软件性能工程
软件工程与需求工程
软件工程与需求工程引言软件工程和需求工程是软件开发过程中的两个重要概念。
软件工程是一门综合性学科，涉及软件开发生命周期的各个阶段。
需求工程是软件工程的一个重要组成部分，它关注于收集、分析、规范和管理软件项目的需求。
本文将介绍软件工程和需求工程的概念、目标、关键任务和发展趋势。
软件工程概述软件工程是指将工程原则应用于软件开发和维护的过程。
其目标是通过系统化和标准化的方法来设计、实现、测试和维护高质量的软件产品。
软件工程包括多个阶段，如需求分析、设计、编码、测试和维护。
它的核心是确保软件的质量、可靠性和可维护性。
软件工程的关键任务包括需求工程、软件设计、软件构建、软件测试和软件维护。
其中，需求工程是软件开发过程中的第一步，它关注于获取和明确用户的需求，并将其转化为可量化和可测试的软件功能和性能要求。
需求工程的目标是确保软件项目的成功与满足用户的期望。
需求工程概述需求工程是软件工程的一个重要组成部分，它是软件开发过程中的一个关键环节。
需求工程的目标是确保软件项目满足用户的需求，同时满足工期和成本的要求。
需求工程的主要任务包括需求收集、需求分析、需求规范和需求验证。
需求收集是指通过与用户和相关利益相关者进行交流和沟通，收集和理解他们的需求。
需求分析是在需求收集的基础上，对需求进行深入分析和抽象，以确定软件项目必须满足的功能和性能要求。
需求规范是在需求分析的基础上，将需求规范化和形式化，以便软件开发团队理解和实现。
需求验证是指验证软件开发过程中所产生的软件系统是否满足用户的需求。
软件工程与需求工程的关系软件工程和需求工程是紧密相关的概念，两者相互依赖。
软件工程是一个包含多个阶段的过程，而需求工程是其中的一个重要环节。
需求工程是软件工程的第一阶段，它的目标是确定软件项目的需求，为后续的设计、编码、测试和维护提供基础。
软件工程其他阶段都以需求工程的结果为基础进行工作。
需求工程的目标是确保软件项目满足用户期望，而软件工程的目标是确保整个软件开发过程的质量和可靠性。
软件工程专业课程
软件工程专业课程概述软件工程是一门关于软件开发的专业课程。
它是一种系统化的、规范化的、可管理的方法，用于软件开发和维护。
软件工程专业课程包括软件工程的基本理论、方法和工具。
它主要研究软件开发过程中的需求、设计、实现和测试等方面的问题，以提高软件开发过程的效率和质量。
软件工程专业课程是计算机科学与技术、软件工程、电子信息、网络工程等专业的必修课程。
学生通过学习软件工程专业课程，可以掌握软件开发的基本技术和方法，提高软件开发的效率和质量。
此外，软件工程专业课程还可以培养学生的计算机编程思维和团队协作能力。
主要内容软件工程专业课程的主要内容包括：软件需求分析软件需求分析是软件开发过程中的第一步，它是确定软件开发目标和需求的过程。
该步骤旨在明确软件系统的功能、性能、接口和限制等方面的需求，在软件项目开发开始前，必须确定全面的需求分析。
在软件需求分析阶段，通常需要进行以下工作：•收集软件需求：包括需求搜集、需求的分类和归档，确保不遗漏需求；•需求分解：将大的需求分解成小的部分，以便于设计和开发；•需求分析和规划：对软件需求进行细致的分析和规划，确定各个模块和功能的需求，构建软件需求规格说明书等。
软件设计软件设计是在软件需求分析的基础上，进一步确定整个软件系统的具体设计方案。
该阶段的主要任务是根据需求分析的结果，将软件的结构、功能和性能等方面进行设计，包括以下部分：•设计架构：制定软件系统的总体设计方案，包括构建软件系统的各个部分，确定软件的整体框架和组成部分；•详细设计：对软件系统进行具体的设计，包括模块、界面和算法等的详细设计；•验证设计：对软件设计方案进行复审和确认，保证其符合实现的可行性和效率。
软件实现软件实现是将软件设计方案转化为计算机程序的过程。
在这一阶段，需要根据软件设计方案编写代码，确保代码符合设计理念和功能需求。
软件实现需要进行以下工作：•代码编写：根据设计方案编写代码，包括算法和数据结构的实现；•软件测试：对代码进行测试，以验证代码的正确性、可靠性和稳定性；•软件版本控制：为了更好地管理软件开发过程，需要使用版本控制工具进行版本管理。
软件工程课件(全)
03
识别项目中的关键路径，确保项目按计划进 行
04
及时调整项目计划，应对项目变更和不确定 性
风险管理策略制定
