軟件工程概論

前言

當(dāng)今，軟件業(yè)是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，它已成為信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)新的增長點和重要支柱。軟件工程在軟件開發(fā)中起著重要的作用，對軟件產(chǎn)業(yè)的形成及發(fā)展起著決定性的推動作用。采用先進(jìn)的工程化方法進(jìn)行軟件開發(fā)和生產(chǎn)是實現(xiàn)軟件產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)手段。與其他產(chǎn)業(yè)相比，軟件產(chǎn)業(yè)具有自己的特殊性。軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更加依賴于人力資源，因此軟件產(chǎn)業(yè)的競爭越來越集中到對人才的競爭。然而，剛畢業(yè)的大學(xué)生往往要經(jīng)過半年到一年的培訓(xùn)才能適應(yīng)軟件企業(yè)的工作。長期以來，我國軟件人才的現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求。因此，軟件工程人員隊伍的成長，特別是高層軟件工程人員隊伍的成長顯得更為緊迫。自從軟件工程概念誕生以來，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界做了大量的研究與實踐工作，也取得了許多重要成果。尤其是上個世紀(jì)90年代以后，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及面向?qū)ο蠹夹g(shù)的廣泛應(yīng)用，軟件工程取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。軟件工程已從計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)中脫離出來，逐漸形成了一門獨(dú)立的學(xué)科。軟件工程教育所處的地位也越來越重要。軟件工程課程是實踐性比較強(qiáng)的課程，如果學(xué)生沒有實踐經(jīng)驗，則很難理解相關(guān)的理論知識。因此，教師普遍感到軟件工程課程難教，而學(xué)生則普遍感到難學(xué)。近年來，軟件工程學(xué)科的發(fā)展非常迅速，新的理論、方法和工具層出不窮，其中很多已經(jīng)應(yīng)用到企業(yè)的實際工作中。軟件工程的教學(xué)面臨越來越大的壓力。我們認(rèn)為，除了需要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法方面進(jìn)行改革之外，實踐能力的培養(yǎng)對于建設(shè)一支企業(yè)需要的合格軟件工程人才隊伍顯得更為關(guān)鍵。我們在編寫中力圖遵循如下原則：（1）既要強(qiáng)調(diào)和突出基本概念、基本方法，又要盡可能使材料內(nèi)容的組織符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，在講解理論的過程中盡量結(jié)合實例，并注重軟件工程方法、技術(shù)和工具的綜合應(yīng)用，避免講解抽象和枯燥。（2）在兼顧傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法的同時，注重當(dāng)前廣為采用的面向?qū)ο蠓椒?。緊密結(jié)合當(dāng)前技術(shù)的新發(fā)展，在闡述理論知識的同時側(cè)重實用性。（3）既要充分重視技術(shù)性內(nèi)容，使其作為初學(xué)者必須掌握的知識，同時也要兼顧軟件工程實踐中必不可少的管理知識?？傊?，本書力爭做到結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容豐富，講解由淺入深，既體現(xiàn)知識點的連貫性、完整性，又體現(xiàn)其在實際中的應(yīng)用。

內(nèi)容概要

本書既強(qiáng)調(diào)和突出基本概念、基本方法，又使內(nèi)容的組織符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，在講解理論的過程中盡量結(jié)合實例，并注重軟件工程方法、技術(shù)和工具的綜合應(yīng)用，避免抽象和枯燥的論述。在兼顧傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法的同時，注重當(dāng)前廣為采用的面向?qū)ο蠓椒?。緊密結(jié)合當(dāng)前技術(shù)的新發(fā)展，在闡述理論知識的同時側(cè)重實用性。既充分重視技術(shù)性內(nèi)容，便于初學(xué)者掌握必要的知識和技能，同時也兼顧軟件工程實踐中必不可少的基本管理知識。    本書結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容豐富，講解由淺入深，既體現(xiàn)知識點的連貫性、完整性，又突出了相關(guān)知識在實際中的應(yīng)用。適合作為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)的本科生教材。

