第八章基于构件的软件工程
软件工程作业第八章
软件工程作业第八章在软件工程的领域中，每一章的知识都像是一座宝库，而第八章往往聚焦于一些关键且深入的主题。
这一章或许涵盖了软件测试的高级策略，或者是软件维护与演化的复杂过程，又或者是软件开发中的风险管理等重要内容。
假如第八章的重点是软件测试的高级策略。
软件测试，这可不是一项简单的工作，它就像是为软件进行一场严格的“体检”，确保软件在各种可能的情况下都能正常运行。
高级策略意味着我们要超越常规的测试方法，去挖掘那些隐藏得更深的问题。
比如，边界值分析就是一种非常有效的测试策略。
想象一下，一个输入框要求用户输入年龄，范围是 18 到 60 岁。
那么 18 岁和 60 岁这两个边界值就特别关键，因为在这两个点上，软件很可能会出现一些意想不到的错误。
再来说说等价类划分。
我们把所有可能的输入值划分为几个等价类，然后从每个等价类中选取一个代表性的测试用例进行测试。
这样可以大大减少测试的工作量，同时又能保证覆盖到各种可能的情况。
还有错误推测法，这需要测试人员凭借经验和直觉去猜测可能出现错误的地方。
比如说，在一个网络连接模块中，如果网络突然中断，软件是否能够正确处理这种异常情况。
软件维护与演化也是软件工程中不可忽视的重要部分。
当软件被开发出来并投入使用后，它并不会一直保持原样。
用户的需求可能会改变，技术也在不断进步，这就需要对软件进行维护和演化。
维护工作可不仅仅是修复一些小 bug，还可能涉及到对软件功能的增强和优化。
比如说，用户反馈某个操作流程太繁琐，我们就需要对软件的界面和逻辑进行重新设计，让操作更加便捷。
演化则是一个更为复杂的过程。
可能需要对软件的架构进行调整，以适应新的业务需求或者技术环境。
这就像是给房子进行重新装修和扩建，既要保证原有的结构稳固，又要让新的部分与旧的部分完美融合。
在软件开发的过程中，风险管理也是至关重要的。
任何一个项目都可能面临各种各样的风险，比如技术难题、人员变动、需求变更等等。
对于技术难题，可能在开发过程中遇到某些技术瓶颈，导致项目进度延迟。
基于构件软件工程的经济学分析
软件 的质 量 由 软 件 的 内在 质 量 和 顾 客 满 意 度 两 方 面 决 提 高获得的荣誉 及 由此带来 的收入等 。二 是消 费者 的质量 定 。 相对 应 引 发 软 件 质 量 缺 陷 也 是 两 部 分 构 成 的 ： 是 技 收益 ， 一 主要有软件产 品 日常用 费 的节 约带 来的经济 收益 ； 软 术 性 缺 陷 ， 由 于 软 件 开 发 人 员 在 开 发 过 程 中 的 技 术 原 因 件 产品 日常维护 费用 的 节约 带来 的经 济 收益 ； 既 软件 产 品可 或 失 误造 成 的 缺 陷 ， 要 通 过 Ｂ 主 ＵＧ 发 生 率 、 行 误 码 率 表 行 性带来的 经济 收 益 ； 品使 用 寿 命 带来 的 经济 收 益等 。 千 产 示 ； 是 由 于软 件 开 发 人 员 与 客 户 的 沟 通 不 良 ， 虑 不 周 全 三 是 社 会 的 质 量 收 益 ， 件 质 量 直 接 或 间 接 影 响 的 其 它 部 二 考 软 等 原 因 造 成 的 ， 功 能 性 缺 陷 。理 想 情 况 下 ， 了 复 用 而 开 门 或 企 业 产 生 的 经 济 收 益 和 效 果 ， 及 质 量 影 响 传 递 获 得 属 为 以
件 软 件 开 发 各 经 济 因子 间 的 关 系 。
关 键 词 ： 件 工 程 ； 济 学 ； 析 软 经 分 中 图 分 类 号 ： ０ Ｆ８ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２３ ９ （ ０ ９ ０ —０ ２０ ｌ７ —１ ８ ２０ ） １０ ２—２
