一、學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求
    1．了解軟件工程的基本概念；
    2．了解軟件工程過程與軟件的生命周期，以及軟件工程的目標(biāo)和原則；
    3．了解利用結(jié)構(gòu)化分析法進(jìn)行軟件工程中的需求分析的方法，并了解需求分析的方法和需要完成的任務(wù)；
    4．了解數(shù)據(jù)流圖的使用方法；
    5．了解如何利用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，并了解軟件設(shè)計(jì)的一些常用用工具；
    6．了解軟件測(cè)試的目的和方法，以及軟件測(cè)試的準(zhǔn)則，了解常用的軟件測(cè)試方法的區(qū)別和各自的功能與特點(diǎn)；
    7．了解程序調(diào)試的方法和原則。
    二、內(nèi)容要點(diǎn)
    （一）軟件工程基本概念
    1．軟件定義與軟件特點(diǎn)
    1）軟件的定義
    與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作有關(guān)的計(jì)算機(jī)程序、規(guī)程、規(guī)則，以及可能有的文件、文檔及數(shù)據(jù)。
    2）軟件的特點(diǎn)
    （1）軟件是一種邏輯實(shí)體，而不是物理實(shí)體，具有抽象性；
    （2）軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒有明顯的制作過程；
    （3）軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問題；但為了適應(yīng)硬件、環(huán)境以及需求的變化要進(jìn)行修改，會(huì)導(dǎo)致一些錯(cuò)誤的引入，導(dǎo)致軟件失效率升高，從而使得軟件退化；
    （4）軟件的開發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性，受到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問題；
    （5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴。軟件開發(fā)需要投入大量、高強(qiáng)度的腦力勞動(dòng)，成本高，風(fēng)險(xiǎn)大；
    （6）軟件開發(fā)涉及諸多的社會(huì)因素。許多軟件的開發(fā)和運(yùn)行涉及軟件用戶的機(jī)構(gòu)設(shè)置，體制問題以及管理方式等，甚至涉及到人們的觀念和心理，軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)及法律等問題。
    3）軟件的分類
    按功能分，可分為：
    應(yīng)用軟件：為解決特定領(lǐng)域的應(yīng)用而開發(fā)的軟件
    系統(tǒng)軟件：是計(jì)算機(jī)管理自身資源，提高計(jì)算機(jī)使用效率并為計(jì)算機(jī)用戶提供各種服務(wù)的軟件
    支撐軟件（或工具軟件）：介于系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之間，協(xié)助用戶開發(fā)軟件的工具性軟件，包括輔助和支持開發(fā)和維護(hù)應(yīng)用軟件的工具軟件
    2．軟件危機(jī)與軟件工程
    1）軟件危機(jī)
    泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。它主要表現(xiàn)在：
    （1）軟件需求的增長(zhǎng)得不到滿足，用戶對(duì)系統(tǒng)不滿意的情況經(jīng)常發(fā)生；
    （2）軟件開發(fā)成本和進(jìn)度無法控制。開發(fā)的成本超預(yù)算和開發(fā)周期的超期經(jīng)常出現(xiàn)；
    （3）軟件質(zhì)量難以保證；
    （4）軟件不可維護(hù)或維護(hù)程度非常低；
    （5）軟件成本不斷提高；
    （6）軟件開發(fā)生產(chǎn)率的提高趕不上硬件的發(fā)展和應(yīng)用需求的增長(zhǎng)。
    2）軟件工程
    軟件工程的定義：是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開發(fā)和維護(hù)的一整套方法、工具、文檔、實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和工序。
    軟件工程包括3個(gè)要素：方法、工具和過程。
    方法：完成軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段；
    工具：支持軟件的開發(fā)、管理、文檔生成；
    過程：支持軟件開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、管理。
    3．軟件工程過程與軟件生命周期
    1）軟件工程過程
    軟件工程過程把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動(dòng)。支持軟件工程過程的兩方面內(nèi)涵：
    （1）軟件工程過程是指為獲得軟件產(chǎn)品，在軟件工具支持下由軟件工程師完成的一系列軟件工程活動(dòng)。它包括4種基本活動(dòng)：
    P—軟件規(guī)格說明。規(guī)定軟件的功能及其運(yùn)行時(shí)的限制；
    D—軟件開發(fā)。產(chǎn)生滿足規(guī)格說明的軟件；
    C—軟件確認(rèn)。確認(rèn)軟件能夠滿足客戶提出的要求；
    A—軟件演進(jìn)過程。為滿足客戶的變更要求，軟件必須在使用的過程中演進(jìn)。
    （2）使用適當(dāng)?shù)馁Y源（包括人員、硬軟件工具、時(shí)間等），為開發(fā)軟件進(jìn)行的一組開發(fā)活動(dòng)，在過程結(jié)束時(shí)將輸入（用戶要求）轉(zhuǎn)化為輸出（軟件產(chǎn)品）。
    軟件工程過程是將軟件工程的方法和工具綜合起來，以達(dá)到合理、及時(shí)地進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的目的。
    2）軟件生命周期
    將軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過程稱為軟件生命周期。即軟件的生命周期就是軟件產(chǎn)品從開始考慮其概念開始，到軟件產(chǎn)品不能使用為止的整個(gè)時(shí)期都屬于軟件生命周期。一般包括可行性研究與需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、交付使用以及維護(hù)等活動(dòng)。這些活動(dòng)可以有重復(fù)，執(zhí)行時(shí)也可以有迭代。
    生命周期的主要階段：
