《软件工程与项目管理》第1章 软件工程概述

• 详细设计 详细设计阶段就是对每个模块要完成的功能具体描述 为精确的、结构化的过程描述，即该模块的控制结构 是怎样的，先做什么，后做什么，有什么样的条件判 定，有哪些重复处理等，然后用相应的工具把这些控 制结构表示出来。
• 编码 编码阶段就是把每个模块的控制结构转换成计算机可 接受的程序代码，即用种某特定程序设计语言编写的 “源程序清单”。编写出的程序应该结构好、清晰易 读，并与设计一致。
1.1.4 软件危机的提出
• 1968年，北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国召 开国际会议，第一次讨论了“软件危机”问题。 • “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，这类问题不仅仅是“不能正常运行 的软件”才具有的，实际上几乎所有软件都不同程度地存 在这类问题。 • 概括来说，软件危机包含两方面的问题：一是如何开发软 件，以满足不断增长、日趋复杂的需求；二是如何维护规 模不断膨胀的软件产品。 • 这次会议同时提出了解决“软件危机”的途径，即采用工 程化的思想来管理软件开发的过程，并正式提出“软件工 程”一词，从此一门新兴的工程学科—软件工程—应运而 生。
美国宇航局的软件系统一览表 年 份
1963
软 件
水星计划系统
指 令 条 数
200万条 400万条 1000万条 4000万条
1967
1973 1979
双子星座计划系统
阿波罗计划系统 哥伦比亚航天飞机系统
图1-1 计算机系统中软硬件成本所占比例的变化
1.1.2 软件生产的发展
• 程序设计时期（约为20世纪50～60年代） • 程序系统时期（约为20世纪60～70年代） • 软件工程时期（20世纪70年代以后）
• 概要设计 这一阶段主要解决的是系统“怎么做”的问题。具体 来说，开发人员要把确定的各项功能需求转换成相应 的软件体系结构，在该结构中，每个成分都是意义明 确的模块，即每个模块都和某些功能需求相对应。因 此，概要设计的核心内容就是设计软件的结构，弄清 该结构由哪些模块构成，每个模块的功能是什么，这 些模块之间的层次结构是怎样的。同时，还要设计该 应用系统的总体数据结构和数据库结构，即应用系统 要存储什么数据，这些数据是什么样的结构，它们之 间有什么关系等。
1.4 软件开发方法
.1 结构化开发方法
• 1978年，E.Yourdon和L.L.Constan-tine提出 • SASD（Structured Analysis and Structured Design）方法，也可称为面向功能的软件开发 方法，或面向数据流的软件开发方法 • 结构化开发方法的指导思想是自顶向下、逐步 求精，基本原则是功能分解与抽象，它由结构 化分析、结构化设计和结构化程序设计构成
1.4.2 面向数据结构的开发方法
• 以数据结构为驱动的 • 以1975年M.A.Jackson提出的Jackson方法和1974年 J.D.Warnier提出的Warnier方法最有代表性 • 主要思想是：一个问题的数据结构与处理该问题数据 结构的控制结构有着惊人的相似之处，根据这一思想， 从目标系统的输入、输出数据结构入手，导出程序框 架结构，再补充其他细节，就可以得到完整的程序结 构图 • 对输入、输出数据结构明确的中小型系统特别有效
1.3 软件生命周期
1.3.1 软件生命周期的定义
• • • • • • •
可行性分析 需求分析 概要设计 详细设计 编码 测试 维护
• 可行性分析 在项目进入具体开发之前，首先需要进行的步骤是可 行性分析。这一步骤必须回答的问题是“将要开发的 软件系统是做什么的？在经济上、技术上和操作上是 否可行？”，具体来说，需要考虑的问题有：该软件 项目的性质是什么、它是数据处理问题还是实时控制 问题、它是科学计算问题还是人工智能问题等，以及 该问题是否有行得通的解决办法，若有解决问题的办 法，则需要多少费用、多少资源（包括硬件、软件和 人员）、多少时间。
时 期 特 点 软件的含义 主要程序设计语言 软件使用者 软件规模 开发软件需要的人力 软件开发涉及的工作
程序设计 程序 汇编语言、机器语言 程序员本人 小型 个人 编码
程序系统 程序及规格说明书 高级语言 少数用户 中型 开发小组 设计、编码、测试
软件工程 程序、文档、数据 高级语言、各种开 发工具 市场用户 大型 开发小组及大中型软 件开发机构 软件生命周期的各个 阶段
瀑布模型的特点十分明显： • 软件生存周期的顺序性 • 尽可能推迟软件的编码 • 强调文档
瀑布模型的主要问题： • 各个阶段的划分完全固定，阶段之间产生大量 的文档，极大地增加了工作量。 • 由于开发模型是线性的，用户只有等到整个过 程的末期才能见到开发成果，从而增加了开发 的风险。 • 早期的错误可能要等到开发后期的测试阶段才 能发现，进而带来严重的后果。
1.2 软件工程
1.2.1 软件工程的定义
