软件工程基本原理教材
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软件工程专业书籍
1.《软件工程导论》(原书第十版)。
该书从软件工程的历史、概念、原则及方法等方面进行了介绍,包括
软件开发流程、软件需求分析、软件设计、程序测试、项目管理等内容。
2.《软件工程——现代方法》(第四版)。
该书介绍了软件工程及其发展的背景、概念、过程、方法和工具,并
重点阐述了面向对象分析与设计、软件构建和软件测试等方面的内容。
3.《软件工程——分析与设计》(第二版)。
该书从需求分析、系统建模、面向对象设计、软件设计模式等方面介
绍了软件工程的理论和实践方法,同时也讲述了如何将面向对象的程序设
计思想应用于软件开发过程中。
4.《软件构造》(第二版)。
该书是针对软件构造领域的一本经典教材,介绍了如何进行软件测试、代码重构、软件配置管理、软件过程改进等方面的工作。
5.《软件工程——实践者的研究方法》(第七版)。
该书通过案例形式介绍了软件工程实践者在软件开发过程中的研究方法,包括实验方法、质量评估和度量、面向用户的软件开发和项目管理等
方面。
6.《软件工程管理》(第六版)。
该书介绍了软件工程项目的管理方法,包括需求管理、配置管理、业务规划、风险管理、项目人员管理和项目质量管理等方面。
同时,也详细讲述了敏捷软件开发和迭代式软件开发过程中的管理策略。
7.《代码大全》(第二版)。
该书是一本关于软件代码质量的经典著作,介绍了如何编写高质量的代码、如何优化代码性能和可读性等方面的技巧。
适合软件开发人员、软件工程师和软件项目经理阅读。
《软件工程》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称:软件工程英文名称:SoftwareEngineering课程编码:U223C课程类别:专业主干课总学时:48学时(含实验IO学时)总学分:3适用专业:计算机科学与技术/网络工程方向先修课程:高级语言程序设计,数据库设计原理,数据结构开课系部:计算机科学与技术系二、课程的性质和任务《软件工程》是计算机科学与技术专业本科生的一门专业主干课程。
它是一门指导计算机软件系统开发和维护的工程学科,也是计算机科学与技术领域的一个重要学科。
软件工程学是用以指导软件人员进行软件的开发、维护和管理的科学,通过本课程的学习,使学生掌握软件工程的基本概念、基本原理、实用的开发方法和技术,了解软件工程各领域的发展动向;开发软件项目的工程化的方法及在开发过程中应遵循的流程、准则、标准和规范等。
使学生掌握开发高质量软件的方法,以及有效地策划和管理软件开发活动,为今后从事软件开发和应用打下良好的基础。
通过本课程的学习,培养学生对软件开发能力和项目管理能力。
三、课程教学基本要求(一)理论教学内容和基本要求第1章软件工程概述了解软件工程的产生和发展、软件危机的原因,知道如何消除软件危机。
明白软件工程的基本概念,知道软件工程中包含的领域范围重点:软件危机的产生和消除方法第2章软件过程软件与软件生命周期任务,软件开发过程中的基本开发模型,软件开发工具与软件开发环境。
掌握软件生存期模型,软件开发模型方法介绍。
重点:软件与软件生存期,软件开发过程模型难点:软件开发过程模型第3章结构化分析掌握软件需求获取的方法、软件需求工程的任务、软件需求的原则、主要的需求分析方法;需求工程的基本活动、需求的有效性验证、需求变动管理、需求规格说明;建立结构化分析的三种模型;三种模型对应的描述方法:E-R图,数据流图,状态图。
掌握分层数据流图、数据词典和加工逻辑说明的基本构造方法。
重点:软件需求获取方法、结构化分析方法、分析建模方法难点:结构化分析建模方法第4章结构化设计理解软件结构化分析与结构化设计的映射关系,软件设计的基本原理。
软件工程的基本原理和理论软件工程是一门涉及软件开发、运行和维护的学科,它旨在通过系统化的方法和工具,提高软件的质量,保证软件项目的成功实施。
