软件危机与软件工程
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。
软件危机实例案例分析
身是采用遗传特征来建立关联关系和管理的。
图一按地名结构树管理的“云嵌套”系统在第一个“云”里，果业可以看成一个“质点”来进行处理，它分布在金字塔的所有结点上。
但是进入果业“云”后，它本身又是按照地名金字塔方式分布的软件系统，而其构成部分“物流服务”被看成一个“质点”来处理。
可见全国农村产品数据服务平台是一个由很多“子云”按照一定的关联关系嵌套起来的巨复杂“云”。
图二带遗传特征的地名结构树图三是果业云里的产销服务系统和物流服务系统。
实际上这是一个SAAS软件服务“云”。
这是一个更加复杂的“云”，其功能软件分布在由地名和分类构成的复合金字塔结点上。
比如张三可以使用陕西鹿马村猕猴桃软件管理系统，李四可以使用湖南想来生活，从来就不是阳春白雪的神话。
光阴的陌上，总有风自八方来，或许是忧凄，也许是欢喜,无论怎样，都是岁月最真的馈赠。
待到老去的那一日，偶尔有回忆念及了过往，依旧还会有初初的心动，流转了眉眼。
而那一路迤逦而来的美好，一步一步写就两个梅花小楷——日常。
暖阳小窗，无事此静坐。
杯盏光阴，又在指间如风轻过，回首，依稀还是那年秋，低低一低眉，却已是春光葳蕤。
光阴荏苒，而流年从来也不曾缺少错乱和犹疑。
是否在这样一个万物复苏的季节里，一切的纷扰是非，终究会给出一个水落石出的答案。
轻倚初春的门楣，且把盏清风，问心明月，让来者可来，去者可去，宿命里的拥有，一一欣喜悦纳。
而我也只需以花香绕肩的美，步履从容的，走过生命里的山山水水。
若说，那一程走旧的时光，已然温暖了我的眉眼。
那么，在明日那个花满枝桠的清晨，我依旧愿意轻踮了脚尖，重行在与你初见的陌上，只待，与你折柳重逢。
然后，在你温热的耳边，把一些前生来世的故事，反复的吟唱。
只盼，你在莞尔低眉时，与我轻轻的相和。
所谓素年锦时，或许就是这样的一程光阴吧。
私心里常想，最好的感觉，莫过于煨一味小众烟火，暖一世红尘时日，对坐心爱之人，行做欢喜之事。
即使偶尔有湿润盈满了眸底，也请相信，我的泪里，没有忧伤。
软件工程介绍
．项目确立
针对超市的特点，为了帮助超市解决现在面临的问题，提高小型超市的竞争力，我们将开发以下系统：前台 POS 销售系统、后台管理系 其中这两个子系统又包含其它一些子功能。
．应用范围
本系统适应于各种超市。
．定义
商品条形码：每种商品具有唯一的条形码，对于某些价格一样的商品，可以使用自定义条形码。 交易清单：包括交易的流水账号、每类商品的商品名、数量、该类商品的总金额、交易的时间、负责本次收银的员工号。 商品积压：在一定时期内，远无法完成销售计划的商品会造成积压。 促销：在一定时期内，某些商品会按低于原价的促销价格销售。 库存告警提示：当商品的库存数量低于库存报警数量时发出提示。 盘点：计算出库存、销售额、盈利等经营指标。
提交部分 需求计划
原型1 原型2 原型3 操作概念 软件需求 需求验证 软件产品 设计 设计验证和确认 确认 测试 组装 测试 模块 测试
详细设计 编程
集成和
开发计划 测试计划
计划下阶段工作
运 行
开发验证下一级产品
计算机科学导论
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软件开发模型
• 喷泉模型 • 转换模型 • 智能模型 • CMMI模型 注：软件开发过程有多种开发模型可供 选择，根据实际情况选择合适的模型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ计算机科学导论
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总结：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。 计算机科学导论
软件工程复习资料参考
第一章软件危机概念：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。
软件危机表现：1.对软件开发成本和进度的估计常常很不正确2.用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生3.软件产品的质量往往靠不住4.软件常常是不可维护的5.软件通常没有适当的文档资料6.软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升7.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软件危机原因：1.与软件本身的特点有关2.与软件开发与维护的方法不正确有关①软件开发尚未完全摆脱手工开发方式。
②软件成本相当昂贵，主要依靠大量复杂的、高强度的脑力劳动。
③软件的开发和运行常常受到计算机系统的限制，对计算机系统有着不同程度的依赖性。
