软件工程5(软件工程方法)

1、软件工程软件工程主讲：陈利平主讲：陈利平计算机与信息科学学院计算机与信息科学学院20152015 一、主要内容一、主要内容 讲述软件工程方法的基本概念。讲述软件工程方法的基本概念。 二、目的与要求二、目的与要求 了解软件工程的基本方法，理解软件工程三了解软件工程的基本方法，理解软件工程三个基本要素及面向对象方法的基本概念。个基本要素及面向对象方法的基本概念。 三、重点与难点三、重点与难点 软件工程的三个基本要素和面向对象方法的软件工程的三个基本要素和面向对象方法的基本概念。基本概念。概述：概述：思考：思考： 提问：提问： 1)1) 软件工程的三个基本要素是什么？软件工程的三个基本要素是什么？

2、2) 2) 什么是面向对象？什么是面向对象？2.1 2.1 软件工程方法概述软件工程方法概述1 1）概念）概念软件工程包含软件工程包含技术技术和和管理管理两方面的内容，是技两方面的内容，是技术和管理紧密结合所形成的工程学科。术和管理紧密结合所形成的工程学科。通常将软件开发全过程中使用的一整套技术方通常将软件开发全过程中使用的一整套技术方法的集合称为法的集合称为方法学方法学(methedology)(methedology)，也称为，也称为范范型型(paradigm)(paradigm)。目前使用最广泛的软件工程方法学：目前使用最广泛的软件工程方法学：传统方法传统方法（结构化方法）（结构化方法）

3、，面向对象方法面向对象方法。2 2）三要素：）三要素： 软件工程以关注软件质量软件工程以关注软件质量 为目标，包括过程、方法为目标，包括过程、方法 和工具三个要素。和工具三个要素。2 2）三要素：）三要素：软件工程软件工程方法方法为软件开发提供了为软件开发提供了 “ “如何做如何做” ” 的的技术技术; ;软件软件工具工具为软件工程方法提供了自动的或半自为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境动的软件支撑环境; ;过程过程是为了获得高质量的软件所需要完成的一是为了获得高质量的软件所需要完成的一系列任务框架，它规定了完成各项任务的工作系列任务框架，它规定了完成各项任务的工作步骤。步骤。3

4、 3）结构化方法）结构化方法 也称为也称为生命周期方法学生命周期方法学或或结构化范型结构化范型。将软件生命。将软件生命周期的全过程依次划分为若干个阶段，采用结构周期的全过程依次划分为若干个阶段，采用结构化技术来完成每个阶段的任务。化技术来完成每个阶段的任务。(1) (1) 是现有的软件开发方法中最成熟，应用最广泛是现有的软件开发方法中最成熟，应用最广泛的方法，主要特点是快速、自然和方便。的方法，主要特点是快速、自然和方便。 (2) (2) 结构化方法总的指导思想自顶向下、逐步求精结构化方法总的指导思想自顶向下、逐步求精。它的基本原则是功能的分解与抽象。它的基本原则是功能的分解与抽象。3 3）结

5、构化方法）结构化方法结构化开发方法的组成结构化开发方法的组成 (1) 20(1) 20世纪世纪7070年代初年代初 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 （Structured Structured ProgramProgram，SPSP） (2) 20(2) 20世纪世纪7070年代中年代中 结构化设计方法（结构化设计方法（Structured Structured DesignDesign，SDSD） (3) 20(3) 20世纪世纪7070年代末年代末 结构化分析方法结构化分析方法 （Structured Structured AnalysisAnalysis，SASA） SASA，SD

6、SD，SP SP 法相互衔接，形成了一整套开发方法。法相互衔接，形成了一整套开发方法。3 3）结构化方法）结构化方法 工作模型工作模型 瀑布模型（瀑布模型（Waterfall ModelWaterfall Model） 瀑布模型是开发软件产品的一个行之有效的工程模型瀑布模型是开发软件产品的一个行之有效的工程模型。开发开发时期时期运行运行时期时期计划计划时期时期( (目标与范围说明书目标与范围说明书) )( (可行性论证报告可行性论证报告) )( (维护报告维护报告) )( (测试报告测试报告) )( (程序程序) )( (设计文档设计文档) )( (需求说明书需求说明书) )4 4）面向对象方

7、法）面向对象方法面向对象方法面向对象方法(OOSD(Object-Oriented (OOSD(Object-Oriented Software Development)Software Development)是是8080年代推出的一年代推出的一种全新的软件开发方法。非常实用而强种全新的软件开发方法。非常实用而强有力，被誉为有力，被誉为9090年代软件的核心技术之年代软件的核心技术之一。一。4 4）面向对象方法）面向对象方法基本思想是基本思想是：对问题领域进行自然的分割：对问题领域进行自然的分割，以更接近人类通常思维的方式建立问题，以更接近人类通常思维的方式建立问题领域的模型，以便对客观的信