软件工程的基本原理和理论是软件工程师必备的知识体系,以下是软件工程的基本原理和理论的介绍。
一、软件生命周期管理软件生命周期是指从软件项目的规划、需求分析、设计、编码、测试到运行和维护的整个过程。
软件生命周期管理是软件工程实践的基础,它通过阶段划分、活动规划和质量保证等手段,确保软件项目按时交付、质量可控。
二、需求工程需求工程是软件工程的第一步,它涉及对用户需求的收集、分析、规范和管理。
在需求工程中,软件工程师需要与客户密切合作,确保设计和实现的软件系统能够满足用户的需求。
三、软件设计原理软件设计是指将需求转化为可执行的软件系统的过程,软件设计原理是指在设计过程中需要遵循的基本原则和规范。
软件设计原理包括模块化、高内聚低耦合、迪米特法则等,这些原理帮助软件工程师设计出结构清晰、易于维护的软件系统。
四、编码与测试编码是将软件设计转化为可执行代码的过程,测试是验证代码是否符合需求和设计的过程。
在编码和测试阶段,软件工程师需要熟悉编程语言、掌握良好的编码风格,同时进行单元测试、集成测试和系统测试等各个层面的测试工作。
五、软件质量保证软件质量保证是软件工程中非常重要的环节,它包括质量规划、质量控制和质量评估等方面。
软件工程师需要通过制定质量计划、进行代码审查、进行性能测试和安全漏洞扫描等手段,确保软件系统的质量符合要求。
六、软件项目管理软件项目管理是指对软件项目进行计划、组织、协调和控制的过程。
软件工程师需要掌握项目管理的基本理论和方法,对资源进行合理分配、制定时间表和风险管理来确保软件项目的成功实施。
七、软件配置管理软件配置管理是对软件开发过程中进行的各种变更进行有效控制的过程。
软件工程师需要使用版本控制工具和配置管理工具,对软件的开发、测试和发布进行管理,确保软件版本的一致性和可追溯性。
软工学习资料推荐软件工程(Software Engineering)是一门研究和应用如何以系统化和规范化的方法去构建、运行、维护和管理软件的学科。
对于软件工程学习者来说,掌握优质的学习资料是非常重要的,它们可以帮助我们深入了解软件工程的理论和实践,提升我们的编程能力和项目管理技巧。
本文将向广大软工学习者推荐一些值得阅读的软工学习资料。
一、软件工程导论1. 《软件工程导论》(Introduction to Software Engineering)- Ian Sommerville这本书是软件工程学习的经典教材,已经成为了许多大学软工专业的教材之一。
作者通过清晰简洁的语言,详细介绍了软件工程的各个方面,包括软件开发过程、需求分析、软件设计、软件测试等。
它不仅适合软件工程专业的学生,也适合其他对软工感兴趣的读者。
2. 《软件工程:实践者的研究方法》(Software Engineering: A Practitioner's Approach)- Roger S. PressmanPressman的这本书是软件工程领域的经典著作之一,对软件开发的整个过程进行了深入的介绍和剖析。
书中包含丰富的案例和实践经验,让读者能够更好地理解软件工程中的实际问题和解决方法。
二、软件需求工程1. 《软件需求工程》(Software Requirements Engineering)- Karl Wiegers、Joy Beatty这本书主要介绍了软件需求工程的理论和实践。
作者通过大量的示例和案例,详细讲解了如何正确地进行需求分析和需求管理,以及如何定义和验证软件需求。
对于从事软件需求工程的工程师和项目经理而言,这本书是一本不可或缺的好资料。
2. 《需求工程:基础》(Requirements Engineering: Fundamentals)- Klaus Pohl、Chris Rupp本书系统地介绍了需求工程的基本概念和方法,帮助读者全面理解需求工程的整个过程。