怎样消除软件危机：1 、彻底消除“软件就是程序”的错误观念。
2 、充分认识到软件开发是一种组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完成的工程项目，不是个人独立的劳动。
3 、推广和使用在实践中总结出来的软件开发的成功技术和方法。
4 、开发和使用更好的软件工具软件工程概念：概括地说，软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。
...p5软件工程方法学：通常把在软件生命周期全过程中使用的一整套技术方法的集合称为方法学也称为范型。
结构化范型和面向对象范型的要点：1采用结构化技术（结构化分析、结构化设计和结构化实现）来完成软件开发的各项任务；2把软件生命周期划分为若干个阶段，按顺序完成每个阶段的任务；3每个阶段开始和结束都有严格的标准，对任何两个相邻的阶段而言，前一个阶段的结束标准就是后一阶段的开始标准；4每一个阶段结束之前都必须进行正式严格的技术审查和管理复审传统方法学的优点：分解任务，分工合作，降低整个软件开发工程的困难；采用科学的管理技术和良好的技术方法对每个阶段成果都进行严格的审查。
保证了软件的质量。
传统方法学的缺点：把数据和操作人为地分离成两个独立的部分，增加了软件开发与维护的难度。
三次软件危机的表现及起因
软件危机：落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求，从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。
第一次软件危机（60年代~70年代）20 世纪60年代以前，计算机刚刚投入实际使用，这个时期主要的软件开发方式是使用机器语言或者汇编语言在特定的机器上进行软件的设计与编写。
此时的软件规模较小，文档资料通常也不存在，也不需要使用系统化的软件开发方法，基本上是个人设计编码、个人操作使用的的私人化的软件生产模式。
这个时代的程序一个典型特征就是依赖特定的机器，程序员必须根据所使用的计算机的硬件特性编写特定的程序。
然而从60年代中期开始，大容量、高速度计算机问世，使计算机的应用范围迅速扩大，软件开发急剧增长。
高级语言开始出现；操作系统的发展引起了计算机应用方式的变化；大量数据处理导致第一代数据库管理系统的诞生。
软件系统的规模越来越大，复杂程度越来越高，软件可靠性问题也越来越突出，程序设计的复杂度也随之增长。
原来的个人设计、个人使用的方式不再能满足要求，迫切需要改变软件生产方式，提高软件生产率，软件危机开始爆发。
1968 年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国召开国际会议，第一次讨论软件危机问题，并正式提出“软件工程”一词，从此一门新兴的工程学科——软件工程学——为研究和克服软件危机应运而生，“软件危机”的概念也是在那次会议上由F. L. Bauer提出的。
当时业界最迫切的需求是需要在不损失性能的前提下获得更好的“抽象性”和“可移植性”。
此时，比汇编和机器语言更高级的语言相聚诞生，典型的代表莫过于C语言（1972年）。
C语言让程序员能让程序员编写的代码在没有或只有较少机器相关性的同时又有不输于汇编语言的性能，而且丰富的语言特性也使得编程难度大大降低，成功的解决了“抽象性”和“可移植性”的问题。
早期出现的软件危机主要表现在：① 软件开发费用和进度失控。
费用超支、进度拖延的情况屡屡发生。
有时为了赶进度或压成本不得不采取一些权宜之计，这样又往往严重损害了软件产品的质量。
世界上著名的软件危机事件及你的思考
世界上著名的软件危机事件及你的思考文章标题：探讨世界上著名的软件危机事件及个人思考一、引言软件危机，作为软件工程领域的一个重要课题，涉及到软件开发过程中可能出现的种种问题和挑战。
在软件开发的历史长河中，有不少著名的软件危机事件，它们给人们留下了深刻的教训和思考。
在本文中，我们将对世界上著名的软件危机事件进行全面评估，深入探讨其原因和影响，并结合个人观点和理解进行思考和总结。
二、著名的软件危机事件1. NASA的阿里安5号飞船发射失败事件阿里安5号飞船是法国航天局研制的一款运载火箭，1996年6月4日，阿里安5号飞船在升空12秒后突然发生错误，最终导致飞船在太空中爆炸。
这一事件令人震惊，也引发了对软件问题的深刻反思。
据调查显示，飞船爆炸的原因之一是软件错误导致了飞船的飞行姿势错误，最终导致了飞行失败。
这一事件成为了软件危机的典型案例之一，也促使了软件工程领域对于软件开发质量和安全性的更加重视。
2. 美国联邦航空管理局的自动化系统升级项目在上世纪80年代末至90年代初，美国联邦航空管理局进行了一项大规模的自动化系统升级项目，旨在提高空中交通控制系统的效率和精度。
然而，由于项目中的软件问题和技术挑战，该升级项目出现了严重的延误和预算超支的问题，最终导致了该项目的失败。
这一事件引起了软件工程领域对于大规模软件项目管理和技术实现的思考，也为未来的软件开发提供了重要的经验教训。