识别项目中的潜在风险， 包括技术风险、市场风险、 资源风险等
制定相应的风险应对策略 和措施，如风险规避、减 轻、转移和接受等
评估风险的概率和影响程 度，制定风险优先级列表
监控风险状态，及时调整 风险管理计划
质量改进
根据质量评估结果，制定相应的改进措施， 如优化性能、增强安全性等。
经验教训总结
对测试过程中遇到的问题进行总结，形成经 验教训，为后续项目提供参考。
06
项目管理与团队协作
项目计划制定与监控
01 制定详细的项目计划，包括项目目标、范围 、时间表、资源需求、成本估算等
02 设立项目里程碑，对项目进度进行阶段性监 控
开发方向。
持续集成和测试
03
迭代增量模型强调持续集成和测试的重要性，以确保每个迭代
周期都能交付高质量的软件产品。
03
需求分析与管理
需求获取与整理
确定需求来源
与客户、利益相关者、业务领 域专家等进行沟通，收集原始
需求。
需求分类
将收集到的需求按照功能、性 能、安全、易用性等方面进行 分类。
需求筛选
去除重复、模糊、不切实际的 需求，确保需求的准确性和可 行性。
处理变更请求
根据实际情况，决定是否接受变更请求，并 制定相应的实施计划。
跟踪和验证变更
对实施的变更进行跟踪和验证，确保变更的 正确性和完整性。
04
系统设计与实现
系统架构设计
分层架构
将系统划分为表示层、业务逻辑层和数据访问层，实现高内聚、 低耦合的设计。
软件工程需求分析
软件工程需求分析软件工程需求分析简介概念软件工程需求分析是指对软件系统所需的功能、性能、界面、安全性以及其他质量属性进行详细而全面的研究和描述的过程。
它通过与系统用户和利益相关者的沟通，收集、分析和规范系统需求，以确保最终开发的软件能够满足用户的期望和需求。
目标软件工程需求分析的主要目标是确定系统的功能和质量特性，并将其转化为明确、一致、可验证的需求文档。
通过需求分析，可以帮助开发团队明确开发目标，减少需求变更和开发延期的风险，提高软件开发的效率和质量。
方法软件工程需求分析主要包括以下几个步骤：1. 需求收集：与系统用户和利益相关者进行沟通，了解他们对系统功能和质量的需求和期望。
2. 需求分析：对收集到的需求进行整理、分类、分析和验证，保证需求的准确性、一致性和完整性。
3. 需求规范：将经过分析和验证的需求转化为详细的需求文档，包括需求描述、用例、用户界面设计等。
4. 需求评审：与团队成员和利益相关者一起对需求文档进行评审，确保需求的可行性和合理性。
5. 需求变更管理：及时记录和管理需求的变更，保证需求的稳定性和一致性。
过程软件工程需求分析包括以下几个阶段：1. 确定项目范围：明确软件系统的边界和范围，防止需求蔓延和范围扩张。
2. 收集需求：与用户和利益相关者一起收集需求，包括功能需求、性能需求、界面需求等。
3. 分析需求：对收集到的需求进行整理、分类、规范，并与用户和利益相关者进行进一步的沟通和确认。
4. 验证需求：通过需求审查、原型设计和用户测试等方式验证需求的正确性和完整性。
5. 文档化需求：将验证通过的需求转化为详细的需求文档，确保需求的一致性和可追踪性。
6. 管理需求变更：及时记录和管理需求的变更，防止需求的不断变更导致开发延期和项目失败。
重要性软件工程需求分析在软件开发过程中起着至关重要的作用。
它不仅可以帮助开发人员明确开发目标和需求，还可以减少需求变更和项目失败的风险，提高开发的效率和质量。
软件工程项目评估评估和审查软件项目的结果和效果
软件工程项目评估评估和审查软件项目的结果和效果在软件开发的过程中，项目评估和审查是不可或缺的环节。
通过对软件项目的结果和效果进行评估和审查，可以及时发现问题，并采取相应措施进行改进，从而确保软件项目的质量和成功交付。
本文将介绍软件工程项目评估和审查的重要性以及常用的评估和审查方法。
一、评估软件项目的结果评估软件项目的结果是在项目开发完成后对软件进行全面的检查和评价。
评估的目的是发现潜在的问题，从而改进软件的质量和性能。
评估软件项目的结果有助于确保项目的成功，并提供项目评估的依据。
评估软件项目的结果可以采用以下几种方法：1. 功能测试：对软件的各项功能进行测试，验证软件是否符合预期的功能要求。
2. 性能测试：测试软件在不同负载和压力下的性能表现，包括响应时间、吞吐量等指标。
3. 兼容性测试：测试软件在不同的操作系统、浏览器和设备上的兼容性，确保软件的稳定性和可用性。
