传统的软件工程。
2．第二代软件工程（80年代中到90年代）80年代中开始，以Smalltalk为代表的面向对象的程序设计语言相继推出，面向对象的方法与技术得到发展，从90年代起，研究的重点从程序设计语言逐渐转移到面向对象的分析与设计，演化为一种完整的软件开发方法和系统的技术体系。
软件工程第一章 软件工程概述
试等。
第 六 个 阶 段 ： 运 行 / 维 护
（Running/Maintenance）
该阶段体现软件是否能够持久满足用户的需求。
已交付的软件投入正式使用后，便进入运行和维 护阶段。
软件维护的实质是对软件继续进行查错、纠错、
修改和确认的过程。无论是应用软件或系统软件， 都要在使用期间不断改善和加强产品的功能和性 能、适应运行环境的改变、纠正在开发期间未能 发现的遗留错误。
软件生命周期
软件的生命周期可以归结为以下几个主要阶段：
软件计划、需求分析、软件设计、编码、测试、 维护与运行、退役等。
实际上，每个软件的生命周期有所不同，如有的
软件可能在需求阶段花费几年的时间，有的软件 在设计和实现阶段只需几个月时间，有的软件则 在维护阶段可能长达十几年。
软件生存周期划分的意义
第三个阶段：设计（Software Design）
确定目标系统要“怎么做”。 软件设计是将需求转换成为软件的表示，包括数
据结构、软件结构、接口表示和过程细节。 通常将前三者划为软件的初步（概要）设计，后 者则归为软件的详细设计。 这些软件表示应该按照规定的标准形式加以描述， 形成软件设ndows2000 0
项目经理 开发人员 测试人员 25人 140人 350人 约250人 约1700人 约3200人
第3个阶段：软件工程时期(约为20世纪70年代以后)
为了摆脱软件危机这一困境，北大西洋公约组织 NATO （North Atlantic Treaty Organization ) 于 1968年召开软件研讨会（Conference on Software Engineering），并首次提出“软件工程”这个术语， 从此诞生了软件工程这个新兴学科。 从70年代初开始，软件工作者主要围绕软件过程和 开发模型、开发方法和技术、开发工具和环境，开发规 范和标准以及软件管理等各个方面的研究和实践，使 “作坊式生产方式”，逐步过渡到“软件工厂式的生产 方式”，软件的生产步入了系列化、产品化、工程化和 标准化的进程。
软件工程：01 软件工程概述
教材
软件工程
钱乐秋，赵文耘，牛军钰编著 出版社 清华大学出版社
5
主要参考书和参考网站
软件工程—方法与实践. 许家珆 主编. 电子工业出版社 2007 软件工程—实践者的研究方法. Roger S.pressman著，黄柏素，梅 宏等译，机械工业出版社，1999 实用软件工程. 赵池龙编著，电子工业出版社 UML面向对象技术与实践. 宋波等， 科学出版社，2005 面向对象系统分析与设计. Joey George等著，龚晓庆等译，清华 大学出版社，2008
软件工程
（Software Engineering）
概述
1
课程的性质、目的与任务
• 软件工程是本专业的一门必修课程。 • 通过本课程的学习，使学生能从中了解软件开发的整个过
程，掌握相关理论和指导思想。为了让学生真正得以实践 ，结合实际软件开发项目，让学生从问题定义开始，经过 可行性研究、需求分析、概要设计、详细设计、编码直到 最后要对自己开发的软件还要进行测试，这样一个软件开 发过程，从而使学生掌握软件开发的基本技能，培养团队 精神及勾通与协作能力，锻炼文档编写能力，提高独立的 工作能力，通过本课程的学习，为学生后期的毕业设计环 节奠定基础。
（3）作为开发人员在一定阶段的工作成果和结束标志。 （4）记录开发过程中有关信息，便于协调以后的软件开发、使用和维护。 （5）提供对软件的运行、维护和培训的有关信息，便于管理人员、开发人