三、对软件危机事件的思考软件危机事件是软件工程领域中的重要课题，也是我们需要深入思考和反思的问题。
对于这些事件，我们需要从多个角度进行分析和思考。
我们需要思考软件危机事件背后的深层原因，包括软件开发流程、工程管理、技术实现等方面的问题。
我们需要从技术、经济、政治和社会等多个维度去理解软件危机事件的影响和意义。
我们需要结合个人经验和观点，对软件危机事件进行深刻的总结和反思，从而为未来的软件开发提供更多有益的启示和建议。
我个人认为，软件危机事件的发生并非偶然，而是背后存在着多方面的原因和机制。
软件工程复习知识点
1.软件危机的概念，内容，原因及消除的途径；软件危机的概念：软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。
概括地说，软件危机包含两方面问题：如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求；如何维护数量不断膨胀的已有软件。
软件危机产生的原因：软件本身的复杂性、难衡量的特点；2.软件开发与维护的方法不正确。
消除软件危机的途径：（1）对计算机软件应当有一个正确的认识；（2）应当有组织、有计划、通过严格的管理手段进行软件的开发；（3）及时总结软件开发的成功技术和方法并加以推广；（4）开发和使用更好的软件工具；总之，为了解决软件危机，既要有技术措施，又要有必要的组织管理措施。
2.软件工程的定义，基本原理；定义：软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。
基本原理：软件工程的7条基本原理：（1）用分阶段的生命周期计划严格管理（2）坚持进行阶段评审（3）实行严格的产品控制（4）采用现代程序设计技术（5）结果应能清楚地审查（6）开发小组的人员应该少而精（7）承认不断改进软件工程实践的必要性3.软件工程方法学的基本概念、内容；基本概念：把在软件生命周期全过程中使用的一整套开发和管理技术方法的集合成为软件工程方法学，也称为范型。
软件工程方法学包含3个要素：方法、工具和过程。
内容：目前使用得最广泛地软件工程方法学，分别是传统方法学和面向对象方法学。
传统方法学也称为生命周期方法学或结构化范型。
4.软件生命周期的具体内容，每一个阶段的任务是什么？结合具体的工程例子来理解做软件项目主要分那几个个阶段。
①问题定义：确定要求解决的问题是什么②可行性研究：决定该问题是否存在一个可行的解决办法③需求分析：深入了解用户的要求，在要开发的目标系统必须做什么问题和用户取得完全一致的看法。
④概要设计：概括回答怎样实现目标系统。
概要设计又叫逻辑设计、总体设计、高层设计。
⑤详细设计：把解法具体化，设计出程序的详细规格说明。
详细设计也叫模块设计、底层设计。
软件工程理论知识
软件工程第一部分传统软件开发方法1、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。
2、软件危机有哪些主要表现？⑴ 软件开发成本和进度的估计很不准确。
⑵ 用户对开发的软件系统常常不满意。
⑶ 软件产品的质量往往靠不住。
⑷ 软件没有适当的文档资料，软件不可维护。
⑸软件开发成本逐年上升，软件开发生产率跟不上计算机应用。
3、软件危机包含下述两方面的问题：①如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求；②如何维护数量不断膨胀的已有软件。
4、软件生命周期一个软件从定义、开发、使用和维护，直到最终被废弃，要经历一个漫长的时期，通常把软件经历的这个漫长的时期称为软件生命周期。
5、消除软件危机的途径（1）彻底消除“软件就是程序”的错误观念。
（2）必须充分认识到软件开发是一种组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完成的工程项目。
6、软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。
采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，把正确的管理技术和最好的技术方法结合起来，以经济地开发出高质量的软件并有效地进行维护，这就是软件工程。
7、软件工程目标和内容是什么？软件工程的目标：付出较低开发成本；达到要求的功能；取得较好的性能；开发的软件易于移植；只需较低的维护费用；能按时完成开发任务，及时交付使用；开发的软件可靠性高。
软件工程的内容：研究内容包括开发技术和开发管理两个方面。
开发技术主要研究：软件开发方法，开发过程，开发工具和环境。
开发管理主要研究：软件管理学，软件经济学，软件心理学。
