軟件工程初級(jí)教程

前言

出版此教材的沖動(dòng)緣于我在教學(xué)過(guò)程中遇到的麻煩。我在教授本科與大專層次的軟件工程課程中總有這樣的體會(huì)，要么內(nèi)容不實(shí)用，要么體系不合理，無(wú)奈之下有時(shí)我會(huì)脫開(kāi)教材，但那些緊扣書(shū)本的學(xué)生又會(huì)提意見(jiàn)。目前，軟件工程課程從大專層次到本科層次再到研究生都有開(kāi)設(shè)，但內(nèi)容層次界定不太清。如果你是先讀大專再讀本科后又上研究生的話，相同的內(nèi)容你可能學(xué)上三遍。多次參加教材工作會(huì)議，也聽(tīng)到了同行們類似的抱怨。為了對(duì)學(xué)生負(fù)責(zé)，也為了我的教學(xué)過(guò)程容易組織，根據(jù)相關(guān)大綱要求和多年積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我終于付諸實(shí)際行動(dòng)，編一本目前適合我和我的學(xué)生的教材，并命名為“軟件工程初級(jí)教程”。如果您在教學(xué)或?qū)W習(xí)中也有同感，不妨瀏覽一下這本書(shū)對(duì)內(nèi)容的規(guī)劃，尤其本書(shū)對(duì)軟件工程思想、軟件工程概念、方法論以及建模過(guò)程的表述，作為初級(jí)教程我相信這些東西才是學(xué)生真正需要掌握的。面向?qū)ο蟛糠?，以建模過(guò)程為線索，選用了一個(gè)貫穿全程的實(shí)例，可操作性強(qiáng)。把相關(guān)概念融入到實(shí)例中介紹，提高了可理解性，學(xué)生不再為大量抽象的面向?qū)ο蟮母拍疃鄲?。如果您認(rèn)同的話，不妨試用一下，多提意見(jiàn)，也可以參與到下一版的修訂活動(dòng)中，為了您，為了我，也為了我們的學(xué)生，一本好的教材真的是大家都需要的，這需要您、我和更多同行們的汗水。書(shū)中內(nèi)容個(gè)別地方加入了作者自己的見(jiàn)解，可能有所偏頗，這需要您的批評(píng)指正。不過(guò)大部分內(nèi)容還是從一些權(quán)威著作中吸取來(lái)的，我僅做了一些編纂工作或適合教學(xué)過(guò)程的小改動(dòng)，參考文獻(xiàn)中都對(duì)這些前輩們的杰作進(jìn)行了列表，在此一并表示感謝。作為主編，本人同時(shí)完成了本書(shū)的大部分章節(jié)的編寫(xiě)工作，主要包括第1~6章，第10~12章； 副主編鄭州信息工程學(xué)校的吳杰老師負(fù)責(zé)編寫(xiě)了第8章軟件實(shí)現(xiàn)，并對(duì)全書(shū)進(jìn)行了統(tǒng)稿、審閱與校對(duì)，副主編商丘師范學(xué)院的王海燕老師負(fù)責(zé)編寫(xiě)了第7章詳細(xì)設(shè)計(jì)與第9章軟件維護(hù)，并對(duì)部分章節(jié)進(jìn)行了編程與校對(duì)。河南工程學(xué)院劉玉昕、趙志梅老師負(fù)責(zé)編寫(xiě)了第13章面向?qū)ο蟮能浖y(cè)試，并對(duì)附錄中的樣卷、參考答案及本教材中的實(shí)例、教材配套課件進(jìn)行了整理與編寫(xiě)。對(duì)他們的辛苦付出，在此一并表示真誠(chéng)的感謝。最后，由于作者水平有限，本教材必然還存在不少缺陷和不適于教學(xué)過(guò)程的內(nèi)容，希望在您和您的學(xué)生使用本教材的過(guò)程中多提寶貴建議，下一個(gè)更為優(yōu)秀的修訂版也許就有您的一份貢獻(xiàn)了。真誠(chéng)歡迎您也能加入到優(yōu)化本教材的行列，讓我們的學(xué)生能夠用上真正實(shí)用的教材，也讓您的教學(xué)過(guò)程更加自如。