教学目的:1. 了解软件、软件危机等概念2. 掌握软件工程的定义、原理、目标和原则教学重点:软件工程的定义、原理、目标和原则教学难点:软件工程的目标和原则第一章软件与软件工程1.1 软件(Software)1.1.1 软件与软件的组成程序设计语言三种类型:1.机器语言、汇编语言:依赖于机器,面向机器2.高级语言:独立于机器,面向过程或面向对象3.面向问题语言:独立于机器,非过程式语言(4GL)文档(document)—一种数据媒体和其上所记录的数据。
文档记录软件开发活动和阶段成果,具有永久性,可供人或机器阅读。
文档可用于专业人员和用户之间的通信和交流;软件开发过程的管理;运行阶段的维护。
1. 软件的特点软件是逻辑产品,硬件是物理产品。
特点:(1)软件开发更依赖于开发人员的业务素质、智力、人员的组织、合作和管理。
软件开发、设计几乎都是从头开始,成本和进度很难估计。
(2)软件存在潜伏错误,硬件错误一般能排除。
(3)软件开发成功后,只需对原版进行复制。
(4)软件在使用过程中维护复杂:1)纠错性维护—改正运行期间发现的潜伏错误;2)完善性维护—提高或完善软件的性能;3)适应性维护—修改软件,以适应软硬件环境的变化;4)预防性维护—改进软件未来的可维护性和可靠性。
(5)软件不会磨损和老化。
2. 软件的发展第一阶段——20世纪60年代中期以前,软件开发处于个体化生产状态。
在这一阶段中,软件还没有系统化的开发方法。
目标主要集中在如何提高时空效率上。
第二阶段——从20世纪60年代中期到70年代末期。
软件开发已进入了作坊式生产方式,即出现了“软件车间”。
软件开发开始形成产品。
到20世纪60年代末,“软件危机”变得十分严重。
第三阶段——从20世纪70年代中期到20世纪80年代末期。
软件开发进入了产业化生产,即出现了众多大型的“软件公司”。
在这一阶段,软件开发开始采用了“工程”的方法,软件产品急剧增加,质量也有了很大的提高。
关于软件工程,有几本经典的书籍值得一读:
1. 《代码大全(第二版):软件构建之实践指南》:该书由著名IT畅销书作者史蒂夫·迈克康奈尔(Steve McConnell)所著,几乎每一个程序员都曾拜读过此书。
它对软件构建进行了全面分析,逻辑严密,主要涵盖软件设计、编码、调试以及测试等主题。
对于有一至三年专业编程经验的工程师来说,这本书尤其值得阅读。
2. 《软件工程:实践者的研究方法》:该书由美国软件工程协会(ACM)推荐为软件工程课程的教科书,重点介绍了传统的软件工程方法和现代的敏捷开发方法。
3. 《人月神话》:该书是计算机科学和软件工程领域的经典著作,作者布鲁克斯(Frederick P. Brooks)在书中探讨了软件开发和维护中的一些核心问题,如人员与任务的配合、人与机器的局限性等。
4. 《敏捷软件开发:原则、模式与实践》:该书介绍了敏捷开发方法的核心原则和实践,包括极限编程、Scrum等。
它提供了对敏捷方法的深入理解,并帮助读者在实际项目中应用这些原则。
5. 《测试驱动开发》:该书主要介绍了测试驱动开发(TDD)的方法论和实践。
通过阅读本书,读者可以了解如何编写高质量的单元测试,并通过测试来驱动软件开发。
6. 《代码整洁之道》:该书介绍了编程的整洁之道,强调编写清晰、易于理解和维护的代码。
它涵盖了编程风格、命名规范、注释、函数设计等方面的内容。
以上书籍可以帮助你深入了解软件工程的理论和实践,提升编程技能和项目管理能力。
软件工程师必读教材推荐在如今信息技术日新月异的时代,软件工程师是一个备受追捧的职业。
他们的工作涉及到设计、开发、测试和维护复杂的软件系统,因此需要持续学习和充实自己的知识库。
本文将向大家推荐一些广受好评的软件工程师必读教材,帮助读者进一步提升他们的技能和知识水平。
1. 《软件工程》(Ian Sommerville)《软件工程》是一本经典教材,由英国计算机科学家Ian Sommerville撰写。
本书全面阐述了软件工程的基本概念、原理和方法,内容包括软件需求、软件设计、软件测试、软件维护等。
该书内容详尽且易于理解,适合作为软件工程的入门教材。
2. 《代码大全》(Steve McConnell)《代码大全》是一本著名的软件工程书籍,由Steve McConnell撰写。
