第一章软件工程学概论1、软件危机产生的原因软件本身的特点：难于维护、逻辑复杂软件开发与维护的方法不正确：忽略需求分析重要性、轻视软件维护课本表述：1、 软件不同于硬件，它是计算机中的逻辑部件而不是物理部件2、 软件不同于一般程序，它的一个显著特点是规模庞大，而且程序的复杂性将规模的增加而呈现指数上升。3、 软件本身特有的特点确实给开发和维护带了一些客观困难4、 软件开发与维护有关的许多错误认识与做法有关（忽略需求分析，轻视软件维护）5、 对用户要求没有完整准确的认识就匆忙开始着手编写程序6、 在软件不同阶段进行修改需要付出的代价是很不相同的2、软件危机的表现（什么是软件危机）(1) 、成本高：(2) 、软件质量得不到保证：软件质量问题导致失败的软件项目非常多(3) 、进度难以控制： 项目延期比比皆是 由于进度问题而取消的软件项目较常见 只有一小部分的项目能够按期完成(4) 、维护十分困难：软件维护的多样性软件维护的复杂性软件维护的副作用3、克服软件危机(1) 、管理的角度：软件开发过程的研究、文档的标准化以及人员的交流方式等(2) 、软件开发方法的研究结构化软件开发方法,面向对象的开发4、软件工程的定义概括的说，软件工程师指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。采用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件，把经过时间考验而证明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，以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它，这就是软件工程。（）、软件工程就是建立和使用一套合理的工程原理，从而经济地获得可靠的、可以在实际机器上高效运行的软件。（）、把系统的、规范的、可度量的方法应用于软件开发、运行和维护的过程，也就是把工程应用于软件.研究中提到的途径总之：软件工程是应用计算机科学、数学及管理科学等原理开发软件的工程。他借鉴传统工程的原理、方法，以提高质量，降低成本为目的。5、软件工程的本质特性1、 关注与大型程序的构造2、 中心课题是控制复杂度3、 软件经常变化4、 开发软件的效率非常重要5、 和谐的合作是开发软件的关键6、 软件必须有效地支持它的用户7、 在软件工程领域中通常由具有一个文化背景的人替另外一种文化背景的人创造产品6、软件工程的基本原理1、用分阶段的生命周期计划严格管理2、坚持进行阶段评审3、实行严格的产品控制4、采用现代程序设计技术5、结果应能清楚地审查6、开发小组应该少而精7、承认不断改进软件工程实践的必要性软件工程学包含 3 个要素：方法、工具和过程7、软件生命周期(1) 、概念:软件生命周期由软件定义、软件开发和运行维护（也成软件维护）3 个时期组成。(2) 、内容：1、 问题定义回答“要解决的问题是什么?“，写出关于问题性质、工程目标和工程规模的书面报告2、 可行性分析回答”对于问题是否有行得通的解决办法?“，即探索问题是否值得去解，是否有可行的办法3、 需求分析确定”为了解决这个问题，目标系统必须做什么“，确定目标系统必须具备哪些功能，得到需求规格说明书。4、 总体设计回答”概括地说，应该怎样实现目标系统？“,确定程序由哪些模块组成以及模间的关系5、 详细设计回答”应该怎样具体地实现这个系统呢?”，确定实现模块功能所需要的算法与数据结构6、 编码和单元测试写出正确的容易理解、容易维护的程序模块，然后仔细测试每个模块7、 综合测试8、 软件维护通过各种类型的测试（及相应的调试）是软件达到预定要求通过各种必要活动是系统持久地满足用户需求8、生命周期模型(1) 、瀑布模型传统瀑布模型特点：1、 阶段间具有顺序性与依赖性2、 推迟实现的观点3、 质量保证的观点瀑布模型优点：1、 可强迫开发人员使用规范的方法（例如：结构化技术）；2、 严格规定每个阶段必须提交的文档；3、 要求每个阶段交出的所有产品都必须通过验证。缺点：1、“瀑布模型是由文档驱动的”成为主要缺点适用范围：适合于用户需求明确、完整、无重大变化的软件项目开发。(2) 、快速原型模型适用范围：用户不能给出完整、准确的需求说明，或者开发者不能确定算法的有效性、操作系统的适应性或人机交互的形式等情况。(3) 、增量模型特点：1、反复的应用瀑布模型的基本成分和原型模型的迭代特征，每一个线型过程产生一个“增量”的发布或提交，该增量均是一个可运行的产品。2、 早期的版本实现用户的基本需求，并提供给用户评估的平台。优点：1、 在较短时间内向用户提交可完成部分工作的产品；2、 逐步增加产品功能可以使用户有较充裕的时间学习和适应新产品，从而减少一个全新的软件可能给客户组织带来的冲击；缺点：1、 软件体系结构必须是开放的；2、 开发人员既要把软件系统看作整体。又要看成可独立的构件，相互矛盾；3、 多个构件并行开发，具有无法集成的风险。(4) 、螺旋模型基本思想：使用原型或其他方法来降低风险。适用范围：适用于内部开发大规模软件项目。优点：1、对可选方案和约束条件的强调有利于已有软件的重用，也有助于把软件质量作为软件发的一个重要目标2、减少了过多测试或测试不足3、维护和开发之间并没有本质区别缺点：1、 风险驱动，需要相当丰富的风险评估经验和专门知识，否则风险更大2、 随着迭代次数的增加，工作量加大，软件开发成本增加(5) 、喷泉模型特点：喷泉模型是一种以用户需求为动力，以对象为驱动的模型，主要用于采用对象技术的软件开发项目。