员、操作人员、用户之间协作、交流和了解，使软件开发活动更科学有 效。 （6）便于潜在用户了解软件的功能、性能等各项指标，为选购符合自己需 要的软件提供依据。
1）文档 = 开发文档 + 管理文档 + 用户文档。
计算机软件产品开发文件编制指南GB 8567-88.doc
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》第一章
计算机应用范围及规模的迅速扩大
– 软件的复杂性随规模呈指数级上升
• 开发一个具有一定规模和复杂性的软件系统及 编写一个简单的程序不一样
– 正如建设狗窝和高楼大厦
软件危机的原因(2)
软件的“实质性”困难：复杂性，一致性、 易变性、不可见性。
– 包括开发和管理，技术及非技术的，等方方面面 – 软件是逻辑产品，系统中的错误难以消除;质量问
徐
《软件工程》
州
SoftwareEngineering
工
程
学
院
2021/3/6 2021/3/6
在一些人眼里，今天的软件开发似乎已 成为简单的事情，已有不少很好的开发工 具和软件库，软件开发人员训练有素，都强 烈渴望去编写很酷的软件，可以在几天的时 间里编写出一个相当复杂的软件。但是为什么 有一些软件能够得到用户的喜欢，而另一些 则不能？为什么有些软件能够在市场上成功 ，而有些则受到冷落？由此可见，开发软件 并不一定难，难就难在如何开发有用的软件。
– 软件的发展还跟不上硬件的步伐。 – ｛软件生产率提高4%-7%/每年｝
Software Crisis：主要表现(4)
软件质量极其低劣
– 例如，60年代IBM的OS/360操作系统。它共有4000 多个模块、100万行指令，共投入5000人年，耗资5 亿美元，但在交付使用的系统中仍找出2000个以上 的错误。
– 据研究结果统计： – 只有15%的项目是按计划完成的。 – 仅有10%的项目是按费用计划完成的。 – 平均超出50%
造成用户不满，开发者丧失信心
Software Crisis：主要表现(2)
软件费用急剧上涨
– 年增长率达12%。原因：硬件性能价格比迅 速下降（在30年内提高了6个数量级，或每 二年翻一翻），扩大了计算机的应用，而 软件的开发成本却十分昂贵。
太原理工大学软件工程教材简介
附录A UML图总结 附录B UML中定义的常用版型、约束和标记 附录C GOF给出的软件设计模式
建议学时 4
8
小结
本书共分成3篇，全面、详细地讲述软件工程的知识
– 第1篇按照生存周期模型详细阐述面向过程的软件工程； – 第2篇介绍面向对象软件工程的分析、设计和实现； – 第3篇则分别给出面向过程和面向对象软件工程的实验指导和案例。
建议学时 2 6
3
课程安排 （4）
周次
教学章节
9 第9章 面向对象方法学
第10章 面向对象的分 析 10
11 第11章 面向对象的软 件设计与实现
教学内容
9.1 面向对象方法概述 9.2 面向对象的软件工程 9.3 统一建模语言UML 9.4 统一软件开发过程RUP概述 9.5 本章小结和习题 10.1 面向对象的分析过程 10.2 建立用例模型 10.3 建立对象模型 10.4 建立动态行为模型 10.5 建立物理实现模型 10.6 面向对象软件开发过程的案例分析 10.7 本章小结和习题
本课程是一门实践性很强的课程，它是各种软件 开发经验的总结与提炼，学生不但应注重概念、原理、方 法、技术的掌握，也应注重方法、技术的实际应用。通过 本课程的学习，为全面掌握软件开发技术打下坚实的基础。
课程目标
通过本课程的学习，我们还可以了解并掌握：
1.软件工程的产生、软件生产发展史、软件生存周期、各种方法和生存周 期模型、软件工程面临的问题。 2.系统握软件开发最基本的内容：可行性研究和软件计划、需求分析、 概要设计、详细设计、编码、测试、维护，系统掌握这些阶段的目标、任 务、特点、步骤和文档。 3.掌握结构化方法的基本思想，开发过程和步骤，应遵循的原则和准则， 能够应用相应的图形表示工具开发小型软件项目。 4.掌握面向对象方法的基本思想、基本概念、基本模型，面向对象分析、 面向对象设计、面向对象实现的任务、内容和步骤，能够应用相应的图形 工具。 5. 了解软件工程发展中的新进展。