內(nèi)容概要

本書(shū)匯總了作者多本教材的精華，融入了多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，吸收了軟件工程學(xué)科較新內(nèi)容編寫(xiě)而成。在內(nèi)容和體系結(jié)構(gòu)上都有了新的調(diào)整和補(bǔ)充，不失為一本實(shí)用教材?！　≤浖こ虄?nèi)容分為軟件工程管理和軟件工程技術(shù)兩大部分。傳統(tǒng)的教材把理論部分放在前面，工程技術(shù)部分放在中間，最后介紹軟件工程管理內(nèi)容，這樣往往在教學(xué)中會(huì)忽略軟件工程管理部分的內(nèi)容，使教學(xué)過(guò)程不好安排。本教材在體系上做了一些調(diào)整，將軟件工程理論和軟件工程管理部分的內(nèi)容放在前面，逐步由理論深入到實(shí)踐，連貫性較強(qiáng)； 避免了進(jìn)入軟件工程技術(shù)甚至實(shí)踐部分以后，再回頭講軟件工程管理內(nèi)容時(shí)，教學(xué)過(guò)程不易組織。　　本教材在介紹了軟件工程基本概念和原理的基礎(chǔ)上，著重對(duì)從結(jié)構(gòu)化方法到面向?qū)ο蠓椒ǖ倪^(guò)渡進(jìn)行了合理安排，強(qiáng)調(diào)從方法論和軟件工程思想的角度理解這種過(guò)渡，指出了結(jié)構(gòu)化方法的優(yōu)點(diǎn)、缺陷和面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)勢(shì)，并從內(nèi)容上加大了面向?qū)ο蠓椒ǖ谋戎亍?shū)中安排了貫穿全程的實(shí)例，通過(guò)面向?qū)ο蟮慕＿^(guò)程實(shí)踐，使得針對(duì)面向?qū)ο蟮姆椒ǖ慕虒W(xué)過(guò)程更具有可操作性。課程進(jìn)行到后半學(xué)期，對(duì)于面向?qū)ο蟮牟糠挚梢园才胚m當(dāng)?shù)纳蠙C(jī)實(shí)踐，本教材對(duì)這一部分提供了較詳細(xì)的建模操作實(shí)例。　　本書(shū)實(shí)例豐富，注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，對(duì)初次開(kāi)設(shè)軟件工程課程的計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)本科層次、大專層次都適用。