该书主要讲解了编写高质量代码的原则和技巧,包括命名规范、代码风格、错误处理、测试等方面。
此外,该书还介绍了代码重构及性能优化的实践方法。
对于想要提高代码质量和编程技能的软件工程师来说,这是一本不可多得的教材。
3. 《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(Erich Gamma等人)《设计模式:可复用面向对象软件的基础》是四位计算机科学家(Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides)合著的一本经典著作。
该书详细介绍了23种常见的设计模式,包括工厂模式、单例模式、观察者模式等。
通过学习和应用这些设计模式,软件工程师可以更好地设计和开发可重用、可扩展的软件系统。
4. 《敏捷软件开发:原则、模式与实践》(Robert C. Martin)《敏捷软件开发:原则、模式与实践》由著名软件工程师Robert C. Martin撰写。
本书介绍了敏捷开发的原则、实践和模式,深入讲解了敏捷软件开发的流程、工具和技术。
对于致力于提高软件交付效率和质量的软件工程师来说,该书是一部不可或缺的指南。
5. 《人月神话》(Frederick P. Brooks Jr.)《人月神话》是一本软件工程经典之作,由Frederick P. Brooks Jr.撰写。
软件工程基本原理软件的生命周期一个软件产品从构想到不再使用,期间会经历若干阶段,我们称其为软件的生命周期(life cycle)。
生命周期中的3个主要阶段是:开发阶段(development),使用阶段(use)和维护阶段(maintenance)。
通常情况是:客户提出需要解决的问题,软件开发者就构思并开发相应的软件,并藉此获得酬劳。
新的软件是在开发阶段建立的。
软件开发完毕之后就交付用户使用。
用户在使用过程中,通常都会发现各种问题(错误)及提出各种修改建议。
这些信息都会反馈给开发者,这就进入了维护阶段.在软件维护阶段中,软件中的错误被修改(标识),功能被增强。
如果需要进行较大的修改,通常会开发一个新版本的软件并发布和使用。
当一个软件的维护费用过于昂贵时,开发者就考虑不再使用该软件,也不再发布新的版本。
软件开发阶段是生命周期中的第一个阶段,也是最重要的阶段。
如果一个软件开发得好,后续的维护将十分容易,相应的也就节约维护成本。
软件开发阶段软件工程师通常将软件的开发阶段分为下面4个子阶段:●分析阶段●设计阶段●实现阶段●测试和调试阶段分析阶段分析问题是第一步也是最为重要的一部。
在这一步中。
您需要做以下事情:●全面理解所要解决的问题●进行需求分析(requirement analysis):理解问题需求,包括程序是否需要和用户进行交互,是否操纵数据,是否有输出结果以及输出结果的格式等等。
举一个列子,如果您需要编写一个自动取款机(ATM)的程序。
在分析阶段,您要给出该ATM机可以进行的操作,如:取款,存款,转账及余额查询等等。
您会和使用该ATM机的客户进行讨论,理解他们的需求,增加必要的操作,以便是您的程序是用户友好的。
●如果程序需要对数据进行操作,开发人员必须了解数据类型及它们的表示方法。
这时候可能会接触一些样本数据。
如果程序有输出信息,必须确定它们所生成的结果及输出格式等。
●如果需要解决的问题过于复杂,可以把它分解为多个子问题,在对每个子问题做相应的需求分析。
设计阶段当您仔细分析完问题后,就需要设计相应的算法去解决问题。
如果已经将问题分解为若干子问题,那么对每个子问题都需要设计相应的算法。
算法(algorithm):在有限时间内获得问题解决方案的逐步求解过程。
○1结构化设计方法将一个问题分解为若干个子问题的方法叫做结构化设计方法(structured design)。
结构化设计方法又叫做自顶向下的设计方法(top-down design)、逐步求精方法(stepwise refinement)和模块化程序设计方法(modular programming)。
