1、第1章 软件工程概述n 1.1 软件与软件工程n 1.2 软件开发技术n 1.3 软件项目管理1.1 软件与软件工程n 软件n 软件是包括计算机程序（Program）、支持程序运行的数据（Data）及其相关文档（Document）资料的完整集合。n 计算机程序是按事先设计的功能和性能要求执行的指令序列；或者说，是用程序设计语言描述的、适合于计算机处理的语句序列。n 数据是使程序能正常操纵信息的数据结构。n 文档是描述程序的操作、维护和使用的图文材料。1.1 软件与软件工程n 软件n 机器可执行的：程序及有关数据n 机器不可执行的：与开发、运行、维护、使用和培训有关的文档资料软件程序数据文档软件
2、程序数据文档程序算法数据结构程序算法数据结构1.1 软件与软件工程n【例】软件实现的是一个从现实问题域（输入）到信息域的解（输软件实现的是一个从现实问题域（输入）到信息域的解（输出）的过程，此过程中包括程序、数据、文档以及它们之间的联系。出）的过程，此过程中包括程序、数据、文档以及它们之间的联系。因此，软件的形式化定义为：因此，软件的形式化定义为：S S=（I I，O O，E E，R R，D D）n 其中，其中，I I表示抽象数据输入，表示抽象数据输入，O O表示抽象数据输出，表示抽象数据输出，E E表示构成软件表示构成软件的子系统或构件，的子系统或构件，R R表示软件子系统或构件间的关系，表
3、示软件子系统或构件间的关系，D D表示软件相表示软件相关文档，它描述了关文档，它描述了I I、O O、E E、R R的内容和它们之间的关系。的内容和它们之间的关系。1.1 软件与软件工程n 软件的特征n（1）形态特性n（2）生产特性n（3）维护特性n（4）复杂特性n（5）智能特性n（6）质量特性n（7）环境特性n（8）软件的管理特性n（9）软件的废弃特性n（10）应用特性1.1 软件与软件工程n 认识软件的基本特点n 软件是人类智能劳动的产物、代替和延伸。n 软件属于逻辑实体，无形性和智能性致使软件难以认识和理解。n 软件的开发、维护及设置管理等方面目前尚未完全脱离手工方式。n 逻辑处理和数据
4、结构及构成等相对复杂。n 软件应用很广泛，在信息化中可服务于各种领域、行业和层面。n 软件成本相对比较昂贵，软件是人类创造性的可复制的特殊产品。n 软件不存在物理性磨损和老化问题，但可以退化需要更新升级。n 1.1 软件与软件工程n 软件的分类n 系统软件（System Software）是与计算机硬件紧密结合，构成用户在某一方面使用计算机的基础平台。n 支撑软件（Support Software）是辅助其他软件开发、维护和运行的软件，也称为工具软件或软件开发环境。n 应用软件（Application Software）实现用户特定的需求，是针对计算机在某一领域或特定工作性质中的应用而开发的软
5、件。1.1 软件与软件工程n 软件危机n 软件危机（Software Crisis）是指在计算机软件开发、使用与维护过程中遇到的一系列严重问题。n 软件危机的教训：n 需要工程化方式研发软件且必须满足用户对软件日益增长的各种需求；n 强化管理和维护不断快速增长的现有软件。1.1 软件与软件工程n 软件危机主要特征n 软件运行经常出现功能、性能不满意或出现故障等现象。n 软件产品的质量、可靠性和安全等方面时常达不到标准。软件产品质量难以保证，甚至在开发过程中就被迫中断。n 软件开发管理差，对成本和进度难估计准确。n 系统时常出现无法维护、升级或更新现象。n 开发效率低，无法满足应用迅速发展与提高
6、实际需要。n 研发成本难控制，在总成本中所占的比例不断大幅上升。n 软件开发没有标准、完整、统一规范的文档资料；缺乏完善的售后服务。1.1 软件与软件工程n 软件危机产生的原因n 用户需求不明确n 缺乏正确的理论指导n 软件开发规模越来越大n 软件开发复杂度越来越高1.1 软件与软件工程n 解决软件危机的主要措施n 技术方法。运用软件工程的技术、方法和标准规范。n 开发工具。选用先进高效的软件工具，同时采取切实可行的实施策略。n 组织管理。研发机构需要组织高效、管理制度和标准严格规范、职责明确、质量保证、团结互助、齐心协力，注重文档及服务。n 为了避免和解决软件开发中再出现软件危机，不仅需要标
