软件工程--概述
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第1章 软件工程学概述
1.1 软件危机
软件危机的出现：60年代中期到70年代中期， 许多软件最终成为不可维护的，这就是软件危 机.
不能用象硬件替换部件的方式修复软件的故障 使用增量模型的困难是，在把每个新的增量构件集成到现有软件体系结构中时，必须不破坏原来已经开发出的产品。
出现了“软件作坊”，软件作为一种产品被广泛使用；
使用个体化开发方式；
软件的发展史_2
随着软件数量的增加及软件需求的日趋复杂， 维护难度与来越大，开发成本高，质量低 导致“软件危机”
➢相同点：都将软件开发划分为分析、设计、编码、 测试等阶段 ➢不同点：思想不同，方法不同。另外，传统软件 工程更关注功能模块，面向对象软件工程更关注对 象的抽取和设计
➢ 两类软件工程方法学没有绝对的替代关系
1.3软件生命周期
生命周期方法学
从时间角度对软件开发和维护的复杂问题进行分解，把软件生命 的漫长周期依次划分为若干个阶段，每个阶段有相对独立的任务， 然后逐步完成每个阶段的任务。
关注大型程序的构造 中心问题是控制复杂性 软件经常变化 开发效率非常重要 和谐地合作是开发软件的关键 有效地支持它的用户 具有一种文化背景的人替另一种文化背景的人
创造产品
用分阶段的生命周期计划严格管理 坚持进行阶段评审 实行严格的产品控制 采用现代程序设计技术 结果应能清楚地审查 开发小组成员应少而精 承认不断改进软件工程实践地必要性
软件工作涉及到很多社会因素。 由于对象概念的引入，表达分析、设计及实现等活动只用对象类和关系，从而可以较容易地实现活动的迭代和无间隙
第一讲 软件工程概述(软件危机)
软件规模
（2）软件开发维护中的问题 ）
获取用户需要不正确
用户原因 技术人员原因 软件是有生命周期
软件从定义、开发、使用、维护到终止的时期 软件生命期中的有关经验数据
编码通常占软件开发全部工作量的10%～ 编码通常占软件开发全部工作量的10%～20% 软件测试占软件开发全部工作量的40%～ 软件测试占软件开发全部工作量的40%～50% 设计错误占软件错误的63%，编码错误占37% 设计错误占软件错误的63%，编码错误占37% 软件维护费用占软件总投资的55%～ 软件维护费用占软件总投资的55%～70% 软件后期变更比早期变更代价高2~3个数量级 软件后期变更比早期变更代价高2~3个数量级
（2）软件开发维护中的问题 ）
原始要求
需求 分析
正确的规格说明
错误的规格说明
设计
正确的设计
错误的设计
对错误说明的设计
图 引入同一变动付出的代价随时间变化的趋势
编码 正确编码 错误编码 对错误设计的编码 对错误说明的编码
测试
正确功能
可改正的错误
不可改正的错误
潜伏的错误
不完善的软件
（2）软件开发维护中的问题 ）
结论
总之，为了消除软件危机，既要有技术措施( 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。 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。 发和维护计算机软件的一门新兴学科。
课堂讨论
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
