什么是软件开发及信息处理技术？

是直接从现实世界中抽象出实体类型 及实体间联系，然后用实体联系图（E-R图） 表示数据模型
层次模型（若用图表示，它是一棵倒立
的树）
网状模型（若用图表示是一个网络） 关系模型（数据的逻辑结构是一张二维
表）
7.2.3 关系代数
关系代数：是一种抽象的查询语言，是关系
数据操纵语言的一种传统表达方式，它是用 对关系的运算来表达查询的。
数据流图中的各个元素作完整的定义和说 明，是数据流图的补充工具
C. 加工逻辑描述工具（常用：结构化自
然语言、判定树和判定表）
7.1.3 结构化设计方法
➢ 软件设计的基本概念：是一个把软件
需求转化为软件表示的过程，即把分析结果 加工为在程序细节上接近于源程序的软件表 示（软件描述）
➢ 软件设计阶段分为：
逻辑结构设计的步骤： 将概念结构向一般关系模型转化 将第一步得到的结构向特定的DBMS
支持下的数据模型转换 依据应用的需求和具体的DBMS特征
进行调整与完善
数据库的物理设计
确定数据的存储安排 存取路径的选择和调整 确定系统配置
数据库管理
数据库的管理主要指： 数据库的实施和维护
分三个步骤：
数据的载入和应用程序的调试 数据库的试运行 数据库的运行和维护
原则：抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确
定性、一致性、完备性和可验证性
软件开发工具与开发环境
软件开发工具：是为支持软件人员开发 和维护活动而使用的软件。 作用：可以帮助开发人员完成一些繁琐的程
序编制和调试问题，是软件开发人员将更多 的精力和时间投放到最重要的软件需求和设 计上，提高软件开发的速度和质量。
7.1.2 结构化分析方法
结构化方法（Sructured Methodology）：是计算学科的一种典
型的系统开发方法，它采用了系统科学的思 想方法，从层次的角度，自顶向下的分析和 设计系统。
内容：结构化分析（ Sructured Analysis）
结构化设计（ Sructured Design） 结构化程序设计（Sructured Program Design）
系统的总体设计或概要设计（确定软件系 统结构）
系统的详细设计（进行各模块的具体设计）
概要设计
概要设计又称为总体设计，它的任务
是确定软件结构 结构化设计方法的基本思想：采用自顶
向下的模块化设计方法，按照模块化原 则和软件设计策略，将需求分析得到的 数据流图，映射成由相对独立、单一功 能的模块组成的软件结构
包含：
运算对象、运算符合运算结果三大要素 关系代数的运算对象是关系，运算结果亦为 关系，所以说，它是关系模型和关系数据库 的理论基础
传统的集合运算
➢ 并（Union)关系R和关系S的并记做R∪S，由属
于R或S的元组组成，结果仍为n目关系
➢ 差（Difference）关系R和关系S的差记做R-S，
由属于R不属于S的元组组成，结果仍为n目关系
概要设计
➢ 概要设计的图形工具（层次图、HIPO 图、软件结构图）
➢ 软件设计原理 ➢ 软件结构设计原则 ➢ 面向数据流的设计方法（变换流分析
设计和事务流分析设计） ➢ 设计规格说明
软件结构设计原则
① 提高模块独立性 ② 模块规模应该适中 ③ 模块的深度、宽度、扇出和扇入适
当 ④ 模块的作用域应该在控制域之内 ⑤ 降低模块接口的复杂程度 ⑥ 设计单入口和单出口模块
（在关于数据库的诸多新技术中，比较重要 的三种是： 面向对象数据库系统、知识库系统，以 及关系数据库系统的扩充）
数据库系统的基本功能
数据定义功能 数据操纵功能 数据库运行控制功能 数据库的建立和维护功能
数据库系统的基本特点
➢ 数据的结构化 ➢ 数据的高共享性和低冗余性 ➢ 数据的独立性 ➢ 数据的统一管理与控制
System，DBMS） ➢ 数据库管理员（Database Administrator，
DBA） ➢ 数据库系统（ Database System ，DBS） ➢ 数据库应用系统（ Database Application
System，DBAS）
数据库系统的发展
➢ 人工管理阶段 ➢ 文件系统阶段 ➢ 数据库系统阶段
数据库的概念设计
概念结构设计：只讲需求分析得到的用户需
求抽象为信息结构即概念模型的过程
概念结构独立于数据库逻辑结构，也独立
于支持数据库的DBMS。
它是现实世界与机器世界的中介，它一方 面能够充分反映现实世界，包括实体与实体之 间的联系，同时又易于向关系、网状、层次等 各种数据模式转换。
数据库的逻辑设计
软件开发过程
问题定义 可行性研究 需求分析与需求分析方法 结构化分析方法概述 软件需求规格说明书
