软件工程课件

软件工程讲义（师大讲课提纲__Yang XS）1．软件工程基础（1）为什么要有软件工程（2）软件工程概念（3）软件生命周期（4）软件计划、需求分析（5）软件设计（概要设计、详细设计）（6）程序编码（7）软件测试（8）软件维护（9）软件开发管理技术2．面向对象的软件工程新技术——UML（1）UML简介（2）用例图与需求分析（3）组织结构图（概要设计）（4）类图与顺序图（详细设计）（5）关系型数据库表的设计3．VC++2005/2008程序调试（1）从C、C++到VC++语句精简、递归、结构钵、指针；类、对象；可视化、基础类库（2）C++两个标准：IS0/ANSI标准C++、C++/CLI(Microsoft专为而.net开发) （3）VC++中的类（4）VC++文档类型（5）VC++项目/工程的创建与打开（6）Win32控制台程序的创建与调试（7）MFC程序的创建与调试（8）使用VS2005/2008编辑图像和程序1．软件工程基础程序是为完成一定功能和性能而设计的计算机可执行的指令序列；数据是程序能操作的数字信息；文档是程序开发、维护和使用有关的图文资料。

软件是计算机系统中程序、数据和相关文档的完整集合。

软件分为系统软件、支撑软件和应用软件。

计算机程序的功能越来越强，综合性越来越强，就成了软件。

程序设计阶段、程序系统阶段、软件工程阶段。

（1）为什么要有软件工程开发一个中、大型软件不是一人能做到，需要很多人参与。

如何组织好多人软件开发，需要有一套科学的管理流程，有一套软件开发各阶段工程技术人员都能看懂并且遵守的描述与约束规则。

为使软件达到预期目的，需要软件工程。

为使软件维护性好、可升级，需要软件工程。

（2）软件工程的概念Boehm：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。

IEEE：软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方法。

Fritz Bauer：建立并使用完善的工程化原则，以较经济的手段获得能在实际机器上有效运行的可靠软件的一系列方法。

软件工程是采用工程的概念、原理、技术和方法来指导软件开发和维护的学科。

（3）软件生命周期软件开发的模型有多种，最经典的是瀑布模型：此外，还有渐增模型等。

（4）软件计划与需求分析软件计划：问题定义、工作范围（初步的功能）、资源需要与投资成本，可行性分析、开发进度表。

制定软件项目计划书。

软件需求（做什么？）：在与用户充分沟通的基础上，确定系统功能、性能，分析系统数据要求，修正项目计划书，制作软件需求规格说明书和初步的用户手册。

需求分析描述工具：实体关系图、数据流图、数据字典等。

实体-关系（E-R）图，由实体、关系和属性组成。

用矩形表示实体、椭圆表示属性、棱形表示实体之间的关系。

例如，某生产管理系统的E-R图如下所示。

图1 某工厂生产管理系统的E-R图书目与图书的E-R关系图、读者借阅图书、管理员管理图书的E-R关系图见P40.数据流图简称DFD，是描述数据处理过程的有力工具。

有四个基本符号：数据源点或终点，用矩形框表示；数据处理（加工），用圆形表示；数据流，带命名的箭线；文件或数据存储，标有名字的短粗线（或开口矩形）表示。

例如，设计一个读者在图书馆借书的系统数据流图。

借书登记卡库存书目图2 读者借书系统数据流图一级数据流图下面还可有二级、三级数据流图等。

软件需求规格说明书一般格式：一、引言编写目的，背景说明，定义参考资料二、任务概述目标，用户特点，假定和约束。

三、需求规定对功能的规定，对性能的规定（精度、时间特性、灵活性），输入输出要求，数据管理能力要求，故障处理要求，其他要求。

四、运行环境规定设备（处理器型号与内存容量、辅存容量、输入输出设备型号与数量、数据通信设备型号数量、功能键及其他专用硬件），支持软件，接口（该软件与其他软件之间的接口、数据通信协议等），控制（控制该软件运行的方法和控制信号，并说明该控制信号的来源）。

五、数据要求数据的逻辑描述（静态数据、动态输入数据、动态输出数据、内部生成数据、数据约定），数据采集（要求和范围、输入的承担者、预处理、影响）六、需求描述图表实体关系图、数据流图等…..（5）软件设计（怎么做？）软件设计包括概要设计、详细设计。

概要设计（总体设计）：设计软件系统结构（由哪些模块组成，模块之间的关系，接口），设计主要的数据结构。

编写概要设计说明书。

概要设计过程：选取最佳实现方案（高中低成本方案）；设计软件总体结构（系统功能模块化：抽象与逐步求精、模块独立性、低耦合与高内聚，把模块组织成层次）；设计主要数据结构（能够完成主要算法的数据结构、文件结构、或数据库模式）； 完成用户手册的制订； 制定初步测试计划。

概要设计工具：层次图（描绘软件的层次结构）、结构图、数据流图。

例如图书管理系统的层次结构图其中每一个模块，还可以进一步精化为更详细的层次图。

进一步精化数据流图。

详细设计：根据概要设计说明书中规定的系统功能模块要求，确定每个模块的算法蓝图（怎样具体地实现所要求的系统，譬如人机界面设计、主功能模块设计等）。

编写程序规格说明书。

工具：程序流程图、盒图等、问题分析图PAD 等程序流程图是一种历史悠久的结构化程序框图，主要图形有处理（矩形）、判断（棱形）、输入/输出（平等四边形）、起止端点（圆角矩形）、循环（倒角矩形）、箭线等。

