軟件工程（第二版）

第一篇　軟件工程與軟件過程　1

第1章　軟件工程　1
1.1　軟件危機(jī)　1
1.1.1　計算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展歷程　1
1.1.2　軟件危機(jī)的含義　2
1.1.3　產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因　3
1.1.4　消除軟件危機(jī)的途徑　5
1.2　軟件工程　6
1.2.1　什么是軟件工程　6
1.2.2　軟件工程的基本原理　6
1.2.3　軟件工程方法學(xué)　8
1.3　小結(jié)　10
習(xí)題　11

第2章　軟件過程　13
2.1　軟件生命周期的基本任務(wù)　13
2.2　瀑布模型　16
2.3　快速原型模型　18
2.4　增量模型　19
2.5　螺旋模型　20
2.6　噴泉模型　22
2.7　小結(jié)　23
習(xí)題　24

第二篇　傳統(tǒng)方法學(xué)　25

第3章　結(jié)構(gòu)化分析　25
3.1　概述　25
3.2　與用戶通信的技術(shù)　26
3.2.1　訪談　26
3.2.2　簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)　27
3.2.3　軟件原型　28
3.3　分析建模與規(guī)格說明　29
3.3.1　分析建模　29
3.3.2　軟件需求規(guī)格說明　29
3.4　實(shí)體—關(guān)系圖　31
3.4.1　數(shù)據(jù)對象　31
3.4.2　屬性　31
3.4.3　關(guān)系　32
3.4.4　實(shí)體—關(guān)系圖的符號　32
3.5　數(shù)據(jù)流圖　33
3.5.1　數(shù)據(jù)流圖符號　33
3.5.2　例子　34
3.5.3　命名　37
3.6　狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖　37
3.6.1　狀態(tài)　38
3.6.2　事件　38
3.6.3　符號　38
3.6.4　例子　39
3.7　數(shù)據(jù)字典　40
3.8　結(jié)構(gòu)化分析實(shí)例　41
3.8.1　問題陳述　42
3.8.2　問題定義　42
3.8.3　可行性研究　43
3.8.4　需求分析　48
3.9　小結(jié)　53
習(xí)題　55

第4章　結(jié)構(gòu)化設(shè)計　56
4.1　結(jié)構(gòu)化設(shè)計與結(jié)構(gòu)化分析的關(guān)系　56
4.2　軟件設(shè)計的概念和原理　57
4.2.1　模塊化　57
4.2.2　抽象　59
4.2.3　逐步求精　59
4.2.4　信息隱藏　60
4.3　模塊獨(dú)立　61
4.3.1　耦合　61
4.3.2　內(nèi)聚　62
4.4　啟發(fā)規(guī)則　63
4.4.1　改進(jìn)軟件結(jié)構(gòu)提高模塊獨(dú)立性　63
4.4.2　模塊規(guī)模應(yīng)該適中　64
4.4.3　深度、寬度、扇出和扇入都應(yīng)適當(dāng)　64
4.4.4　模塊的作用域應(yīng)該在控制域之內(nèi)　64
4.4.5　力爭降低模塊接口的復(fù)雜程度　65
4.4.6　設(shè)計單入口單出口的模塊　65
4.4.7　模塊功能應(yīng)該可以預(yù)測　65
4.5　表示軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具　65
4.5.1　層次圖和HIPO圖　65
4.5.2　結(jié)構(gòu)圖　67
4.6　面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法　68
4.6.1　概念　68
4.6.2　變換分析　69
4.6.3　事務(wù)分析　75
4.6.4　設(shè)計優(yōu)化　76
4.7　人機(jī)界面設(shè)計　77
4.7.1　人機(jī)界面設(shè)計問題　77
4.7.2　人機(jī)界面設(shè)計過程　78
4.7.3　界面設(shè)計指南　79
4.8　過程設(shè)計　81
4.9　過程設(shè)計的工具　83
4.9.1　程序流程圖　83
4.9.2　盒圖(N-S圖)　84
4.9.3　PAD圖　84
4.9.4　判定表　86
4.9.5　判定樹　87
4.9.6　過程設(shè)計語言(PDL)　87
4.10　面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法　88
4.10.1　Jackson圖　88
4.10.2　改進(jìn)的Jackson圖　89
4.10.3　Jackson方法　89
4.11　小結(jié)　94
習(xí)題　95

