01、软件工程概述

1、软件工程模型与方法Models & Methods of Software Engineering第一章 软件工程概述修佳鹏 2009 BUPT TSEG本章内容容1.1计计算机机软件1.2软软件的的发展和和软件危危机1.3软软件工工程1.4通通信软软件工程程1.5软软件工工程知识识体系2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1计计算机机软件本节内容容1.1.1软软件的定定义1.1.2软软件的特特点1.1.3软软件的分分类2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.1软软件的定定义软件是程程序的完完善和发发展，是是经过严严格的正正确性检检验和

2、实实际试用用，并具具有相对对稳定的的文本和和完整的的文档资资料的程程序。Wirth中指指出：在结构化化程序设设计：程程序算算法数数据结构构在软件工工程中：软件程序文档。IEEE定义：软件是是计算机机程序、规程以以及运行行计算机机系统所所需要的的文档和和数据。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.1软软件的定定义另一种对对软件的的公认解解释是：软件是是包括程程序、数数据及其其相关文文档的完完整集合合。程序是按照事事先设计计的功能能和性能能要求执执行的指指令序列列；数据是使程序序能正常常操纵信信息的数数据结构构；文档是与程序序开发、维护和和使用有有关的图图文材料料。

3、2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.2软软件的特特点（1）软软件是一一种逻辑辑实体，具有抽抽象性。（2）软软件的开开发过程程中没有有明显的的制造过过程。（3）软软件在运运行和使使用期间间，没有有硬件那那样的机机械磨损损和老化化问题，但存在在软件退退化问题题 。（4）软软件的开开发和运运行常常常受到计计算机系系统的约约束和限限制，不不同程度度地依赖赖计算机机硬件。（5）软软件的开开发至今今未完全全摆脱手手工艺的的开发方方式，大大部分软软件还是是定制的的，很难难通过组组装方式式完成软软件开发发。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.

4、2软软件的特特点（6）软软件是复复杂的。实际需求求的复杂杂性程序逻辑辑的复杂杂性（7）软软件研制制成本相相当高，在计算算机系统统中软件件成本比比例逐步步增加。（8）软软件投入入运行时时还涉及及到许多多社会因因素。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.3软软件的分分类根据软件件服务对对象的范范围不同同：通用软件件：操作作系统、数据库库等；定制软件件：企业业ERP、卫星星控制系系统等；根据软件件完成功功能所处处的层次次不同：系统软件件中间件软软件应用软件件2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.3软软件的分分类系统软件件：指能能与计算算

5、机硬件件紧密配配合在一一起，使使计算机机系统各各个部件件、相关关的软件件和数据据协调、高效地地工作的的软件。操作系统统设备驱动动程序通信处理理程序2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.3软软件的分分类中间件屏屏蔽了底底层操作作系统的的复杂性性，使程程序开发发人员面面对一个个简单而而统一的的开发环环境，将将注意力力集中在在自己的的业务上上，不必必再为程程序的移移植而重重复工作作，从而而大大减减少了技技术上的的负担。中间件软软件：为为了解决决分布异异构系统统的集成成问题而而开发的的软件，是处于于操作系系统软件件与用户户的应用用软件的的中间的的通用服服务，具具有标准准

6、的接口口和协议议。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.3软软件的分分类中间件的的种类包包括：消息中间间件数据访问问中间件件应用服务务器对象中间间件交易中间间件安全中间间件2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.3软软件的分分类中间件的的十大优优越性：(1)缩缩短应应用的开开发周期期(2)节节约应用用的开发发成本(3)减减少系统统初期的的建设成成本(4)降降低应用用开发的的失败率率(5)保保护已有有的投资资(6)简简化应用用集成(7)减减少维护护费用(8)提提高应用用的开发发质量(9)保保证技术术进步的的连续性性(10)增强应应用的

7、生生命力2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.3软软件的分分类应用软件件：在特特定领域域内开发发，为特特定目的的服务的的一类软软件。商业数据据处理软软件工程与科科学计算算软件计算机辅辅助设计计制造造软件系统仿真真软件智能产品品嵌入软软件医疗、制制药软件件事务管理理、办公公自动化化软件计算机辅辅助教学学软件计算机网网络软件件2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.3软软件的分分类按照软件件的规模模：类别参加人员数开发周期产品规模（LOC）微型114周0.5k小型116月1k2k中型2512年5k50k大型52023年50k100k甚大

8、型100100045年1M(=1000k)极大型20005000510年1M10M2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.1.3软软件的分分类按软件工工作方式式不同：实时处理理软件分时软件件交互式软软件批处理软软件按照支撑撑应用开开发的工工具类型型可以将将其划分分为：支持软件件开发过过程的工工具支持软件件维护过过程的工工具支持软件件管理过过程和支支持过程程的工具具2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.2软软件的的发展和和软件危危机本节内容容1.2.1软软件发展展阶段1.2.2软软件危机机1.2.3软软件危机机的解决决途径2009BUPT T

