第一讲软件工程
《软件工程》PPT课件
第一章第四课时
喷泉模型 软件工程的任务与研究范围 软件开发的原则与开发方法
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喷泉模型
瀑布模型要求在软件开发的初期就完全确定软件的需求,这在很多 情况下往往是做不到的.螺旋模型试图克服瀑布模型的这一不足.SM 把软件开发过程安排为逐步细化的螺旋周期序列,每经历一个周期, 系统就细化和完善一些.SM每—螺旋周期由六个步骤组成： <1> 确定任务目标： 根据初始需求分析项目计划,确定任务目标、可选 方案和限制.<2>选择对象：对各种软硬件设备、开发方法、技术、 开发工具、人员、开发管理等对象进行选择：并决定软件是进行研 制、购买还是利用现有的.<3>分析约束条件：软件开发的时间、经 费等限制条件.<4>风险分析：评估目标、对象、约束条件三者之间 的联系,列出可能出．现的问题及问题的严重程度等,把最重要的问 题作为尚未解决的关键问题的风险.<5>制定消除风险的方法：应有 详尽的说明和周密的计划,并估计可能产生的后果.依此来开发软件, 为制订下一周期的计划打下基础.<6>制定下一周期的工作计划：在 第一个螺旋周期,确定目标、选择对象、分析约束,通过风险分析制 订消除风险的方法,初步开发原型1,制定系统生存周期计划.
软件工程的任务与研究范围
•软件产品的特点 •软件工程的研究内容与方法 •软件工具与软件支撑环境 •软件管理
软件开发的原则与方法
•软件开发的原则 • 自顶向下与模块结构 •软件开发的方法 •1.非自动形式的系统开发方法 •〔1〕系统流程图〔2〕结构分析法〔3〕结构化设计法 •〔4〕数据结构法〔5〕层次输入——处理——输出方法<HIPO法> • 2.半自动形式的系统开发方法 •〔1〕软件需求工程法〔2〕问题说明语言与分析法 • 3. 自动形式的系统开发方法 〔HOS方法〕：由计算机自动确定规 范、自动分析、自动编程、自动执行与模拟,以规范语言AXES、资 源分配工具RTA为工具.能自动进行分析、设计,工作量少、设计规范, 也能自动进行修改和维护.该方法适用于系统分析和设计.
第一讲-软件工程概述(软件危机)
结论
总之，为了消除软件危机，既要有技术措施(方法和工具)，又要有必要的组织管理措施。软件工程正是从管理和技术两方面研究如何更好地开发和维护计算机软件的一门新兴学科。
课堂讨论
请针对一下几种观点发表自己的意见 编程高手不需要懂得软件工程，也能编出很好的软件。 拥有最后的开发工具和计算机就能编写优秀的软件。 软件开发进度落后，只要增加人员就能解决。
一、软件危机
1.1软件危机的介绍 什么是软件危机？
计算机软件的开发和维护过程所遇到的一系列严重问题.
软件危机的特征是什么？
对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。 用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生。 软件产品的质量往往靠不住。 软件常常是不可维护的。 软件通常没有适当的文档资料。 软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升。 软件开发生产率提高的速度，远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。
（2）软件开发维护中的问题
图 引入同一变动付出的代价随时间变化的趋势
正确的规格说明
错误的规格说明
需求分析
设计
正确的设计
错误的设计
对错误说明的设计
编码
正确编码
对错误说明的编码
错误编码
对错误设计的编码
测试
正确功能
潜伏的错误
不可改正的错误
可改正的错误
（2）软件开发维护中的问题
错误认为：软件开发=程序编写 软件开发只要依靠个别编程高手就能完成 轻视软件维护 Biblioteka 100%0%1955
1970
1985
———— 以上列举的仅仅是软件危机的一些明显的表现，与软件开发和维护有关的问题远远不止这些
软件危机著名案例
第一讲.软件危机与软件工程
第一讲.软件危机与软件工程第一讲软件危机与软件工程在当今数字化的时代，软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机上的各种应用程序，到企业的管理系统，再到国家的关键基础设施，软件的身影无处不在。
然而，在软件的发展历程中，并非一帆风顺，而是经历了诸多挑战和困难，其中最为突出的就是软件危机。
那么，什么是软件危机呢？简单来说，软件危机指的是在软件开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
这些问题包括但不限于软件开发成本和进度的失控、软件质量的低下、软件的维护困难等等。
在过去，软件开发常常被视为一种个体化的艺术创作，缺乏规范的方法和流程。