4. 安全测试：测试软件的安全性，包括对潜在漏洞和安全风险的评估。
5. 用户体验测试：测试用户在使用软件时的感受和体验，包括界面友好性、操作便捷性等。
通过以上评估方法，可以全面了解软件项目的结果，及时发现问题并进行改进，提高软件的质量和性能。
二、审查软件项目的效果审查软件项目的效果是对软件项目交付后的实际使用情况进行检查和评价。
审查的目的是了解软件的实际效果，发现可能存在的问题，并进行改进和优化。
审查软件项目的效果可以采用以下几种方法：1. 用户反馈：通过用户的反馈来了解软件在实际使用中的问题和不足之处，从而针对性地进行改进。
2. 故障记录：对软件在使用过程中出现的故障进行记录和分析，找出问题的原因，并提供相应解决方案。
3. 统计数据分析：通过对软件使用的统计数据进行分析，了解软件的使用情况和问题的发生频率，从而为改进提供依据。
4. 用户调研：通过对软件用户进行问卷调查或面对面访谈，了解用户的满意度和需求，从而优化软件的功能和性能。
通过以上审查方法，可以深入了解软件项目的实际效果，发现潜在问题并进行改进，提高软件的用户满意度和市场竞争力。
软件工程中的软件性能测试方法
软件工程中的软件性能测试方法引言：软件性能是指软件在特定的运行环境下，对于特定任务的执行速度、资源利用率和并发用户数等指标的表现。
对软件性能的测试是软件工程中不可或缺的一环，它能够帮助开发人员评估和改进软件系统的性能，从而提供更好的用户体验。
本文将介绍几种常见的软件性能测试方法。
一、负载测试负载测试是一种常见的软件性能测试方法，其目的是评估软件系统在正常和峰值负载条件下的性能表现。
在负载测试中，测试团队通过模拟真实的用户行为和系统条件，检查软件系统在不同负载下的响应时间、吞吐量和资源利用率等指标。
负载测试可以帮助发现系统在负载压力下的性能瓶颈，并提供优化建议。
二、压力测试压力测试是一种将软件系统推向其极限的测试方法。
通过将大量的请求发送给系统，压力测试能够评估系统在超出正常负载的情况下的性能。
在压力测试中，测试团队会逐渐增加负载，直到系统崩溃或不能正常响应。
通过压力测试，开发人员能够确定系统的极限，从而对系统进行合理的容量规划和优化措施。
三、并发测试并发测试是一种测试系统在多个用户同时访问的情况下的性能表现的方法。
在并发测试中，测试团队会模拟多个用户同时访问系统，并观察系统的响应时间、资源利用率和事务完成率等指标。
通过并发测试，开发人员能够了解系统在高并发条件下的性能状况，并进行性能优化和调整。
四、稳定性测试稳定性测试是一种评估软件系统在长时间运行下的性能和稳定性的方法。
在稳定性测试中，测试团队会模拟软件系统连续运行一段时间，并监测系统的内存占用、资源泄漏和错误日志等指标。
稳定性测试能够帮助开发人员发现系统在长时间运行后可能产生的问题，并进行相应的修复和优化。
五、容量规划测试容量规划测试是一种通过模拟系统负载进行性能评估的方法。
在容量规划测试中，测试团队会根据系统的预期使用情况，模拟不同规模和负载的测试用例，并观察系统的各项性能指标。
容量规划测试可以帮助开发人员了解系统在实际使用中的性能需求，从而进行合理的资源规划和系统设计。
软件工程名词解释
为了改进应用软件的可靠性和可维护性，为了适应未来的软硬件环境的变化，应主动增加预防性的新的功能，以使应用系统适应各类变化而不被淘汰。
6. 软件可维护性
软件可维护性的定义：软件能够被理解、校正、适应及增强功能的容易程度。
7.结构化维护
如果维护工作是从评价完整的软件配置开始入手，确定软件的重要结构特点、性能特点以及接口特点；估量要求的改动将带来的影响，并且计划实施途径。然后首先修改设计并且对所做的修改进行仔细审查。接下来编写相应的源程序代码；使用在测试说明书中包含的信息进行回归测试；最后，把修改后的软件再次交付使用。
11. 桩模块
桩模块是指模拟被测试的模块所调用的模块，而不是软件产品的组成的部分。
12. 单元测试
着重测试每个单独的模块，以确保它作为一个单元来说功能是正确的。
13. 集成测试
将模块组合起来成为一个完整的系统对其进行测试。
14. 确认测试
按照需求规格说明书中的确定指标对系统进行功能与性能的测试。
5. 数据流图
简称DFD,是SA(结构化分析)方法中用于表示系统逻辑模型的一种工具.是一种功能模型.作用:它以图形的方式描绘数据在系统中流动和处理的过程,反映系统必须完成的逻辑功能.