• 软件工程是导软件开发和维护的一门工程学科。 它采用工程的概念、原理、技术和方法，把经 过时间检验而证明是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，用于开发 和维护软件。 • 软件工程是一门综合性的交叉学科，它涉及哲 学、计算机科学、工程科学、管理科学、数学 及应用领域知识。
1.2.3 软件工程的作用
（1）从软件企业的专业人才来讲，其作用体现在以下几个方面： • 高层管理人员利用软件工程的理论和方法来管理整个公司。 • 中层项目经理和软件工程师：利用软件工程的理论和方法，来管 理项目组的软件开发。 • 软件蓝领工人利用软件工程的理论和方法来实现软件的开发。 • 软件营销人员利用软件工程的理论和方法与客户进行沟通，以赢 得客户的信任。 • 软件实施和维护人员：利用软件工程的理论和方法，来实现软件 的功能、性能与接口的实施和维护。 • 软件售前人员利用软件工程的理论和方法，来提高投标成功的把 握。
2.软件的分类 1）按软件功能 • 系统软件 • 支撑软件 • 应用软件
2）按软件规模 • 微型软件 • 小型软件 • 中型软件 • 大型软件 • 甚大型软件 • 极大型软件
3. 软件的特点 • • • • • 软件是一种逻辑实体，而不是物理实体。 软件的生产过程是开发，而不是制造。 软件不存在磨损、老化现象。 软件的开发和运行常常受到计算机系统的限制。 软件是复杂的。
1.1.3 软件开发面临的主要问题
• • • • • • •
西方计算机科学家在20世纪60—70年代总结了软件开发 和维护过程中遇到的一系列严重问题，表现为以下几方面： 对软件开发成本和进度的估计常常不准确，开发成本超出 预算，实际进度相比预定计划一再拖延。 用户对“已完成”系统不满意的现象时有发生。 软件质量常常不可靠，“缺陷”和“补丁”不断。 软件的可维护程度非常低。 软件通常没有相应的文档资料。 软件成本不断提高。 软件开发生产率的提高赶不上硬件的发展和人们需求的增 长。
1.5 软件开发模型
1.5.1 瀑布模型
瀑布模型是由温斯顿•罗伊斯（Winston Royce） 在1970年提出的，其核心思想是按工序将问题 简化，将功能的实现与设计分开，便于分工协 作，即采用结构化的分析与设计方法将逻辑实 现与物理实现分开。瀑布模型将软件生命周期 划分为软件计划、需求分析和定义、软件设计、 软件实现、软件测试、软件运行和维护6个阶 段，并规定了它们自上而下、相互衔接的固定 次序
软件工程与项目管理
学时：40学时
第1章 软件工程概述
• 掌握：软件危机、软件工程、软件生命周期、 软件开发方法、软件开发模型、软件工具及支 撑环境的相关概念。
1.1 软件危机
1.1.1 软件
1.软件的定义 软件是计算机系统中与硬件相互依存的一部 分，它是包括程序、数据及相关文档的完整集 合。其中， • 程序是指按事先设计的功能和性能要求执行的 指令序列； • 数据是指使程序能正常操纵信息的数据结构； • 文档是指与程序开发、维护和使用有关的图文 资料。
2.软件的分类 1）按软件功能 • 系统软件 • 支撑软件 • 应用软件
1.2.2 软件工程的内容和目标
软件工程的三个要素 • 软件工程方法 • 软件工具 • 软件工程的过程
软件工程的目标 • 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 • 能按时完成开发工作，及时交付使用
• 测试 软件测试阶段的主要任务是发现和排除错误，也就是 对软件系统进行从上到下的全面的测试和检验，看它 是否符合软件总体设计方案规定的功能和要求。测试 分为模块测试、集成测试、确认测试。模块测试是查 找各模块在功能和结构上存在的问题。集成测试是将 各模块按一定顺序组装起来进行的测试，主要是查找 各模块之间的接口问题。确认测试是按需求说明书对 软件的功能逐项进行测试，以确定软件功能是否符合 用户的需求，开发的软件是否合格，能否交付用户使 用。
• 维护 软件维护是软件生存周期中时间最长的阶段。己交付 的软件正式投入使用后便进入了软件维护阶段，它可 以持续几年甚至几十年。在软件运行过程中，可能由 于各方面的原因需要对其进行修改，如运行中发现了 软件隐含的错误而需要修改，为了适应变化了的软件 运行环境而需要做适当地变更，也可能是因为用户业 务发生变化而需要扩充和增强软件的功能等。
• 需求分析 这一阶段主要要解决的是系统“做什么”的问题。用 户了解他们所面对的问题，知道必须做什么，但是通 常不能完整地、准确地表达出来，也不知道怎样用计 算机解决他们的问题。而软件开发人员虽然知道怎样 用软件完成人们提出的各种功能要求，但是，对用户 的具体业务和需求不完全清楚，这是需求分析阶段的 困难所在。
• 可行性分析 在项目进入具体开发之前，首先需要进行的步骤是可 行性分析。这一步骤必须回答的问题是“将要开发的 软件系统是做什么的？在经济上、技术上和操作上是 否可行？”，具体来说，需要考虑的问题有：该软件 项目的性质是什么、它是数据处理问题还是实时控制 问题、它是科学计算问题还是人工智能问题等，以及 该问题是否有行得通的解决办法，若有解决问题的办 法，则需要多少费用、多少资源（包括硬件、软件和 人员）、多少时间。