第5章　結(jié)構(gòu)化實(shí)現(xiàn)　98
5.1　編碼　98
5.1.1　選擇程序設(shè)計語言　98
5.1.2　編碼風(fēng)格　100
5.2　軟件測試基礎(chǔ)　102
5.2.1　測試目標(biāo)　102
5.2.2　黑盒測試和白盒測試　103
5.2.3　測試準(zhǔn)則　103
5.2.4　流圖　103
5.3　邏輯覆蓋　106
5.4　控制結(jié)構(gòu)測試　108
5.4.1　基本路徑測試　108
5.4.2　條件測試　111
5.4.3　數(shù)據(jù)流測試　113
5.4.4　循環(huán)測試　114
5.5　黑盒測試技術(shù)　115
5.5.1　等價劃分　116
5.5.2　邊界值分析　118
5.5.3　錯誤推測　119
5.6　測試策略　120
5.6.1　測試步驟　120
5.6.2　單元測試　121
5.6.3　集成測試　123
5.6.4　確認(rèn)測試　126
5.7　調(diào)試　127
5.7.1　調(diào)試過程　127
5.7.2　調(diào)試途徑　128
5.8　軟件可靠性　130
5.8.1　基本概念　130
5.8.2　估算平均無故障時間的方法　131
5.9　小結(jié)　132
習(xí)題　133

第三篇　面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)　139

第6章　面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)導(dǎo)論　139
6.1　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計實(shí)例　139
6.1.1　用對象分解取代功能分解　141
6.1.2　設(shè)計類等級　143
6.1.3　定義屬性和服務(wù)　144
6.1.4　用C++語言實(shí)現(xiàn)　147
6.2　面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)概述　147
6.2.1　面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)的要點(diǎn)　149
6.2.2　面向?qū)ο蟮能浖^程　150
6.3　面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)的主要優(yōu)點(diǎn)　153
6.4　面向?qū)ο蟮母拍睢?53
6.4.1　對象　156
6.4.2　其他概念　159
6.5　面向?qū)ο蠼！?60
6.6　對象模型　160
6.6.1　表示類的符號　161
6.6.2　表示關(guān)系的符號　164
6.7　動態(tài)模型　165
6.8　功能模型　165
6.9　三種模型之間的關(guān)系　166
6.10　小結(jié)　166
習(xí)題　166

第7章　面向?qū)ο蠓治觥?68
7.1　分析過程　168
7.1.1　概述　168
7.1.2　三個子模型與五個層次　169
7.2　需求陳述　170
7.2.1　書寫要點(diǎn)　170
7.2.2　例子　171
7.3　建立對象模型　172
7.3.1　確定類與對象　172
7.3.2　確定關(guān)聯(lián)　174
7.3.3　劃分主題　177
7.3.4　確定屬性　177
7.3.5　識別繼承關(guān)系　178
7.3.6　反復(fù)修改　179
7.4　建立動態(tài)模型　182
7.4.1　編寫腳本　182
7.4.2　設(shè)想用戶界面　183
7.4.3　畫事件跟蹤圖　184
7.4.4　畫狀態(tài)圖　184
7.4.5　審查動態(tài)模型　186
7.5　建立功能模型　187
7.5.1　畫出基本系統(tǒng)模型圖　187
7.5.2　畫出功能級數(shù)據(jù)流圖　187
7.5.3　描述處理框功能　188
7.6　定義服務(wù)　189
7.6.1　常規(guī)行為　189
7.6.2　從事件導(dǎo)出的操作　189
7.6.3　與數(shù)據(jù)流圖中處理框?qū)?yīng)的操作　189
7.6.4　利用繼承減少冗余操作　189
7.7　面向?qū)ο蠓治鰧?shí)例　190
7.7.1　需求陳述　190
7.7.2　建立對象模型　190
7.7.3　建立動態(tài)模型　191
7.7.4　建立功能模型　193
7.7.5　進(jìn)一步完善　194
7.8　小結(jié)　194
習(xí)題　195

