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第1章●软件：计算机程序及说明程序的各种文档。“程序”是计算任务的处理对象和处理规则的描述；“文档”是有关计算机程序功能、设计、编制、使用的文字或图形资料。●软件的特点：（1）软件是一种逻辑产品，具有无形性，以程序和文档的形式出现（2）（软件产品）的生产主要是研制（3）~不会用坏，不存在磨损、消耗问题（4）~的生产主要靠脑力劳动，还未摆脱手工开发方式（5）费用不断增加，成本昂贵●软件生产的发展：a程序设计时代45~56生产方式是个体手工劳动，机器语言、汇编语言，方法是追求编程技巧，追求程序运行效率b程序系统时代（56~68）作坊式的小集团合作生产，工具高级语言，方法：个人技巧开始提出结构化方法c软件工程时代（68至今）工程化的生产，使用数据库、开发工具及环境，网络，分布式，面向对象技术来开发软件●“软件危机”硬件技术进步，软件不能满足发展的要求，在软件开发中遇到的问题找不到解决的办法，使问题积累起来，形成了尖锐的矛盾，因而导致了软件危机。危机表现a经费预算经常突破，完成时间一再拖延b开发的软件不能满足用户要求、可维护性差、可靠性差●危机原因a软件的规模越来越大，结构越来越复杂b软件开发管理困难而复杂、费用不断增加、技术落后、生产方式落后、开发工具落后，生产率提高缓慢●软件工程68北大西洋公约组织用科学知识和技术原理来定义、开发、维护软件的一门学科。●~性质：它涉及计算机科学、工程科学、管理科学、数学等领域，计算机科学着重于原理和理论，而~着重于如何建造一个软件系统。~要用工程科学中的观点来进行费用估算、制定进度、制定计划和方案。~要用管理科学中的方法和原理进行软件生产的管理。~要用数学的方法建立~中的各种模型和各种算法，如可靠性模型，说明用户需求的形式化模型等。●~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、开发的软件易移植、需要的较低的维护费用、能按时完成开发任务，及时交付使用、开发的软件可靠性高●软件工程内容：软件开发技术、~管理。软件开发技术，主要研究软件开发方法、过程、工具和环境。（软件）开发管理中研究~管理学、~经济学、~心理学。面临问题：~费用~可靠性~维护~生产率~重用~工程（过程)：获取~供应~开发~操作~维护~管理过程；支持过程●软件生存周期：可行性分析和项目开发计划；需求分析；概要设计；详细设计；编码；测试维护。软件生存周期模型是描述软件开发过程中各种活动如何执行的模型。●瀑布模型是将软件生存周期各个活动规定为依线性顺序连接的若干阶段的模型。是一种整体开发的模型增量模型是一种非整体开发的模型。●螺旋模型将瀑布模型与增量模型结合起来，加入了风险分析，用于复杂的大型软件开发；分为几个螺旋周期一，制定计划二，风险分析三，开发实施四，用户评估。●喷泉模型是一种以用户需求为动力，以对象作为驱动的模型，适合于面向对象的开发方法。使开发过程具有迭代性和无间隙性。基本知识的模型又称智能模型，它把瀑布模型和专家系统结合在一起。●变换模型是一种适合于形式化开发方法的模型。从软件需求形式化说明开始，经过一系列变换，最终得到系统的目标程序。●软件开发方法：一种使用早已定义好的技术集及符号的表示习惯来组织软件生产的过程(结构化）方法由~分析、~设计、~程序设计构成。它是一种面向数据流的开发方法。~方法总的指导思想是自顶向下、逐步求精。它的基本原则是功能的分解与抽象，它是软件工程中最早出现的开发方法，特别适合于数据处理领域的问题。●Jackson方法是一种面向数据结构的开发方法。维也纳开发方法（VDM）是一种形式化的开发方法，软件的需求用严格的形式语言描述。●面向对象的开发方法包括面向对象分析、面向对象设计、面向对象实现。面向对象开发方法有Booch方法、Coad方法第2章●软件(可行性研究)的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定该软件项目是否能够开发，是否值得去开发。