软件工程要点串讲

第一讲 概 述

1.1 软件工程的研究内容

（1）软件工程要考虑专业软件开发所需要的理论、方法和工具----工程技术问题

（2）软件工程要考虑如何有效的在软件开发中利用有限的成本资源----工程管理的问题 1.2 什么是软件?

（1）软件包括：---软件的内涵

① 能够提供客户所需功能与性能的计算机程序； ② 使程序能够适当的操作信息的数据结构； ③ 用以描述程序开发过程及使用的文档。 （2）软件产品可以为一个特定的用户设计开发，也可以为某一类通用的市场设计开发。 （3）软件产品可以分成：

通用软件（Generic Software）、 定制软件（Bespoke Software）

（4）一个新的软件并不一定是全新开发，可以由现有软件或可复用软件成分配置形成。 1.3 什么是软件工程 ？

（1）软件工程是涉及软件生产各个方面的一门工程学科

（2）软件工程涉及软件生命周期的各个方面，从软件需求的确定到软件退役。

（3）软件工程：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；②研究①中的方法.

1.4 什么是成功的软件项目：按时交付、不超预算、满足用户要求。

1.5 （1）所有的软件过程中都包括四个基本活动:描述、开发、有效性验证、进化。

（2）软件生命周期是软件过程的另一种形象描述，包括：需求定义、分析与描述、软件设计、实现、测试、维护与退役等活动。

1.6什么是优良软件的属性？可维护性、可依赖性、有效性和可用性（可接受性）。

第二讲 软件过程

2.1 瀑布模型（顺序模型）

瀑布模型的缺点和适用情况

（1）这种模型生硬的把一个软件过程划分成几个界限清晰的阶段，而且这些阶段前后有严格的顺序，这导致它很难对用户的需求变更做出及时的调整；

（2）因此，瀑布模型只适合需求非常清楚和需求变更被严格限制的情况下。 2.2 进化式开发模型

基本思想：通过开发系统原型和用户反复交互，以明确需求，使系统在不断调整与修改中得以进化成熟。又叫做原型式开发方法。 两种基本类型：探索式开发、抛弃式原型法

问题：缺乏过程可见性、系统结构通常会很差、需要一些特别的技术（如原型快速开发技术）、通常与主流技术不兼容.

适用情况：适合中小规模的交互系统、可用于大型系统的局部开发（如系统界面），可以和瀑布模型混合使用、生命周期较短的系统。 2.3 增量式开发

增量式开发的特点

（1）在这种开发方式中，系统不是作为一个整体交付，而是被分解成若干个增量，每个增量交付系统的部分功能。

（2）用户的需求按优先级排队，优先级最高的需求被放入最早交付的增量中。这样，优先级最高的系统功能就得到最多的测试，系统的可靠性较高。 2.4 基于构件的软件工程

（1）软件复用是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素（通常称为可复用构件、组件或软部件）的过程。

（2）软构件是标准的、可以互换的、经过装配可随时使用的软件模块。 软件复用的意义：

（1）软件复用的出发点是使软件系统的开发不再“一切从零开始”，能够充分利用已有的知识和经验。 （2）软件复用能够在软件开发中避免重复劳动，充分利用已有的开发成果，，提高开发效率，降低开发成本。

（3）软件复用还可以避免全新开发可能引入的错误，从而提高软件的开发质量。

第三讲 需求工程

3.1 需求工程过程

需求工程过程并不具有唯一的模型，在所有的过程中都会涉及一些共同的活动，它们是： 可行性研究、需求导出与分析、需求描述、需求有效性验证、需求管理。 3.2 可行性研究：

（1）可行性研究要决定被提议的系统是否值得去做。

（2）进行可行性研究包括信息评估、信息汇总和书写报告三部分工作。 3.3 需求的两个不同层次的描述 用户需求：从客户的角度，采用自然语言配合以图表对目标系统应提供的服务以及系统操作要受到的约束进行的声明。 系统需求：系统需求是一种结构化文档，要运用一些专业的模型详细的描述系统的功能及其约束。系统需求文档有时也称为功能描述，应该是精确的，它可以成为双方之间合同的重要内容，同时作为开发工作的依据。 3.4 功能需求与非功能需求 功能需求：对系统应提供的功能，系统在特定的输入下做出的反应及特定条件下的行为的描述。某些情况下还要包括系统不应做什么。

