第2章软件工程原理与应用
软件工程第二章-软件过程
编码
运行 时期
1. 瀑布模型
瀑布模型(waterfall model)是软件工程最早的范例，
也称经典生命周期，它提出了一个系统的、顺序的软 件开发方法，从用户需求规格说明开始，通过计划、 建模、构建和部署的过程，最终提供一个完整的软件 并提供持续的技术支持。
沟通 项目启动 需求获取 策划 项目估算 进度计划 项目跟踪
… 框架活动 # n 动作 # n.1 任务集 …… 动作 # n.m 任务集 工作任务、工作产品、 质量保证点、项目里程碑
工作任务、工作产品、 质量保证点、项目里程碑
只有一种软件过程吗？
软件过程的种类很多，区别主要体现在几个方面： 组成过程的各个活动(包括普适性活动)、动作和任务，及其相互依 赖的关系都可能不同； 动作和任务的细化程度可能不同； 工作产品的定义和要求可能不同； 质量保证活动的应用方式可能不同； 项目跟踪和控制活动的应用方式可能不同； 过程描述的详细程度和严谨程度可能不同； 客户和利益相关者对项目参与的程度可能不同； 软件团队所赋予的自主权可能不同； 队伍组织和角色的明确程度可能不同。
下优先级进行增量开发：
第一个增量实现基本的文件管理、编辑和文档生成功能
； 第二个增量实现更加完善的编辑和文档生成功能； 第三个增量实现拼写和文法检查功能； 第四个增量完成高级的页面布局功能； ……
增量模型的特点
增量过程模型综合了线性、并行、演化三种过程流的
特征。
对于每个增量，使用的是线性过程流；
过程流
过程流(process flow)：描述了在执行顺序和执行时
间上，如何组织框架中的活动、动作和任务。 大致有四大类不同的过程流：
《软件工程》教学教案
《软件工程》教学教案一、第一章：软件工程概述1. 教学目标了解软件工程的定义、目的和重要性，掌握软件开发的基本过程和原则。
2. 教学内容软件工程的定义和重要性；软件开发的基本过程；软件工程的原则和方法。
3. 教学方法采用讲授法，结合案例分析，让学生了解和掌握软件工程的基本概念和原则。
4. 教学资源教材、课件、案例分析。
5. 教学评价通过课堂提问和案例分析，评估学生对软件工程的理解和应用能力。
二、第二章：软件需求分析1. 教学目标掌握软件需求分析的基本概念、方法和过程，能够运用需求分析工具进行需求收集和分析。
2. 教学内容软件需求分析的基本概念；需求分析的方法和过程；需求分析工具的使用。
3. 教学方法采用讲授法和实例分析，让学生了解和掌握需求分析的方法和过程。
4. 教学资源教材、课件、实例分析。
5. 教学评价通过课堂提问和实例分析，评估学生对需求分析的理解和应用能力。
三、第三章：软件设计1. 教学目标掌握软件设计的基本概念、方法和过程，能够运用设计工具进行软件架构和详细设计。
2. 教学内容软件设计的基本概念；设计方法和过程；设计工具的使用。
3. 教学方法采用讲授法和实例分析，让学生了解和掌握软件设计的方法和过程。
4. 教学资源教材、课件、实例分析。
5. 教学评价通过课堂提问和实例分析，评估学生对软件设计的理解和应用能力。
四、第四章：软件实现1. 教学目标掌握软件实现的基本概念、方法和过程，能够运用编程语言进行软件编码和测试。
2. 教学内容软件实现的基本概念；实现方法和过程；编程语言和测试工具的使用。
3. 教学方法采用讲授法和编程实践，让学生了解和掌握软件实现的方法和过程。
4. 教学资源教材、课件、编程环境和测试工具。
5. 教学评价通过编程实践和测试结果，评估学生对软件实现的理解和应用能力。
五、第五章：软件维护1. 教学目标掌握软件维护的基本概念、方法和过程，能够进行软件维护和优化。
2. 教学内容软件维护的基本概念；维护方法和过程；软件优化技巧。
软件工程第二章(可行性分析)
（5） 交付的产品清单。
项目开发计划书供软件开发单位使用。
小结：
1、项目的问题定义、可行性分析和项目计划是总体 规划阶段的工作，重点是项目的可行性分析。
2、可行性分析主要从技术可行性、经济可行性和操 作可行性三方面来分析该项目是否值得开发。
3、可行性分析最后形成的成果是可行性分析报告。
项目的筹备、规划与准备是软件项目实施的前
期工作，它由两个重要的工作阶段构成：一是
项目规划及可行性分析；二是项目需求分析。
一、可行性分析的概念
可行性分析就是解决一个项目是否有可行解以及是
否值得去解的问题。该阶段的主要任务就是用最小
的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够得到 解决。
二、可行性分析的目标和内容
等。
(6) 技术可行性(技术风险评价)：技术实力分析、已有的 工作及技术基础和设备条件等等。 (7) 法律可行性分析结果描述。 (8) 可用性评价：汇报用户的工作制度和人员的素质，确 定人机交互功能界面需求。
(9) 其他项目相关的问题：如可能会发生的变更等等。
可行性研究报告由系统分析员撰写，交由项目负责人审查， 再上报给上级主管审阅。 在可行性研究报告中，应当明确项目“可行还是不可行”， 如果认为可行，接下来还要制定项目开发计划书。
识别用户要求 评价系统的可行性 进行经济分析和技术分析 把功能分配给硬件、软件、人、数据库和其它系 统元素 建立成本和进度限制 生成系统规格说明，形成所有后续工程的基础
三、 可行性分析的主要任务
具体地说，分析员应从下面三个方面对项目做出可行性分 析： （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?（详细在后面介绍成本/效益分析） （3）操作可行性：系统的操作方式在该用户组织内行得通吗?