在结构化设计方法中,问题被分解为若干子问题,然后分别对每个子问题进行分析和求解。
所有子问题的解合并起来就是原始问题的解。
使用结构化设计方法进行编程就叫做结构化程序设计(structure programming)。
○2面向对象设计方法在面向对象设计方法(object-oriented,OOD)中,求解问题的首要步骤是识别称为“对象”(object)的组件(它是运用该方法求解问题的基础)和确定对象之间如何进行交互。
比如,我们要为一家录像出租店编写一个可以使其业务自动化的程序。
在这个问题中,我们可以确定两个主要对象,即:录像带对象和客户对象。
明确系统中的对象之后,下一步就是为每个对象确定有关数据和数据上进行的相关操作。
对于录像带对象而言,数据可能包括影片名称,演员名单,制片人,出版公司,库存副本数等等。
在录像带对象可以进行的相关操作包括查询影片名,每租出一盘录像带就将库存副本数减一,客户每归还一盘录像带就将库存数加一。
由上文可知:对象包括数据和在数据上执行的操作。
对象可以看作数据和其上操作的统一体。
使用面向对象方法编程,最终的程序是交互对象的集合。
实现面向对象设计方法的编程语言叫做面向对象程序设计(object-oriented programming,OOP)语言。
面向对象设计方法的3个基本原则:●封装性(encapsulation):将数据和操作集成在一个单元(对象)中的能力。
●继承性(inheritance):从已有数据类型中派生新数据类型的能力。
●多态性(polymorphism):使用相同表达形式来实现不同操作的能力。
在C++中,封装性是通过叫做类(class)的数据类型实现的。
在面向对象的设计方法中,我们要确定需要哪些类,它们的数据成员和成员方法。
我们还需要描述个各类之间如何进行交互。
实现阶段在实现阶段,您将编写和编译程序代码,以实现在设计阶段分析得到的类和函数。
最终的程序通常由几个函数组成,它们分别完成不同的任务。
有些函数是主程序的一部分,其他的则是在对象上完成的操作。
显然函数之间存在交互关系,从而能够利用彼此的函数功能。
要使用一个函数,用户只需要知道该函数的功能和用法即可,而不必关心该函数的实现的具体细节。
下面的例子说明了这个观点。
假设您要编写一个将计量单位英寸转换为厘米的函数。
转换公式是:1英寸=2.54。
下面的函数用来实现这个功能。
double inchesToCentimeters (double inches){ if (inches<0){ cerr<<”The given measurement must be nonnegative”<<endl;return ;}elsereturn*inches;}注意:对象cerr对应于无缓冲的标准错误流。
对象cout的输出首先进入缓冲区不同的是,cerr的输出结果直接送往标准错误流——通常是用户屏幕。
如果您仔细查看函数体就会发现,如果输入的英寸值小于0(即为负数),那么返回值将为。
如果输入的值非负,那么返回对应的厘米值。
使用该函数无需了解它使用什么算法将英寸转换为厘米。
但是用户必须知道,要想得到正确答案,输入值不可以为负。
如果为负,返回值将为。
上述得到信息可以使用包含前置条件和后置条件的文档进行描述。
前置条件(precondition):指定调用某个函数前必须满足的条件语句。
后置条件(postcondition):指定函数调用完成后程序流程的语句。
函数inchesToCentimeters的前置条件和后置条件可以这样描述:double inchesToCentimeters(double inches){ if(inches<0){ cerr<<“The given measurement must be nonnegative”<<endl;return ;elsereturn *inches;}在某些情况下,您可以使用C++的assert语句来验证输入的正确性。