非功能需求：对系统提供服务或功能时收到的约束进行描述。如时间约束、开发过程约束和标准等。

领域需求：这种需求来自于系统的应用领域，反映领域特征。可能是功能需求也可能是非功能需求。

功能性需求与非功能性需求相比较，非功能需求往往更为关键，因为非功能需求表示的是系统的整体特征，而功能性需求描述的则是局部功能。 3.7 需求导出与分析

（1）这个阶段在可行性研究之后进行，通常与需求描述交叉进行。

（2）需求导出的过程活动包括：需求发现、需求的分类与组织、优先排序和冲突解决、需求文档化。

（3）需求的发现与识别是整个过程中最为关键的活动，负责收集目标系统级现存系统的相关信息并从这些信息中提炼出用户需求和系统需求。

（4）信息的来源包括已有的文件，系统的信息持有者（stakeholders）以及相近系统的规约描述。

（5）需求要从多个视点进行分析

（6）视点用来表述不同角度的需求来源（信息持有者、其它相关系统及领域）。每一个视点代表系统需求的一个子集。 3.8 结构化分析（SA）建模

（1）结构化分析方法是一种面向数据流的系统建模技术，它从数据加工的角度对系统进行规格描述；

（2）SA帮助分析者理解系统的功能，并采用模型与用户进行交流； （3）不同的模型从不同的角度对系统进行描述。

（4）结构化分析模型的核心是数据词典，它描述了所有的在目标系统中使用的和生成的数据对象。

（5）围绕着这个核心的有三种图：实体—关系图(ERD)描述数据对象及数据对象之间的关系；数据流图(DFD)描述数据在系统中如何被传送或变换，以及描述如何对数据流进行变换的功能（子功能）；状态—迁移图(STD)描述系统对外部事件如何响应，如何动作。 （6）因此，ERD用于数据建模，DFD用于功能建模，STD用于行为建模。 3.9 UML与面向对象分析方法 3.9.1 理解UML

UML是一种标准的图形化建模语言，它为不同领域的人们提供一种统一的交流标准，这种标准使得系统构造者能够用标准的、易于理解的方式建立能表达出他们想象力的系统蓝图，并使客户、分析员、设计人员、程序员和系统其它涉及者能够相互理解和达成一致，从而能够有效地共享和交流设计结果。

3.10 需求有效性验证

（1）需求有效性验证的目的是检验需求描述是否正确地反映了客户的意愿。

（2）好的需求对软件系统的开发效率及软件质量起着至关重要的作用。一个错误发现的越晚，修改它所付出的代价就越大。

3.11 需求检查几个方面：有效性、一致性、完备性、现实性、可检查性。 需求有效性检验技术：需求评审、建立原型、测试用例生成。

第四讲 设计工程

4.1 软件工程中的设计

（1）设计是一个把问题转换成解决方案的创造性过程； （2）设计解决的是“如何实现系统”的问题；

（3）从工程管理的角度，软件设计可以分成概要设计（总体设计、系统设计）与细节设计（详细设计） 4.2.1 模块化

（1）模块化的思想，即把软件划分为可独立命名和编址的构件，每个构件称为一个模块，每个模块完成一个子功能，当把所有模块组装到一起成为一个整体时，便可以完成指定的功能。

（2）模块组成系统或子系统。 （3）“一个复杂问题分割成若干个容易解决、容易管理的小问题后更易于求解”，模块化正是以此为依据把系统划分成若干个模块，各个击破。 4.2.2 信息隐藏与独立性

（1）信息隐藏原理告诉我们，模块应该设计得使其所含信息（过程和数据）对于那些不需要这些信息的模块来说不可访问；每个模块只完成一个相对独立的特定功能；模块之间仅交换那些为完成系统功能必须交换的信息，即模块应该功能独立的。 （2）采用信息隐藏原理指导模块设计有很多好处： 1）它支持模块的并行开发；

2）减少测试和后期维护的工作量。因为测试和维护阶段不可避免地要修改设计和代码，

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