書(shū)籍目錄

第1章　軟件工程的基本概念與原理 　1.1　軟件工程學(xué)科的誕生 　　1.1.1　軟件及其特點(diǎn) 　　1.1.2　軟件生產(chǎn)的發(fā)展 　　1.1.3　軟件危機(jī) 　　1.1.4　軟件工程的誕生 　1.2　軟件工程的基本概念和原理 　　1.2.1　軟件工程的定義 　　1.2.2　軟件工程面臨的主要問(wèn)題 　　1.2.3　軟件工程的目標(biāo) 　　1.2.4　軟件生存周期 　　1.2.5　軟件工程的基本原理 　1.3　軟件工程研究的主要內(nèi)容 　　1.3.1　軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程 　　1.3.2　軟件工程技術(shù) 　　1.3.3　軟件項(xiàng)目管理 　　1.3.4　計(jì)算機(jī)輔助軟件工程 　本章小結(jié) 　習(xí)題 第2章　軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程 　2.1　軟件過(guò)程 　　2.1.1　軟件過(guò)程概念及理論基礎(chǔ) 　　2.1.2　軟件過(guò)程討論的主要內(nèi)容 　2.2　常見(jiàn)的軟件過(guò)程模型 　　2.2.1　邊改邊做模型 　　2.2.2　瀑布模型 　　2.2.3　演化模型 　　2.2.4　增量迭代模型 　　2.2.5　噴泉模型 　2.3　軟件過(guò)程的新發(fā)展 　　2.3.1　敏捷過(guò)程與極限編程 　　2.3.2　統(tǒng)一過(guò)程模型RUP 　　2.3.3　軟件過(guò)程改進(jìn)與CMM 　本章小結(jié) 　習(xí)題 第3章　軟件項(xiàng)目管理 　3.1　軟件項(xiàng)目管理概述 　　3.1.1　軟件生產(chǎn)的特殊性 　　3.1.2　軟件項(xiàng)目管理的重要性 　　3.1.3　軟件項(xiàng)目管理的主要內(nèi)容 　3.2　軟件規(guī)模估算 　　3.2.1　代碼行技術(shù) 　　3.2.2　功能點(diǎn)技術(shù) 　　3.2.3　估算方法 　3.3　軟件項(xiàng)目工作量估算 　　3.3.1　靜態(tài)單變量模型 　　3.3.2　動(dòng)態(tài)多變量模型 　　3.3.3　COCOMO2模型 　3.4　軟件項(xiàng)目進(jìn)度控制 　　3.4.1　估算開(kāi)發(fā)時(shí)間 　　3.4.2　Gantt圖 　　3.4.3　工程網(wǎng)絡(luò) 　　3.4.4　工程進(jìn)度估算 　　3.4.5　關(guān)鍵路徑 　　3.4.6　機(jī)動(dòng)時(shí)間 　3.5　軟件項(xiàng)目人員組織 　　3.5.1　民主制程序員組 　　3.5.2　主程序員組 　　3.5.3　現(xiàn)代程序員組 　3.6　軟件質(zhì)量保證 　　3.6.1　軟件質(zhì)量 　　3.6.2　軟件質(zhì)量保證措施 　3.7　軟件配置管理 　　3.7.1　軟件配置 　　3.7.2　軟件配置管理過(guò)程 　本章小結(jié) 　思考題 第4章　軟件項(xiàng)目可行性分析與初步計(jì)劃 第5章　需求分析 第6章　總體設(shè)計(jì) 第7章　詳細(xì)設(shè)計(jì) 第8章　軟件實(shí)現(xiàn) 第9章　軟件維護(hù) 第10章　從結(jié)構(gòu)化到面向?qū)ο蟮?1章　面向?qū)ο蟮男枨螳@取 第12章　面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì) 第13章　面向?qū)ο蟮臏y(cè)試 附錄A　軟件工程職業(yè)道德規(guī)范和實(shí)踐要求 附錄B　參考教學(xué)計(jì)劃 附錄C　試題樣卷 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.程序設(shè)計(jì)時(shí)期（1946－1956年）20世紀(jì)40年代至60年代中期，計(jì)算機(jī)價(jià)格昂貴、運(yùn)算速度低、內(nèi)存小。程序規(guī)模比較小，多是個(gè)人設(shè)計(jì)，自己使用；編程多使用機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)方法追求編程技巧，追求程序運(yùn)行效率；代碼不規(guī)范，難讀、難懂、難修改。軟件開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)是不重視程序設(shè)計(jì)的方法，除了程序代碼之外，沒(méi)有配套的文檔。2.軟件開(kāi)發(fā)時(shí)代（1956－1968年）20世紀(jì)60年代中期到70年代中期，集成電路技術(shù)使得計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展，運(yùn)算速度和容量大大提高。理論上把程序分為系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序，并合稱為軟件。隨著計(jì)算機(jī)硬件的普及，軟件需求增大，出現(xiàn)了小作坊式團(tuán)隊(duì)合作生產(chǎn)，軟件被視為一種產(chǎn)品；概念上把程序和文檔看作軟件的構(gòu)成，認(rèn)識(shí)到了沒(méi)有文檔的軟件無(wú)法使用和維護(hù)的問(wèn)題。認(rèn)識(shí)到文檔的重要性是與“軟件危機(jī)”同時(shí)產(chǎn)生的。軟件交付用戶以后，要改正錯(cuò)誤或適應(yīng)新的需求就有了維護(hù)的要求。但沒(méi)有相應(yīng)的文檔，維護(hù)費(fèi)用增長(zhǎng)驚人，用戶滿意度下降，軟件質(zhì)量得不到保證，“軟件危機(jī)”就此開(kāi)始。“軟件危機(jī)”不僅僅由于維護(hù)費(fèi)用昂貴，還由于沒(méi)有好的軟件開(kāi)發(fā)方法，軟件質(zhì)量和可靠性沒(méi)有保證，所以這個(gè)階段提出了結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法，并強(qiáng)調(diào)文檔的重要性，規(guī)定軟件開(kāi)發(fā)時(shí)必需編寫(xiě)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、用戶手冊(cè)等文檔。1968年北大西洋公約組織（NATO）的計(jì)算機(jī)科學(xué)家在前聯(lián)邦德國(guó)召開(kāi)國(guó)際會(huì)議，討論軟件危機(jī)問(wèn)題，正式提出了“軟件工程（SoftwareEngineering）”這一術(shù)語(yǔ)，軟件工程學(xué)科從此誕生。3.軟件工程時(shí)代（1968年至今）20世紀(jì)70年代中期到90年代，大規(guī)模集成電路進(jìn)一步提高了計(jì)算機(jī)硬件的性能，計(jì)算機(jī)應(yīng)用空前普及。與此同時(shí)，一方面，軟件開(kāi)發(fā)效率提高的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上硬件普及的速度，供需矛盾突現(xiàn)；另一方面，為了維護(hù)軟件要耗費(fèi)大量的資金，美國(guó)當(dāng)時(shí)的統(tǒng)計(jì)表明，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的投資占計(jì)算機(jī)軟件、硬件總投資的7。％，到1985年軟件成本大約占總成本的90％。為了緩解軟件危機(jī)的壓力，軟件工程學(xué)提出了運(yùn)用工程學(xué)的基本原理和方法來(lái)組織和管理軟件生產(chǎn)，以提高軟件質(zhì)量和開(kāi)發(fā)效率；提倡軟件生產(chǎn)工程化，形成數(shù)據(jù)庫(kù)、集成開(kāi)發(fā)工具、網(wǎng)絡(luò)、分布式系統(tǒng)和面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)技術(shù)。硬件特征是向超高速、大容量、微型化以及網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；軟件特點(diǎn)是開(kāi)發(fā)技術(shù)有很大進(jìn)步，但未能獲得新的突破。與軟件市場(chǎng)需求的發(fā)展速度相比，軟件工程仍然面臨著許多問(wèn)題。

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