作者簡介

鄭人杰，清華大學(xué)教授，清華同方股份有限公司顧問，現(xiàn)任中國軟件行業(yè)協(xié)會理事、系統(tǒng)與軟件過程改進(jìn)分會常務(wù)副會長。1961年于清華大學(xué)畢業(yè)后留校任教，多年來教學(xué)、科研工作圍繞著軟件工程領(lǐng)域，近年注重于軟件質(zhì)量及軟件過程改進(jìn)。編著有《實用軟件工程》、《計算機(jī)軟件測試技術(shù)》、《基于軟件能力成熟度模型（CMM）的軟件過程改進(jìn)》等。馬素霞，華北電力大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授。1989年獲清華大學(xué)計算機(jī)系工學(xué)碩士學(xué)位，畢業(yè)后一直從事計算機(jī)軟件方面的教學(xué)及研究工作，2001年赴加拿大卡爾頓（Carleton）大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系做訪問學(xué)者，主要研究方向為軟件工程、數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng)。殷人昆，清華大學(xué)計算機(jī)系教授。1970年清華大學(xué)計算數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)，1980年獲清華大學(xué)計算機(jī)系工學(xué)碩士學(xué)位，1985年赴日本東京理科大學(xué)做訪問學(xué)者，研究方向為軟件工程過程的質(zhì)量管理和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量評價。主要講授大學(xué)本科“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“軟件工程”和研究生“軟件工程”、“軟件項目管理”，其中，本科“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和工程碩士“軟件工程”是清華大學(xué)精品課程，此外還主持了教育部-微軟精品課程“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的建設(shè)。