    軟件定義
    軟件開發(fā)
    軟件維護(hù)
    軟件生命周期的主要活動(dòng)階段是：
    （1）可行性研究與計(jì)劃制定：確定待開發(fā)軟件系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)和總的要求，給出它的功能、性能、可靠性以及接口等方面的可能方案，制定完成開發(fā)任務(wù)的實(shí)話計(jì)劃；
    （2）需要分析。對(duì)待開發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)的定義；
    （3）軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和程序設(shè)計(jì)人員給出軟件的結(jié)構(gòu)、模塊的劃分、功能的分配以及處理流程；
    （4）軟件實(shí)現(xiàn)。把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的程序代碼。即完成源程序的編碼，編寫用戶手冊(cè)、操作手冊(cè)等面向用戶的文檔，編寫單元測(cè)試計(jì)劃；
    （5）軟件測(cè)試。在設(shè)計(jì)測(cè)試用例的基礎(chǔ)上，檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成部分，編寫測(cè)試分析報(bào)告；
    （6）運(yùn)行和維護(hù)。將已交付的軟件投入運(yùn)行，并在運(yùn)行使用中不斷地維護(hù)，根據(jù)新提出的需求進(jìn)行必要且可能的擴(kuò)充和刪改。
    4．軟件工程的目標(biāo)與原則
    1）軟件工程的目標(biāo)
    軟件工程的目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的情況下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。
    軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)：
    付出較低的開發(fā)成本
    達(dá)到要求的軟件功能
    取得較好的軟件性能
    開發(fā)的軟件易于移植
    需要較低的維護(hù)費(fèi)用
    能按時(shí)完成開發(fā)，及時(shí)交付使用
    軟件工程的理論和技術(shù)性研究的內(nèi)容包括：軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工程管理。
    （1）軟件開發(fā)技術(shù)
    軟件開發(fā)方法學(xué)、開發(fā)過程、開發(fā)工具和軟件工程環(huán)境，其主體內(nèi)容是軟件開發(fā)方法學(xué)。軟件開發(fā)方法學(xué)是根據(jù)不同的軟件類型，按不同的觀點(diǎn)和原則，對(duì)軟件開發(fā)中應(yīng)遵循的策略、原則、步驟和必須產(chǎn)生的文檔資料都做出規(guī)定，從而使軟件開發(fā)能夠進(jìn)入規(guī)范化和工程化的階段。
    （2）軟件工程管理
    軟件工程管理：軟件管理學(xué)、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、軟件心理學(xué)等內(nèi)容。
    軟件工程管理學(xué)包括：人員組織、進(jìn)度安排、質(zhì)量保證、配置管理、項(xiàng)目計(jì)劃等。
    軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)：是研究軟件開發(fā)中成本的估算、成本效益分析的方法和技術(shù)，用經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本原理事研究軟件工程開發(fā)中的經(jīng)濟(jì)效益問題。
    軟件心理學(xué)：從個(gè)體心理、人類行為、組織行為和企業(yè)文化等角度來研究軟件管理和軟件工程。
    2）軟件工程的原則
    （1）抽象。抽取事物取基本的特征和行為，忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié)。采用分層次抽象，自頂向下，逐層細(xì)化的辦法控制軟件開發(fā)過程的復(fù)雜性；
    （2）信息隱蔽。采用封裝技術(shù)，將程序模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來，使模塊接口盡量簡(jiǎn)單；
    （3）模塊化。模塊是程序中相對(duì)獨(dú)立的成分，一個(gè)獨(dú)立的編程單位，應(yīng)有良好的接口定義。塊太大會(huì)使模塊內(nèi)部過渡復(fù)雜，不利于對(duì)模塊的理解和修改，也不利于模塊的調(diào)試和重用；模塊太小會(huì)使程序結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，難于控制；
    （4）局部化。在同一個(gè)物理模塊中集中邏輯上相互關(guān)聯(lián)的計(jì)算資源，保證模塊間具有松散的耦合關(guān)系，模塊內(nèi)部有較強(qiáng)的內(nèi)聚性；
    （5）確定性。所有的概念表達(dá)應(yīng)是確定的、無歧義且規(guī)范。
    （6）一致性。包括程序、數(shù)據(jù)和文檔的整個(gè)軟件系統(tǒng)的各模塊應(yīng)使用已知的概念、符號(hào)和術(shù)語；程序內(nèi)外部接口保持一致，系統(tǒng)規(guī)格說明與系統(tǒng)行為應(yīng)保持一致；
    （7）完備性。軟件系統(tǒng)不丟失任何重要成份，完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需要的功能；
    （8）可驗(yàn)證性。開發(fā)大型軟件系統(tǒng)需要對(duì)系統(tǒng)自頂向下，逐層分解。
    5．軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境
    1）軟件開發(fā)工具
    早期的軟件開發(fā)，最早使用的是單一的程序設(shè)計(jì)語言，沒有相應(yīng)的開發(fā)工具，效率很低，隨著軟件開發(fā)工具的發(fā)展，提供了自動(dòng)的或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境，為軟件開發(fā)提供了良好的環(huán)境。
    2）軟件開發(fā)環(huán)境
    軟件開發(fā)環(huán)境或稱軟件工程環(huán)境是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具集合。
    計(jì)算機(jī)輔助軟件工程將各種軟件工具、開發(fā)機(jī)器和一個(gè)存放開發(fā)過程信息的中心數(shù)據(jù)庫(kù)組成起來，形成軟件工程環(huán)境。