360， 100万条指令 5000个人年 IBM公司的 OS/360，共约100 万条指令，花费了5000 个人年；经费达 公司的 OS/360 共约100万条指令，花费了5000个人年； 数亿美圆，而结果却令人沮丧，错误多达2000个以上， 2000个以上 数亿美圆，而结果却令人沮丧，错误多达2000个以上，系统根本无法正常运 OS/360系统的负责人Brooks这样描述开发过程的困难和混乱： 360系统的负责人Brooks这样描述开发过程的困难和混乱 行。 OS/360系统的负责人Brooks 这样描述开发过程的困难和混乱：“…像 像 巨兽在泥潭中作垂死挣扎，挣扎得越猛，泥浆就沾得越多， 巨兽在泥潭中作垂死挣扎，挣扎得越猛，泥浆就沾得越多，最后没有一个野 兽能够逃脱淹没在泥潭中的命运。 兽能够逃脱淹没在泥潭中的命运。…” 1963年美国飞往火星的火箭爆炸，造成1000万美元的损失。 1963年美国飞往火星的火箭爆炸，造成1000万美元的损失。原因是 FORTRAN程序： FORTRAN程序： DO 5 I=1，3 I=1 误写为：DO I=1 误写为：DO 5 I=1 . 3 1967年苏联 联盟一号”载人宇宙飞船在返航时， 1967年苏联“联盟一号”载人宇宙飞船在返航时，由于软件忽略一个 年苏联“ 小数点，在进入大气层时因打不开降落伞而烧毁。 小数点，在进入大气层时因打不开降落伞而烧毁。
软件工程-齐志昌-第二版
软件工程阶段
20世纪70年代，随着计算机应用的普及，软件开发的复 杂度越来越高，软件危机开始出现，软件工程的概念和方 法逐渐被提出和应用。
现代软件工程
20世纪80年代以后，随着面向对象编程和软件重用技术 的发展，软件工程进入了一个新的阶段，强调使用工程化 的方法和工具来指导和管理软件开发。
软件工程的三大支柱
02 软件开发生命周期
概念与模型
概念
软件开发生命周期是软件开发从开始 到结束的全过程，包括需求分析、设 计、编码、测试和维护等阶段。
模型
软件开发生命周期模型是描述软件开 发过程的抽象框架，常见的有瀑布模 型、螺旋模型、迭代模型等。
传统开发模型
瀑布模型
按顺序进行需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段，阶段间具有严格的顺序性和依 赖性。
面向对象编程
使用面向对象编程语言（如Java、C）进行软件实现，通过封装、 继承和多态等机制实现代码重用和模块化。
面向过程编程
采用结构化程序设计方法，将软件系统分解为一系列过程，通过顺 序、选择和循环等结构实现软件功能。
函数式编程
使用函数式编程语言（如Haskell、Scala）进行软件实现，通过高阶 函数、不可变性等特性提高代码可读性和可维护性。
Jira
一款功能强大的项目管理工具，支持敏捷开发和传统瀑布模型，提供任务管理、缺陷跟 踪和需求管理等功能。
Gantt Chart
甘特图是一种常用的项目进度计划工具，通过条形图展示任务开始和结束时间，直观地 反映任务之间的依赖关系和时间进度。
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感谢您的观看
软件测试技术
单元测试
针对软件中的最小可测试单元（如函数、方法、类等）进行测试， 验证其功能和性能是否符合要求。
3.0 软件工程概述
参加者 用户/董事 会/系分 高程 程序员、 初程 另一独立 的部门
分 析 开 发 时 期 设 计 编 写 测 试 维护 时期 运 行
正确的程序模块，写 程序
发现和排除错误（必须测 试并独立测试）， 得到 符合要求的软件
维护（包括改善、适应和完 善） 持久地满足用户需要的软件
程序
可运行的系统 （测试计划和测试用 例）
★软件工程研究的主要内容是软件 开发技术 和软件 开 发管理两个方面。
软件工程研究怎样入手？ 了解软件生命周期，按阶段进行工程化管理。 4
三、什么是软件生命周期？ 定义：一个软件从定义、开发、使用和维护，直到 最终被废弃所经历的一段漫长的时期（或者说， 是软件从开始计划到失去使用价值的整个生命周期） 整个生命周期可简单分为两个时期五个阶段。 两个时期：开发期和维护期 五个阶段：分析、设计、编码、测试、维护
改进的系统 （使用手册） 6
计划
定义 阶段
瀑布模型
需求分析 设计
开 发 阶 段
编码
测试
维护阶段
运行、维护 7
计划
瀑布模型