書籍目錄

出版者的話序言前言教學(xué)建議第一部分  軟件工程概述　第1章  軟件與軟件工程的概念　  1.1  軟件的概念、特性和分類　    1.1.1  軟件的概念及特性　    1.1.2  軟件的分類　  1.2  軟件危機(jī)與軟件工程　    1.2.1  軟件危機(jī)  　  1.2.2  軟件工程　  1.3  系統(tǒng)工程的目標(biāo)　  1.4  軟件生存期　  1.5  軟件生存期模型　    1.5.1  瀑布模型　    1.5.2  快速原型模型　    1.5.3  增量模型　    1.5.4  螺旋模型　    1.5.5  噴泉模型　    1.5.6  統(tǒng)一過程　  1.6  軟件工程知識體系及知識域　  習(xí)題　第2章  軟件工程方法與工具　  2.1  軟件工程方法概述　    2.1.1  傳統(tǒng)方法　    2.1.2  面向?qū)ο蠓椒ā?   2.1.3  形式化方法　  2.2  面向?qū)ο蟮母拍钆c開發(fā)方法　    2.2.1  對象　    2.2.2  類與封裝　    2.2.3  繼承　    2.2.4  多態(tài)　    2.2.5  消息通信　    2.2.6  面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法　  2.3  統(tǒng)一建模語言UML簡介　    2.3.1  UML的產(chǎn)生和發(fā)展　    2.3.2  UML的特點　  2.4  軟件工具概述　    2.4.1  軟件工具的概念　    2.4.2  軟件工具的發(fā)展　    2.4.3  軟件工具的分類　    2.4.4  常用軟件工具介紹　  2.5  UML建模工具Rational Rose　    2.5.1  Rose的特點　    2.5.2  Rose簡介　    2.5.3  Rose的基本操作  　習(xí)題第二部分  傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法　第3章  軟件需求獲取與結(jié)構(gòu)化分析方法  　3.1  需求獲取與需求分析階段的任務(wù)　    3.1.1  需求獲取的任務(wù)和原則  　  3.1.2  需求獲取的過程　    3.1.3  軟件需求分析階段的任務(wù)　  3.2  結(jié)構(gòu)化分析方法　    3.2.1  功能建?！?   3.2.2  數(shù)據(jù)建模　    3.2.3  行為建?！?   3.2.4  數(shù)據(jù)字典　    3.2.5  加工規(guī)格說明　  3.3  系統(tǒng)需求規(guī)格說明　    3.3.1  軟件需求規(guī)格說明模板　    3.3.2  SRS和DRD的質(zhì)量要求　  3.4  需求評審　    3.4.1  正式的需求評審　    3.4.2  需求評審中的常見風(fēng)險　  3.5  需求管理　    3.5.1  需求跟蹤　    3.5.2  需求變更管理　  習(xí)題　　……　第4章  結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法　第5章  編碼　第6章  軟件測試方法第三部分  面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法　第7章  統(tǒng)一建模語言UML概述　第8章  面向?qū)ο蠓治觥〉?章  軟件體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計模式　第10章  面向?qū)ο笤O(shè)計第四部分  軟件維護(hù)與軟件管理　第11章  軟件維護(hù)　第12章  軟件過程與軟件過程改進(jìn)　第13章  軟件項目管理　第14章  軟件工程標(biāo)準(zhǔn)及軟件文檔　習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：（1）形態(tài)特性軟件是無形的、不可見的邏輯實體。度量常規(guī)產(chǎn)品的幾何尺寸、物理性質(zhì)和化學(xué)成分對它是毫無意義的；但絕不會因此否定它的存在和降低它的價值。（2）智能特性軟件是復(fù)雜的智力產(chǎn)品，它的開發(fā)凝聚了人們大量的腦力勞動，它本身也體現(xiàn)了知識、實踐經(jīng)驗和人類的智慧，具有一定的智能。它可以幫助我們解決復(fù)雜的計算、分析、判斷和決策問題。（3）開發(fā)特性盡管已經(jīng)有了一些工具（也是軟件）來輔助軟件開發(fā)工作，但到目前為止尚未實現(xiàn)自動化。軟件開發(fā)仍然包含了相當(dāng)分量的個體勞動，使得這一大規(guī)模知識型工作充滿了個人行為和個人因素。傳統(tǒng)制造業(yè)的工藝都已經(jīng)相當(dāng)成熟，早已擺脫了手工作坊式的生產(chǎn)，而大規(guī)模采用自動化的生產(chǎn)。大多數(shù)的軟件產(chǎn)品是根據(jù)用戶的需求進(jìn)行定制開發(fā)的個性化產(chǎn)品，雖然一直夢想軟件的生產(chǎn)能夠像硬件生產(chǎn)那樣基于已有的零部件進(jìn)行組裝，但實現(xiàn)這一目標(biāo)還有相當(dāng)長的距離。（4）質(zhì)量特性軟件產(chǎn)品的質(zhì)量控制存在著一些實際困難，難于克服，表現(xiàn)在以下方面：軟件的需求在軟件開發(fā)之初常常是不確切的，也不容易確切地給出，并且需求還會在開發(fā)過程中變更，這就使軟件質(zhì)量控制失去了重要的可參照物。軟件測試技術(shù)存在不可克服的局限性。任何測試都只能在極大數(shù)量的應(yīng)用實例數(shù)據(jù)中選取極為有限的數(shù)據(jù)，致使我們無法檢驗大多數(shù)實例，也使我們無法得到完全沒有缺陷的軟件產(chǎn)品。已經(jīng)長期使用或多次反復(fù)使用的軟件沒有發(fā)現(xiàn)問題，但這并不意味著今后的使用也不會出現(xiàn)問題。這一特性提醒我們：一定要警惕軟件的質(zhì)量風(fēng)險，特別是在某些重要的應(yīng)用場合，需要提前準(zhǔn)備好應(yīng)對策略。（5）生產(chǎn)特性與硬件或傳統(tǒng)的制造業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)不同，軟件一旦設(shè)計開發(fā)出來，如果需要提供給多個用戶，它的復(fù)制十分簡單，其成本也極為有限，正因為如此，軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)成本主要是設(shè)計開發(fā)的成本，同時也不能采用管理制造業(yè)生產(chǎn)的辦法來解決軟件開發(fā)的管理問題。（6）管理特性由于上述的幾個特點，使得軟件的開發(fā)管理顯得更為重要，也更為獨(dú)特。這種管理可歸結(jié)為對大規(guī)模知識型工作者的智力勞動管理，其中包括必要的培訓(xùn)、指導(dǎo)、激勵、制度化規(guī)程的推行、過程的量化分析與監(jiān)督，以及溝通、協(xié)調(diào)，甚至是過程文化的建立和實施。（7）環(huán)境特性軟件的開發(fā)和運(yùn)行都離不開相關(guān)的計算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境，包括支持它的開發(fā)和運(yùn)行的相關(guān)硬件和軟件。軟件對于計算機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境有著不可擺脫的依賴性。

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