例如下面的程序中就使用了assert:double inchesT oCentimeters(double inches){ assert(inches>=0);return*inches;}如果assert语句执行失败,则整个程序运行中止,这种做法比较适合后续语句的执行以当前函数的正确执行为前提的情况。
另一方面,用户可以检查函数的返回值,确定返回值是否合理,并执行相应的处理。
如果您要使用assert函数,必须在程序中包含cassert头文件。
注意:如果想在程序中禁用assert语句,即跳过assert语句不执行它。
只需要在#include<cassert>语句之前使用#define NDEBUG预处理指令。
正如您看到的,对于同样功能的函数,不同的程序员可以用不同的方法实现,并且该函数的用户不关心实现的具体细节,所以前置条件和后置条件必须在函数的原型(prototype)中给出。
即用户可以看到下面的信息:double inchesToCentimeters(double inches)再举一个例子,假如有一个函数用来在一个表中查找一个特定项。
首先,在调用函数前,表必须存在。
查找结束后,函数根据成功或失败分别返回真(true)或假(false)。
bool search(int list[ ], int listLength, int searchItem);测试和调试测试(testing)这个术语表示检测程序的正确性,即检查程序是不是完成了需要完成的工作。
而调试(debugging)一词指,如果程序存在错误,如何找到并修改错误。
在每写完一个函数或算法后,接下来应该验证它是否正确工作。
在复杂的大型程序中,错误是一定存在的。
为了提高程序的可靠性,必须在交付用户前发现并修改其中的错误。
您可以使用某些方法,通常是数学方法来证明程序的正确性。
然而,对于大型的程序来说,单单使用证明方法是不行的,因为在证明过程中就有可能引入错误。
所以,我们必须使用测试的方法考察程序的质量。
通过让程序运行一些特定的例子,即测试用例(test case)来找出程序中的问题。
测试用例的组成部分包括:一组输入数据、用户操作、初始条件和期望的结果等。
由于测试用例将被多次使用,所以需要正确地记录它们。
通常,一个程序需要对大量的数据进行操作,虽然理论上可以将所有的输入情况在测试用例中体现,但在实际工作中显然是不现实的。
例如,一个程序需要对整数进行处理,显然,为每个整数做一个测试用例是不可能的。
我们可以将测试用例分类,即分为等价类(equivalence category)。
所谓等价类是指:在这个分类中的所有输入值将对应相同的输出值。
有比如说,有一个函数的输入为整数,并且如果该整数为非负则返回真(true),否则返回假(false)。
那么我们可以做两个等价类,一个为负数集合,另一个为非负数集合。
测试有两类方法,即:黑盒测试(black-box testing)和白盒测试(White-box testing)。
使用黑盒测试方法时,您不需要知道算法或函数的内部实现,只需要知道程序的功能即可黑盒测试是基于输入输出的方法。
它的测试用例通过创建等价类来选取。
如果程序对于等价类中的某个输入的输出结果是正确的话,那么就认为对应该等价类中其他输入也会输出同样的正确结果。
假设有一个函数isWithinRange,该函数对于大于等于0且不小于100的输入值均返回真(true)。
使用黑盒测试时,主要针对在分界点周围和分界点上的值,即边界值(boundary value)进行测试,还要考虑一个等价类中的值。
对于函数isWithinRange而言,边界值可以是:-1,0,1,99,100和101。
因此,实际测试时用的数据可以是:-500,-1,0,1,50,99,100,101,和500。
白盒测试是基于函数或算法的内部结构和实现方式的测试方法。
它的目标是希望函数或算法中的每个部分在测试中至少被执行一次。