开发人员往往凭借个人的经验和直觉来进行开发，这导致了软件开发的效率低下和质量不稳定。
而且，由于对软件需求的理解不够准确和全面，很多软件在开发完成后并不能满足用户的实际需求，需要进行大量的修改和返工，这不仅浪费了时间和资源，还严重影响了软件的交付进度。
此外，软件的规模和复杂度也在不断增加。
过去，一个简单的程序可能只有几百行代码，而现在，一些大型的软件系统可能拥有数百万甚至数千万行代码。
这种规模的增长使得软件开发和维护变得异常困难。
代码的复杂性导致了理解和修改的难度加大，容易引入新的错误，而且软件的测试和调试也变得更加耗时和费力。
软件危机给软件开发带来了巨大的困扰，严重制约了软件行业的发展。
为了解决这些问题，软件工程应运而生。
软件工程是一门致力于研究软件开发和维护的方法、技术和管理的学科。
它的目标是提高软件开发的效率和质量，降低开发成本，增强软件的可维护性和可扩展性。
软件工程强调采用规范化、系统化的方法来进行软件开发。
在软件开发的早期阶段，就需要对软件的需求进行详细的分析和定义，确保开发出来的软件能够真正满足用户的需求。
同时，软件工程还引入了一系列的开发模型，如瀑布模型、迭代模型、敏捷开发模型等，以适应不同类型和规模的软件项目。
在软件设计阶段，软件工程注重软件的架构设计和模块划分，通过合理的设计来提高软件的可维护性和可扩展性。
第一讲 软件工程概述(软件危机)
第一讲软件工程概述(软件危机)软件工程概述(软件危机)1·软件工程的定义软件工程是一门工程学科，旨在应用系统性、可量化的方法来开发和维护软件。
它涉及软件开发的各个方面，包括软件需求分析、设计、编码、测试和维护等。
2·软件发展的历史2·1 软件危机的出现在20世纪60年代末和70年代初，随着计算机应用的快速发展，软件开发面临了一系列的问题，被称为软件危机。
这些问题包括项目延期、成本超支、质量低下等。
2·2 软件危机的原因软件危机的主要原因包括：2·2·1 需求不明确在软件开发过程中，需求的变化和需求不明确是导致软件危机的主要原因之一。
客户往往无法准确地描述他们的需求，而开发人员也往往无法准确地理解需求。
2·2·2 缺乏有效的管理方法软件开发过程往往缺乏有效的管理方法，导致项目进展缓慢、进度不可控、团队合作不顺畅等问题。
2·2·3 技术限制和约束过去的软件开发技术受到硬件性能和软件工具的限制，导致开发效率低下和质量不可靠。
3·软件工程的基本原理和方法3·1 需求工程需求工程是软件工程的关键环节，旨在通过系统的方法来理解、分析和定义软件系统的需求。
3·2 结构化设计结构化设计是一种将软件系统划分为各个模块，并定义它们之间的关系的方法。
3·3 面向对象设计面向对象设计是一种将软件系统设计为一组相互协作的对象的方法。
它包括类的定义、继承和多态等概念。
3·4 软件测试软件测试是验证和验证软件系统是否满足要求的过程。
它包括单元测试、集成测试、系统测试等不同层次的测试。
3·5 软件维护软件维护是指对已发布的软件进行修改、优化和错误修复的过程。
4·软件工程的发展趋势4·1 敏捷开发敏捷开发是一种以迭代、增量和协作为核心的开发方法。
它强调灵活性、快速反馈和适应性。
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。
软件工程基础ppt课件
类图
描述类、接口以及它们之间的关系。
时序图
描述对象之间的交互顺序和时间顺序。
状态图
描述对象的状态转换。
活动图
描述工作流或操作流程中的活动和决策点 。
设计模式
单例模式
确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
工厂模式
创建对象的最佳实践，将对象的创建与使用分离。
观察者模式
定义对象之间的依赖关系，当一个对象改变状态时，其依赖对象自动更新。
06 软件项目Biblioteka 理项目计划与组织项目计划制定
制定详细的项目计划，包括项目目标、 范围、时间表、资源需求和预算。
团队组织
根据项目需求组建团队，明确团队成 员的角色和职责，建立有效的沟通机
制。
任务分解
将项目拆分成若干个可执行的小任务， 明确每个任务的负责人和完成时间。
项目文档管理
制定项目文档编写规范，确保项目过 程中产生的文档及时归档和更新。
确定系统边界
根据需求分析结果，确定系统的功能边界和范围。
需求规格说明
01
编写需求规格说明 书
根据需求分析结果，编写详细的 需求规格说明书，包括功能需求、 性能需求、安全需求等。
02
评审与修改
对编写完成的需求规格说明书进 行评审和修改，确保其准确性和 完整性。
03
发布与跟踪
将需求规格说明书发布给相关人 员，并对其后续变更进行跟踪和 管理。
项目管理工具（如Jira）
项目管理工具是用于协助团队管理和跟踪项目进度的软件，它可以帮助项目经理和团队成员更好地协 作和管理项目。
