软件工程概述.doc

第一章软件工程概述
【学习目标】
了解软件的发展历史和软件的主要问题，掌握软件工程的基本概念及其要素，熟悉软件工程过程和软件生存周期，理解软件工程的基本目标和原则。
【学习方法】
正确理解软件工程的基本概念，探讨软件问题的根本原因，领会软件工程思想的作用和意义。
【难重点】
本章的学习重点在于理解软件工程的概念和目标，熟悉软件工程过程的基本活动和主要过程模型，其难点是掌握软件工程思想在实际软件项目中的运用。
【课前思考】
什么是软件？
软件与硬件有什么不同？
软件危机的问题是否得到彻底的解决？
什么是软件工程？
软件开发的基本策略是什么？

软件的发展与问题
【本节知识点】软件的发展历史软件的概念和特点软件危机的现象和原因
随着计算机技术的飞速发展，计算机应用日益普及，成为科学和技术各个领域、工业和社会各个部门不可缺少的重要部分。特别是在当今高度信息化的时代，计算机提供了全球信息网络的通讯途径，成为人们以各种形式获取信息的手段，如金融事务处理、企业信息管理、仿真计算与模拟、工业自动控制、电子商务应用等。遗憾的是，计算机在使社会生产力得到迅速解放、社会高度自动化和信息化的同时，却没有使计算机本身的软件生产得到类似的巨大进步。软件开发面临着过分依赖人工、软件无法重用、开发大量重复和生产率低下等问题，特别是软件危机的出现，促使人们努力探索软件开发的新思想、新方法和新技术，软件工程学便应运而生。
软件的发展历史
随着计算机硬件性能的极大提高和计算机体系结构的不断变化，计算机软件系统更加成熟和更为复杂，从而促使计算机软件的角色发生了巨大的变化，其发展历史大致可以分为如图1.1所示的四个阶段。

图1.1软件的发展阶段
（1）早期阶段在计算机发展的早期阶段，人们认为计算机的主要用途是快速计算，软件编程简单，不存在什么系统化的方法，开发没有任何管理，程序的质量完全依赖于程序员个人的技巧。（2）第二阶段计算机软件发展的第二阶段跨越了从60年代中期到70年代末期的十余年，多用户系统引入了人机交互的新概念，实时系统能够从多个源收集、分析和转换数据，从而使得进程的控制和输出的产生以毫秒而不是分钟来进行，在线存储的发展产生了第一代数据库管理系统。在这个时期，出现了软件产品和"软件作坊"的概念，设计人员开发程序不再像早期阶段那样只为自己的研究工作需要，而是为了用户更好地使用计算机，人们开始采用"软件工程"的方法来解决"软件危机"问题。（3）第三阶段计算机软件发展的第三阶段始于70年代中期，分布式系统极大地提高了计算机系统的复杂性，网络的发展对软件开发提出了更高的要求，特别是微处理器的出现和广泛应用，孕育了一系列的智能产品。软件开发技术的度量问题受到重视，最著名的有软件工作量估计COCOMO模型、软件过程改进模型CMM等。（4）第四阶段计算机软件发展的第四阶段是强大的桌面系统和计算机网络迅速发展的时期，计算机体系结构由中央主机控制方式变为客户机/服务器方式，专家系统和人工智能软件终于走出实验室进入了实际应用，虚拟现实和多媒体系统改变了与最终用户的通讯方式，出现了并行计算和网络计算的研究，面向对象技术在许多领域迅速取代了传统软件开发方法。在软件的发展过程中，软件从个性化的程序变为工程化的产品，人们对软件的看法发生了根本性的变化，从"软件＝程序"发展为"软件＝程序＋数据＋文档"。软件的需求成为软件发展的动力，软件的开发从自给自足模式发展为在市场中流通以满足广大用户的需要。软件工作的考虑范围也发生了很大变化，人们不再只顾及程序的编写，而是涉及到软件的整个生命周期。1.1.2软件的概念和特点
关于软件的概念，我们给出一个形式化的定义，即软件是（1）能够完成预定功能和性能的可执行指令；（2）使得程序能够适当地操作信息的数据结构；（3）描述程序的操作和使用的文档。然而，真正理解软件的含义需要了解软件的特点，从而明白软件与人类建造的其他事物的区别。与硬件相比，软件具有以下不同的特点：（1）软件是逻辑的，而不是物理的产品。逻辑往往实际只存在于人的头脑当中，软件人员好比"皇帝的新衣"故事中的裁缝，软件的开发过程极难加以控制。（2）软件是由开发或工程化而形成的，没有明显的制造过程。软件成本集中于"开"上，意味着软件项目不能象硬件制造项目那样来管理。（3）如图1.2和1.3所示，软件在运行和使用期间，不存在硬件那样的磨损和老化问题，但它存在退化问题，开发人员必须维护软件。

图1.2硬件的故障率曲线

图1.3软件的故障率曲线
图1.2表明了硬件故障率的变化曲线，即硬件在生命初期具有较高的故障率，这些故障主要是由于设计或制造的缺陷造成的。当这些缺陷修正后，故障率在一段时期内会降低到一个稳定的曲线上。随着时间的推移，硬件构件由于种种原因受到不同程度的损害，故障率又升高了。也就