第四章
1. 模块
在程序设计中，为完成某一功能所需的一段程序或子程序；或指能由编译程序、装配程序等处理的独立程序单位；或指大型软件系统的一部分。
第六章
1. 程序设计风格
是指一个人编制程序时所表现出来的特点、习惯、逻辑思路等
2. 程序可移植性
机器只识别0和1，不管是用什么语言写的程序最终都是0和1的串，说某种语言的移植性好是说在各种型号的机器上有能够把以这种语言写的源程序编译成机器码的编译器
计算机科学：理解硬工程和软工程
计算机科学：理解硬工程和软工程计算机科学：理解硬件工程和软件工程计算机科学是一门涵盖广泛知识领域的学科，其中硬件工程和软件工程是两个重要的方向。
硬件工程关注电子设备的设计和构建，而软件工程则关注程序的开发和维护。
本文将探讨硬件工程和软件工程的定义、应用和关系，以及他们在计算机科学中的作用和重要性。
首先，我们来定义硬件工程和软件工程。
硬件工程是利用电子原理和技术设计、构建和维护计算机硬件设备的过程。
这些设备包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘驱动器、显示屏等。
而软件工程则是利用计算机科学原理和方法来开发、测试、维护和管理软件系统的过程。
软件系统包括操作系统、应用程序、数据库管理系统等。
硬件工程和软件工程在计算机科学中扮演着不可或缺的角色。
硬件工程是计算机科学的基础，它为计算机系统提供了物理基础。
例如，无论是个人电脑还是嵌入式系统，它们的核心都是硬件设备。
硬件工程师必须理解电子原理和电路设计，以确保计算机的正常运行。
同时，软件工程也是计算机科学的重要组成部分。
软件工程师负责开发和维护各种软件应用程序和系统。
他们使用不同的编程语言、开发工具和测试技术来创建高效、稳定和安全的软件。
软件工程师还需要具备解决问题、分析需求和与团队合作的能力。
硬件工程和软件工程之间存在相互依赖的关系。
硬件工程师需要与软件工程师紧密合作，以确保硬件和软件能够良好地协同工作。
软件工程师需要理解硬件的性能和接口特性，以编写适合硬件的软件。
另外，硬件工程师可能需要通过软件进行设备的配置和调试。
除了相互依赖，硬件工程和软件工程之间还有一些区别。
硬件工程更加注重物理构建和测试，而软件工程更加注重逻辑设计和功能实现。
此外，正确设计和优化硬件系统可能需要更多的时间、资源和成本，而软件系统的开发和修改相对更加灵活、快速和经济。
总结来说，硬件工程和软件工程都是计算机科学的重要分支，它们在计算机系统的设计、构建和维护中发挥着关键作用。
硬件工程关注物理构建和电子设备的设计，而软件工程关注程序的开发和维护。
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软件测量
测量为SPE模型提供输入数据，验证并
确认模型，确定性能目标是否已经实现， 并且监控系统在整个生命周期内的性能。
要测量的数据
工作量负载数据：每种负载的请求数量、请求 速率以及请求模式。 数据特征：数据总量以及每个数据项的大小。 执行特征：路径特征（测量每个重要路径的执 行次数以便计算循环反复的次数和条件路径的 执行概率）、软件资源使用（测量请求次数和 平均持续时间）、处理开销（测量软件资源请 求各种关键计算机系统资源提供服务的总量）。 计算机系统的使用：包括场景响应时间、吞吐 量、关键计算机系统资源使用、资源利用率、 资源吞吐量、资源队列长度。
软件执行模型
用执行图表示软件执行模型。类似于
UML中的活动图。执行图表现路径执行 频率，而且只模拟那些对性能起关键作 用的路径。软件执行模型中应将和性能 无关的细节排除在外。 执行图主要包括基本节点、扩展节点、 重复节点、情况节点（判断节点）、并 行执行节点、分割节点。
模型求解