9、SEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.2.1软软件发展展阶段程序设计计阶段：20世世纪50至60年代程序系统统阶段：20世世纪60至70年代软件工程程阶段：20世世纪70至90年代现代软件件工程阶阶段：20世世纪90年代至至今2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.2.1软软件发展展阶段阶段程序设计程序系统（现代）软件工程特点软件所指程序程序及说明书程序、文档和数据程序设计语言汇编及机器语言高级语言软件语言软件工作范围程序编写包括设计和测试软件生存期需求者程序设计本人少数用户市场用户开发软件的组织个人开发小组开发小组及大中型软件开发机构软件规模小型中小型大中小

10、型决定质量的因素个人程序技术小组技术水平管理水平开发技术和手段子程序/程序库结构化程序设计数据库、开发工具、开发环境、工程化开发方法、标准和规范、网络及分布式开发、面向对象技术、软件复用维护责任者程序设计者开发小组专职维护人员硬件特征价格高/存储容量小工作可靠性差降价、速度、容量及工作可靠性明显提高向超高速、大容量、微型化及网络化发展软件特征完全不受重视软件技术的发展不能满足需求，出现软件危机开发技术有进步，但未获突破性进展，价高，未完全摆脱软件危机2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.2.2软软件危机机20世纪纪60年年代后，随着计计算机软软件应用用领域增增多，软

11、软件规模模不断扩扩大，软软件系统统功能多多，逻辑辑复杂，不断扩扩充，从从而导致致许多系系统开发发出现了了不良的的后果：系统存在在大量错错误，可可用性和和可靠性性差；系统无法法增加新新功能，难于维维护；系统无法法按照计计划时间间完成；最严重的的彻底失失败。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心软件危机机举例20世纪纪60年年代IBM公司司开发的的（OS/360）系系统就是是一个很很好的例例子。该系统由由4000多个个模块组组成，约约100万条指指令，人人工为5000人年（一个人人年为一一个人工工作一年年的工作作量），耗费达达数亿美美元。该该系统投投入运行行后发现现了200

12、0多多个错误误，发布布过19个版本本，而以以后每个个版本的的更新均均有1000多多个大大大小小的的错误存存在。系系统开发发陷入了了僵局。OS/360系系统的负负责人F.D.Brooms曾曾这样形形象地描描述了开开发过程程中的困困难和混混乱：“像像一头巨巨兽在泥泥潭中作作垂死挣挣扎，挣挣扎得越越猛，泥泥浆就沾沾得越多多，最后后没有一一个野兽兽能逃脱脱淹没在在泥潭中中的命运运程程序设计计就像是是这样一一个泥潭潭一一批批程程序员在在泥潭中中挣扎没人人料到问问题竟会会这样棘棘手”。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.2.2软软件危机机所谓软件件危机（SoftwareCri

13、sis）就是是计算机机软件在在开发和和维护过过程中所所遇到的的一系列列严重问问题，具具体表现现在：软件开发发成本难难以估算算，无法法制定合合理的开开发计划划；用户的需需求无法法确切表表达；软件质量量存在问问题；软件的可可维护性性差；缺乏文档档资料；软件成本本难以控控制；2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.2.3软软件危机机的解决决途径产生软件件危机的的原因：软件系统统本身的的复杂性性；软件开发发的方法法和技术术不合理理；程序设计计方法学学讨论程序序的性质质、程序序设计的的理论和和方法软件工程程方法运用工程程化原则则和方法法组织软软件开发发工作1968年提出出200

14、9BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3软软件工工程本节内容容1.3.1软软件工程程定义1.3.2软软件工程程要素1.3.3软软件工程程的目标标和原则则1.3.4软软件工程程基本原原理2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3.1软软件工程程定义1968年10月，FritzBauer首次次提出了了“软件件工程”的概念念：软件件工程是是为了经经济地获获得能够够在实际际机器上上高效运运行的可可靠软件件而建立立和使用用的一系系列好的的工程化原则。Boehm为软软件工程程下的定定义：运运用现代代科学技技术知识识来设计计并构造造计算机机程序及及为开发发、运

15、行行和维护护这些程程序所必必需的相相关文件件资料。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3.1软软件工程程定义Fairley认为：软件工工程学是是为在成成本限额额以内按按时完成成开发和和修改软软件产品品所需的的系统生生产和维维护的技技术和管管理的学学科。IEEE计算机机学会将将“软件件工程”定义为为：应应用系统化的的、规范范化的、定量的方法来来开发、运行和和维护软软件，即即：将工工程应用用到软件件；对对中各各种方法法的研究究。从以上定定义可以以看出，软件工工程的含含义：（1）工工程概念念在软件件领域里里的一个个特定应应用（2）软软件工程程涉及软软件产品品的所有有环节