●~的目的不是去开发一个软件项目，而是研究这个软件项目是否值得去开发，其中的问提能否解决。~实质上是要进行一次简化、压缩了的需求分析、设计过程，要在较高层次上以较抽象的方式进行需求分析和设计过程。●可行性研究的任务:技术可行性：对要开发项目的功能、性能、限制条件进行分析，确定在现有的资源条件下，技术风险有多大，项目是否能实现。包括：开发的风险；资源的有效性；技术；开发人员在评估技术可行性时，一旦估计错误，将会出现灾难性后果。经济可行性包括成本――效果分析、公司经营长期策略、开发所需的成本和资源、潜在的市场前景。社会可行性包括：合同、责任、侵权、用户组织的管理模式及规范，其他一些技术人员常常不了解的陷阱等。●可行性研究有步骤：确定项目规模和目标、研究正在运行的系统、建立新系统的高层逻辑模型、导出和评价各种方案、推荐可行的方案、编写可行性研究报告。●可行性研究内容：引言、可行性研究前提、对现有系统的分析、所建议系统的技术可行性分析、所建议系统的经济可行性分析、社会因素可行性分析、其他可供选择方案、结论意见。●成本――效益分析首先是估算将要开发的系统的开发成本，然后与可能取得的效益进行比较和权衡。效益分有形效益和无形效益两种。有形效益可以用货币的时间价值、投资回收期、纯收入等指标进行度量；无形效益主要从性质上、心理上进行衡量，很难直接进行量的比较。●投资回收期就是使累计的经济效益等于最初的投资费用所需的时间。●项目的纯收入，也就是在整个生存周期之内的累计经济效益（折合成现在值）与投资之差。●项目开发计划：项目概述；实施计划；人员组织及分工；交付期限。●在进行可行性研究和软件计划以后，如果确认开发一个新的软件系统是必要的而且是可能的，那么就进入需求分析阶段。●需求分析指，开发人员要准确理解用户的要求，进行细致的调查分析，将用户非形式的需求陈述转化为完整的需求定义，再由需求定义转换到相应的形式功能规约（需求规格说明）的过程。●难点：问题的复杂性；交流障碍；不完备性和不一致性；需求易变性。任务是要准确地定义新系统的目标，为了满足用户需要，回答系统必须“做什么”的问题。本阶段的工作：问题识别：功能需求；性能需求；环境需求；用户界面需求分析与综合：导出软件的逻辑模型编写文档：需求规格说明书；初步用户使用手册；确认测试计划；修改完善软件开发计划。●结构化分析（SA）是面向数据流进行需求分析的方法。SA方法利用图形等半形式化的描述方式表达需求，简明易懂，用它们形成需求说明书中的主要部分。SA描述工具：a数据流图（DFD）描述的分解，即描述系统由哪几部分组成，各部分之间有什么联系等●→数据流数据在系统内传播的路径，因此由一组成分固定的数据项组成。○加工（又称数据处理）。对数据流进行某些操作或变换。〓数据存储又称文件）指暂时保存的数据，它可以是数据库文件或任何形式的数据组织□数据的源点或终点是本软件系统外部环境中的实体，统称外部实体。b数据字典；DD”定义了数据流图中每一个图形元素。c描述加工逻辑的结构化语言，判定表、判定树则详细描述数据流图中不能被再分解的每一个加工。●数据字典（DD）就是用来定义数据流图中的各个成分的具体含义的，他以一种准确的、无二义性的说明方式为系统的分析、设计及维护提供了有关元素的一致的定义和详细的描述。它和数据流图共同构成了系统的逻辑模型，是需求规格说明书的主要组成部分。●DD四条目：数据流、数据项（组成数据流和数据存储的最小元素）、数据存储、基本加工●加工条目数据字典中的加工逻辑主要描述该加工“做什么”，即实现另工的策略，而不是实现加工的细节，它描述如何把输入数据流变换为输出数据流的加工规则。●加工逻辑也称为“小说明”，描述加工逻辑一般用以下工具：结构化语言、判定表、判定树。●结构化语言是介于自然语言和形式语言之间的一种半形式语言。它的结构可分成外层和内层两层：外层来描述控制结构，采用顺序、选择、重复三种基本结构；内层对于顺序执行和循环执行的动作，用结构化语言描述。存在多个条件复杂组合的判断问题,用判定表和判定树IDEF0：用来描述系统的功能活动及其联系，建立系统的功能模型。IDEF1：用来描述系统的信息及其联系，建立系统的信息模型。