第1章软件工程 概述
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一、软件工程概述 软件工程是一类工程。工程是将理论和知识应用于实践的科学。就软件 工程而言，它借鉴了传统工程的原则和方法，以求高效地开发高质量软件。 其中应 用了计算机科学、数学和管理科学。计算机科学和数学用于构造模 型与算法，工程科学用于制定规范、设计范型、评估成本及确定权衡，管理 科学用于计划、资源、 质量和成本的管理。 软件工程这一概念，主要是针对20世纪60年代“软件危机”而提出的。 它首次出现在1968年NATO（北大西洋公约组织）会议上。自这一概念提出 以来， 围绕软件项目，开展了有关开发模型、方法以及支持工具的研究。 其主要成果有：提出了瀑布模型，开发了一些结构化程序设计语言（例如 PASCAL语言， Ada语言）、结构化方法等。并且围绕项目管理提出了费用 估算、文档复审等方法和工具。综观60年代末至80年代初，其主要特征是， 前期着重研究系统实现 技术，后期开始强调开发管理和软件质量。 70年代初，自“软件工厂”这一概念提出以来，主要围绕软件过程以及 软件复用，开展了有关软件生产技术和软件生产管理的研究与实践。其主要 成果有：提出了 应用广泛的面向对象语言以及相关的面向对象方法，大力 开展了计算机辅助软件工程的研究与实践。尤其是近几年来，针对软件复用 及软件生产，软件构件技术以及 软件质量控制技术、质量保证技术得到了 广泛的应用。目前各个软件企业都十分重视资质认证，并想通过这些工作进 行企业管理和技术的提升。软件工程所涉及的要 素可概括如下：
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框架：四项基本原则是基石 软件工程围绕工程设计、工程支持以及工程管理，提出了以下四项基 本原则： 第一，选取适宜开发范型。该原则与系统设计有关。在系统设计中， 软件需求、硬件需求以及其他因素之间是相互制约、相互影响的，经常需 要权衡。因此，必须认识需求定义的易变性，采用适宜的开发范型予以控 制，以保证软件产品满足用户的要求。 第二，采用合适的设计方法。在软件设计中，通常要考虑软件的模块 化、抽象与信息隐蔽、局部化、一致性以及适应性等特征。合适的设计方 法有助于这些特征的实现，以达到软件工程的目标。 第三，提供高质量的工程支持。“工欲善其事，必先利其器”。在软 件工程中，软件工具与环境对软件过程的支持颇为重要。软件工程项目的 质量与开销直接取决于对软件工程所提供的支撑质量和效用。 第四，重视开发过程的管理。软件工程的管理，直接影响可用资源的 有效利用，生产满足目标的软件产品，提高软件组织的生产能力等问题。 因此，仅当软件过程得以有效管理时，才能实现有效的软件工程。 这一软件工程框架告诉我们，软件工程的目标是可用性、正确性和合 算性；实施一个软件工程要选取适宜的开发范型，要采用合适的设计方法， 要提供高质量的工程 支撑，要实行开发过程的有效管理；软件工程活动主 要包括需求、设计、实现、确认和支持等活动，每一活动可根据特定的软 件工程，采用合适的开发范型、设计方 法、支持过程以及过程管理。根据 软件工程这一框架，软件工程学科的研究内容主要包括：软件开发范型、 软件开发方法、软件过程、软件工具、软件开发环境、计 算机辅助软件工 程(CASE) 及软件经济学等。
第1章软件工程概述
程序、支持程序运行的数据以及与程序有关的文 档资料的完整集合。 其中： 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作信息的数据结构； 文档是与程序开发、维护和使用有关的图文材料。