Jira是流行的项目管理工具之一，它提供了任务管理、缺陷跟踪、需求管理等功能，支持敏捷开发和传 统项目管理方法。
第一讲软件工程概述
第一讲软件工程概述软件的定义软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一局部，它是包括顺序，数据及其相关文档的完整集合。
顺序是按事前设计的功用和功用要求执行的指令序列数据是使顺序能正常操纵信息的数据结构文档是与顺序开发，维护和运用有关的图文资料软件危机软件危机是指计算机软件开发和维护进程中所遇到的一系列严重效果。
概括的说即为：能否满足对软件日益增长的需求？能否维护数量日益增长的现有软件？软件工程的定义B o e h m：运用现代迷信技术知识来设计并结构计算机顺序及为开发、运转和维护这些顺序所必需的相关文件资料I E E E：软件工程是开发、运转、维护和修复软件的系统方法F r i t z B a u e r：树立并运用完善的工程化原那么，以较经济的手腕取得能在实践机器上有效运转的牢靠软件的一系列方法软件工程要素三要素：方法、工具和进程(缺乏一个进程，洗厕所的都有方法和工具，但没有一个好的进程〕软件工程方法为软件开发提供了〝如何做〞的技术软件工具为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境软件生命周期〔Life Cycle〕软件有一个孕育、降生、生长、成熟、兴起的生活进程。
这个进程即为计算机软件的生命周期软件生活期的六个步骤，即制定方案、需求剖析、设计、完成、测试及运转维护软件生命周期：制定方案确定要开发软件系统的总目的给出功用、功用、牢靠性以及接口等方面的要求完成该软件义务的可行性研讨估量可应用的资源(硬件，软件，人力等)、本钱、效益、开发进度制定出完成开发义务的实施方案，连同可行性研讨报告，提交管理部门审查软件生命周期：需求剖析对用户提出的要求停止剖析并给出详细的定义，失掉系统逻辑模型，可用数据流程图、数据字典和简明算法加以表示。
编写软件需求说明书或系统功用说明书及初步的系统用户手册提交管理机构评审软件生命周期：软件设计概要设计—把各项需求转换成软件的体系结构。
结构中每一组成局部都是意义明白的模块，每个模块都和某些需求相对应。
第一讲 软件工程概述(软件危机)
第一讲软件工程概述(软件危机)第一讲软件工程概述(软件危机)软件工程是一门综合性学科，旨在研究如何以科学的方法，规范的过程和工程化的方式开发、维护和管理软件系统。
软件工程的发展离不开软件危机的触发和推动。
本文将详细介绍软件工程概述以及软件危机的背景和原因。
1.软件工程的定义和范畴1.1 软件工程的定义1.2 软件工程的发展历程1.3 软件工程的目标和原则1.4 软件工程的生命周期2.软件危机的背景和原因2.1 软件危机的概念2.2 软件危机的背景2.3 软件危机的原因2.4 软件危机的影响和后果3.软件危机的解决方案3.1 软件过程改进3.2 软件工程方法学3.3 软件工程工具和环境3.4 软件工程的标准和认证4.软件工程的未来趋势4.1 敏捷开发和DevOps4.2 和机器学习在软件工程中的应用4.3 云原生和微服务架构4.4 软件工程与其他学科的交叉融合附录：________本文档涉及附件：________法律名词及注释：________1.版权法：________指规范作品著作权及相应权利的法律法规。
2.专利法：________指规范发明、实用新型和外观设计专利权的法律法规。
3.商标法：________指规范商标注册、商标权利保护和商标侵权行为处罚的法律法规。
4.反不正当竞争法：________指规范商业主体之间竞争行为的合法性和合规性的法律法规。
附件：________法律名词及注释：________1.版权法：________指规范作品著作权及相应权利的法律法规。
2.专利法：________指规范发明、实用新型和外观设计专利权的法律法规。
3.商标法：________指规范商标注册、商标权利保护和商标侵权行为处罚的法律法规。
4.反不正当竞争法：________指规范商业主体之间竞争行为的合法性和合规性的法律法规。
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第一讲软件工程
软件工程构成三要素
n 过程
– 管理部分
n 方法
– 技术手段
•软件工程
•过程 •工具 •方法
n 工具
– 自动或半自动地支持软件的开发和管理
n 要素之间相互关联和支持
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第一讲软件工程
软件工程目标(1/2)
n 正确性
– 满足用户的需求(功能、性能等)
第一讲软件工程
软件危机的表现(2 of 3)
n 软件质量得不到保证
– 软件应用面的扩大：科学计算、军事、航空航天、工业 控制、企业管理、办公、家庭