需求分析
设计 编码
测试 要解决什么问题，是否有可行解？ 全面了解用户需求， 确定目标系统的功能和信息。 了解业务流程 确定系统的实现方案及软件模块功能。 采用某种程序设计语言及结构程序设计技术 运行、维护 在软件投入运行之前，尽可能多地发现错 书写程序。 误，即对重要的执行通路进行测试。 软件交付使用后，为了改正错误或满足需要而修 8 改软件的过程。
要求做到: ① 模块化 ②抽象化 ③ 信息隐藏
其中最重要的 是②和③
④模块独立性
抽象化含义——只抽出事物本质特征，而不 考虑细节。 其实，软件工程中的每一步都可以看作 是对软件解决方法的抽象层次的一次细化。
软件工程专业介绍及就业前景分析
软件工程专业介绍及就业前景分析软件工程是指通过系统化的、规范化的、可量化的方法来开发和维护软件系统的一门学科。
随着信息技术的飞速发展，软件工程专业在现代社会中扮演着重要的角色。
本文将介绍软件工程专业的基本知识，并分析该专业的就业前景。
一、软件工程专业介绍1. 学科概述软件工程作为一门独立的学科，旨在培养学生掌握软件开发的基本理论和技能，具备系统设计、项目管理和软件测试等方面的综合能力。
该专业涉及的领域广泛，包括需求分析、系统设计、编码实现、软件测试、软件维护等等。
2. 主要课程软件工程专业的主要课程包括但不限于以下内容：- 面向对象程序设计- 数据结构与算法- 软件工程原理- 软件需求工程- 软件测试与质量保证- 软件项目管理- 数据库原理与应用- 网络编程技术- 软件架构与设计模式3. 实践能力培养软件工程专业强调实践能力的培养，学生除了掌握理论知识外，还需参与软件开发项目实践。
通过实践锻炼，培养学生的项目管理、团队协作、沟通能力等重要技能。
二、就业前景分析1. 市场需求目前，全球各行各业对软件工程专业人才的需求量逐年增长。
随着科技进步和信息化建设的推进，软件工程师成为各类企事业单位、政府机关和科研机构的紧缺人才之一。
2. 薪资待遇软件工程专业的薪资待遇较为丰厚。
一般情况下，刚毕业的软件工程师起薪较高，并且随着经验积累和能力提升，薪资水平会进一步提高。
3. 就业方向软件工程专业的毕业生可在各个领域就业，包括互联网、电子商务、金融、制造业、教育等。
常见的职业方向有软件工程师、系统分析员、项目经理、数据库管理员等。
4. 自主创业由于软件工程专业培养了良好的编程和项目管理技能，许多毕业生选择自主创业，成立软件开发公司或提供软件开发服务。
这为他们提供了更多的机会和发展空间。
5. 继续深造软件工程专业的毕业生还可以选择继续深造，攻读硕士、博士学位，进一步提高自己的专业素养和研究能力。
综上所述，软件工程专业的就业前景十分广阔。
第1章-软件工程学概述1-1
• 软件用后不磨损
• 随着时间的推移，应用程序
的某些部分可能会变得不再 相关（例如，需求改变时）， 而需要修改
• 但是，没有备件的概念
1.1、软件的定义
硬件和软件故障率曲线
由于副作用造成 故障率的提高 原来的软件已经面目全非了！
故障率
磨损后
生命初期
修改
硬件的故障率曲线 实际曲线
软件故障率的理想曲线
1.2、软件危机
软件危机案例
3 ． 软件产品的质量靠不住 [案例]：
ARIANE 5 火箭 1996 年6 月，耗资70 亿美元，发射
本章内容
1.1、软件的定义 1.2、软件危机 1.3、软件工程 1.4、软件生存期 1.5、软件过程
1.2、软件危机
软件危机
Crisis！
“软件危机”（Software crisis） 的出现是由于软件的规模越来越大，复杂 度不断增加，软件需求量增大。而软件开 发过程是一种高密集度的脑力劳动，软件 开发的模式及技术不能适应软件发展的需 要。致使大量质量低劣的软件涌向市场， 有的花费大量人力财力，而在开发过程中 就夭折。
时间
1.1、软件的定义
硬件和软件故障率曲线的比较
软件不会用坏（wear out）.