该模型认为软件开发过程自下而上周期的各阶段是相互迭代和无间隙的特性。(6) 、Rational 统一过程RUP 重复一系列周期，每个周期由一个交付给用户的产品结束。每个周期划分为初始、细化、构造和移交四个阶段，每个阶段围绕着五个核心工作流（需求、分析、设计、实现、测试）分别迭代。第二章可行性研究1、概念（目的）用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决，不是解决问题，而是确定问题是否值得去解决。2、可行性研究任务了解客户的要求及现实环境，从技术、经济和社会因素等三方面研究并论证本软件项目的可行性，编写可行性研究报告，制定初步项目开发计划。即对软件开发以后的行动方针提出建议。3、研究内容（1）技术可行性使用现有的技术能实现这个系统吗?（2）经济可行性这个系统的经济效益能超过它的开发成本吗?（3）操作可行性系统的操作方式在这个用户组织内行得通吗?（4）法律可行性新系统开发是否会侵犯法藤、集体或国家利益?4、数据字典（1） 、内容1、数据流2、数据流分量（即数据元素）3、数据存储4、处理（2） 、作用对于数据流图中出现的所有被命名的图形元素在字典中作为一个词条加以定义，使得每一个图形元素都有一个确切的定义。第三章 需求分析1、需求分析的任务（1） 确定对系统的综合要求（2） 分析系统的数据要求（3） 导出系统的逻辑模型（4） 修正系统的开发步骤2、获取需求的方法（1） 访谈（2） 面向数据流自顶向下（3） 简易的应用规模说明技术（4） 快速建立软件模型3、实体-关系图（63）、层次方框图（68）和 IPO 图（69）4、结构化分析模型 数据流图：描绘当数据在软件系统中移动时被变换的逻辑过程，指明系统具有的变换数据的功能，是建立功能模型的基础 实体-联系图：描绘数据对象及数据对象之间的关系，用于建立数据模型。 状态转换图：指明了作为外部事件结果的系统行为。描绘了系统的各种行为模式(称为“状态”)和在不同状态间转换的方式。是行为建模的基础第四章 总体设计1、模块独立性与耦合性（97）(1) 模块化把程序划分成独立命名且可独立访问的模块，每个模块完成一个子功能，把这些模块集成起来构成一个整体，可以完成指定的功能满足用户的需求模块化的优点：1. 使软件结构清晰，容易设计也容易阅读与理解2. 容易测试与调试，提高可靠性3. 提高软件的可修改性4. 有助于软件开发工程的组织管理(2) 模块独立的重要性 有效的模块化(即具有独立的模块)的软件比较容易开发出来 独立的模块比较容易测试和维护(3) 耦合衡量不同模块彼此间互相依赖(连接)的紧密程度，耦合要低，即每个模块和其他模块之间的关系要简单1、 数据耦合：两个模块之间通过参数交换信息，而且交换的信息仅仅是数据2、 控制耦合：传递的信息中有控制信息3、 特征耦合：当把整个数据结构作为参数传递而被调用的模块只需要使用其中一部分数据元素4、 公共环境耦合：两个或多个模块通过一个公共环境相互作用5、 内容耦合：出现一下情况之一，则为内容耦合：1、 一个模块访问另一个模块的内部数据2、 一个模块不通过正常入口而转到另一个模块的内部3、 两个模块有一部分代码重叠4、 一个模块有多个入口数据耦合控制耦合特征耦合公共环境耦合内容耦合(4) 内聚（99）衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。内聚要高，每个模块完成一个相对独立的特定子功能信息隐藏（96）应该这样设计和确定模块，使得一个模块内包含的信息(过程和数据)对于不需要这些信息的模块来说，是不能访问的2、启发规则1、 改进软件结构提高模块独立性2、 模块规模应该适中3、 深度、宽度、扇入、扇出都应适中4、 模块的作用域应该在控制域之内5、 力争降低模块接口的复杂度6、 设计单入口、单出口模块7、 模块功能应该可以预测3、层次图和 HIPO 图（102）4、面向数据流的设计方法（104）(1) 概念面向数据流设计就是把信息流映射成软件结构，信息流的类型决定了映射的方法。信息流包括变换流、事物流。(2) 变换分析与事务分析（105）5、小结i. 进行软件结构设计遵循的最主要的原理是模块独立原理ii. 抽象和求精是一对互补概念iii. 软件工程师在实践中总结经验得出一些很有参考价值的启发式规则iv. 自顶向下逐步求精是进行软件结构设计的常用途径v. 用形式化的方法由数据流图映射出软件结构第五章 实现1、选择程序设计语言为了使程序容易测试和维护以减少软件的总成本，所选用的高级语言程序应该有理想的模块化机制，以及可读性好的控制结构和数据结构：为了便于调试和提高软件可靠性，语言特点应该是编译程序能够尽可能多地发现程序中的错误；为了降低软件开发和维护的成本，选用的高级语言应该有良好的独立编译机制。第六章 软件测试2、 测试的概念(1) 测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程(2) 好的测试方案是极可能发现了至今为止尚未发现的错误的测试方案。(3) 成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错误的测试。3、 测试的过程与步骤（153）大型软件的测试过程基本由下述几个步骤组成(1) 模块测试（单元测试） 发现编码和详细设计的错误(2) 子系统测试(3) 系统测试（集成测试）