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软件工程基础 9.1 软件及软件工程 1、软件的概念 软件包括程序、数据及其相关文档的完整集合。 程序 是完成特定功能和满足性能要求的指令序列。 数据 是程序执行允许的基础和操作的对象。 文档 是与程序开发、维护和使用有关的图文材料。 特点：复杂性、不可见性与不断变化性 2、软件危机 软件危机是指在计算机软件的开发、使用与维护过程中所遇到的一系列严重问题和难题；这些问题和难题不仅仅存在于不能正常运行的软件中，几乎所有的软件都不同程度的存在这些问题。 软件危机的表现 1）软件开发成本和维护成本常常高出预算。 2）软件开发进度远远长于计划进度。 3）软件开发设计完成并交付使用运行后，却发现并不能满足或实现用户的实际需求。 4）软件产品的质量不能保证，用户在使用过程中经常出现问题和故障。 5）没有完整的软件技术文档资料，使软件的运行维护面临重重困难。 6）软件开发生产速度和效率的提高远远不及用户对软件发展的需求。 软件危机的典型事例 系统第一次交付运行后，华盛顿邮报称：该系统并不称职，却花费了双倍于预期的费用，而且必须尽快有新系统来代替他。 典型问题 90年代，IBM公司负责开发的“OS/360系统” 包括4000个模块 约100万条指令 花费了5000人年的工程量 经费达数千万美元 结果却失败了 典型问题 1996年6月，美国Ariane 5火箭在升空37秒后爆炸；直接损失70亿美元 原因是浮点数转换为整数时，发生溢出而程序系统没有做相应的异常处理 1991年海湾战争时，因程序的累加计时器设计错误，导致一枚导弹误伤了在沙特地区的28名美国士兵性命的事故 典型问题 2003年8月12日爆发的“冲击波”病毒，瞬间导致全球范围内数以亿计的计算机中毒 全球有40万台主机被感染；全国有几十万台计算机被感染；直接损失为几十亿美元 追究其根本原因，病毒中有一段文字最能说明问题：“比尔·盖茨，你为什么要暴露这样的漏洞？别光顾着挣钱了，好好收拾你的软件吧。” 之后，微软逐步加快了系统漏洞检测和补丁发布的速度 问题的原因归结为软件危机 出现问题的根本原因统一归结为“软件危机” 以上是软件危机的典型事例 这样的问题举不胜举 “软件危机”表现在软件应用的许多方面 解决软件危机的途径 从观念上端正认识 从技术上建立规范 从组织上完善管理 从技术和管理上解决的途径 借鉴成熟的工程思想；把工程领域中行之有效的工程学知识运用到软件开发工作中来 即将“工程化”思想导入软件的开发生产 “工程化”的基本思想就是用工程、科学和数学的原则和方法，来开发、维护计算机软件的有关技术和管理软件开发的组织活动 于是，开创了计算机科学技术的一个新的研究领域 3、软件工程的意义 1）软件工程的定义 国标GB/T11457—1995》中关于软件工程术语的定义是：软件工程是软件开发、运行、维护和引退的系统方法 软件工程的经典定义(1993年，IEEE提出)： 1- 把系统的、规范的、可度量的途径应用于软件开发、运行和维护的过程，也就是把工程化应用于软件中 2- 研究1-中提到的途径 2）软件工程的研究内容 软件工程的主要研究内容包括软件开发技术和软件工程管理 软件开发技术包含了软件开发方法、软件工具和软件过程 软件工程管理包含了软件工程经济和软件生产的组织管理 软件开发技术的研究 软件开发技术的研究包括 软件工程的方法 软件开发的工具 软件开发的过程 软件工程的三要素 软件工程三要素 软件工程中的过程是由为最终实现软件开发的总任务而进行的阶段划分，以及各阶段工作目标，共同组成的工作框架 软件工程中的方法是完成软件开发各阶段中各项工作任务的技术手段 软件工程使用的工具是为方法的运用而提供的支持软件的开发、管理和文档生成的支撑环境 9.2 软件生命周期 9.2 软件生命周期 软件开发生产的全过程又被称为“软件生命周期”。 “软件生命周期”是软件工程理论中最重要的概念 “软件生命周期”由三个时期组成 软件定义时期 软件开发时期 软件维护时期 并进一步划分为八个阶段 1-问题定义 该阶段是软件生存其中最短的阶段 确定系统的目标、规模和基本任务 对系统用户和使用单位进行调查，建立“问题定义报告” 2-可行性分析 对问题定义阶段确定的系统目标进行全面的分析，具体地确定工程的规模，并估计系统的成本和效益，确定问题是否具有可行性，决定系统是否需要开发的结论 经济可行性：确定系统的硬件资源和软件资源的需求规格，估算软件开发成本，分析系统的经济效益是否能超过它的总成本以及市场的需求情况 技术可行性：分析现有的技术能否实现系统目标 形成可行性分析报告；解决做不做的问题 3-需求分析 分析、整理、提炼用户的需求，定义软件的功能 建立完整的用户需求分析模型 模型是用专门技术手段记