软件会退化（ deteriorate）!
1.1、软件的定义
软件的特点-7
要求
软件产品不允许误差
软件产品的高质量取决于好的设计（ High quality is achieved through） 依赖于人（Depend on people） 需要对产品进行构造（Require the construction of a “product”）
软件工程(第4版·修订版)
1.7 开发团队的成 员
1.8 软件工程发生 了多大的变化
1.9 信息系统的例 子
1.10 实时系统的 例子
1.11 本章对单个 开发人员的意义
1.12 本章对开发 团队的意义
1 软件工程概述
1.15主要参考文献
1.14 学期项目
1.13 本章对研究 人员的意义
C
B
A
1.16 练习
D
01
1.1.1 问题 求解
4.19 练习
4.5 建模表示法
4.6 需求和规格说 明语言
4 获取需求
4.7 原型化需求
4.3.1 解决 冲突
1
4 获取需求
4.3 需求的类型
4.3.2 两种 需求文档
2
4 获取需求
4.8.1 需求定义
A
4.8.2 需求规格说明
B
4.8.3 过程管理和需 02
1.1.2 软件 工程师的角
色是什么
1 软件工程概述
1.1 什么是软件工程
1 软件工程概述
1.3.1 产品的 质量
1.3.2 过程的 质量
1.3.3 商业环境 背景下的质量
1.3 什么是好的软件
1 软件工程概述
1.5.1 系统 的要素
1
1.5.2 相互 联系的系统
2
1.5 系统的方法
1 软件工程概述
4.8 需求 文档
4.3 需求 的类型
4.9 确认 和验证
4.10 测量需求
4.12 信息系统的例子
4.14 本章对单个开发人 员的意义
4 获取需求
4.11 选择规格说明技术
4.13 实时系统的例子
4.15 本章对开发团队的 意义
第1章软件工程学概述
（3）软件经常变化 （4）开发软件的效率非常重要 （5.） 和谐地合作是开发软件的关键 （6.） 软件必须有效地支持它的用户 开发软件的目的就是支持用户的工作，满足 用户对软件的需求 （7. ）在软件工程领域中通常由具有一种文 化背景的人替具有另一种文化背景的人创 造产品
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软件工程的研究内容
软件是计算机系统中与硬件（hardware）相互依存 的另一部分，与硬件合为一体完成系统功能。 软件定义包括如下几点： （1）功能和性能的指令集（即程序）； （2）程序能正常操纵信息的数据结构（即相关数 据）； （3）与程序开发维护和使用有关的各种图文数据 （即说明文档）。
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软件=程序+数据+相关文档
软件的发展主要经历了以下3个发展阶段：
第一阶段（20世纪50年代初期至20世纪60年 代中期） 特点：（1）称为程序设计阶段 （2）软件生产以个体化为主 （3）编写程序的工具只有低级语言 （4）软件规模小，几乎没有系统化的 标准可循
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（5）软件由软件使用者自己开发和编写，适 合个人应用 （6）没有“软件”概念，对于程序有关的文 档的重要性认识不足，开发主要围绕硬件 进行 （7）工程规模小，使用工具单一，开发者之 间没有明确分工 第二阶段（20世纪60年代中期至70年代末期） 称程序系统阶段
7
ENIAC诞生于二战时期，最初是作为辅助炮兵计 算炮弹轨迹的工具，在盟军登陆西欧前一年开始 制造，但直到1945年停火时还没完成。在冷战初 期军方就发现了ENIAC的大量用途，它的17468 根真空管被用来测试氢弹的早期设计的可行性。 这台计算机每秒能执行5000条指令，在当时的情 况下它的运算速度比电动式计算机快1000倍。当 然，现在iPhone 6每秒能响应250亿条指令。