第二章软件工程
以下不属于UML模型图组成部分的是（）。
5分A.事物B.关系C.图D.结构正确答案:D我的答案:B得分:02.在用例之间，会有三种不同的关系，下列哪个不是他们之间可能的关系（）5分A.包含B.泛化C.扩展D.关联正确答案:D我的答案:D得分:53.下列关于UML包的描述，错误的是（）5分A.大多数面向对象的语言都提供了类似UML包的机制，用于组织及避免类间的名称冲突。
B.当一个包导入另外一个包时，该包里的元素能够使用被导入包里的元素，而不必在使用时通过包名指定其中的元素。
C.当使用某个包中的类时如果未将包导入，则需要使用包名加类名的形式引用指定的类。
D.要在UML中显示导入关系，需要画一条从包连接到目标包的实线，再加上字符import正确答案:D我的答案:D得分:54.下列表述错误的是（）5分A.交互图强调的是对象到对象的控制流，而活动图则强调的是从活动到活动的控制流。
B.活动图用来描述事物或对象的活动变化流程，是一种表述业务过程、工作流的技术。
C.复合活动是可以再分解的复杂活动。
D.活动流描述活动之间的有向关系，反映一个活动向另外一个活动之间的转移。
用带箭头的虚线表示。
正确答案:D我的答案:D得分:55.关于用例与类的对比中（）是错误的5分A.都属于模型结构元素B.都存在继承关系C.类描述系统的部分静态视图，用例描述系统动态的行为视图D.类描述的是系统的内部构成，用例也可以描述系统的内部构成正确答案:D我的答案:D得分:56.UML图中，对新开发系统的需求进行建模，规划开发什么功能或测试用例，采用（1）最适合。
而展示交付系统的软件组件和硬件之间的关系的图是（2）。
5分A.类图部署图B.对象图组件图C.用例图部署图D.交互图组件图正确答案:C我的答案:C得分:57.以下不属于UML模型图组成部分的是（）5分A.事物B.关系C.图D.结构正确答案:D我的答案:B得分:08.在UML模型图的事物中，结构事物主要包括7种，以下不是结构事物的是（）A.类、接口B.协作、用例C.对象、图例D.活动类、组件和节点正确答案:C我的答案:C得分:59.UML图中，一张交互图显示一个交互。
《软件工程实用教程》第2章软件生存周期及开发模型
本章學習內容： 1．掌握軟體的生存（生命）週期的概念 2．明確學習軟體過程模型的意義 3．掌握各種過程模型的特點與適用範圍 4．掌握面向對象軟體過程模型的內容與過 程
第2章軟體生存週期及開發模型
2. 1 軟體過程概述
2.1.1 軟體生存週期
軟體的生存週期指軟體產品從功能確 定、設計、開發成功、投入使用，並 在使用中不斷修改、完善，直至被新 的軟體所替代而停止該軟體的使用的 全過程。
第2章軟體生存週期及開發模型
2.2.4 螺旋模型
第2章軟體生存週期及開發模型
改進的瀑布模型
第2章軟體生存週期及開發模型
2.2.2 原型模型
1．快速原型方法 快速原型方法是原型模型在軟體分析、設計 階段的應用，用來解決用戶對軟體系統在需 求分析上的模糊認識。 快速原型法的特點： 快速原型是用來獲取用戶需求的，或是用來 試探某種設計是否有效。一旦需求或設計確 定下來，原型就將被拋棄。
第2章軟體生存週期及開發模型
瀑布模型的缺點 階段與階段劃分固定，階段間產生大量的文檔， 極大地增加了工作量； 由於開發模型呈線性，當開發成果尚未經過測試 時，用戶無法看到軟體的效果，這些問題往往會 導致開發出來的軟體不是用戶真正需要的軟體； 無法通過開發活動澄清本來不夠確切的軟體需求， 因此，需要返工或者不得不在維護中糾正需求的 偏差； 由於固定順序，前期工作中造成的差錯越到後期 階段所造成的損失越大，為了糾正偏差，需要付 出高昂的代價。
第2章軟體生存週期及開發模型
2.2 典型的軟體過程模型
軟體過程模型 把軟體生存週期中各項開發活動的流程用一 個合理的框架——開發模型來規範描述，這 就是軟體過程模型 。 軟體過程模型是從一個特定的角度表現一個 過程，主要根據軟體的類型、規模，特別是 軟體的開發方法、開發環境等多種因素確立 過程模型。