– 软件越来越多的应用于安全犹关(safety critical)的系统， 对软件质量提出更高的要求
– 80年代欧洲亚丽安娜火箭的发射失败，原因是软件错误 – 美国阿托拉斯火箭的发射失败，原因是软件故障 – 英国1986年开发的办公室信息系统Folios经4年，因性能
– 应用扩大，代码量，1000万行，仍在不断膨胀
n 影响软件生产率和质量的因素比较复杂
– 人员的能力和水平 – 团队合作
n 缺乏有效、系统原理、原则、方法和工具的指导和 辅助
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第一讲软件工程
对软件开发的深层次认识
n 开发一个具有一定规模和复杂性的软件系统 与编写一个简单的程序不一样©Copyright XFra biblioteknjun Mao
第一讲软件工程
什么是软件危机
n 软件在开发和维护过程中遇到的一系列问题
– 困扰学术界和工业界 – 用户对软件开发缺乏信心 – 软件开发的高投入和高风险
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第一讲软件工程
软件危机的表现(1 of 3)
成本高
的方法和工具的指导 3. 软件工程：方法，工具和过程 4. 软件工程的目标和原则
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第一讲软件工程
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/12/1
第一讲软件工程
率地开发出高质量的软件”
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第一讲软件工程
解决危机的管理途径
n 问题出在哪里？ n 20世纪80年代末，美国DoD和工业界开始认识到管
理的重要性
– 美国DoD的一项研究表明，70%的项目由于管理不善导 致难以控制进步、成本和质量；
– 进一步的研究发现：管理是影响软件项目成功开发的全 局性因素，而技术只影响局部
n 程序例子
Main( ) { int i, j;
// 变量定义
char Str[10]; i = i + j ; // 语句说明
……}
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第一讲软件工程
什么是程序(2/2)
n 程序设计语言具有良好、严格语法和语义 n 目前程序设计语言主要有以下几种类型
n 可靠性
– 具有能够防止因概念、设计和结构等方面的不完善而造 成的系统失效，具有挽回因操作不当造成软件系统失效 的能力
n 可维护性
– 便于对软件增加新功能、改进性能、修改错误、移植
n 可重用性
– 软件易于被再次使用
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第一讲软件工程
软件工程目标(2/2)
第一讲-软件工程
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2020/12/1
第一讲软件工程
本讲内容
1. 软件（概念、特点） 2. 软件危机（表现和根源） 3. 软件工程（概念、目标和原则）
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第一讲软件工程
计算机软件
n 什么是计算机软件 n 计算机软件的特点
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– 如果软件开发组织不能对软件项目进行有效管理，就不 能充分发挥软件开发方法和工具的潜力，也就不能高效 率地开发出高质量的软件产品
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第一讲软件工程
本讲内容
1. 软件（概念、特点） 2. 软件危机（表现和根源） 3. 软件工程（概念、目标和原则）
– 正如建设狗窝和高楼大厦
n 大型、复杂软件系统的开发是一项工程，必 须按照工程化的方法组织软件的生产和管理， 必须经过分析、设计、实现、测试、维护等 一系列软件过程和活动
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第一讲软件工程
解决危机的技术途径
n 20世纪60年代爆发，然而实际上软件危机随着计算 机软件的产生而产生，只是在此之前其问题的严重 性没有引起人们的关注和重视
n 维护非常困难
– 软件维护的多样性 – 软件维护的复杂性 – 软件维护的副作用
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第一讲软件工程
产生软件危机的根源
n 逻辑产品，不同于物理产品 n 复杂性高
