【随笔闲谈】软件工程导论

目录

一、软件工程概述

二、启动阶段

三、计划阶段

四、实施阶段

五、收尾阶段

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一、软件工程概述

软件危机：在计算机软件的开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。

软件危机的产生与自身的特点有关，还与软件开发、管理的方法不正确有关。

软件危机的典型表现：

• 对软件开发的进度和成本无法控制；
• 用户对已开发完成的软件的满意度低；
• 软件质量无法保证；
• 软件开发后的维护工作很难进行；
• 软件通常没有合适的文档资料；
• 软件成本在系统成本中所占比例越来越高；
• 软件开发生产力提高的速度，远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。

软件工程：计算机科学、工程和管理三个学科的综合。（技术和管理）

软件工程的基本目标：努力发挥开发人员的创造性潜能。

软件工程方法学的目的（实质）：使软件生产规范化和标准化，控制开发工作的复杂度。

软件工程方法学得以实施的主要保证是：软件开发工具和软件开发的环境。

软件根据功能划分为：系统软件、支撑软件、应用软件。

软件工程的七大基本原理：

• 用分阶段的生命周期计划严格管理；
• 坚持进行阶段评审；
• 实行严格的产品控制；
• 采用现代的程序设计技术；
• 结果应能清楚的审查；
• 开发小组的成员应该少而精；
• 承认不断改进软件工程实践的必要性。

传统软件工程的生命周期：

1. 问题定义与可行性研究；
2. 需求分析；
3. 软件设计（概要设计与详细设计）；
4. 编码；
5. 测试；
6. 运行与维护。

瀑布模型：

瀑布模型的特征：

1. 从上一项活动中接受该活动的工作成果，作为输入；
2. 利用这一输入实施该活动应完成的内容；
3. 给出该活动的工作成功，作为输出传给下一项；
4. 对该项活动实施的工作进行评审。若其工作得到确认，则继续下一项活动。

瀑布模型的优点：

• 强调开发的阶段性；
• 强调早期计划及需求调查；
• 强调产品测试。

瀑布模型的缺点：

• 瀑布模型过于依赖早期进行的唯一一次需求调查，不能适应需求的变化；
• 单一流程，开发中的经验教训不能反馈应用于本产品的过程。

原型化方法是用户和设计交换最频繁的方法。

软件开发过程中可能出现的问题：

• 问题定义与可行性研究：未进行问题定义和可行性研究，导致技术问题难以解决；
• 需求分析：需求分析应与客户充分沟通，并由开发人员完成，而不是由用户给出。需求分析不完整，会导致用户不断增加或修改要求而增大开发难度；
• 系统设计：模块间未做到高内聚低耦合，导致维护困难；
• 详细设计：未编写详细文档，导致维护困难；
• 编码：编码风格不好（注释少、命名不规范），导致维护困难；
• 测试：由开发人员自己进行测试，而没有交给第三方测试，造成系统的不稳定；
• 维护：没有进行评审或保存详细的文档资料，导致维护困难。

二、启动阶段

可行性研究：

• 技术可行性；
• 经济可行性；
• 操作可行性；
• 时间可行性；
• 组织与管理可行性；
• 社会与政策可行性。

需求分析：

• 系统要求：功能要求、性能要求、运行要求、其他要求。
• 数据要求：结构化程序设计以数据流为核心，结构化分析方法采用数据流图、DFD与数据字典DD描述。

数据流图的基本四种成分：

• 数据输入的源点和数据输出的汇点；
• 加工；
• 数据流；
• 数据存储文件。

三、计划阶段

系统概要设计的意义：

• 设计是软件开发中形成质量的地方；
• 设计为最终对软件评估进行质量评估提供度量依据；
• 设计是将用户的需求准确的转化为完整的软件产品的唯一方法；
• 设计是软件开发和维护的基础。

软件设计阶段分为原型设计和用例设计。

概要设计针对需求，详细设计针对实现。

为高质量的开发软件，在软件结构设计时，必须遵循模块独立性原则。

项目开发计划除去规定项目开发所占的资源，还可以包括用户培训计划。

详细设计内容：

• 算法过程设计；
• 数据结构设计；
• 数据库物理设计；
• 信息编码设计；
• 测试用例设计；
• 其他要求设计。

软件详细设计工具可分三类：图示工具、设计语言、表格工具。

结构化程序设计的基本控制结构：

系统流程图是描绘物理系统的传统工具，它的基本思想是利用图形符号以黑盒子形式描绘系统里的每个部件。

结构化系统设计是面向数据流的系统设计方法，其要解决的任务是在需求分析的基础上，将DFD(结构图)“映射”为软件系统的结构。

N_S图（盒图）

 

PAD图

PDL是伪码式语言。

四、实施阶段

软件测试原则：

• 所有测试的标准都是建立在用户的需求之上；
• 基于“质量第一”思想，时间服从质量；
• 实现定义好标准，根据标准进行测试；
• 软件测试随着项目的启动就开始，而不是项目结束才测试；
• 由第三方进行更客观的测试；
• 测试用例通过设计，采用少量的高效测试用例尽可能多的发现软件问题；
• 重视稳定，保存一切测试过程文档。

白盒测试在测试过程的前期进行，黑盒测试在测试过程的的后期。 

使用白盒测试方法时，确定测试数据应根据程序的内部逻辑和指定的覆盖标准。

等价分类法：

1. 划分等价类

输入	有效等价类	无效等价类
数据A	条件①；条件②；......	条件③；条件④；......

2. 有效等价类测试用例

输入数据	测试范围	期望结果
数据A	等价类①、②	输入正确

3. 无效等价类测试用例

输入数据	测试范围	期望结果
数据B1	等价类③	条件③输入错误
数据B2	等价类④	条件④输入错误

条件①；条件②；......单元测试、集成测试、确认测试、系统测试。

五、收尾阶段

为保证软件质量所采取措施：审查、复查、管理、复审、测试。

软件的维护阶段耗费成本最高，软甲工程目的是提高软件的可维护性，减少软件维护的工作量，降低软件系统的成本。

软件维护的目的：满足用户对已开发产品的性能与软件环境不断提高的需求，进而达到延长软件的寿命。

软件维护的分类（数字为所占成本百分比）：

• 完善性维护（50%）；
• 适应性维护（25%）；
• 纠错性维护（21%）；
• 其他维护（4%）；