IDEF2：用来进行系统模拟，建立系统的动态模型。●建立功能模型的基本方法：1,确定建模的范围、观点及目的3.建立顶层图A0图2..建立系统的内外关系图A--0图4.建立低层次的图形●传统的SA方法主要用于数据处理方面的问题，主要工具DFD体现了系统“做什么”的功能，但它仅是一个静态模型，没有反映处理的顺序，即控制流程。形式化方法是将需求规格说明用形式规约语言来描述。典型的有基于模型的Z语言及VDM开发方法。第3章●1.设计软件系统结构（简称软件结构）采用某种设计方法，将一个复杂的系统按功能划分成模块；确定每个模块的功能；确定模块之间的接口，即模块之间传递的信息；评价模块结构的质量。软件结构设计是以模块为基础的，在需求分析阶段，已经把系统分解为层次结构。设计阶段，以需求分析的结果为依据，从实现的角度进一步划分为模块，并组成模块的层次结构。2.数据结构及数据库设计数据库的设计指数据存储文件的设计（概念设计、逻辑设计、物理设计）数据库的“概念设计”、“逻辑设计”分别对应于系统开发中的“需求分析”与“概要设计”，而数据库的“物理设计”与模块的“详细设计”相对应。3.编写概要设计文档（概要设计说明书；数据库设计说明书；用户手册；修订测试计划，对测试策略、方法、步骤提出明确要求。）4.评审：对设计部分是否完整地实现了需求中规定的功能、性能等要求，设计方案的可行性，关键的处理及内外部接口定义正确性、有效性，各部分之间的一致性等等都一一进行评审。●模块的基本属性：接口：指模块的输入与输出；功能：指模块实现什么功能；逻辑：描述内部如何实现要求的功能及所需的数据；状态：该模块的运行环境，即模块的调用与被调用关系。功能、状态与接口反映模块的外部特性，逻辑反映它的内部特性。●模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把软件系统划分为若干模块的过程。模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。模块化的依据:开发一个大而复杂的软件系统，将它进行适当的分解，不但可降低其复杂性，还可减少开发工作量，从而降低开发成本，提高软件生产率●抽象是认识复杂现象过程中使用的思维工具，即抽出事物本质的共同的特性而暂不考虑它的细节，不考虑其他因素。通过抽象，可以确定组成软件的过程实体。通过信息隐蔽，可以定义和实施对模块的过程细节和局部数据结构的存取限制。●信息隐蔽指在设计和确定模块时，使得一个模块内部包含的信息（过程或数据），对于不需要这些信息的其他模块来说，是不能访问的。●模块独立性指每个模块只完成系统要求的独立子功能，并且与其他模块的联系最少且接口简单，两个定性的度量标准――耦合性和内聚性。●耦合性也称块间联系。指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。模块之间联系越紧密，其耦合性就越强，模块的独立性则越差。模块间耦合高低取决于模块间接口的复杂性、调用的方式及传递的信息。●无直接耦合数据耦合标记耦合控制耦合公共耦合内容耦合（低――高）1无直接耦合2数据耦合指两个模块之间有调用关系，传递的是简单的数据值，相当于高级语言的值传递。3标记耦合指两个模块之间传递的是数据结构，如高级语言中的数组名、记录名、文件名等这些名字即标记，其实传递的是这个数据结构的地址。4控制耦合指一个模块调用另一个模块时，传递的是控制变量（如开关、标志等），被调模块通过该控制变量的值有选择地执行块内某一功能。5公共耦合指通过一个公共数据环境相互作用的那些模块间的耦合。公共耦合的复杂程序随耦合模块的个数增加而增加。6内容耦合：这是最高程度的耦合，也是最差的耦合。当一个模块直接使用另一个模块的内部数据，或通过非正常入口而转入另一个模块内部。●内聚性又称块内联系。指模块的功能强度的度量，即一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。若一个模块内各元素（语名之间、程序段之间）联系的越紧密，则它的内聚性就越高。●偶