软件工程第二章软件过程
第二章：软件过程目标：软件工程和软件过程模型的概念；了解3个一般的软件过程模型及何时使用它们；了解软件需求工程，软件开发，测试和进化中所涉及的基本过程活动；理解为什么软件过程要有效地组织以应对软件需求和设计上的变更；了解Rational统一过程是如何集成好的软件过程实践来产生一个可适应的软件过程。
所有的软件过程都必须具有4种对软件工程来说是基本的活动。
它们是：1.软件描述：必须定义软件的功能以及软件操作上的约束。
2.软件设计和实现：必须生产符合描述的软件。
3.软件有效性验证：软件必须得到有效性验证，即确保软件是客户所想要的。
4.软件进化：软件必须进化以满足不断变化的客户需要。
2.1软件过程模型一软件过程模型一般有1.瀑布模型：该模型将基本的过程活动，描述，开发，有效性验证和进化，看成是一些界限分明的独立的过程阶段，例如，需求描述阶段，软件设计阶段，实现阶段，测试阶段，等等。
2.增量式开发：该方法使得描述活动，开发活动和有效性验证活动交织在一起。
系统的开发是建立一系列的版本（增量），每个版本添加部分功能到先前的版本中。
3.面向复用的软件工程：该方法使得描述活动，开发活动和有效性验证活动交织在一起。
系统开发过程着重于集成这些组件到新系统中，而非从头开发。
2.1.1瀑布模型一瀑布模型中的主要阶段直接映射基本的开发活动：1.需求分析和定义2.系统和软件设计3.实现和单元测试4.集成和系统测试5.运行和维护二适合采用瀑布模型的时候瀑布模型是与其他工程过程模型相一致的，在它的每个阶段都要生成文档。
这使得过程是可见的，项目经理能够根据项目计划监控项目的过程。
它的主要问题在于它将项目生硬地分解成这些清晰的阶段。
关于需求的责任和义务一定要在过程的早期阶段清晰界定，而这又意味它对用户需求变更的响应较困难。
所以只有在对需求了解的好，而且在系统开发过程中不太可能发生重大改变的时候，适合采用瀑布模型。
瀑布模型的一个重要变形是形式化系统开发。
软件工程第2章-系统工程
软件工程第2章-系统工程软件工程第2章-系统工程2.1 系统工程概述系统工程是一种系统性和综合性的工程方法，旨在设计、开发和维护复杂的软件系统。
系统工程的主要目标是满足用户需求，并确保系统的有效性、可靠性和可维护性。
2.1.1 系统工程定义系统工程是一个跨学科的领域，涉及到多个专业领域的知识和技术。
它集成了工程学、计算机科学、信息技术等多个学科的理论与实践，以解决大规模软件系统开发和维护过程中的各种问题。
2.1.2 系统工程过程系统工程的过程涵盖了软件系统的整个生命周期，包括需求分析、设计、开发、测试、部署和维护等阶段。
每个阶段都有特定的任务和活动，并且需要进行严格的管理和控制。
2.1.2.1 需求分析阶段需求分析阶段是系统工程的起点，通过与用户沟通和交流，收集和整理用户需求，并将其转化为系统的功能和性能要求。
2.1.2.2 设计阶段在设计阶段，系统工程师会根据需求分析阶段的成果，设计整个系统的结构和组件之间的关系。
这包括系统架构设计、模块设计和接口设计等。
2.1.2.3 开发阶段开发阶段是系统工程中最为关键的阶段，主要是根据设计阶段的成果，进行软件编码、集成和测试。
开发人员需要按照设计规范和编码标准进行开发工作，并保证代码的质量和可维护性。
2.1.2.4 测试阶段测试阶段是为了验证系统是否满足用户需求，并发现和修复潜在的缺陷和问题。
测试人员会执行各种测试活动，包括单元测试、集成测试和系统测试等。
2.1.2.5 部署阶段在部署阶段，系统工程师会将已经通过测试的系统部署到目标环境中，并进行安装、配置和调优等工作，确保系统能够正常运行。
2.1.2.6 维护阶段维护阶段是系统工程的最后一个阶段，主要是为了确保系统能够持续地运行和满足用户的需求。
维护人员会定期检查系统的性能和可靠性，并进行必要的修复和优化等工作。