第8章　面向?qū)ο笤O(shè)計　197
8.1　面向?qū)ο笤O(shè)計的準(zhǔn)則　197
8.1.1　模塊化　198
8.1.2　抽象　198
8.1.3　信息隱藏　198
8.1.4　弱耦合　198
8.1.5　強(qiáng)內(nèi)聚　199
8.1.6　可重用　199
8.2　啟發(fā)規(guī)則　199
8.2.1　設(shè)計結(jié)果應(yīng)該清晰易懂　200
8.2.2　一般—特殊結(jié)構(gòu)的深度應(yīng)適當(dāng)　200
8.2.3　設(shè)計簡單的類　200
8.2.4　使用簡單的協(xié)議　201
8.2.5　使用簡單的服務(wù)　201
8.2.6　把設(shè)計變動減至最小　201
8.3　系統(tǒng)分解　201
8.3.1　子系統(tǒng)之間的兩種交互方式　202
8.3.2　組織系統(tǒng)的兩種方案　202
8.3.3　設(shè)計系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　203
8.4　設(shè)計問題域子系統(tǒng)　203
8.4.1　調(diào)整需求　204
8.4.2　重用已有的類　204
8.4.3　把問題域類組合在一起　204
8.4.4　增添一般化類以建立協(xié)議　204
8.4.5　ATM系統(tǒng)之例　204
8.5　設(shè)計人-機(jī)交互子系統(tǒng)　205
8.5.1　設(shè)計人-機(jī)交互界面的準(zhǔn)則　205
8.5.2　設(shè)計人-機(jī)交互子系統(tǒng)的策略　206
8.6　設(shè)計任務(wù)管理子系統(tǒng)　207
8.6.1　分析并發(fā)性　208
8.6.2　設(shè)計任務(wù)管理子系統(tǒng)　208
8.7　設(shè)計數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)　209
8.7.1　選擇數(shù)據(jù)存儲管理模式　209
8.7.2　設(shè)計數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)　210
8.7.3　例子　212
8.8　設(shè)計類中的服務(wù)　212
8.8.1　確定類中應(yīng)有的服務(wù)　212
8.8.2　設(shè)計實(shí)現(xiàn)服務(wù)的方法　213
8.9　設(shè)計關(guān)聯(lián)　214
8.9.1　關(guān)聯(lián)的遍歷　214
8.9.2　實(shí)現(xiàn)單向關(guān)聯(lián)　214
8.9.3　實(shí)現(xiàn)雙向關(guān)聯(lián)　215
8.9.4　關(guān)聯(lián)對象的實(shí)現(xiàn)方法　215
8.10　設(shè)計優(yōu)化　215
8.10.1　確定優(yōu)先級　215
8.10.2　提高效率的幾項技術(shù)　216
8.10.3　調(diào)整繼承關(guān)系　217
8.11　面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計實(shí)例　218
8.11.1　面向?qū)ο蠓治觥?19
8.11.2　面向?qū)ο笤O(shè)計　221
8.12　小結(jié)　225
習(xí)題　226

第9章　面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)　227
9.1　程序設(shè)計語言　227
9.1.1　面向?qū)ο笳Z言的優(yōu)點(diǎn)　227
9.1.2　面向?qū)ο笳Z言的技術(shù)特點(diǎn)　228
9.1.3　選擇面向?qū)ο笳Z言　231
9.2　程序設(shè)計風(fēng)格　232
9.2.1　提高可重用性　232
9.2.2　提高可擴(kuò)充性　234
9.2.3　提高健壯性　234
9.3　測試策略　235
9.3.1　面向?qū)ο蟮膯卧獪y試　235
9.3.2　面向?qū)ο蟮募蓽y試　235
9.3.3　面向?qū)ο蟮拇_認(rèn)測試　236
9.4　設(shè)計測試用例　236
9.4.1　測試類的方法　236
9.4.2　集成測試方法　238
9.5　小結(jié)　240
習(xí)題　240

第四篇　軟件項目管理　242

第10章　計劃　242
10.1　度量軟件規(guī)模　242
10.1.1　代碼行技術(shù)　243
10.1.2　功能點(diǎn)技術(shù)　245
10.2　工作量估算　245
10.2.1　靜態(tài)單變量模型　245
10.2.2　動態(tài)多變量模型　245
10.2.3　COCOMO2模型　246
10.3　進(jìn)度計劃　248
10.3.1　基本原則　249
10.3.2　估算軟件開發(fā)時間　250
10.3.3　Gantt圖　251
10.3.4　工程網(wǎng)絡(luò)　252
10.3.5　估算進(jìn)度　253
10.3.6　關(guān)鍵路徑　254
10.3.7　機(jī)動時間　255
10.4　小結(jié)　256
習(xí)題　257

第11章　組織　259
11.1　民主制程序員組　259
11.2　主程序員組　260
11.3　現(xiàn)代程序員組　262
11.4　軟件項目組　263
11.4.1　三種組織方式　264
11.4.2　四種組織范型　265
11.5　小結(jié)　266
習(xí)題　266