对图形进行考查并确定一个基本结构，结算结 构时间用“计算节点”代替结构，整个的时间 相加即所用的时间。顺序结构的时间即所有节 点的时间的和；循环结构的时间即节点时间乘 以循环次数；情况节点的时间的最佳情况即最 长路径的时间，最差情况即所有路径的时间的 和。 分析过程：对于每个基本节点，定义每种软件 资源服务请求量的最佳和最差情况值。然后计 算该模型的全部计算资源，再计算最佳情况和 最差情况下的流逝时间的估计值。
SPE的工作过程
分析软件结构和设计 建立SPE模型 对模型进行求解
SPE建模策略
简单模型策略：从最简单的可用模型开始，识 别系统体系结构、设计或实现计划中的问题。 （适用于项目早期） 最佳和最差情况策略：使用资源需求的最佳和 最差情况评估策略为预期性能设定上下限，同 时对评估中的不确定性进行管理。 适应精确策略：将模型中所表现的详细情况与 你掌握的软件处理过程细节的知识相匹配。 （在后期，应对模型进行扩展和精化）。
系统执行模型Байду номын сангаас
软件执行模型提供对软件平均的、最佳
和最差的情况下的响应时间的静态分析。 描述了软件独立的资源需求特征，而没 有考虑其他负载或多用户情况，它们因 争用资源而导致延迟。通过解析软件执 行模型揭示出的问题应当在继续构建和 求解系统执行模型之前解决。系统执行 模型是一个动态模型，它描述软件系统 在引入其他负载和多用户这些会引起资 源征用的因素后的性能特征。
数据采集工具
系统监视器（如UNIX的sar） 程序监视器 系统事件记录器 外部程序事件记录器 内部事件记录器
SPE软件性能工程
韩庆良
性能定义
软件系统或构件对于其及时性目标的符
合程度。 性能是软件产品的一种特征，原则上可 以坐在计算机前手持秒表来测量。 软件性能的及时性包括响应性和可伸缩 性。
响应性
是系统实现其响应时间和吞吐量目标的
能力。可以是系统对事件的响应速度或 是给定时间内处理的时间数量。响应性 既含有客观成分，也含有主观成分，如 不同条件下的用户，对响应时间的感知 可能不同，在确定性能目标时，对感知 响应性也应给予重视。
性能遍历
为获得必要的信息来构建性能模型，由
一名成员引导参与者，审查系统体系结 构、设计或实现的细节。进行性能遍历 的时机：确立系统功能的总体观念时进 行第一次性能遍历；使用性能风险等级 来确定性能遍历的频率。成功进行性能 遍历的提示：精通SPE、管理会议、确 定什么最先发生、对某些主体进行专门 交流等等。
系统执行模型
系统执行模型将关键的计算机资源表示
为队列和服务器。服务器表示环境的组 成部件，提供软件某种服务。队列表示 等待服务的作业。服务器的重要性能度 量标准是：驻留时间、利用率、吞吐量、 队列长度。
数据采集
在SPE建模中需要必要的数据，来建立
和求解软件与系统性能模型。包括关键 性能场景、性能目标、运行环境、软件 资源需求、计算机资源需求。
可伸缩性
指系统在对其软件功能的要求增加的情
况下，能够继续实现响应时间或吞吐量 目标的能力。
性能失败的原因
通常由于体系结构或设计问题造成。性
能问题在开发过程的早期已经引入，而 大部分开发团队直到集成测试或更晚的 时候才予以考虑。
什么是软件性能工程
是一种系统的、定量的方法，用于构建
能够符合性能目标的软件系统。是关于 性能的一种工程，避免了性能驱动的开 发和“后期修正”方法的两个极端。 SPE通过模型预测评估软件功能、硬件 规模、质量结果和资源需求之间的平衡 点。SPE是一种面向软件的方法，重点 在于体系结构、设计和实现的选择。使 开发人员有能力选择具有可接受性能特 征的体系结构和设计方案，帮助他们进 行资源需求控制。
软件执行模型
在开发阶段早期，对软件设计和实现细
节缺乏了解时，构建简单的模型，以获 得软件的基本性能特征。即软件执行模 型，解析软件执行模型可以提供平均的 和最佳最差的响应时间的静态分析，特 征化了目标软件独立的资源需求，摒弃 了其他负载、多用户或由于争夺资源造 成的延迟的影响。随着对软件设计和实 现细节的了解越来越完整，逐步优化软 件执行模型。