7、准规范的技术措施，更要有强有力的组织管理保障。各方面密切配合、齐抓共管，切实以软件工程方式方法和规程进行运作，才能确保软件质量。1.1 软件与软件工程n【例】在在19861986年，年，IBMIBM大型机之父佛瑞德大型机之父佛瑞德布鲁克斯发表了他的著布鲁克斯发表了他的著名论文名论文没有银弹没有银弹，在论文中他断言：，在论文中他断言：“在在1010年内无法找到解决年内无法找到解决软件危机的灵丹妙药软件危机的灵丹妙药”。从软件危机被提出以来，人们一直在查找。从软件危机被提出以来，人们一直在查找解决它的方法。布鲁克斯在解决它的方法。布鲁克斯在人月神话：软件项目管理之道（人月神话：软件项目管理之道（T
8、he The Mythical Man-MonthMythical Man-Month）提到，将没有灵丹妙药可以一蹴而就，开提到，将没有灵丹妙药可以一蹴而就，开发软件的困难是内生的，只能渐进式的改善。整体环境没有改变以发软件的困难是内生的，只能渐进式的改善。整体环境没有改变以前，唯一可能的解，是前，唯一可能的解，是依靠人的素质，培养优秀的工程师依靠人的素质，培养优秀的工程师。1.1 软件与软件工程n 软件工程的产生n 为了克服软件危机，1968年10月在北大西洋公约组织（NATO）召开的计算机科学会议上，Fritz Bauer首次提出“软件工程”的概念，试图将工程化方法应用于软件开发。n 经过
9、不断实践和总结，得出一个结论：按工程化的原则和方法组织软件开发工作是有效的，是摆脱软件危机的一条主要出路。n 软件工程的主要思想是强调软件开发过程中应用工程化原则的重要性。软件工程的目标是实现软件的优质高产。软件工程的目的是在经费的预算范围内，按期交付出用户满意的、质量合格的软件产品。1.1 软件与软件工程n 软件工程的概念n 为了经济地获得可靠的和能在实际机器上高效运行的软件，而建立和使用的健全的工作原则。（Fritz Bauer）n 运用现代科学技术知识来设计并构造计算机程序及为开发、运行和维护这些程序所必需的相关文件资料。（Barry WBoehm）n 软件工程是开发、运行、维护和修复软
10、件的系统方法。（IEEE）n 应用计算机科学理论和技术以及工程管理原则和方法，按预算和进度，实现满足用户需求的软件产品的定义、开发、发布和维护的工程或进行研究的学科。（GB/T 11457-2006）1.1 软件与软件工程n 软件工程的定义n 软件工程是指导软件开发和维护的工程性学科，它以计算机科学理论和其他相关学科的理论为指导，采用工程化的概念、原理、技术和方法进行软件的开发和维护，把经过时间考验而证明是正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来，以较少的代价获得高质量的软件并维护它。1.1 软件与软件工程n 软件工程的框架n 软件工程的框架可概括为目标、过程和原则。1.1 软件与
11、软件工程n 软件工程基本原理n（1）用分阶段的生命周期计划严格管理开发过程n（2）坚持进行阶段评审n（3）实行严格的产品控制n（4）采用现代程序设计技术n（5）应能清楚地审查结果n（6）软件开发小组的人员应少而精n（7）承认不断改进软件工程实践的必要性著名软件工程专家BoehmBoehm综合有关专家和学者的意见并根据多年来开发软件的经验，提出了软件工程的七条基本原理。1.1 软件与软件工程n 软件工程基本思想n 抽象：人类解决复杂问题的通用方法。抽象是从众多的事物中抽取出共同的、本质性的特征，而舍弃其非本质的特征。n 分解：把复杂的系统变成小的系统，采用“各个击破”的原则逐一解决。n 复用：利用已有的代码，或者已有的知识、经验编写代码，以进行新的软件开发。课堂讨论n 1.软件工程与建筑工程、汽车工程有什么异同点？n 2.软件是客观世界中问题空间与解空间的具体描述；软件工程就是解决如何正确、高质、高效地写出软件。如何理解？问题思考n 1.什么是软件？软件有哪些特征？n 2.软件可分为哪些类型，各有何特点？n 3.项目软件和产品软件有何区别？n 4.什么是软件危机？为什么会产生软件危机？n 5.什么是软件工程？软件工程的基本目标是什么？n 6.软件工程基本原理有哪些？软件是客观世界中问题空间与解空间的具体描述；软件工程就是解决如何正确、高质、高效地写出软件。