１ 传统 软件 工程与基 于构件 软件工 程
工 作 流 程 。传 统 软 件 工 程 在 实 践 中始 终 难 以 解 决 生 产 效 率
传 统 质 量 成 本 理 论 将 质 量 成 本 分 为 预 防 成 本 、 定 成 鉴
软件工程作业第八章
软件工程作业第八章在软件工程的学习过程中，第八章往往涵盖了一些关键且具有挑战性的内容。
这一章可能涉及到软件测试、维护与优化，或者是关于特定开发模型的深入探讨。
软件测试是确保软件质量的重要环节。
它不仅仅是在软件完成后进行的简单检查，而是贯穿于整个软件开发周期的系统性工作。
测试的目的是发现软件中的缺陷和错误，以保证软件能够满足用户的需求和期望。
在软件测试中，测试用例的设计至关重要。
一个好的测试用例应该能够覆盖各种可能的情况，包括正常的操作流程以及异常和边界情况。
例如，对于一个登录功能，不仅要测试正确的用户名和密码组合，还要测试错误的用户名、错误的密码、空用户名、空密码等情况。
通过精心设计的测试用例，可以更有效地发现潜在的问题。
除了功能测试，性能测试也是不可忽视的一部分。
性能测试主要关注软件在不同负载条件下的响应时间、资源利用率等指标。
比如，一个在线购物网站在高并发访问时是否能够保持稳定的响应速度，数据库是否能够承受大量的数据读写操作。
如果性能方面存在问题，可能会导致用户体验下降，甚至影响业务的正常开展。
软件维护是软件生命周期中的另一个重要阶段。
随着时间的推移，用户需求可能会发生变化，软件运行环境也可能会有所更新，这就需要对软件进行维护。
维护工作包括纠错性维护、适应性维护、完善性维护和预防性维护。
纠错性维护是针对软件中已经发现的错误进行修复。
适应性维护则是使软件能够适应新的运行环境，比如操作系统的升级、硬件的更换等。
完善性维护旨在增加新的功能或者改进现有功能，以满足用户不断变化的需求。
预防性维护则是为了提高软件的可维护性和可靠性，提前采取一些措施，如优化代码结构、添加注释等。
软件优化是提升软件性能和质量的重要手段。
通过对代码的分析和改进，可以减少资源消耗、提高运行效率。
例如，优化算法可以大大缩短程序的执行时间；合理使用数据结构可以节省存储空间。
在进行软件优化时，需要综合考虑多个因素。
不能仅仅为了追求性能的提升而牺牲代码的可读性和可维护性。
第8章软件工程
第8章软件工程（授课2学时）内容提要本章对软件工程中相关的概念和内容作介绍。
通过本章学习应理解软件工程和软件生存期的含义，了解软件开发的工程化方法，知道软件开发的瀑布模型、渐增模型、演化模型、螺旋模型、喷泉模型和智能模型。
了解软件开发的工程化方法，特别应对面向对象方法和软件复用技术有比较深入的了解。
了解软件过程工程和过程改进的概念，特别应对软件能力成熟度模型有比较深入的了解。
教学目标：理解软件工程和软件生存期的含义，了解软件开发的工程化方法，特别应对面向对象方法和软件复用技术有比较深入的了解。
了解软件过程工程和过程改进的概念，特别应对软件能力成熟度模型有比较深入的了解。
教学内容：8.1软件工程的概念教学要求：理解软件工程和软件生存期的含义重点：什么是软件工程难点：软件生存周期教学设计：讲解。
结合一个软件开发的实例讲解。
8.1.1为什么提出软件工程20世纪60年代，国外在开发一些大型软件系统时，遇到了许多困难：❖有些系统最终彻底失败了❖有些系统虽然完成了，但比原定计划推迟了好几年，而且费用大大超过了预算；❖有些系统未能圆满地符合用户当初的期望；❖有些系统则无法进行修改维护。
这是由于大型软件系统大大增加了软件复杂性，软件规模的增加使技术复杂性和管理复杂性呈指数上升。