8、息实体进行领域的模型，以便对客观的信息实体进行结构和行为的模拟，从而使设计的软件更结构和行为的模拟，从而使设计的软件更直接地表现问题的求解过程。面向对象的直接地表现问题的求解过程。面向对象的开发方法以对象作为最基本的元素，是分开发方法以对象作为最基本的元素，是分析和解决问题的核心。析和解决问题的核心。4 4）面向对象方法）面向对象方法面向对象方法由三部分组成：面向对象方法由三部分组成：(1) OOA(Object-Oriented Analysis)(1) OOA(Object-Oriented Analysis)面向对面向对象的分析象的分析(2) OOD(Object-Oriented De

9、sign)(2) OOD(Object-Oriented Design)面向对象面向对象的设计的设计(3) OOP (Object-Oriented Program)(3) OOP (Object-Oriented Program)面向对面向对象的程序设计象的程序设计4 4）面向对象方法）面向对象方法OOA强调的是对一个系统中的对象特征和行强调的是对一个系统中的对象特征和行为的定义。建立系统的三类模型。为的定义。建立系统的三类模型。OOD与与OOAOOA密切配合顺序实现对现实世界的密切配合顺序实现对现实世界的进一步建模。进一步建模。OOP是面向对象的技术中发展最快的，使用是面向对象的技术中发展

10、最快的，使用面向对象的程序设计语言，进行编码。面向对象的程序设计语言，进行编码。4 4）面向对象方法）面向对象方法工作模型工作模型喷泉模型喷泉模型该模型是由该模型是由B.H.SollersB.H.Sollers和和J.M.EdwardsJ.M.Edwards于于19901990年提出年提出的一种新的开发模型。它的一种新的开发模型。它克服了瀑布模型不支持软克服了瀑布模型不支持软件重用和多项开发活动集件重用和多项开发活动集成的局限性，喷泉模型使成的局限性，喷泉模型使开发过程具有迭代性和无开发过程具有迭代性和无间隙性。间隙性。 分分 析析系统系统 设计设计软件软件 设计设计实实 现现喷泉模型喷泉模型

11、4 4）面向对象方法）面向对象方法面向对象方法概念：面向对象方法概念：(1) (1) 面向对象模型更接近于面向对象模型更接近于问题域问题域以问题域中的对象为基础建模以问题域中的对象为基础建模以对象、属性和操作对问题进行建模以对象、属性和操作对问题进行建模(2) (2) 反复细化高层模型反复细化高层模型直到可以实现的程度直到可以实现的程度努力避免在开发过程中出现大的概念跳变努力避免在开发过程中出现大的概念跳变(3) (3) 将模型组织成对象的集合将模型组织成对象的集合真实世界中的具体事物真实世界中的具体事物 驾驶执照、信用卡、飞机等驾驶执照、信用卡、飞机等逻辑概念逻辑概念 操作系统中的分时策略、

12、军事训练中的冲突操作系统中的分时策略、军事训练中的冲突解决规则等解决规则等 4 4）面向对象方法）面向对象方法(4) (4) 将所有信息封装在对象中将所有信息封装在对象中数据表示对象的特征，即对象属性数据表示对象的特征，即对象属性功能（或行为）表示对象可以做什么，即功能（或行为）表示对象可以做什么，即对象操作对象操作“面向对象方法面向对象方法”是是一种基于对真实世界中的概念进行抽象而一种基于对真实世界中的概念进行抽象而思考问题的方法思考问题的方法4 4）面向对象方法）面向对象方法4) 4) 面向对象方法面向对象方法 “面向对象方法面向对象方法”不是不是使用面向对象编程语言（使用面向对象编程语言

13、（C+, Eiffel, C+, Eiffel, SmalltalkSmalltalk）使用面向对象的符号进行设计使用面向对象的符号进行设计OO is not the answer to all your problems.OO is not the answer to all your problems. 4) 4) 面向对象方法面向对象方法 面向对象的方法的代表性成果有：面向对象的方法的代表性成果有： B.HendersonB.Henderson-sellers -sellers 和和 J.m.EdwardsJ.m.Edwards提出的面向对象提出的面向对象软件生存期喷泉模型及面向对象的系

14、统开发方法。软件生存期喷泉模型及面向对象的系统开发方法。 G.BoochG.Booch提出的面向对象的开发方法。提出的面向对象的开发方法。 P.CoadP.Coad和和E.YourdE.Yourd提出的提出的OOAOOA和和OODOOD法。法。 J. J. RumbaughRumbaugh等人提出的对象建模技术等人提出的对象建模技术(OMT)(OMT)。 Jacobson Jacobson 提出的面向对象的软件工程提出的面向对象的软件工程(OOSE)(OOSE)。 G.boochG.booch J.RumboughJ.Rumbough Jacobson Jacobson等人在等人在BoochBooch方法、方法、OMTOMT和和OOSEOOSE的基础上推出了统一建模语言的基础上推出了统一建模语言UMLUML。5 5）形式化方法）形式化方法形式化方法是一种基于形式化数学变换形式化方法是一种基于形式化数学变换的软件开发方法，它可将系统的规格说的软件开发方法，它可将系统的规格说明转换为可执行的程序。明转换为可执行的程序。该过程的具体描述如图所示。该过程的具体描述如图所示。 l形式化方法的主要特点形式化方法的主要特点(1) (1) 软件需求规格说明被细化为用数学记