软件的特点 软件是一种逻辑实体，具有抽象性 软件成本集中在开发上 运行过程中没有磨损、老化。
1.4.2 软件过程模型
1 线性顺序模型（瀑布模型） 按顺序开发软件的方法。
1.4.2 软件过程模型
线性顺序模型的缺点 实际项目很少按照该模型给出的顺序进行 客户常常难以清楚地给出所有需求 客户必须有耐性，只能等到项目开发周期地后期才能
得到程序的运行版本，若有错，则可能是灾难性的。 过分依赖于早期进行的需求调查，不能适应需求的变
介绍了软件的基本概念、定义、特点；
对软件的类别进行了简单的讲解；
简述了软件的3个发展阶段和软件危机 产生的原因；
重点讲解了软件过程及其模型；
简单介绍了CASE工具的概念和主要内 容。
1. 软件工程概念提出的原因？软件危机的表现 有哪些？
2. 什么是软件？什么是软件过程？传统的和最 新的软件过程模型都有哪些？
主要过程
支持过程
组织过程
获供开运维文配质验确联审问管基改培
取应发行护档置量证认合核题理础进训
过过过过过编管保过过评过解过设过过
程程程程程制理证程程审程决程施程程
过过过
过过过
程程程
程程程
1.4.2 软件过程模型
软件过程模型
1.4.2 软件过程模型
软件过程模型是从软件需求定义直至软件交 付使用后报废为止，在这整个生存期中的系 统开发、运行和维护所实施的全部过程、活 动和任务的结构框架。 目前主要有 线性顺序模型（瀑布模型） 原型模型 螺旋模型 快速应用开发模型等
太原理工软件工程
太原理工软件工程
太原理工软件工程专业概况
软件工程专业是太原理工大学信息科学与工程学院的一门重要学科。
该专业致力于培养学生在软件设计、开发和测试方面的能力，培养学生具备扎实的软件工程理论基础和实践能力。
太原理工软件工程专业设置了多门专业课程，涵盖了软件工程的各个领域。
学生将学习计算机基础知识、编程语言、算法与数据结构、数据库等课程，同时还将学习软件设计、软件测试、软件项目管理等相关理论和技术。
在培养学生专业技能的同时，太原理工软件工程专业也注重培养学生的创新能力和实践能力。
学生将有机会参加各种软件开发项目，锻炼从项目需求分析到软件设计和开发的综合能力。
除了课程学习，太原理工软件工程专业也鼓励学生积极参与实习和科研活动。
学生将有机会在相关企业进行实习，了解软件行业的实际工作环境，提升自己的实践能力。
同时，学生还可以参与科研项目，深入学习软件工程的前沿技术和理论，为学术研究做出贡献。
毕业后，太原理工软件工程专业的学生可以选择从事软件工程师、软件开发工程师、系统分析员等职业。
随着信息技术的飞速发展，软件工程专业的就业前景广阔，待遇也较为优厚。
总之，太原理工软件工程专业致力于培养学生具备软件设计、
开发和测试的能力，注重培养学生的实践和创新能力，为学生未来的职业发展打下坚实的基础。
软件工程一二章知识点总结
软件工程一二章知识点总结一、软件工程概述1.1 软件工程定义软件工程是指将系统化、规范化、可靠化、高效化地开发、维护和管理软件的过程。
它包括了一系列的方法和工具，旨在提高软件开发的质量和效率。
1.2 软件危机软件危机是指在软件开发和维护过程中所出现的一系列问题，包括进度滞后、成本超支、质量不高等。
软件工程的出现正是为了解决这些软件危机。
1.3 软件工程的目标软件工程的主要目标是提高软件开发的质量、提高开发效率、降低开发成本，并且使得软件能够满足用户的需求。
1.4 软件工程的原则软件工程有七大原则，包括可管理性、稳定性、可维护性、灵活性、可重用性、可移植性和高效性。
1.5 软件工程的特点软件工程有其自身的特点，包括软件的不可见性、复杂性、变化性和一致性。
软件开发过程要充分考虑这些特点。
1.6 软件危机的原因软件危机主要是由于软件的复杂性、需求的不断变化、开发过程的管理不善和技术水平的不足等诸多原因导致的。