2.2 系统工程的关键技术2.2.1 需求工程需求工程是系统工程中非常重要的一环，它主要涉及到需求获取、需求分析、需求验证和需求管理等方面的内容。
软件工程(第3版)第2章 人民邮电出版社PPT课件
6条“最佳实践” 10个“流程要素”
可重用方法内容及流程构建块的框架
可以在定义自己的开发方法和过程
底层方法及流程定义语言
统一方法架构元模型 UML
RUP最佳实践
迭代式开发 需求管理 使用基于组件的架构 可视化建模 验证软件质量 控制软件变更
问题定义 可行性研究 需求分析 概要设计 详细设计 编码和单元测试 集成测试（综合测试） 软件维护
瀑布模型
收集需求 分析 设计 编码 测试 维护
瀑布模型 - 加入迭代过程
收集需求 分析 设计 编码 测试 维护
快速原型法
快速建立一个反映用户 主要需求的原型系统
可视化编程工具的广泛 使用
架构和组件
软件架构（Software Architecture）
构成系统的组件 组件之间的关联和交互
架构刻画了系统的整体设计
去掉了细节部分 突出了系统的重要特征
可视化建模
由于应用领域不同，模型可以有文字、图形或数学 表达式等多种形式，一般说来，使用可视化的图形 更容易令人理解。
验证软件质量
用户故事 需求
测试用例 新用户故事
差错
隐喻 架构试探
制定交付 交付计划 计划
不确定的估计
确定的估计
最新版本
用户认可
迭代开发
验收测试
下一次迭代
小交付
难点试探
XP(极限编程Extreme Programming)的整体开发过程
极限编程
未完成的任务 用户故事 交付计划 项目速率
新用户故事 新项目速率
共享的信息
能力成熟度模型的结构
能力成熟度等级
初始级 可重复级 已定义级 已管理级 优化级
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2.2 软件生存周期
需求分析
这个阶段的任务主要是确定待开发软件的功能需 求、性能需求和运行环境约束、编制软件需求规格说 明、软件系统的确认测试准则和用户手册概要。软件 的功能需求应该指明软件必须完成的功能。软件的性 能需求包括：软件的安全性、可靠性、可维护性、精 度、错误处理、适应性及用户培训等。软件系统的运 行环境约束指软件系统必须满足的运行环境方面（硬 件环境、系统平台与维护
图2.5 软件生存周期
2.2 软件生存周期
2.2.1 软件定义
软件定义可分为软件系统的可行性研究和需求分析两个阶段: 软件系统的可行性研究
可行性研究的任务是了解用户要求和现实环境，从技术、经 济、市场等方面研究并论证开发该软件系统的可行性。即这个软 件系统是否值得开发，是否有可行的技术去开发。 系统分析员一般需通过以下途径完成此阶段的任务: 调查和了解用户要求和现实环境。 撰写调查报告。 可行性论证和分析（技术可行性、操作可行性和经济可行性）如 可行，制定初步项目开发计划（成本估算、人员组织、进度安排 等）。
2.2 软件生存周期
2.2.2 软件开发
在软件生存周期模型中，软件开发由概要设计、详细设计、 实现、集成测试和确认测试五个阶段组成。 概要设计
概要设计的任务是根据软件需求规格说明（SRS）建立软件系 统的总体结构和模块间的关系，定义各功能模块的接口，设计全 局数据库或数据结构，规定设计约束，制定组装测试计划。对于 大型软件系统，应对软件需求进行分解，将其划分为若干个子系 统，对每个子系统定义功能模块和各功能模块之间的关系，并给 出各子系统接口界面的定义；对于一般的软件系统可以直接定义 各功能模块以及它们之间的关系
2.2 软件生存周期
软件需求分析不仅是软件开发依据，而且也是软件验收的标准。
系统需求一般由用户提出。由于用户往往缺乏软件开发的知识和 经验，系统分析员和软件开发人员不得不与用户反复讨论、协商、 使用户需求逐步精确化、一致化、完全化。
