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1、软件工程与技术软件工程与技术一一本课程学习的目的本课程学习的目的二二本课程的主要内容本课程的主要内容三三本课程的特点本课程的特点四四本课程的教本课程的教/ /学及考核方式学及考核方式五五主要参考书目主要参考书目六六实验安排实验安排消除错误地认识消除错误地认识学习软件工程基本理论学习软件工程基本理论学习主流的软件开发方法学习主流的软件开发方法熟悉软件开发过程熟悉软件开发过程掌握软件开发全过程中的各重要阶段的任务及相掌握软件开发全过程中的各重要阶段的任务及相关描述方法关描述方法 ；如何分析问题并设计出合理的解决方案如何分析问题并设计出合理的解决方案如何保证软件质量如何保证软件质量培养软件工程师的基
2、本素质培养软件工程师的基本素质1、软件工程的基本概念及软件危机、软件工程的基本概念及软件危机2、软件生存周期及软件开发模型、软件生存周期及软件开发模型3、软件计划、软件计划4、软件分析、软件分析(需求分析需求分析)5、软件系统设计、软件系统设计6、软件测试、软件测试7、软件维护、软件维护8、面向对象软件工程、面向对象软件工程返回1、是专业课；、是专业课；2、属、属“工程工程”学科；学科；3、是一门需不断完善的、发展的、可创新的学科、是一门需不断完善的、发展的、可创新的学科。返回1、主要参考书目：、主要参考书目：软件工程技术及应用软件工程技术及应用贾铁军著贾铁军著 机械工业出版社机械工业出版社2
3、、其他参考书目：、其他参考书目：a.软件工程软件工程 杨卫东译杨卫东译 人民邮电出版社人民邮电出版社b.实用面向对象软件工程教程实用面向对象软件工程教程 殷人昆等译殷人昆等译 电子工业出版社电子工业出版社返回本章要点本章要点1软件的定义及软件发展过程软件的定义及软件发展过程2软件危机及软件工程的产生软件危机及软件工程的产生3软件工程学定义、本课程学习的目的软件工程学定义、本课程学习的目的 可执行部分可执行部分不可执行部分不可执行部分文档文档1文档文档2文档文档31软件的定义软件的定义 程序 + 数据 + 文档与计算机系统操作有关的程序、数据以及任何与之相关的文档的集合。程序程序1软件的定义：软
4、件的定义：什么是程序(1/2)： 程序: 由程序设计语言所描述的、能为计算机所识别、理解和处理的语句序列程序例子Main( ) int i, j; / 变量定义 char Str10; i = i + j ; / 语句说明 1软件的定义：软件的定义：什么是程序(2/2)程序设计语言具有良好、严格语法和语义目前程序设计语言主要有以下几种类型面向机器: 如汇编语言、机器语言等面向过程: 如Fortran, Pascal, C等等面向对象: 如Java等等面向问题: 如结构化查询语言SQL等等1软件的定义：软件的定义：什么是文档：文档: 记录软件开发活动和阶段性成果、理解软件所必需的阐述性资料需求分
5、析文档、软件设计文挡、用户文档等 编写文档目的 促进对软件的开发,管理和维护； 便于各种人员(用户,开发人员)的交流2软件的特点软件的特点不会老化逻辑产品 (智力, 无形)维护困难和复杂(完善, 纠错，.)生产只需复制软件开发性质如成本、进度等难以估计软件的开发更加依赖于开发人员的业务素质、智力、人员的合作、组织和管理1、20世纪50年代60年代初：程序设计阶段 特点：个体化；只有程序清单；以硬件发展为主以硬件发展为主2、20世纪60年代初70年代初：程序系统阶段 特点：作坊式；软件数量剧增；软件维护费用惊人；提 出“软件工厂”概念；出现软件危机3、 70年代 90年代：软件工程阶段 软件成本
6、剧增；硬件技术 （微电子学）日趋成熟；软件工程时软件工程时代代4、 90年代至今： 现代信息技术飞速发展（并行计算机处理、三层处理模式、数据仓库、多媒体技术、网络技术、电子商务等）称为：网络时代 软件在开发和维护过程中遇到的一系列问题困扰学术界和工业界用户对软件开发缺乏信心软件开发的高投入和高风险Crisis！成本高IBM 360 OS, 5000多人年，耗时4年(19631966)，花费2亿多美元美国空军：1955年软件占总费用(计算机系统)的18%，70年60%，85年达到85美国全球军事指挥控制系统，硬件1亿美元，软件高达7.2亿美元计算机软件和硬件费用比软件质量得不到保证软件应用面的扩
7、大：科学计算、军事、航空航天、工业控制、企业管理、办公、家庭软件越来越多的应用于安全犹关(safety critical)的系统，对软件质量提出更高的要求80年代欧洲亚丽安娜火箭的发射失败，原因是软件错误美国阿托拉斯火箭的发射失败，原因是软件故障英国1986年开发的办公室信息系统Folios经4年，因性能达不到要求，1989年取消日本第5代机因为软件问题在投入50亿美元后于1993年下马由于软件质量问题导致失败的软件项目非常多进度难以控制项目延期比比皆是由于进度问题而取消的软件项目较常见只有一小部分的项目能够按期完成维护非常困难软件维护的多样性软件维护的复杂性软件维护的副作用 一、如何开发软件
8、，以满足不断增长，日趋复杂的需求； 二、如何维护数量不断膨胀的软件产品。逻辑产品，不同于物理产品复杂性高逻辑产品，逻辑复杂性，远高于硬件复杂性软件的复杂性随规模呈指数级上升规模大应用扩大，代码量，1000万行，仍在不断膨胀影响软件生产率和质量的因素比较复杂人员的能力和水平团队合作缺乏有效、系统原理、原则、方法和工具的指导和辅助：开发一个具有一定规模和复杂性的软件系统与编写一个简单的程序不开发一个具有一定规模和复杂性的软件系统与编写一个简单的程序不一样一样正如建设一个平房和高楼大厦建造房屋的过程l确定和分析需求l房子的总体设计（建筑平面图和建筑透视图） l房子的详细设计（建筑平面图的细化以及规格