20世纪60年代末期所发生的软件危机，体现在软件可靠性没有保障、软件维护费用不断上升、进度无法预测、成本增长无法控制、程序人员无限度地增加等各个方面，以致形成人们难以控制软件开发的局面。
软件开发工程化的概念和方法应运而生。
8.1.2什么是软件工程软件工程是研究和应用如何以系统性的、规范化的、可定量的过程化方法去开发和维护软件，以及如何把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来。
是应用计算机科学、数学及管理科学等原理,借鉴传统工程的原则、方法来创建软件,从而达到提高质量、降低成本的目的。
其中计算机科学和数学用于构造模型、分析算法，工程科学用于制定规范、明确样例、评估成本、确定权衡，管理科学用于进度、资源、质量、成本等的管理。
《软件工程(第二版)》 第八章
黑盒测试时完全不考虑程序内部的结构和处理过程， 只按照规格说明书的规定来检查程序是否符合它的功能 要求。黑盒测试是在程序接口进行的测试，又称为功能 测试。
黑盒测试检查的主要方面有： 程序的功能是否正确或完善； 数据的输入能否正确接收，输出是否正确； 是否能保证外部信息（如数据文件）的完整性等。
用黑盒法设计测试用例时，必须用所有可能的输入数 据来检查程序是否都能产生正确的输出。
1．单元测试 又称模块测试。每个程序模块完成一个相对独 立的子功能，所以可以对该模块进行单独的测试。 由于每个模块都有清晰定义的功能，所以通常比较 容易设计相应的测试方案，以检验每个模块的正确 性。 2．集成测试 在单元测试完成后，要考虑将模块集成为系统 的过程中可能出现的问题，例如，模块之间的通信 和协调问题，所以在单元测试结束之后还要进行集 成测试。这个步骤着重测试模块间的接口，子功能 的组合是否达到了预期要求的功能，全程数据结构 是否有问题等。
1、语句覆盖
语句覆盖就是设计足够的调试用例，使得程序中的每个 语句至少执行一次。
左 图 程 序 段 中 共 有 4 条 路 径 ： P1 （ ace ） 、 P2 （abd）、P3（abe）、P4（acd）。 P1正好满足语句覆盖的条件。可以设计如下的 输入数据： A＝2，B＝0，x＝4 语句覆盖不能发现判断中的逻辑运算中的错误。 第一个判断中的逻辑运算符“&&”若错写成了“||”， 利用上面的输入数据则检查不出这个错误。
5、条件组合覆盖 条件组合覆盖就是设计足够的测试用例，使得每个判定 中的条件的各种可能组合都至少出现一次。 可能的条件组合： 相应的输入数据： （1）A＞1，B＝0 A＝2，B＝0，x＝4 （2）A＞1，B≠0 满足（1）和（5） （3）A≤1，B＝0 A＝2，B＝1，x＝1 （4）A≤1，B≠0 满足（2）和（6） （5）A＝2，x＞1 A＝1，B＝0，x＝2 （6）A＝2，x≤1 满足（3）和（7） （7）A≠2，x＞1 A＝1，B＝1，x＝1 （8）A≠2，x≤1 满足（4）和（8） 显然，满足条件组合覆盖的测试数据，也一定满足判定 覆盖、条件覆盖和判定／条件覆盖标准。但是，满足条件组 合覆盖标准的测试数据并不一定覆盖了程序中的每条路径， 例如，利用上述四组测试数据就遗漏了路径P4（acd）。
基于构件的软件开发研究(全文)
基于构件的软件开发研究现今的软件开发已脱离了传统的手工作坊模式，更注重软件开发效率及软件产品质量的提高。
要在软件开发中解决重复劳动的问题，可采取软件复用技术，以不断提高软件开发的质量及效率。
而软件构件是当前支持软件产品复用的有效形式，是支持软件复用的核心技术。
不断进展及成熟的软件构件技术为现今的软件开发提供了新的方法，也能有效地推进软件生产方式的变革，提高软件产品的质量及软件生产的效率。
1 基于构件的软件开发基于构件的软件开发将现成的软件构件集成并构造成一个大型得软件系统，此方法可以快速组装系统，有效降低软件开发成本，提高软件系统的可维护性及灵活性，降低系统的维护费用。