结构化分析方法使用的工具
A. 数据流图（Data Flow Diagram）从
数据传递和加工的角度，以图形方式刻画 数据流从输入到输出的移动变换过程
B. 数据字典（Data Dictionary）需对
需求分析 快速设计
软件设计
建立模型
软件编码 软件测试
用户评价模型
修改原型
软件维护
生产产品
软件工程目标和原则
目标：在给定成本、进度的前提下，开发出具
有有效性、可靠性、可理解性、可维护性、 可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性 并满足用户需求的产品 软件工程理论和技术性研究的内容：
软件开发技术和软件管理技术
数据库的维护
在数据库运行阶段，对数据库经常性的维
护工作主要是由DBA完成的。包括： 数据库的存储和恢复 数据库的安全性、完整性控制 数据库性能的监督、分析和改进 数据库的重组织与重构造
并提供二级映像功能
7.2.2 数据模型
数据模型（data model）：是表示实
体类型及实体之间联系的模型
数据模式的三个要素：
➢ 数据结构 ➢ 数据操作 ➢ 数据的完整性约束条件
7.2.2 数据模型
数据模型的三个级别： ➢ 概念数据模型 ➢ 逻辑数据模型 ➢ 物理数据模型
数据模型的分类
E-R 模型（实体联系模型）
其中 σ 是选择运算符；F是限定条件的布 尔表达式，由逻辑运算符∧、∨等连接关系 表达式组成。关系表达式的基本形式为： XθY，其 中θ={>、≥、<、≤、=、≠}，X、 Y可以是属性名、常量或简单函数
专门的关系运算
投影（Projection）运算：也是一个
单目运算，是从关系R中选取所需要的列 组成一个新关系。记做：
低成本硬件
专家系统
消费者的影响 人工神经网络
网络计算机
软件危机和软件工程
软件危机主要表现在：对软件开发成本和进度 的估计常常很不准确，经费预算经常突破，完 成时间一再拖延；开发的软件不能满足用户要 求，用户软件不满意的现象经常发生；开发的 软件可维护性差、可靠性差
软件工程：运用系统的、规范的和可定量的方 法开发、运行和维护软件。它包含三个要素： 方法（Methodologies） 工具（Tools） 过程（Procedures）
∏A（R）{t[A] ︱t∈R} 其中∏是投影运算符；A为关系R属性的 子集；t[A]为R中元组相应于属性A的分量
连接（Jion）运算：是从2个关系的笛
卡尔积中选取属性间满足一定连接条件的 元组集合
专门的关系运算
除（Division）：
给定关系R（X，Y）和S（Y，Z）其中X， Y，Z是属性组。R中的Y与S中的Y可以有不同 的属性名，但必须出自相同的域集。R与S的 除运算得到一个新关系P（X），P是R中满足 下列条件的元组在X属性列上的投影：
详细设计
任务：为软件结构图中的每一个模块
确定实现算法和局部数据结构，并用某 种工具描述出来 ➢ 结构化程序设计 ➢ 详细设计工具（程序流程图、盒图[N-S 图]、PAD图） ➢ 详细设计规格说明
7.1.4 软件测试
一、软件测试的目的与任务
目的：确保软件的质量，尽量找出软件错误 并加以纠正，而不是证明软件没有错。
➢ 交（Intersection）关系R和关系S的交记做R
∩S，由属于R且属于S的元组组成，结果仍为n目关 系
➢ 广义笛卡尔积两个分别为n目和m目的关系R 和S的广义笛卡尔积R*S是一个（n+m)列的元 组的集合
关系R和S及其三种传统的集合运算（如下图）
R-S
A
B
a1
b1
a2
b2
a3
b3
关系R
A
B
B 、基本路径测试
黑盒测试用例设计
分类： 等价类划分法 边界值分析法 错误推测法 因果图
7.1.4 软件测试
四、软件测试的实施
➢
单元测试
➢
集成测试
➢
确认测试
➢
系统测试
五、软件测试计划与测试分析报告
测试是软件生存周期中的一个独立的 关键的阶段
未加入p243
7.1.5 程序的调试
程序调试可以分为：
软件工程过程和软件生命周期
➢ 软件工程过程 ➢ 软件生命周期 ➢ 软件生命周期模型 ➢ 软件工程的目标和原则 ➢ 软件开发工具与软件开发环境
下图为软件生命周期各阶段的任务：
时期
阶段
任务
文档
软件计划
问题定义
可行性研 究
理解用户要求，划清工作范围 可行性方案及代价
计划说明书
需求分析 软件系统的目标及应完成的工作 需求规格说明书
7.1.1 软件工程基本概念
软件的发展大致分为四个阶段：（如下图）
第一阶段 第二阶段 第三阶段
第四阶段
阶段
程序设计阶 程序系统阶 软件工程阶段 软件工程阶段
段
段
（结构化方法 （面向对象方法）