需求分析的一项重要任务是建立面向开发者的软件需求规格说明 （Software Requirements Specification，简称SRS）。多数场合 面向开发者的软件需求用需求规格说明语言描述。SRS应该指明 软件系统的功能需求、性能需求、接口需求、设计需求、基本结 构，以及开发标准和验收原则，等等。SRS是软件开发的基础， 建立SRS是软件开发成败的关键。
问题定义
状态 捕获
技术开发
方案综合
其中包括四个截然不同的阶段：状态捕获、问题定义、技术 开发和方案综合。状态捕获表示了事物的当前状态；问题定义标 识了需要解决的特定问题；技术开发利用某些技术来解决问题； 方案综合导出最终的结果（如文档、程序、数据、新的事务功能、 新的产品）。
2.1 软件工程过程
以上的问题循环解决过程可以用于软件工程的不同开 发级别上。它可用于考虑整个应用系统的宏观级，也 可用于建造程序构件的中间级，甚至还可用于源代码 行级。因此，可以用分级几何表示来给出过程的理想 化的视图。首先定义一个分级几何表示的模式，然后 相继地在更小的规模上递归地应用分级几何表示：模 式中嵌套模式。在图2.4中，问题循环解决过程的每一 个阶段又包含一个同样的问题循环解决过程，该循环 中每一个步骤中还可以再包含另一个问题循环解决过 程。这样一直继续下去，直到某个合理的边界为止。 对于软件来说，就是源代码行。
第2章 软件生存周期
2.1 软件工程过程 2.2 软件生存周期 2.3 软件生存周期瀑布模型 2.4 软件生存周期原型模型 2.5 软件生存周期其他模型
2.1 软件工程过程
2.1.1 什么是软件工程过程
软件工程是一种层次化的技术。如图2.1所示
工具 方法 过程 质量关注点
图2.1 软件工程层次
软件过程定义了一组关键过程域，它们构成软件项目管理的基础， 并规定了技术方法的采用、工程产品（模型、文档、数据、报告 以及表格等）的产生、里程碑的建立、质量的管理以及适当的变 更控制。
2.1 软件工程过程
软件过程是软件生存期中的一系列相关软件工程活动的集合。每 一个软件过程又是由一组工作任务、项目里程碑、软件工程产品 和交付物以及质量保证（SQA）点等组成。一个软件过程可以用 图2.2的形式来表示。
2.1 软件工程过程
状态捕获
状态
技术
捕获
开发
方案 综合
问题 定义
状态
技术
捕获
开发
方案 综合
问题 定义
状态
技术
捕获
开发
方案 综合
图2.4 问题循环解决过程中阶段嵌套阶段
2.1 软件工程过程
2.1.3 过程建造技术
为了使得软件过程模型适合于软件项目组的使用，需要开发 一些过程技术工具，以帮助软件开发组织分析它们当前的过程，组 织工作任务，控制和监控进度，管理技术质量。
任务。软件项目组的每一个成员都可以使用这样的工具来开发检查
表，列出所有将要执行的工作任务、将要产生的工作产品和将要实
施的软件质量保证活动。
2.2 软件生存周期
如同任何事物一样，软件也有一个孕育、诞生、成长、成 熟、衰亡的生存过程。软件产品从形成概念开始，经过开发、使 用和维护，直到最后退役的全过程称为软件生存周期。根据这一 思想我们可以得到软件生存周期的三个时期：软件定义、软件开 发、软件使用与维护,如图2.5所示。
公共过程框架 框架活动 任务集合 工作任务 里程碑、交付物 SQA 点
图2.2 软件过程
保护伞活动
2.1 软件工程过程
2.1.2 软件过程模型
软件工程过程模型的选择基于项目和应用的特点、采用的方法 和工具、要求的控制和需交付的产品.所有的软件开发都可以看成 是一个问题循环解决过程，如图2.3所示。
使用过程技术工具，可以建造一个自动模型，模型包含前面
提到的公共过程框架、任务集合及保护伞活动。该模型一般表示成
一个网络，对其加以分析，就能够确定典型的工作流程，考察可能
导致减少开发时间、降低开发成本的可选的过程结构。
一旦创建了一个可接受的过程，就可以使用其他过程技术工
具来分配、监视、甚至控制在软件过程模型中定义的所有软件工程