与传统的软件系统开发注重开发，而忽略可复用构件的存在这一做法不同，基于构件的软件系统开发更注重如何获得己经存在的构件，而不是开发，组装和集成现有的构件是基于构件的软件系统开发的主要着眼点。
基于构件的软件系统开发的过程如下：（1）检索构件：检索构件的过程包括如何根据描述构件、创建构件库。
领域工程师开发出新的应用构件，并用文档加以描述。
通过领域分析、自行开发、逆向工程或者商业购买等途径来获得所需要的构件。
（2）选择构件：从构件库中选择合适的构件，并验证构件的功能、接口等。
（3）适配构件：修改或者定制所选择的构件来满足新的应用环境的系统需求，以便能与其他构件进行集成。
（4）组合构件：将不同的构件集成和组装在一起。
2 检索构件检索构件指的是从大量的构件所构成的构件库中找出合适的构件。
目前互联XX上有许多专门的构件库，各个Web站点上也提供了构件的链接，但是不同的构件库有不同的组织和访问方式，从而造成了对各构件库中的构件访问困难，并且Web站点上链接的构件也无法用传统的检索引擎检索到。
只有将XX络上的构件资源加以利用到构件系统的开发中，才能实现缩短软件开发周期，提高软件质量的目的。
现今人们对软件需求愈加体现了个性化、多样性的特点，以往的多种功能单一软件包方式无法满足用户的需求，因此在基于构件的软件开发研究中，应在同意用户选择服务组合的基础上，同意在构件级别上对单一的服务进行功能集和界面等的定制，在服务定制的粒度上应该更细，也应该更具灵活性。
一种基于构件的软件工程模型
现
代 计 算 机
软件 的整个开发 过程具有可 生长性 。
／ ／
的修 改或添加 。软件开发 过程也可 以随着动 态生长 ，
补充其他任何 开发 阶段 中的遗漏 。 喷泉模 型如 图 ３所 示 。常用 的开发模 型还有原 型模 型 、 迭代模 型等 。
２ 基 于 构 件 的 软 件 工 程 模 型
构 件 是 近 乎 独 立 的 、 替 换 的 、 足 一 定 功 能 的 可 满 模 块 ． 件 之 间 通 过 接 口进 行 通 机 器 码 ， 至 是 可 执 行 的 。 它 具 甚 备 以 下 特 点 ： 件 是 封 装 了 数 据 和 实 现 方 法 的软 件 模 构
＾
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ｒ ｌｔｏ ｓｄ ｓｇ ｔｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｅ ｉｎ ｔ ｅｃ ｍｐｏ ｅ ｔｃ ｍｂｉａｉｎ ｔ ｓ ８ ｄｐｕ ｉｈ ｌｂｏ ｅａｉｎ ｅ ｉｎ，ｈ ｏ ｏ ｅ ｔｄ ｓｇ ， ｈ ｏ ｎ ｎ ｏ ｎ ｔｏ ， ｅ ｔ ｎ ｂｌ ，ｅａ － ｓ
定 义 、 件关 系设 计 、 构 构件 设计 、 构件组 合 ， 试 和发 测
布 五 个 阶 段 组 成 。就 是 利 用 模 块 化 方 法 ， 整 个 系 统 将
有可 生长 性 ， 高了构 件 的复用 性 ， 提高 软件设 计 提 并 的效率 。
参 考 文 献
模块 化 ， 复用 构件 库 中的一个 或 多个 构件 ， 过组 合 通 手段高效 率 、 高质 量地构造 应用 软件系统 的过程 。软
软件工程第八章 的项目管理ppt课件
➢ 〔4〕配置审计
➢ 配置审计的目的就是要保证一切人员都遵守配置 管理规范。所以配置审计是质量人员的任务职责 之一，可以归类为“过程检查活动〞。
➢ 配置审计的对象是工程的主要配置项，假设主要 配置项符合“版本控制规那么〞和“变卦控制规 那么〞，并且定期备份了配置库，那么就可以以 为配置管理符合既定的规范。
8.2 软件度量
➢ 软件度量的目出要求和评价，进而可以建立改良软件