要解决软件危机，就需要采用科学的方法进行软件开发。
二、软件生命周期2.1 软件生命周期模型软件生命周期模型是描述软件开发过程中不同阶段的模型。
常见的软件生命周期模型包括瀑布模型、原型模型、迭代模型、螺旋模型、敏捷开发模型等。
2.2 软件生命周期阶段软件生命周期通常包括需求分析、设计、编码、测试、部署和维护等不同阶段。
每个阶段都有其特定的任务和目标。
2.3 瀑布模型瀑布模型是软件开发中最经典的一种模型，它将软件开发过程分为需求分析、设计、编码、测试和维护五个阶段，严格按照顺序进行。
该模型适用于需求变化不大的项目。
2.4 原型模型原型模型是一种以原型开发为基础的模型，它能够快速生成原型，帮助用户更好地理解需求，并且在软件开发过程中充分考虑需求的变化。
2.5 敏捷开发敏捷开发是一种迭代、灵活、快速响应需求变化的软件开发方法。
它强调团队合作、交付价值、持续改进和迭代开发。
三、需求工程3.1 需求工程定义需求工程是指对需求进行理解、规范、记录和验证的过程。
《软件工程》第一章软件工程学概述
《软件⼯程》第⼀章软件⼯程学概述第⼀章软件⼯程学概述1.1 软件危机1.1.1 软件的定义——定义：软件=“完成特定功能的程序+数据结构+⽂档”——特征：（3个）软件是开发的，⽽不是制造的；软件不磨损，但退化；⾃定义。
——发展问题1.1.2 软件危机的表现——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。
——表现：（6个）（1）对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。
（2）软件产品质量较差，可靠性低。
（3）⽤户对开发出来的软件产品不满意。
（4）软件常常是不可维护的。
（5）软件产品缺少应有的⽂档资料。
（6）软件产品的供不应求。
1.1.3 软件危机的原因——客观原因——主观原因1.2 软件⼯程1.2.1 软件⼯程的概念——定义：指导软件开发与维护的⼯程科学。
采⽤⼯程的概念、原理、技术和⽅法来开发和维护软件，综合运⽤正确的管理技术和最好的技术⽅法，以经济地开发出⾼质量的软件并有效维护它。
IEEE的定义：①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对这些途径加以研究。
1.2.2 软件⼯程的基本原理（7个）——（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）结果可以清楚地审查（6）开发⼩组成员少⽽精（7）承认不断改进软件⼯程实践的必要性1.2.3 软件⼯程⽅法学：3个要素（⽅法、⼯具和过程）——传统⽅法学：结构化技术，软件⽣命周期——⾯向对象⽅法学：类+对象+继承+消息，软件开发过程更接近⼈类认知模式1.3 软件⽣命周期1.3.1 软件⽣命周期的概念——定义：⼀个软件从定义、开发、使⽤和维护，直⾄最终被废弃，要经历的漫长的时期称为软件⽣命周期。
——构成：3个时期，8个阶段软件定义：问题定义，可⾏性研究，需求分析软件开发：总体设计，详细设计，编码和单元测试，综合测试；运⾏维护：软件维护1.3.2 各阶段的基本任务（8个阶段）——问题定义：需要解决的问题是什么？书⾯报告——可⾏性研究：确定软件系统是否值得去解《可⾏性研究报告》——需求分析：解决这些问题需要系统做什么？《软件需求规格说明书》——总体设计：应该怎样实现⽬标系统？《概要设计说明书》——详细设计：如何具体地实现这个系统？——编码和单元：写代码，测试每个模块！——测试、综合测试：通过各类测试和调试来完善软件《测试计划/⽅案》——软件维护：通过各种必须的维护活动使系统持久地满⾜⽤户的需要。
软件工程实用教程1-概述课件
认识软件开发过程模型
软件过程
