一、软件

1. 软件定义：

2. 软件分类

• 系统软件：操作系统、编译程序

• 支撑软件：协助用户开发软件的工具型软件

• 应用软件：商业数据处理、工程与科学软件、智能产品嵌入软件、人工智能软件、个人软件

二、软件工程

1. 软件发展

2. 软件危机

• 软件开发成本和进度估计不准

• 产品不符合用户需求

• 软件产品的质量不可靠

• 软件的可维护性差

• 软件没有适当的文档资料

3. 1993年IEEE的定义

4. 技术

• 软件开发方法学

• 软件开发过程

• 软件工具和软件工程环境

5. 管理

• 软件管理学

• 软件经济学

• 软件心理学

三、软件生存周期

1. 定义：

2. 组成：

3. 国标《计算机软件开发规范》的8个阶段：

• 关键任务：解决问题是什么？有行得通解决方法？粗略计划？

• 问题定义报告：问题性质、工程目标、工程规模

• 可行性研究报告：经济、技术、社会（操作）可行性

• 项目开发计划：粗略

• 关键任务：目标系统必须做什么？要求完整、准确、清晰、具体

• 需求规格说明书：目标系统需求

• 关键任务：如何实现目标系统？根据需求设计方案

• 总体设计说明书：记录总体设计结果

• 关键任务：如何具体实现系统？设计每个模块的算法和数据结构

• 详细设计说明书：用适当表达工具表达算法和数据结构

• 关键任务：选择语言、工具翻译详细设计结果、测试模块

• 程序清单

• 单元测试报告

• 关键任务：将经过单元测试的模块组装起来进行测试，通过测试使软件达到预定要求

• 测试报告：测试计划、测试方案、测试结果

• 关键任务：由用户按需求规格说明书规定进行测试

• 关键任务：通过必要维护活动使系统持久满足用户需求

• 维护类型：
• 改正性维护：软件运行过程中发现错误，进行维护
• 适应性维护：软件运行软硬件环境变化，进行维护
• 完善性维护：用户要求改进或扩充软件，进行维护
• 预防性维护：为将来的维护做准备

• 改正性维护：软件运行过程中发现错误，进行维护

• 适应性维护：软件运行软硬件环境变化，进行维护

• 完善性维护：用户要求改进或扩充软件，进行维护

• 预防性维护：为将来的维护做准备

四、软件过程模型

1. 瀑布模型

③ 优点：

• 提高软件质量

• 降低维护成本

• 缓解软件危机

• 模型缺乏灵活性

• 无法解决需求不明确问题

• 用户不经过实践提出完整准确需求不切实际

2. 快速原型模型

② 优点：

• 确定需求上优于瀑布模型（通过原型与用户交互）

• 提供学习手段，通过开发原型与演示原型对开发者和使用者了解系统都有积极作用

• 有的软件原型可以成为最终产品的一部分

• 快速建立的系统结构加连续修改可能导致产品质量低下

• 原型系统的内部结构可能不好

3. 增量模型

③ 优点：

• 较短时间向用户提交可完成有用工作产品

• 用户有充裕时间学习和适应产品

• 软件结构必须开放，方便向现有产品加入新构件

• 在实现构件前完成总体的需求分析、规格说明和概要设计，相对来说风险较小

• 做到第三个优点比较困难

4. 螺旋模型

① 模型：

• 加入风险分析，常指导大型软件项目

• 软件风险：超期、超预算、行业竞争

• 笛卡尔坐标四象限表达四方面活动，延螺线自内向外每旋转一圈开发出更完善新版本：
• 制定计划：确定目标、选定方案、设定约束条件
• 风险分析：评估方案、识别和消除风险
• 实施工程：软件开发
• 客户评估：评价开发工作，计划下一阶段工作

• 制定计划：确定目标、选定方案、设定约束条件

• 风险分析：评估方案、识别和消除风险

• 实施工程：软件开发

• 客户评估：评价开发工作，计划下一阶段工作

② 优点：

• 大型软件开发项目有较好的风险控制

• 需要风险评估的经验

• 契约开发通常需要事先指定过程模型和发布产品

• 普及不如前述模型

5. 喷泉模型

• 迭代：求精，系统某部分常被重复工作多次，相关功能在每次迭代中逐渐加入演进系统

• 无缝：分析、设计、编码各阶段不存在明显边界

② 优点：

• 无缝，可同步开发，提高开发效率，节省开发时间

• 适应面向对象软件

• 可能随时添加各种信息、需求与资料

• 需严格管理文档，审核的难度加大

6. Rational统一过程

② 优点：

• 不断地版本发布成为一种团队日常工作的直正驱动力

• 将发现问题、制定方案和解决过程集成到下一次迭代

• 迭代开发，降低风险

• 更好的安排产品开发的辅助过程

7. 微软公司软件开发过程

• 微软公司在实践过程中开发，具有五个阶段：
• 规划阶段：开展市场调查研究，结合公司战略形成产品的远景目标
• 设计阶段：根据产品远景目标，完成软件功能规格说明和总体设计，确定产品开发的主要进度
• 开发阶段：完成产品中所有构件的开发工作
• 稳定阶段：实行全面的内部和外部测试，最终形成可发布的RTM版本
• 发布阶段：确认产品质量符合发布标准后，发布产品及相关消息