– 逻辑产品，逻辑复杂性，远高于硬件复杂性 – 软件的复杂性随规模呈指数级上升
n 规模大
n 可追踪性
– 对软件进行正向和反向追踪的能力
n 可移植性
– 从一个环境搬迁到另一个环境
n 可互操作性
– 多个软件要素相互通讯协同完成任务能力
n 有效性
– 充分利用计算机的时间和空间资源
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第一讲软件工程
软件工程原则(1/2)
n 抽象
– 关注事物基本、重要的部分，忽略不相关成分 – 抽象可以使我们的思维聚焦于问题本质，从而简化问题，控制问题
达不到要求，1989年取消 – 日本第5代机因为软件问题在投入50亿美元后于1993年
下马
n 由于软件质量问题导致失败的软件项目非常多
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第一讲软件工程
软件危机的表现(3 of 3)
n 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
– 需求分析文档 – 软件设计文挡等
n 编写文档目的
– 促进对软件的开发,管理和维护； – 便于各种人员(用户,开发人员)的交流
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第一讲软件工程
文档例子
n 软件需求规格说明书
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第一讲软件工程
– 有助于软件开发人员的注意力集中于更高的抽象层次
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第一讲软件工程
软件工程原则(2/2)
n 局部化
– 物理模块内集中逻辑上相互关联的计算资源 – 确保模块内各成分关系密切而模快之间的关系松散，保证模块具有
良好的独立性
n 一致性
– 整个软件系统均使用统一的符号、概念和术语
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第一讲软件工程
软件工程
n 软件危机-->根源-->解决途径:软件工程 n 产生：1968年 NATO 计算机科学会议 n 软件工程是运用工程的、数学的、计算机等
科学概念、方法和原理来指导软件开发和管 理和维护的一门学科
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本讲内容
1. 软件（概念、特点） 2. 软件危机（表现和根源） 3. 软件工程（概念、目标和原则）
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第一讲软件工程
软件危机
n 什么是软件危机 n 软件危机的表现 n 产生软件危机的根源 n 解决危机的技术途径 n 解决危机的管理途径
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n 提出有效的方法和工具支持软件开发
– 1968年提出软件工程概念和思想 – 20世纪70年代的结构化软件开发方法 – 20世纪80年代的面向对象的软件开发方法 – 新的技术: 软件重用、快速原型、需求工程 – 典型技术: COM, Java, C++, J2EE, .Net, …. – 支撑工具和环境：Jbuilder, Visual Studio, WebLogic, …
软件特点
n 不会老化 n 逻辑产品 (智力, 无形) n 维护困难和复杂(完善, 纠错，…...) n 生产只需复制 n 软件开发性质如成本、进度等难以估计 n 软件的开发更加依赖于开发人员的业务素质、
智力、人员的合作、组织和管理
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第一讲软件工程
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第一讲软件工程
什么是计算机软件?
n 与计算机系统操作有关的程序以及任何与之 相关的文档的集合
•可执行部分
•不可执行部分
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•程
•文档
序
•文档 •文档3
1
2
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第一讲软件工程
什么是程序(1/2)
n 程序: 由程序设计语言所描述的、能为计算 机所识别、理解和处理的语句序列
– IBM 360 OS, 5000多人年， 耗时4年(1963－1966)，花费 2亿多美元
– 美国空军：1955年软件占总 费用(计算机系统)的18%，70 年60%，85年达到85％