工程过程的目的。
➢ 软件工程过程度量属性：投入的本钱和任务量。
➢ 软件产品度量属性：产生的代码行〔LOC〕、执行 速度、存储量大小、周期报告错误数；功能性、复 杂性、效率、可靠性、可维护性、和其它质量特性 等。
软件开发小组与软件消费率
开发小组的组织有以下原那么： 1、软件开发小组的规模不宜太大，人数不能太多，普通3-5人左右为宜。 2、切忌在开发过程中添加人员，这将因添加人员之间的联络而降低效率。
例：设一开发小组有4个软件工程师,开发效率为5000行/年，共有6条通讯 途径，每条途径降低消费率250行/年，那么小组消费率为：
➢软件配置管理涉及的主要内容
〔1〕软件配置项SCI 与合同、过程、方案和产品有关的文档及数据。 源代码、目的代码和可执行代码。 相关产品，包括软件工具、库内可复用软件、外购软件及顾
客提供的软件等。 每个配置项的主要属性有：
称号、标识符、文件形状、版本、作者、日期等。 配置项及其历史记录反映了软件的演化过程。
〔1〕质量构成于消费全过程 〔2〕必需使影响产质量量的全部要素在消费全过 程中一直处于受控形状
➢软件质量保证活动
普通由 “软件质量保证小组(SQA)〞 完成。
从管理者观念看，关键的质量保证活动包括： １、质量保证。建立机构质量规程和规范的整体框架，这是 消费高质量软件的保证。 ２、质量规划。从上述框架中选择适当的的规程和规范，进 展改写使之顺应某一特定的软件工程。
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11.1.２ 软件复用的形式
11.1.２软件复用的形式
一、按照重用活动所跨越的应用领域的类型分 1、横向复用（horizontal reuse）也称为水平复用，
(2)人的因素 喜欢自己创造而不喜欢使用别人的东西。 (3)管理因素 把复用构件和一般软件构件同等看待，把复用看 作可有可无的事。
(4)教育因素 软件科学技术的教育与培训中，缺乏关于软件复 用的内容，缺少专门教材和课程。
11.2 软件构件与构件工程
11.2 软件构件与构件工程
基于软件构件的软件工程也称为构件工程，是以面向 对象的方法为基础，实现软件重用，构造新系统的过程。
11.1.1 软件复用的级别 三种方式复用：
高
抽 象 程
测试信息的复用 分析结果的复用
从现有系统的分析结果中提取可复
主用要构件包用括于测新试系统用的例分（析t；est case） 的复用用和一测份试完过整程的分信析息文的档复作用为。输入，
成生针对不通软硬件平台和其它实现条 件的多项设计；
可被复独立用于的具分体析应结用果，专是门针开对发问一题些 域 的可复某用些的事分物析构或件某。些问题的抽象程度 更高的解法。
8.2.2 基于构件的软件工程
11.2.2 基于构件的软件工程
基于构件的软件工程与传统的或面向对象的软件工程相 比，有显著的差异。
它不是针对某个特定的软件系统，而是针对一类软件系 统的共同的特征、知识和需求。
基于构件的软件的开发过程包括两个并发的子过程，一 个是领域工程，另一个是基于构件的开发。领域工程完成一 组可复用构件的标示、构造、分类和传播；基于构件的开发 完成使用可复用构件构造新的软件系统。
第八章基于构件的软件工程
第11章
基于构件的 软件工程
11 第11章基于构件的软件工程 11.1 软件复用的基本概念 11.2 软件构件与构件工程 11.3 构件的开发与构件库
11.1 软件复用的基本概念
11.1 软件复用的基本概念
软件复用就是将已有的软件成分用于构造新的软件系 统，以达到提高软件系统的开发质量与效率，降低开发成 本的目的。
设计软件 体系结构
图２
开发可重用 的软件成分
领域 模型
结构 模型
软件工程
用户 需求