• 规划阶段：开展市场调查研究，结合公司战略形成产品的远景目标

• 设计阶段：根据产品远景目标，完成软件功能规格说明和总体设计，确定产品开发的主要进度

• 开发阶段：完成产品中所有构件的开发工作

• 稳定阶段：实行全面的内部和外部测试，最终形成可发布的RTM版本

• 发布阶段：确认产品质量符合发布标准后，发布产品及相关消息

• 递进式的开发策略：解决问题的及时性、不确定和变更因素可控性、缩短产品上市周期

② 缺点：

• 过于依赖实践，理论依据不足

五、结构化分析

1. 核心思想：

• 分解化简问题

• 物理与逻辑表示分开

• 进行数据与逻辑抽象

2. 分析步骤

• 与用户交谈，向用户提问题

• 参观用户的工作流程，观察用户的操作

• 向用户群体发调查问卷

• 与同行、专家交谈，听取他们的意见

• 分析已经存在的同类软件产品，提取需求

• 从行业标准、规则中提取需求

• 从互联网上搜索相关资料

• 核心：数据字典
• 用于描述软件使用和产生的所有数据对象

• 用于描述软件使用和产生的所有数据对象

• 数据模型：数据对象模型、实体—关系图
• 描述数据对象间关系
• 图中数据对象属性用“数据对象描述”表达

• 描述数据对象间关系

• 图中数据对象属性用“数据对象描述”表达

• 功能模型：数据流图、处理规格说明
• 描绘数据在软件中移动、变换及相应功能
• 图中功能用“处理规格说明”表达

• 描绘数据在软件中移动、变换及相应功能

• 图中功能用“处理规格说明”表达

• 行为模型：状态转换图、控制规格说明
• 描绘系统状态和在不同状态间转换方式
• 图中软件控制附加信息用“控制规格说明”表达

• 描绘系统状态和在不同状态间转换方式

• 图中软件控制附加信息用“控制规格说明”表达

3. 数据模型：实体—关系图

• 事务（报表）

• 地点（教室）

• 角色（学生）

• 单位（学校）

• 行为（上课）

• 老师教学生：教

• 一对一

• 一对多

• 多对一

• 姓名

• 学号

• 班级

• 实体：矩形框

• 属性：圆角矩阵、椭圆

• 关系：菱形

4. 功能模型：数据流图

① 符号：

• 数据的源点或终点：正方形

• 变换数据的处理：圆角矩阵

• 数据存储：开口矩形或两条平行线

• 特定数据的流动方向：箭头

• 且：乘号

• 或：加号

• 异或：圆圈加号

② 层次结构的数据流图：

• 顶层数据流图：包含一个加工项

• 底层数据流图：加工项不再分解

• 中间层数据流图：对低层的细化

• 编号：
• 子图的编号是父图相应的处理逻辑的编号
• 子图中处理逻辑编号由子图号、小数点与局部号组成

• 子图的编号是父图相应的处理逻辑的编号

• 子图中处理逻辑编号由子图号、小数点与局部号组成

• 平衡：
• 子图详细地描述父图中处理逻辑
• 子图的输入、输出数据流应同父图处理逻辑的输入、输出数据流相一致

• 子图详细地描述父图中处理逻辑

• 子图的输入、输出数据流应同父图处理逻辑的输入、输出数据流相一致

• 局部数据存贮：在子图中出现的数据存贮，可以不出现在父图中，画父图时只需画出处理逻辑之间的联系，不必画出各个处理逻辑内部的细节

• 命名规则：
• 用名词，区别于控制流
• 充分反映全部功能，不能出现描述不充分
• 不用缺乏具体含义名字（不能引发歧义）

• 用名词，区别于控制流

• 充分反映全部功能，不能出现描述不充分

• 不用缺乏具体含义名字（不能引发歧义）

• 作为交流信息的工具

• 作为分析和设计的工具

• 物理系统不同时需标注自动化边界

5. 行为模型：状态转换图

① 组成：

• 状态：被观察到的系统的行为模型

• 事件：引起状态转换的外界事件抽象

• 行为：进入某状态所做动作

• 初始状态：实心圆

• 终止状态：实心圆+圆环

• 中间状态：圆角矩形（表格化处理）
• 状态名
• 状态变量
• 行为

• 事件：箭头表示，需标注箭头名，后跟状态转换的条件

• 行为：状态框内do+行为名

6. 数据字典

① 定义：

• 数据流：
• 数据流名
• 说明：简要介绍作用即产生的因果
• 数据流去向
• 数据流组成：数据结构
• 每个数据的数据量、流通量

• 数据元素：
• 数据元素名
• 类型：数字（离散值、连续值）、文字（编码类型）
• 长度
• 取值范围
• 相关数据元素及数据结构

• 数据存储：
• 数据存储名
• 简述：存放的是什么数据
• 输入数据
• 输出数据
• 数据文件组成：数据结构
• 存储方式：顺序、直接、关键码
• 存取频率

• 处理：
• 处理名
• 处理编号：反映该处理的层次
• 简要描述：加工逻辑及功能简述
• 输入数据流
• 输出数据流
• 加工逻辑：简述加工程序、加工顺序

由数据元素组成数据的方式：

• 顺序：以确定次序连接两个或多个数据元素

• 选择：从两个或多个可能元素中选一个

• 重复：把指定数据元素重复零次或多次

• 可选：一个数据元素可有可无的

④ 示例：