軟件工程

前言

　　軟件工程是在20世紀(jì)60年代創(chuàng)立的一門(mén)工程學(xué)，目的在于解決“軟件危機(jī)”或者稱(chēng)為“軟件困境”的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的努力，人們總結(jié)了大量的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)了許多規(guī)律，提出了軟件開(kāi)發(fā)及其管理的方法和技術(shù)。這些成為軟件工程的主要內(nèi)容?！　¤b于軟件工程是一種特殊的工程，它不像機(jī)械工程、建筑工程那樣具有明顯的可測(cè)性和可計(jì)算性，因此長(zhǎng)期以來(lái)在軟件工程的可測(cè)性和可計(jì)算性及抽象理論方面的研究所取得的進(jìn)展很少，從而導(dǎo)致了軟件工程的有關(guān)資料中可計(jì)算性和形式化的內(nèi)容較少，一般主要是技術(shù)性的。

內(nèi)容概要

本書(shū)是根據(jù)編者多年來(lái)從事軟件工程研究與教學(xué)實(shí)驗(yàn)，在參閱了大量國(guó)外最新資料的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的，包括了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析方法和正在以展的面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法學(xué)，涵蓋了從可行性論證直到軟件維護(hù)各階段的內(nèi)容，主要有：可行性論證技術(shù)；半形式化和形式化規(guī)范技術(shù)；軟件項(xiàng)目質(zhì)量、配置管理及軟件項(xiàng)目的特征量；模塊化原理；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；輸入/出接口優(yōu)化設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)；測(cè)試案例設(shè)計(jì)；面向?qū)ο笤?；面向?qū)ο蟮慕＃籓O系統(tǒng)設(shè)計(jì)與測(cè)試；以及某些開(kāi)發(fā)階段特征量的概念、計(jì)算機(jī)和應(yīng)用。本書(shū)可作為本科生、研究生軟件工程課的教材。