太原理工大学软件工程-第一章软件工程概述
4.第四代软件工程
90年代起，基于构件的开发方法取得了重要的进展，软件系统的开发可通过使用 现存的可复用构件组装完成，而无需从头构造，从而达到提高效率和质量、降低 成本的目的，称为构件工程。
1.2软件危机
1.2.1软件危机及其表现
软件危机的定义:软件危机是指在计算机软件的 开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题及矛 盾。
3.软件工程时代: 70年代至今
20世纪60-70年代是计算机系统发展的第三阶段.为了克 服软件危机，1968年北大西洋公约组织的专家们在联邦 德国召开国际会议，在这次会上正式提出并使用了“软 件工程”这个名词。这阶段主要采用“工程化的生产方 式”。
软件过程提出至今，它的发展已经经历了4个阶段：
1.第一代软件工程（20世纪60年代到70年代）
3.第三代软件工程
随着规模的不断增大，开发人员的增多，开发时间相应持续增长，加上软件是知 识密集型的逻辑思维产品，这些都增加了软件工程的管理难度，人们在软件开发的 实践中认识到：提高软件生产率、保证软件质量的关键是“软件过程“的控制和管 理，提出了对软件项目管理的计划、组织、成本估算、质量保证、软件配置等技术 和策略，逐步形成了软件过程工程。
1.1.2软件 的发展
自从第一台计算机诞生以来，就开始了软件的生产，到目前为 止,软件发展经历了三个阶段：
1.程序设计时代:20世纪50-60年代，采用“个体生产方 式”，人们认为软件就是程序，没有相关的文档资料。
2.程序系统时代 :20世纪60-70年代是计算机系统发展 的第二阶段，出现了“软件作坊”，软件质量低下， 可靠性差，可维护性差，却价格昂贵，供不应求。在 该阶段的后期，于是出现了“软件危机”。
Google的软件工程概述
Google的软件工程概述1. 介绍Google已经是一个非常成功的公司。
正如在搜索和竞价广告方面的成功一样，Google也提供了许多其他突出产品，包括Google地图，Google新闻，Google翻译，Google语音识别，Chrome和Android。
Google还通过购买小公司大大增强和扩展了许多产品，例如YouTube，并对多种多样的开源项目做出了重大贡献。
Google也展示了一些尚未投入市场的惊人产品，如自动驾驶汽车。
Google的成功有很多原因，包括开明的领导力，技术牛人，高标准招聘，以及成功带来的经济实力，可以在非常迅速增长的市场早期进行介入。
但其中一个原因是谷歌开发出的优秀软件工程实践，这帮助谷歌走向成功。
这些实践基于全球最有才华的软件工程师的大量积累和提取的智慧，随着时间的推移而不断演化。
我们想跟全球各地的人们分享我们的知识与实践以及我们从中学到的一些教训。
本文的目的是记载并简要介绍Google的关键软件工程实践。
其他组织和个人可以进行比较和对比，并考虑是否应用一些做法。
许多作者（例如[9]，[10]，[11]）都有书籍或文章来分析Google的成功历史。
但大多数主要涉及商业，管理和文化;只有一小部分（例如[1,2,3,4,5,6,7,13,14,16,21]）谈到了软件工程方面的内容，大多数只探讨一个方面;并且没有从整体上提供一个简短的、书面的关于谷歌软件工程实践的概述，本文目的正在于此。
2. 软件开发2.1 源码存储库大多数Google代码存储在一个统一的源代码存储库中，Google的所有软件工程师都可以访问。
有一些值得注意的例外，特别是两个大型开源项目Chrome和Android，分别使用了独立的开源代码存储库，以及一些高价值或关键的安全代码有更严格的访问限制。
但大多数Google项目共享相同的存储库。
自2015年1月起，这个86 TB的存储库包含了10亿个文件，包括超过900万个源代码文件，20亿行源代码，具有3500万个版本修改的历史记录和每工作日提交的4万个版本修改的变更率[18]。