通过定义若干框架活动来建立公共过程框架，每 一个任务集合都由软件工程工作任务、项目里程 碑、软件工程产品（交付物）和质量保证点组成， 通过多个任务集合来保证框架活动可被修改，以 适应不同软件项目特征和项目组的需要。
软件过程模型
软件开发（过程）模型是跨越整个生存期的系统 开发、运作和维护所实施的全部过程、活动和任
特征
限
行数
微型 1
1~4周 500以下
不必有严格的设计和测试文档
小型 1~2
1~6月 1k~2k
通常没有与其他程序的接口
中型 3~5
1~2年 5k~50k
需要有严格的文档50k~100k
超 大 100~1000 4~5年 1M(=1000k) 型
需要按照软件工程方法进行管
软件发展阶段最根本的变化
人们改变了对软件的看法 软件的需求是软件发展的动力 软件工作的范围从考虑程序的编写扩展到设计整
个软件生存期
目前：社会信息化、软件产业化的阶段过渡
软件危机
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。即包含两方面的问题： 如何开发软件、如何维护软件。
可行性研究
定义阶段
需求分析
需求说明书
概要设计 设计如何做的体系结构
设计说明书
详细设计
开发阶段
编码
源程序清单
维护阶段
测试 修改设计 运行维护
测试报告 维护报告
返回计划
评价
原型模型（RAPID PROTOTYPE MODEL）
原型模型（rapid prototype model） 是为了确定需求而提出的实际模型。打破传
软件的特点（1）
软件工程第一章软件工程概述
第1章
1.1软件与软件危机
1.1.3 软件危机
1. 软件危机的主要表现
（1）软件不能满足用户的需求。 （2）软件开发成本严重超标，开发周期大大超过规定日期。 （3）软件质量难于保证，可靠性差。 （4）软件难于维护。 （5）软件开发速度跟不上计算机发展速度。
第1章
1.1软件与软件危机
1.1.3 软件危机
第1章
1.2软件工程
1.2.3 软件工程的研究内容
第1章
1.3软件生存周期
第1章
1.4软件开发模型
1.4.1 瀑布模型
第1章
1.4软件开发模型
1.4.1 瀑布模型
瀑布模型的主要优点： （1）原理简单、容易掌握。 （2）各阶段间都有验证和确认环节，以便进行质量管理。 （3）主要用于支持结构化方法。 瀑布模型的主要缺点： （1）缺乏灵活性，不能适应用户需求的变化。 （2）缺乏演化性，返回上一级的开发需要付出十分高昂的代价。 （3）是线性的软件开发模型，回溯性很差。
第1章
1.1软件与软件危机
1.1.1 软件的定义及其特点
2.软件具有下列特点： ① 软件是一种逻辑产品，它具有抽象性和无形性。 ② 软件的生产与硬件不同。 ③ 软件在运行和使用中，不会磨损和老化，但它存在退化问题。 ④ 软件的开发和运行对计算机系统有一定的依赖性。 ⑤ 软件开发至今仍未完全摆脱手工开发方式，大多数软件是“定做”的。 ⑥ 软件开发成本高、风险高。 ⑦ 相对于计算机硬件技术的发展，计算机软件技术的发展十分缓慢。
第1章
1.2软件工程
1.2.1 软件工程的定义和目标
为了克服软件危机，1968年10月在北大西洋公约组织（NATO）召开的计算机科学会议上，Fritz Bauer首次提出“软件工程”的概念， 试图将工程化方法应用于软件开发。
软件工程-1-概述XXXX
软件工程-1-概述XXXX1. 引言软件工程是关于软件开发过程中的原理、方法和工具的学科。
随着计算机应用的广泛普及，软件已经成为现代社会不可或缺的一部分。
而软件工程作为一门学科，则致力于提供一套规范和有效的方法来管理、开发和维护软件系统。
2. 软件工程的定义与范畴软件工程的定义是指应用系统化、规范化和可量化的方法，对软件的开发、运行、维护和管理，以及软件的工程化过程进行研究的学科。
从范畴上来说，软件工程主要包含以下几个方面：2.1 需求分析需求分析是软件开发过程中的首要阶段，主要目的是明确用户需求，并将其转化为软件系统的功能和性能需求。