8、软件工程具有下述本质特性⑴软件工程关注于大型程序的构造⑵软件工程的中心课题是控制复杂性⑶软件经常变化⑷开发软件的效率非常重要⑸和谐地合作是开发软件的关键⑹软件必须有效地支持它的用户⑺软件工程师的领域知识影响其创造产品9、软件工程的7条基本原理（1）用分阶段的生命周期计划严格管理（2）坚持进行阶段评审（3）实行严格的产品控制（4）采用现代程序设计技术（5）结果应能清楚地审查（6）开发小组的人员应该少而精(7)承认不断改进软件工程实践的必要性10、面向对象方法学具有下述4个要点。
软件工程基础
件
工
程
基
础
（一）基本概念
软件工程：软件工程是指应用计算机科学、 软件工程：软件工程是指应用计算机科学、数学及管理 是指应用计算机科学 科学等原理， 科学等原理，以工程化的原则和方法来解决软件问题的 工程。其目的是提高软件生产率、提高软件质量、 工程。其目的是提高软件生产率、提高软件质量、降低 软件成本。 软件成本。 软件危机：早期的软件主要指程序，采用个体工作方式， 软件危机：早期的软件主要指程序，采用个体工作方式， 缺少相关文档，质量低，维护困难，这些问题称为“ 缺少相关文档，质量低，维护困难，这些问题称为“软件 危机” 软件工程概念的出现源自于软件危机。 危机”，软件工程概念的出现源自于软件危机。
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软件工程三要素 方法：完成软件工程项目的技术手段。 方法：完成软件工程项目的技术手段。 工具：支持软件的开发、管理、文档生成。 工具：支持软件的开发、管理、文档生成。 过程：支持软件开发的各个环节的控制、管理。 过程：支持软件开发的各个环节的控制、管理。 软件工程的理论和技术研究的内容 软件开发技术和软件工程管理。 软件开发技术和软件工程管理。 软件工程的目标 在给定的成本、进度的前提下，开发出具有有效性、 在给定的成本、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、可适应性、可移植性、 靠性、可理解性、可维护性、可适应性、可移植性、可追 踪性和可互操作性且满足用户需求的产品。 踪性和可互操作性且满足用户需求的产品。 软件工程鼓励研制和采用各种先进的软件开发方法、 软件工程鼓励研制和采用各种先进的软件开发方法、工 具和环境。 具和环境。
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概要设计的基本任务
1．设计软件结构 ． 2． 数据结构及数据库设计 ． 3．编写总体设计文档 ． 4． 概要设计文档评审 ．
第一章软件工程概述
第一章软件工程概述第一章软件工程概述1.1软件危机1.1.1软件危机的介绍1）软件危机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。
软件危机的两个主要问题：如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求；如何维护数量不断膨胀的已有软件。
软件危机的典型表现：(2)用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生。
(3)软件产品的质量往往靠不住。
(4)软件常常是不可维护的。
(5)软件通常没有适当的文档资料。
(6)软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升。
(7)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趋势。
1.1.2产生软件危机的原因软件本身特点：缺乏可见性，在运行之前往往难以衡量，质量也难以评价不会因为长期使用而用坏，软件维护通常意味着修正或修改原来的设计，较难维护。
规模庞大，需分工合作，如何保证每个人的工作合在一起是极端复杂的问题。
软件开发与维护的方法不正确产生软件危机的原因可归结为两个重要的方面：软件生产本身存在的复杂性；软件开发所使用的方法和技术。
软件生命周期：一个软件从定义、开发、使用和维护直到最早被废弃。
软件产品必须由一个完整的配置组成（程序、文档、数据）1.1.3消除软件危机的途径正确认识计算机软件认识到软件开发是一个协同配合、共同完成的工程项目并吸取经验。
推广使用已总结的开发软件成功的技术和方法开发使用更好的软件工具1.2软件工程的介绍软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。
采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，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，以经济地、高效的开发出高质量的软件并有效地维护它，这就是软件工程。
软件工程关注于大型程序的构造软件工程的中心课题是控制复杂性软件经常变化开发软件的效率非常重要和谐地合作是开发软件的关键软件必须有效地支持它的用户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。