第5章软件工程.ppt

第5章 软件工程 5.1 软件工程概述 1983年IEEE给出的定义为：“软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方法”，其中，“软件”的定义为：计算机程序、方法、规则、相关的文档资料以及在计算机上运行时所必需的数据。 后来尽管又有一些人提出了许多更为完善的定义，但主要思想都是强调在软件开发过程中需要应用工程化原则的重要性。 软件工程包括三个要素：方法、工具和过程 软件工程方法为软件开发提供了“如何做”的技术。它包括了多方面的任务，如项目计划与估算、软件系统需求分析、数据结构、系统总体结构的设计、算法过程的设计、编码、测试以及维护等。 软件工具为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境。目前，已经推出了许多软件工具，这些软件工具集成起来，建立起称之为计算机辅助软件工程(CASE)的软件开发支撑系统。CASE将各种软件工具、开发机器和一个存放开发过程信息的工程数据库组合起来形成一个软件工程环境。 软件工程的过程则是将软件工程的方法和工具综合起来以达到合理、及时地进行计算机软件开发的目的。过程定义了方法使用的顺序、要求交付的文档资料、为保证质量和协调变化所需要的管理、及软件开发各个阶段完成的里程碑。 5.1.1 软件的发展和软件危机 自20世纪40年代中出现了世界上第一台计算机以后，就有了程序的概念。其后经历了几十年的发展，计算机软件经历了三个发展阶段： 程序设计阶段，约为50至60年代 程序系统阶段，约为60至70年代 软件工程阶段，约为70年代以后 几十年来最根本的变化体现在： (1)人们改变了对软件的看法。 (2)软件的需求是软件发展的动力。 (3)软件工作的范围从只考虑程序的编写扩展到涉及整个软件生存周期。 软件危机 在软件技术发展的第二阶段，随着计算机硬件技术的进步，要求软件能与之相适应。然而软件技术的进步一直未能满足形势发展提出的要求。致使问题积累起来，形成了日益尖锐的矛盾。这就导致了软件危机。问题归结起来有： (1) 缺乏软件开发的经验和有关软件开发数据的积累,使得开发工作的计划很难制定。致使经费预算常常突破，进度计划无法遵循，开发完成的期限一拖再拖。 (2) 软件需求，在开发的初期阶段提得不够明确，或是未能得到确切的表达。开发工作开始后，软件人员和用户又未能及时交换意见，造成开发后期矛盾的集中暴露。 (3) 开发过程没有统一的、公认的方法论和规范指导，参加的人员各行其事。加之设计和实现过程的资料很不完整；或忽视了每个人工作与其他人的接口，使得软件很难维护。 (4) 未能在测试阶段充分做好检测工作，提交用户的软件质量差，在运行中暴露出大量的问题。 如果这些障碍不能突破，进而摆脱困境，软件的发展是没有出路的。 5.1.2 软件工程过程和软件生存周期 许多计算机和软件科学家尝试，把其它工程领域中行之有效的工程学知识运用到软件开发工作中来。经过不断实践和总结，最后得出一个结论：按工程化的原则和方法组织软件开发工作是有效的，是摆脱软件危机的一个主要出路。 1．软件工程过程 (Software Engineering Process) 软件工程过程是为获得软件产品，在软件工具支持下由软件工程师完成的一系列软件工程活动。软件工程过程通常包含四种基本的过程活动： P (Plan) : 软件规格说明。规定软件的功能及其运行的限制； D (Do) : 软件开发。产生满足规格说明的软件； C (Check) : 软件确认。确认软件能够完成客户提出的要求； A (Action) : 软件演进。为满足客户的变更要求，软件必须在使用的过程中演进。 事实上，软件工程过程是一个软件开发机构针对某一类软件产品为自己规定的工作步骤，它应当是科学的、合理的，否则必将影响到软件产品的质量。 2．软件生存周期 (life cycle) 正如同任何事物一样，软件也有一个孕育、诞生、成长、成熟、衰亡的生存过程。我们称其为计算机软件的生存周期。根据这一思想，把上述基本的过程活动进一步展开，可以得到软件生存周期的六个步骤。 制定计划 需求分析 软件设计 程序编写 软件测试 运行／维护 3．软件生存周期模型 软件生存周期模型是从软件项目需求定义直至软件经使用后废弃为止，跨越整个生存周期的系统开发、运作和维护所实施的全部过程、活动和任务的结构框架。 （1）瀑布模型 （2）演化模型 由于在项目开发的初始阶段人们对软件的需求认识常常不够清晰，因而使得开发项目难于做到一次开发成功，出现返工再开发在所难免。因此，可以先做试验开发，其目标只是在于探索可行性，弄清软件需求；然后在此基础上获得较为满意的软件产品。通常把第一次得到的试验性产品称为“原型”。