软件工程概述

概述

1. 软件

1. 软件的概念：软件是与计算机操作系统操作有关的程序、规程、规则、及任何与之有关的文档及数据的完整集合（软件=程序+数据+文档）
2. 软件的特点
   • 逻辑产品
   • 不存在磨损问题，存在退化问题
   • 依赖于计算机操作系统
   • 复杂性
3. 软件的分类
   • 按软件的功能分类
     • 系统软件：操作系统、数据库管理系统、设备驱动程序、通信处理程序等。
     • 支撑软件：文本编辑器、文件格式化程序、程序库系统等。
     • 应用软件：类似于qq这种软件
   • 按软件规模进行划分：微型、小型、中型、大型、甚大型、极大型
4. 软件的发展
   • 程序设计阶段
   • 软件设计阶段
   • 软件工程阶段

2. 软件危机

1. 软件危机的含义

   指落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求，从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。

2. 软件危机的主要表现

   • 花费超预期
   • 不能按时完成
   • 不得不重新设计

3. 软件危机的主要特征

   • 软件开发周期大大超过规定日期
   • 软件开发成本严重超标
   • 软件质量难于保证

4. 软件危机产生的原因

   • 用户需求不明确
   • 缺乏正确的理论指导
   • 软件开发规模越来越大
   • 软件复杂度越来越高

5. 如何解决软件危机？

   • 软件工程就能解决

3. 软件工程及其三要素

1. 软件工程的概念

   软件工程：指用工程、科学和数学的原则与方法研制、维护计算机软件有关技术及管理方法

2. 软件工程三要素

   • 方法：分为传统方法和面向对象方法
   • 工具：软件工具为软件工程的方法提供了自动或半自动的软件支持环境
   • 过程：定义了以下
     • 方法使用的顺序
     • 要求交付的文档资料
     • 为保证质量和适应变化所需的管理
     • 软件开发各个阶段完成的产品的度量

3. 软件工程项目的基本目标

   • 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

4. 软件工程的原则

   • 选取适宜的开发模型
   • 采用合适的设计方法
   • 提供高质量的工程支撑
   • 重视软件开发过程的管理

4. 软件生存周期

1. 软件生存周期概念
   软件产品从形成概念开始，经过开发、运行（使用）和维护直到退役的全过程，称为软件生存周期，包括软件定义、开发、使用和维护三部分。

2. 软件生存周期的阶段

   • 可行性研究和项目开发计划：系统要解决什么问题、是否可行

   • 需求分析

     • 需求获取 --需求定义，系统功能的一个正确的陈述
     • 需求规约 --系统需求规格说明
       • 主要成分：系统模型（系统功能的一个精确、系统的描述）
     • 需求验证

   • 设计：在需求的基础上，给出系统的软件解决方案

     • 概要设计
       • 系统的软件体系结构
       • C/S结构
       • 以数据库为中心的结构
       • 管道结构
       • 面向对象的结构
     • 详细设计
       • 针对总体设计结果，给出每个模块的详细描述，把功能描述变为精确的。结构化的过程描述

   • 实现阶段：选择可用的构件，或以一种选定的语言，对每一构件进行编码

   • 确定阶段：贯穿软件开发的整个过程，主要任务是软件测试

   • 支持阶段：完善性维护，纠错性维护

   5. 软件过程模型（软件开发模型、软件生存周期模型）

   软件过程模型概念：

   描述软件过程中各种活动如何执行的模型

   • 瀑布模型

     • 经典的软件开发模型，最早的软件开发模型

     • 概念

       • 将软件生命周期中的各项活动规定为依线性顺序连接的若干阶段

       • 阶段包括：需求分析、设计、编码、测试、运行与维护。看起来像瀑布一样

       

       • 特点

         • 各项活动严格按照线性方式进行
         • 以文档作为驱动
         • 当前活动的工作结果需要进行验证
         • 适合于软件需求很明确的软件项目

       • 存在的问题

         • 软件开发各个阶段划分固定，阶段间会产生大量文档，增加工作量
         • 线性开发增加了开发的风险
         • 无法解决需求不明确或者变动的问题

   • 增量模型

     • 非整体开发模型，分为渐增模型和快速原型模型

     • 概念

       • 将需求分解，划分为一系列增量，并为增量排序，急需的增量先开发。

       • 每个增量都历经需求、设计、编码、测试、移交几个阶段

       

       • 优点

         • 按照增量持续不断的发布软件新版本，可以及时得到用户反馈，调整后续软件开发的策略
         • 因为需求确定，可先设计软件体系结构，并在开发过程中保持

       • 缺点

         • 增量模型规模不能大
         • 分解增量要求对需求十分了解，并有顶层的设计经验
         • 基本服务的增量定义和实现比较困难

       • 适用于

         • 软件需求不明确，设计方案有一定风险的项目

   • 螺旋模型

     • 将瀑布模型和增量模型结合起来，并加入了风险分析

     • 概念

       • 螺旋模型是迭代模型，从里向外，螺旋线每个回路表示的软件工程都有四个阶段组成。

       • 四个阶段：定义目标、风险分析、开发和验证、规划。

         

     • 优点：边学习、边建模、边开发、边使用、边改进。

     • 缺点：多次迭代导致软件体系结构变化，为软件理解和维护带来困难

     • 适应于

       • 大型的软件开发 如，电子商务，电子政务等业务软件的开发

   • 喷泉模型

     • 以用户需求为动力，以对象为驱动的模型
     • 优点：可以提高软件项目开发效率，节省开发时间，适应于面向对象的软件开发过程
     • 缺点：开发过程中需要大量的开发人员，因此不利于项目的管理；严格的文档管理，使得审核的难度加大

   • 智能模型

     • 基于知识的软件开发模型

     • 概念

       • 称为“基于知识的软件开发模型”，把瀑布模型和专家系统结合在一起，利用专家系统来帮助软件开发人员工作