9、说明）l识别并设计房子的组成部分l建造房子的每一个组成部分l测试房子的每一个组成部分l把房子的各个部分集成在一起，在住户搬进来之前作最后的修改大型、复杂软件系统的开发是一项工程，必须按照工程化的方法组织大型、复杂软件系统的开发是一项工程，必须按照工程化的方法组织软件的生产和管理，必须经过分析、设计、实现、测试、维护等一系软件的生产和管理，必须经过分析、设计、实现、测试、维护等一系列软件过程和活动列软件过程和活动20世纪60年代爆发，然而实际上软件危机随着计算机软件的产生而产生，只是在此之前其问题的严重性没有引起人们的关注和重视提出有效的方法和工具支持软件开发1968年提出软件工程概念和思想20
10、世纪70年代的结构化软件开发方法20世纪80年代的面向对象的软件开发方法新的技术: 软件重用、快速原型、需求工程典型技术: COM, Java, C+, J2EE, .Net, .支撑工具和环境：Jbuilder, Visual Studio, WebLogic, 到了20世纪90年代，软件危机依然存在，甚至更为严重应用变得越来越大和复杂，技术变得更加力不从心错误的观念“只要有好的软件开发方法和工具就能高效率地开发出高质量的软件”问题出在哪里？20世纪80年代末，美国工业界开始认识到管理的重要性美国的一项研究表明，70%的项目由于管理不善导致难以控制进步、成本和质量；进一步的研究发现：管理是影
11、响软件项目成功开发的全局性因素，而技术只影响局部如果软件开发组织不能对软件项目进行有效管理，就不能充分发挥软件开发方法和工具的潜力，也就不能高效率地开发出高质量的软件产品 硬件发展？开发人员增加？软件开发工具的发展？软件工程！由于认识到软件的设计、实现、维护和传统的工程规则有相同由于认识到软件的设计、实现、维护和传统的工程规则有相同的基础。的基础。1967年NATO的研究组织首次提出“软件工程”1968年NATO软件工程会议正式提出“软件工程”概念1968-至今, 40余年1968年NATO(北大西洋公约组织)会议上首次提出软件工程：给出了软件工程的早期定义：软件工程是为了经济地获得可靠的和能
12、在实际机器上高效运行的软件而建立和使用的好的工程原则。（强调软件工程的目标）IEEE： 软件工程是（1）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；（2）（1）中所述方法的研究。计算机科学技术百科全书：所谓软件工程就是指导计算机软件开发和维护的工程学科。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先进的技术方法结合起来。l管理管理：希望实现软件开发过程的工程化。这方面最为著名的成果就是提出了大家都很熟悉的“瀑布式”生命周期模型。它是在60年代末“软件危机”后出现的第一个生命周期模型。如下所
13、示： 分析 设计 编码 测试 维护后来，又有人针对该模型的不足，提出了快速原型法、螺旋模型、喷泉模型等对“瀑布式”生命周期模型进行补充。现在，它们在软件开发的实践中被广泛采用。 认识到了文档的标准以及开发者之间、开发者与用户之间的交流方式的重要性。l方法：方法：侧重与对软件开发过程中分析、设计的方法的研究。这方面的重要成果就是在70年代风靡一时的结构化开发方法，即PO（面向过程的开发或结构化方法）以及结构化的分析、设计和相应的测试方法。2l方法：方法：面向对象的分析、设计方法（OOA和OOD）的出现使传统的开发方法发生了翻天覆地的变化。随之而来的是面向对象建模语言（以UML为代表）、软件复用、
14、基于组件的软件开发等新的方法和领域。l管理：管理： 从企业管理的角度提出的软件过程管理。即关注于软件生存周期中所实施的一系列活动并通过过程度量、过程评价和过程改进等涉及对所建立的软件过程及其实例进行不断优化的活动使得软件过程循环往复、螺旋上升式地发展。其中最著名的软件过程成熟度模型是美国卡内基梅隆大学软件工程研究所（SEI）建立的CMM（Capability Maturity Model），即能力成熟度模型。软件程是一种层次化的技术。包含了一个观点，和三要素，如下图：工具工具 + 方法方法 + 过程过程 软件工程包括两方面内容： 软件开发技术包括软件开发方法学、软件工具和软件工程环境。 软件项
15、目管理包括软件度量、项目估算、进度控制、人员组织、配置管理、项目计划等。软件工程技术有两个明显的特点： 第一，强调规范化。 第二，强调文档化。消除 错误的概念和做法推广使用成功的开发技术和方法使用软件工具和软件工程支持环境加强软件管理u严格按照软件生命周期各阶段的计划进行管理。u坚持阶段评审u实施严格的产品控制u开发小组的成员应该少而精u结果应能清楚地审查u认识不断改进软件工程实践的必要性生产具有正确性、可用性以及价格合宜的产品 正确性反映软件产品实现相应功能规约的程度； 可用性反映软件的基本结构、实现及其文档为用户可用的程度； 价格合宜反映软件开发与运行的总代价满足用户要求的程度。1、了解软件工程的基本思想和理论；、了解软件工程的基本思想和理论；2、掌握软件开发全过程中的主流技术和方法；、掌握软件开发全过程中的主流技术和方法；