第12章　控制　267
12.1　風(fēng)險管理　267
12.1.1　軟件風(fēng)險分類　267
12.1.2　風(fēng)險識別　268
12.1.3　風(fēng)險預(yù)測　272
12.1.4　處理風(fēng)險的策略　274
12.2　質(zhì)量保證　275
12.2.1　軟件質(zhì)量　275
12.2.2　軟件質(zhì)量保證措施　276
12.3　配置管理　279
12.3.1　軟件配置　279
12.3.2　軟件配置管理過程　281
12.4　小結(jié)　286
習(xí)題　286

第13章　國際標(biāo)準(zhǔn)　288
13.1　IEEE 1058.1軟件項目管理計劃標(biāo)準(zhǔn)　288
13.1.1　軟件項目管理計劃的組成　288
13.1.2　IEEE軟件項目管理計劃　288
13.2　ISO9000質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)　289
13.2.1　基本思想　291
13.2.2　ISO9000-3標(biāo)準(zhǔn)　291
13.3　ISO/IEC 12207軟件生命周期過程標(biāo)準(zhǔn)　292
13.3.1　概述　294
13.3.2　軟件生命周期過程　294
13.4　ISO/IEC TR 15504軟件過程評估標(biāo)準(zhǔn)　295
13.4.1　概述　298
13.4.2　標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)　299
13.5　能力成熟度模型　299
13.5.1　能力成熟度模型的結(jié)構(gòu)　300
13.5.2　能力成熟度等級　301
13.5.3　關(guān)鍵過程域　302
13.5.4　應(yīng)用CMM　303
13.6　小結(jié)　304
習(xí)題　305

第五篇　高級課題　306

第14章　形式化方法　306
14.1　概述　306
14.1.1 非形式化方法的缺點(diǎn)　306
14.1.2 14.1.2　軟件開發(fā)過程中的數(shù)學(xué)　307
14.1.3　應(yīng)用形式化方法的準(zhǔn)則　307
14.2　有窮狀態(tài)機(jī)　308
14.2.1　基本概念　308
14.2.2　電梯問題　309
14.2.3　評論　312
14.3　Petri網(wǎng)　312
14.3.1　基本概念　312
14.3.2　應(yīng)用實(shí)例　314
14.4　Z語言　315
14.4.1　簡介　315
14.4.2　評論　317
14.5　小結(jié)　318
習(xí)題　318

第15章　統(tǒng)一建模語言UML　320
15.1　概述　320
15.1.1　UML的產(chǎn)生和發(fā)展　320
15.1.2　UML的結(jié)構(gòu)　321
15.1.3　UML的圖　322
15.1.4　UML的應(yīng)用領(lǐng)域　323
15.2　靜態(tài)建模機(jī)制　324
15.2.1　用例圖　324
15.2.2　類圖和對象圖　327
15.3　動態(tài)建模機(jī)制　336
15.3.1　消息　336
15.3.2　狀態(tài)圖　336
15.3.3　順序圖　337
15.3.4　協(xié)作圖　339
15.3.5　活動圖　340
15.4　描述物理架構(gòu)的機(jī)制　341
15.4.1　邏輯架構(gòu)和物理架構(gòu)　341
15.4.2　構(gòu)件圖　341
15.4.3　配置圖　342
15.5　使用和擴(kuò)展UM　L343
15.5.1　使用UML的準(zhǔn)則　343
15.5.2　擴(kuò)展UML的機(jī)制　344
15.6　小結(jié)　345
習(xí)題　345

第16章　軟件重用　346
16.1　可重用的軟件成分　346
16.2　軟件重用過程　347
16.2.1　構(gòu)件組裝模型　347
16.2.2　類構(gòu)件　348
16.2.3　重用過程模型　349
16.3　領(lǐng)域工程　350
16.3.1　分析過程　350
16.3.2　領(lǐng)域特征　351
16.3.3　結(jié)構(gòu)建模和結(jié)構(gòu)點(diǎn)　352
16.4　開發(fā)可重用的構(gòu)件　352
16.4.1　為了重用的分析與設(shè)計　352
16.4.2　基于構(gòu)件的開發(fā)　353
16.5　分類和檢索構(gòu)件　354
16.5.1　描述可重用的構(gòu)件　355
16.5.2　重用環(huán)境　357
16.6　軟件重用的效益　357
16.7　小結(jié)　358
習(xí)題　359

參考文獻(xiàn)　360