16、2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3.2软软件工程程要素软件工程程包括三三个要素素：方法法、工具具和过程程。方法：提提供了“如何做做”的技技术；工具：提提供了自自动的或或半自动动的软件件支撑环环境；过程：将将软件工工程的方方法和工工具综合合起来以以达到合合理、及及时地进进行计算算机软件件开发的的目的；2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3.3软软件工程程的目标标和原则则软件工程程的目标标可概括括为：生生产具有有正确性性、可用用性以及及开销适适宜的软软件产品品。正确性指指软件产产品达到到预期功功能的程程度。可用性指指软件基基本结构构、

17、实现现及文档档为用户户可用的的程度。开销合宜宜是指软软件开发发、运行行的整个个开销满满足用户户要求的的程度。软件工程程的最终终目的是是摆脱手手工生产产软件的的状况，逐步实实现软件件研制和和维护的的自动化化。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3.3软软件工程程的目标标和原则则软件工程程研究内内容：软件开发发技术：根据不同同的软件件类型，按不同同的观点点和原则则，对软软件开发发中应遵遵循的策策略、原原则、步步骤和必必须产生生的文档档资料等等作出规规定，从从而使软软件的开开发能够够进入规规范化和和工程化化的阶段段，以克克服早期期的手工工作坊生生产中的的随意性性和非规规

18、范性做做法。包括：软软件开发发方法学学、开发发过程模模型、开开发工具具、软件件工程环环境软件工程程管理软件按工工程化生生产时的的重要环环节，它它要求按按照预先先制定的的计划、进度和和预算执执行，以以实现预预期的经经济效益益和社会会效益。包括：软软件管理理学、软软件工程程经济学学、软件件心理学学等内容容2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3.3软软件工程程的目标标和原则则使用软件件工程开开发软件件系统的的过程中中，要坚坚持四项项基本原原则：选取适宜宜的开发发模型；采用合适适的设计计方法；提供高质质量的工工程支持持 ；重视开发发过程的的管理；2009BUPT TSEG

19、北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3.4软软件工程程基本原原理八条一般般原理：（1）抽抽象（2）信信息隐藏藏（3）模模块化（4）局局部化（5）确确定性（6）一一致性（7）完完备性（8）可可验证性性2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.3.4软软件工程程基本原原理七条基本本原理（1）用用分阶段段的生命命周期计计划严格格管理（2）坚坚持进行行阶段评评审（3）实实行严格格的产品品控制（4）采采用现代代程序设设计技术术（5）结结果应能能清楚地地审查（6）开开发小组组的人员员应少而而精（7）承承认不断断改进软软件工程程实践的的必要性性2009BUPT TSEG北京邮电电

20、大学通通信软软件工程程中心1.4通通信软软件工程程本节内容容1.4.1通通信系统统1.4.2通通信软件件1.4.3通通信软件件工程2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.4.1通通信系统统通信系统统基本组组成2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.4.1通通信系统统通信网：众多点点对点通通信系统统通过交交换系统统按一定定拓扑结结构组合合在一起起就构成成了通信信网。通信网的的组成：硬件：用户终端端设备、传输设设备、交交换设备备软件：通信网为为能很好好地完成成信息的的传递和和交换所所必需的的一整套套协议、标准，包括网网络结构构、信令令方式、协议和

21、和接口、网络管管理、技技术体制制标准等等2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.4.1通通信系统统通信网系系统基本本功能： 基本本的传输输和交换换功能。 业务务控制功功能。 网络络管理功功能。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.4.2通通信软件件凡是用来来实现两两个或多多个实体体（计算算机、电电信终端端、交换换设备等等）之间间相互通通信的软软件都可可称为通通信软件件。电信软件件：电话话交换软软件、移移动通信信软件、智能网网软件等等 ；计算机网网络软件件：网络络协议软软件、网网络应用用软件；2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软

22、件工程程中心1.4.2通通信软件件电信软件件类型2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心1.4.2通通信软件件 基本本呼叫处处理软件件：负责责呼叫接接续和呼呼叫状态态转移的的处理。 业务务独立逻逻辑处理理模块：将交换换机侧相相同的处处理功能能抽象封封装而成成，如智智能网。 资源源管理：为业务务控制软软件提供供资源控控制和管管理功能能。 业务务控制：在通通信网业业务能力力基础上上提供业业务的生生成、配配置、接接入、管管理等功功能。 客户户服务：客户户关系管管理系统统（CRM：CustomerRelationshipManagement），包括括业务开开通、业业务保障障、业务务计量； 产品品开发与与管理2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心电信软件件分类：OSS（Operation SupportSystem，运运行支撑撑系统），包包括(1)(4)BSS（BusinessSupportSystem，经营支支撑系统统 ），包括(5),(6)电信业内内将BSS和OSS结结合起来来统称为为BOSS（BusinessandOperation SupportSystem，运营营支撑系系统）。2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心某电信运运营商系系统规划划实例2009BUPT TSEG北京邮电电大学通通信软软件工程程中心