書(shū)籍目錄

1　軟件工程引論　1.1　軟件困境　1.2　軟件工程　1.3　某些廣泛使用的過(guò)程模型　1.4　小結(jié)　練習(xí)題一2　軟件工程管理技術(shù)　2.1　軟件特征量　2.2　軟件規(guī)模估計(jì)　2.3　軟件工作量的估計(jì)　2.4　軟件項(xiàng)目的調(diào)度　2.5　人員組織　2.6　軟件質(zhì)量管理　2.7　軟件配置管理　2.8　小結(jié)　　練習(xí)題二3　可行性研究　3.1　可行性研究的基礎(chǔ)　3.2　可行性研究的任務(wù)　3.3　成本/效益分析　3.4　可行性研究的步驟　3.5　小結(jié)　　練習(xí)題三4　需求分析和規(guī)范　4.1　用戶(hù)需求分析的任務(wù)　4.2　需求規(guī)范　4.3　數(shù)據(jù)流程圖　4.4　數(shù)據(jù)字典　4.5　判定表與判定樹(shù)　4.6　有限狀態(tài)機(jī)　4.7　Petri 網(wǎng)　4.8　形式化規(guī)范技術(shù)　4.9　用戶(hù)需求規(guī)范的評(píng)審　4.10　小結(jié)　　練習(xí)題四5　總體設(shè)計(jì)　5.1　總體設(shè)計(jì)的概念與原則　5.2　模塊化原理　5.3　總體設(shè)計(jì)中的特征量　5.4　圖形工具　5.5　軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法　5.6　程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)　5.7　大型軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的可集成問(wèn)題　5.8　小結(jié)　　練習(xí)題五6　詳細(xì)設(shè)計(jì)　6.1　數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)　6.2　人－機(jī)接口的設(shè)計(jì)　6.3　模塊邏輯的設(shè)計(jì)　6.4　表示程序邏輯的工具　6.5　結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)　6.6　詳細(xì)設(shè)計(jì)的特征量　6.7　小結(jié)　　練習(xí)題六7　程序設(shè)計(jì)　7.1　程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言　7.2　程序設(shè)計(jì)風(fēng)格　7.3　反缺陷程序設(shè)計(jì)　7.4　小結(jié)　　　練習(xí)題七8　測(cè)試　8.1　白盒測(cè)試　8.2　墨盒測(cè)試　8.3　單元測(cè)試　8.4　集成測(cè)試　8.5　調(diào)度　8.6　集成測(cè)試的特征量　8.7　小結(jié)　　練習(xí)題八9　面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)引論10　面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析11　面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)12　面向?qū)ο笙到y(tǒng)的測(cè)試參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.1.1 軟件的特征　　研究軟件的特征，有助于理解軟件生產(chǎn)的困難，進(jìn)而去克服它們?！　。?）復(fù)雜性?！　∫粋€(gè)軟件產(chǎn)品是和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)系在一起的。人們賦予計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的期望與功能不同于任何其他產(chǎn)品。除了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以外的任何產(chǎn)品，不過(guò)是人們手和腳功能的延伸。例如。一個(gè)普通機(jī)床，人們利用它將金屬材料加工成機(jī)器零件。某種意義上說(shuō)，機(jī)床是人們手的功能的延伸，相當(dāng)于使人的手變得更有力，更鋒利，能夠?qū)?jiān)硬的金屬材料加工成需要形狀和尺寸的產(chǎn)品。一個(gè)汽車(chē)的功能即使再?gòu)?fù)雜，性能再優(yōu)越，它不過(guò)是人腿功能的延伸和人類(lèi)負(fù)重能力的加強(qiáng)。但是計(jì)算機(jī)不同，人類(lèi)希望它能夠加強(qiáng)和解放人類(lèi)的最高級(jí)器官——大腦的功能。人們使用計(jì)算機(jī)監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程，根據(jù)生產(chǎn)情況發(fā)出調(diào)度指令，生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。實(shí)踐證明：在這方面計(jì)算機(jī)做得甚至比人類(lèi)自身更好。計(jì)算機(jī)用于事務(wù)管理，例如財(cái)務(wù)管理，可以快速存取大量的數(shù)據(jù)，更快更準(zhǔn)確地計(jì)算，將財(cái)會(huì)人員從繁重的腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)。計(jì)算機(jī)能用于科學(xué)計(jì)算，求解復(fù)雜的超越方程。這類(lèi)方程靠人類(lèi)的大腦和手是無(wú)法精確求解的。在這方面計(jì)算機(jī)是人類(lèi)大腦的延伸。計(jì)算機(jī)代替人腦的應(yīng)用例子不勝枚舉。一個(gè)普通計(jì)算機(jī)只是一個(gè)通用的計(jì)算裝置，它只能快速執(zhí)行其指令集合的指令。而這些應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)是由這些指令構(gòu)造的計(jì)算機(jī)程序去操縱有關(guān)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的，即由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。軟件要實(shí)現(xiàn)的功能是人類(lèi)大腦的部分功能或某部分功能的加強(qiáng)。因此從本質(zhì)上決定了和其他產(chǎn)品相比，軟件是一種更為復(fù)雜的產(chǎn)品。（2）難以描述性。這個(gè)特性指的是某些軟件算法的難以描述的特性。科學(xué)家和工程師在解決問(wèn)題時(shí)?？偸遣捎贸橄蟮哪Ｐ兔枋霈F(xiàn)實(shí)世界，使用數(shù)學(xué)公式準(zhǔn)確地表達(dá)客觀規(guī)律。例如航天專(zhuān)家們使用運(yùn)動(dòng)學(xué)定律描述飛行體的運(yùn)動(dòng)；化學(xué)家應(yīng)用化學(xué)方程描述化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于這些領(lǐng)域時(shí)，軟件能夠采用這些抽象模型來(lái)表達(dá)其算法，軟件算法具有同樣的可描述性。但是當(dāng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于其他領(lǐng)域時(shí)，例如建立一個(gè)企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件的算法將是復(fù)雜的，很難用一個(gè)或一組公式準(zhǔn)確地表示它。它往往需要自然語(yǔ)言結(jié)合數(shù)學(xué)公式以及其他表示方法，如邏輯公式等來(lái)表示。由于自然語(yǔ)言中存在著二義性，因此用自然語(yǔ)言所表達(dá)的算法是很難準(zhǔn)確的。另一方面是因?yàn)榻鉀Q這些領(lǐng)域中問(wèn)題的算法是由領(lǐng)域?qū)＜抑苯踊蜷g接提供的。由于人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)具有不完全性，甚至存在著某些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，因此依賴(lài)于領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)的計(jì)算機(jī)軟件很難準(zhǔn)確地反映客觀世界的規(guī)律。　?。?）不可見(jiàn)性?！　≡谏钪?，我們所接觸到的產(chǎn)品其外形幾乎都是可見(jiàn)的。例如一個(gè)房屋、一輛汽車(chē)，它們的外觀是可見(jiàn)的。即使對(duì)于設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品，其外形的優(yōu)劣亦可通過(guò)三維模型或者實(shí)物造型來(lái)觀察和判斷。對(duì)于軟件產(chǎn)品則是不同的。首先，由于它由一些計(jì)算機(jī)程序和其操作的數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的文檔構(gòu)成，它可能存儲(chǔ)在紙介質(zhì)上，或者磁介質(zhì)上。我們能觀察到的只是介質(zhì)的形體，而不是軟件的形狀。如果我們把程序運(yùn)行中顯示給用戶(hù)的接口定義為軟件的外形的話(huà)，那么我們只能通過(guò)運(yùn)行程序才可以觀察到其外形。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)中的軟件則是無(wú)法觀察其外形的。正是由于這種不可見(jiàn)性造成了開(kāi)發(fā)者和客戶(hù)之間通訊的困難。

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