举例，求和运算的程序流程图（略）。

（6）程序编码根据详细设计说明书，选用一种语言为编写程序代码实现各个模块的功能，建立数据库。

产生程序清单、数据库表。

图3 图书管理系统的层次图 图4 结构图（模块调用）（7）软件测试按测试流程分为单元测试、集成测试、验收测试，按可见性分为白盒测试、黑盒测试。

产生测试计划和测试报告。

（8）软件维护修改错误、功能性能优化与升级（9）软件开发管理技术质量管理软件质量：正确性、可靠性、效率、安全性、可使用性、可维护性、灵活性、连接性。

质量保证：技术审查、管理复审、测试。

计划管理大型软件开发计划：阶段计划、组织计划、测试计划、变动计划、文档计划、培训计划、复审和报告计划、安装和运行计划、资源和配置计划等。

人员管理组织原则、组织结构模式（按课题划分、职能划分、矩阵模式）、开发小组内部形式（民主制、主程序员制）文档管理软件文档类型：可行性研究报告、项目开发计划、软件需求说明书、概要设计说明书、详细设计说明书、用户操作手册、测试计划、测试报告、开发进度月报、项目开发总结报告。

文档编制质量要求：针对性、精确性、清晰性、完整性文档的维护与管理：在软件各个生存期中，各种文档会不断生成、修改或补充。

必须加强对文档的管理。

2．面向对象的软件工程新技术——UML（1）UML简介面向对象统一建模语言（Uniform Model Language），由Grady Booch、James Rumbaugh、Evar Jacooson共同创建。

UML是一种图形化的面向对象建模语言，包括用例图、类图、对象图、顺序图、协作图、状态图、活动图、包图（构件图）UML中几种主要关系：关联、依赖、泛化、实现。

关联用实线或实箭线，依赖用虚箭线、泛化用空心三角头实线、扩展用带extended 注释的虚箭线表示，还有聚合、组合等。

（2）用例图与需求分析包括用例（椭圆形）、活动者（人形）、关系。

（3）组织结构图（概要设计）包图（4）类图与顺序图（详细设计）（5）关系型数据库表设计3．VC++2005/2008简述（1）从C、C++到VC++C是面向过程的语言，C++是面向对象的语言，VC++是可视化的面向对象程序设计语言。

C语言语句简练、有结构钵、指针特色内容。

C++/VC++中的类、对象，可视化、基础类库（MFC）（2）C++两个标准：ANSI/ISO标准、CLI标准（在.net环境中运行）（3）VC++中的类将具有相同属性和方法的对象归纳为一个“类”，C++的类具有封装性、多态性和继承性，类成员分为数据成员（属性）和函数成员（方法）, 类成员有公有（public）、私有(private)和保护(protected)三种不同的性质。

C++的类默认取名为C…（父类后缀）。

类内数据成员默认用m_.....命名，类函数（方法）名用C…. 开头.类的方法可在类内定义（采用类名::方法），也可在类外定义（这时要在类内说明方法/函数的原型）。

VC++常常将类定义放置在一个.h文件中，而将类的方法定义放在.cpp程序中，在程序头部使用#include XXX.h将头文件包含进来。

（4）VC++文档类型：sln（项目）,vcproj（工程）,dsw, cpp（C++程序）,h（头文件）以及rc,obj,exe等文件类型。

VC++从5.0,6.0,2005,2008,2010不太兼容。

（5）VC++项目/工程的创建与打开先创建项目/工程，再添加（建立）文件。

（6）Win32控制台程序的创建与调试Vs2005/2008的cpp程序要包括以下两个头部：#include <iostream>using namespace std;Win32控制台cpp程序中有且只有一个main()函数F5调试，Ctrl+F5运行。

建立并调试一个hello,cbox项目与程序（7）MFC程序的创建与调试MFC程序中有一个winmain()函数，系统默认已创建微软基础类库MFC（包含在一系列.dll文件中）包括有许多基础类。

设计MFC应用程序主要的类有CXxxApp,CXxxWnd,CXxxiew,CXxxDoc四个，它们分别由基类CWinApp,CFrameWnd,CView,CDocment派生而来。

CWinApp由CWinThread类派生出来，CFrameWnd和CView又是由CWnd派生出来，CWinThread、CFrameWnd和CDocment 类又都是由CCmdTarget类派生而出，CCmdTarget类又是由CObject类派生而出。

见P218.InitInstance()函数，Run()函数。

P229.建立并调试生成一个单文档编辑器，一个多文档编辑器，注意观察类的派生及类方法的应用。

（8）使用VS2005/2008编辑图像和程序需要将imageload.dll等文件拷贝进windows和windows/system32目录下，还要将Dib.h 文件拷贝进项目所在目录。

VC++中的MFC对设备相关的图像提供支持，对设备无关图像处理不提供支持.需要用户自己定义一系列类，写进Dib.h文件中，将该文件拷贝进工程目录下，在cpp程序的头部#include Dib.h。