2.2 软件设计软件设计是根据需求分析结果，制定软件系统的架构和模块设计方案，以确定最终的系统结构和模块间的交互方式。
2.3 软件开发软件开发是根据软件设计方案，使用编程语言和开发工具进行代码编写、测试和调试的过程。
2.4 软件测试软件测试是为了发现并纠正软件中存在的错误和缺陷，以确保软件系统的质量和稳定性。
2.5 软件维护软件维护是对软件系统进行改进和优化的过程，包括修复错误、添加新功能和适应新的硬件或软件环境等操作。
3. 软件工程的原则和原则软件工程的实践和研究依赖于一系列基本原则和原则，这些原则和原则旨在确保软件系统在开发和维护过程中具有高质量、高效率和可靠性。
以下是几个软件工程的重要原则和原则：3.1 模块化模块化原则指将软件系统划分为若干个相对独立的模块，每个模块实现一部分功能，模块间通过接口进行交互。
这样做可以提高代码的可读性、可维护性和重用性。
3.2 可维护性可维护性原则指设计和开发一个易于理解、易于修改和易于测试的软件系统，以便在需求变更或错误修复时能够迅速进行更新和维护。
3.3 可重用性可重用性原则指设计和开发具有高度重用性的软件模块，使得开发人员在不同项目中可以复用现有的模块，从而提高开发效率和降低成本。
3.4 风险管理风险管理原则指为软件开发过程中可能遇到的各种风险制定相应的策略和计划，以降低风险对项目进度和质量的影响。
《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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4.第四代软件工程
90年代起，基于构件的开发方法取得了重要的进展，软件系统的开发可通过使用 现存的可复用构件组装完成，而无需从头构造，从而达到提高效率和质量、降低 成本的目的，称为构件工程。
1.2软件危机
1.2.1软件危机及其表现
软件危机的定义: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及矛 盾。
3.软件工程时代: 70年代至今
20世纪60-70年代是计算机系统发展的第三阶段.为了克 服软件危机，1968年北大西洋公约组织的专家们在联邦 德国召开国际会议，在这次会上正式提出并使用了“软 件工程”这个名词。这阶段主要采用“工程化的生产方 式”。
软件过程提出至今，它的发展已经经历了4个阶段：
1.第一代软件工程（20世纪60年代到70年代）
3.第三代软件工程
随着规模的不断增大，开发人员的增多，开发时间相应持续增长，加上软件是知 识密集型的逻辑思维产品，这些都增加了软件工程的管理难度，人们在软件开发的 实践中认识到：提高软件生产率、保证软件质量的关键是“软件过程“的控制和管 理，提出了对软件项目管理的计划、组织、成本估算、质量保证、软件配置等技术 和策略，逐步形成了软件过程工程。
1.1.2软件 的发展
自从第一台计算机诞生以来，就开始了软件的生产，到目前为 止,软件发展经历了三个阶段：
1.程序设计时代:20世纪50-60年代，采用“个体生产方 式”，人们认为软件就是程序，没有相关的文档资料。
2.程序系统时代 :20世纪60-70年代是计算机系统发展 的第二阶段，出现了“软件作坊”，软件质量低下， 可靠性差，可维护性差，却价格昂贵，供不应求。在 该阶段的后期，于是出现了“软件危机”。
“将系统化的、规范的、可度量的方法应用于软件的开发、 运行和维护的过程，即将工程化应用于软件中。”这个定义 强调了工程化方法和如何实现这些方法在软件工程中的重要 地位。
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、技术和方法来开发及维护软件。把 经过时间考验而证明正确的管理技术和当前最好的技术方法 结合起来，目的是生产出能按期交付的、在预算范围内的、 满足用户需求的、质量合格的软件产品。 软件工程具有下述本质特性：