系统分析
规格说明 与设计
系统规 格说明
建造
分析与 设计模型
中心库
可重用软件 成分／构件
应用 软件
图11.2 重用的过程模型
11.2.1 可复用构件
11.2.1 可复用构件
一个软件只有在多个系统中被使用才可称为“可复用构 件”，必须具备的条件：
(1)独立性 解决一个相对独立的问题，或大问题中某个相对 独立的部分；
(2)完整性 提供较完整的解决，不要遗留很多缺口，让复用 者做大量补充；
(3)可标识性 构件所解决的问题应该是可标识的，可命名， 有简要介绍，便于理解和使用。
(4) 通用性 构件解决的问题，应在同类应用中具有一般性； (5)适应性 应用场合有某些变化时，构件仍是可用的，使构 件的某些数据参数化和数据类型参数化； (11)可靠性 要求构件对预计将要使用它的系统时可靠的； (7)标准化 可复用构件的标准化对于软件复用是至关重要的。
为了实现软件重用，基于软件构件的软件工程强调领 域工程与软件工程同时进行。
领域工程创建应用领域的模型，标识、构造、分类和 传播一组可重用的软件。
软件工程师则在软件开发过程中重用它们。图11.2给出 了一个典型的重用的过程模型，描述了领域工程与软件工 程的关系。
11.2 软件构件与构件工程
领域工程
领域分析
11.2.3 领域分析
11.2.3 领域分析
领域分析是对特定应用领域中共同的特征、知识、需求的 标识、分析和规约。领域分析是特定领域内软件重用的基础， 它的目标就是：发现和挖掘在特定领域内可以被复用的构件。 领域分析活动中输入和输出如图11.３所示：
是指复用活动的范围跨越了几个不同的应用领域，复用的 软件产品主要包括数据结构、通用算法、人机界面等软件 元素。
2、纵向复用（vertical reuse）也称为垂直复用，是 指复用活动的范围限制在同一个应用领域或者是一类具有 较多共性的应用领域内。
11.1.２ 软件复用的形式
二、基于软件复用的软件开发过程的角度分
１、生产者复用(product reuse) 指建立、获取或者重新设计可复用构件的活动。涉及到的
活动包括：复用的规划、领域分析、构件的开发、构件库的组 织和管理。
２、消费者复用(consumer reuse) 指使用可复用的构件建立新的系统的活动。涉及到的活动
包括：应用系统的规划、构件的检索和选择、应用系统中非复 用部分的开发、应用系统的组装。
可复用的软件成分—可复用构件(Reus Nhomakorabeable Component) 可从旧软件中提取，也可以专门为复用而开发。
软件复用不仅是对程序的复用，它包括对软件生产过 程中任何活动所产生的制成品的复用。如：项目计划、可 行性报告、需求定义、分析模型、详细说明、源程序和测 试用例等等。
11.1.1 软件复用的级别
度
设计结果的复用
受实际环境影响小，可复用机会多， 所需修改少。
低
代码的复用
包括目标代码，也包括文本形式的 源代码。
11.1.1 软件复用的级别
软件生产过程主要是正向过程，即软件产品从抽象级别较 高的形态向抽象级别较低的形态演化，所以较高级别的复用容 易带动较低级别的复用，反之则不然。
复用级别越高，可得到的回报也越大，因此分析软件 (Analysis Ware)和设计软件(Design Ware)的复用备受重视。
生产者复用 （为复用开发构件）
建立构件
消费者复用 （使用构件开发应用）
组装应用
图11.1 生产者复用与消费者复用
11.1.3 软件复用的困难
11.1.3 软件复用的困难
复用具有许多明显的优点，但目前应用不广泛的主要原因是： (1)技术因素
构件与应用系统之间的差异； 构件要达到一定的规模，才能支持有效的复用； 发现合用构件的困难； 基于复用的软件开发方法和软件过程需要一些新的理论、技术 及支持环境。