软件生产采用“生产作坊方式“，在该阶段的后期，出现了“软件危机”。为 了克服软件危机，在著名的NATO软件可靠性会议上提出了软件工程这一名词。
2. 第二代软件工程（20世纪80年代中期到90年代）
在80年代中期开始，面向对象的程序设计语言相继推出，面向对象的方法和技术得 到发展，到了90年代，研究的重点从程序设计语言逐渐转移到面向对象的分析和设 计，演化为一种完整的软件开发方法和系统技术体系，面向对象的方法成为软件开 发的主流，所以这一阶段又称为对象工程。
Fritz Bauer在NATO会议上给出的定义：
“软件工程是为了经济地获得可靠的和能在实际机器上高效运 行的软件，而建立和使用的完善的工程原理（方法）。这个定 义指出了软件工程的目标是经济地开发出高质量的软件，强调 软件工程是一门工程学科，它必须建立和使用的完善的工程原 理。 IEEE【IEE93】给出了一个更加综合的定义：
1．2．3解决软件危机的途径
• 将软件开发看成是一种组织严密、管理严格、各类人员协同配合共同完成的 工程项目。 • 研究和推广成功的软件开发技术和方法。 • 开发和使用好的软件工具。 •建立严格的文档资料，重视软件开发过程的阶段评审。
1.3软件工程
1.3.1软件工程的定义 人们曾从不同的角度，给软件工程下过许多定义，其中典型的 两个为：
软件的特点:
1.软件具有抽象特征。软件是一中逻辑实体,而不是 具体的物理实体，“不可见”。
2.软件开发没有明显的制造过程，软件产品的生产 主要是研制。
3.软件无备件特征。软件不像硬件存在磨损和老化 问题，但存在退化问题。
4.软件对计算机系统有不同程度的依赖性
5.软件成本昂贵，其开发方式目前尚未完全摆脱手 工生产方式。
软件危机包括下述两个方面： 1.如何开发软件，以满足社会对软件日益增长的需要。 2.如何更有效地维护数量不断增长的已有软件。
软件危机的表现
• 开发成本难以控制，进度不可预计； • 产品不符合用户的实际需要 ; • 软件产品的质量不保证，可靠性差.用户难以满意； • 软件的可维护性差 ； • 软件开发生产率很低，软件产品供不应求 ; • 软件缺少合格的文档资料 ; • 软件产品成本十分昂贵。
软件工程导论
2009年7月
第一章软件工程学概述
1.1软件概述 1.2软件危机 1.3软件工程 1.4软件生命周期 1.5软件过程
1.1软件概述
1.1.1软件及其特点 软件是程序、数据和相关文档的完整集合。
软件定义由以下三部分组成: 1.程序是按照设计文档的功能和性能要求所编写的指令 序列，是执行部分； 2.数据是使程序能够正确运行的数据结构和所需的信息； 3.文档是为了程序开发而形成的图文资料，是不可执行 部分。
• 主观原因: (人的问题、技术问题) -软件复杂且规模庞大。 -对软件的开发和维护关系有许多错误认识和做法 •没有准确、全面把握用户需求，忽视软件需求分析的重要性。 •轻视软件维护。 ·不重视阶段审查和复审。
-对大型软件项目缺乏有力的组织和管理。 -开发工具落后，以致软件的生产效率和质量不高。 -软件开发技术落后，来自 1.2.2软件危机产生的原因
在软件开发和维护的过程中存在这么多严重问题，一方面及软件本身的特点有 关，另一方面也和软件开发与维护的方法不正确有关。
• 客观原因: (软件本身的特点) -- 软件是一种逻辑实体，而不是具体的物理实体，具有高度的抽象性； -- 软件是一个逻辑上复杂而规模上庞大的系统，涉及技术、管理等多方面的问 题； -- 软件的生产方式及硬件明显不同，软件开发没有明显的制造过程 。 -- 软件的运行和维护阶段，没有传统意义上的机械磨损、老化问题。 -- 软件与硬件有关，对软件有可移植性的要求。 -- 软件工作涉及许多社会因素。