第7章面向对象软件工程的概念

第一章1、软件概念：由计算机程序，数据，软件文档组成软件的特点：无法直接观察它的物理形态，只能通过观察他的是实际运行情况来了解他的功能特性和质量等；人们在分析设计开发测试过程以及软件开发项目的管理过程中渗透了大量的人类的脑力劳动；不存在磨损和老化但存在缺陷维护和技术更新的问题；开发运行依赖一定的计算机系统环境；具有可复用性软件的分类：按功能分：系统支撑应用软件；按服务对象：通用定制软件；按规模：大中小型软件；按工作方式：实时分时交互式批处理2、软件危机：是指落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求，从而导致软件的开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。

主要表现：●开发人员开发的软件产品不能完全满足用户的需求；●软件产品的质量难以得到保障；●开发周期开发经费和维护费用很难被准确估计从而给项目的管理带来很多麻烦；●随着技术的更新，用户的扩大，已有的软件产品不能灵活地适应环境的改变；●软件文档不完备并且存在文档内容与软件产品不符的情况。

原因：①软件开发是一项复杂的工程，需要用科学的工程化思想来组织和指导软件开发的各个阶段②没有完善的质量保证体系③软件文档的重要性没有得到软件开发人员和用户的足够重视④从事软件开发的专业人员对这个产业认识不够充分缺乏经验⑤软件独有的特点也给软件的开发和维护带来困难3、软件工程是指应用计算机科学与技术，数学和管理学的原理，运用工程学理论方法和技术，研究和指导软件开发和演化的一门交叉学科。

软件工程的目标：●使软件开发的成本控制在预计的合理范围内；●使软件产品的各项功能和性能能够满足用户需求；●提高软件产品的可靠性；●使生产出来的软件产品易于移植维护升级和使用；●使软件产品的开发周期能够控制在预计的合理时间范围内。

软件工程学科内容：●软件工程原理过程方法模型管理度量环境应用。

软件工程的基本原则：●将软件的生命周期划分为多个阶段，对各个阶段实施严格的项目管理；●坚持阶段评审制度已确保软件产品的质量；●实施严格的产品控制以适应软件规格的变更；●采用现代程序设计技术；开发出来的产品应该能够清楚地被审查；●合理地安排软件开发小组人员并且开发小组的人员要少而精；●不断改进软件工程的实践。

软件工程比较结构化方法和面向对象一、引言软件工程是一门关注软件开发过程的学科，它涉及到软件开发的各个方面，包括需求分析、设计、编码、测试和维护等。

在软件工程领域中，有两种主要的开发方法：比较结构化方法和面向对象方法。

本文将对这两种方法进行详细的比较和分析。

二、比较结构化方法1.概念结构化方法是一种基于模块化设计思想的软件开发方法。

它将一个大型系统划分为多个小模块，每个模块都有明确的输入和输出，并且通过调用其他模块来实现其功能。

2.特点（1）强调程序流程控制；（2）采用自顶向下或自底向上的设计方式；（3）使用层次结构图表示程序流程；（4）采用数据流图表示数据流动情况；（5）模块之间通过参数传递来交换信息。

3.优缺点①易于理解和维护；②适合大型系统开发；③能够提高程序可读性。

（2）缺点：①不够灵活，难以应对需求变更；②不支持复杂的数据类型；③容易出现模块间的耦合。

三、面向对象方法1.概念面向对象方法是一种基于对象思想的软件开发方法。

它将一个系统看作是由多个对象组成，每个对象都有自己的属性和方法，并且通过消息传递来实现对象之间的交互。

2.特点（1）强调数据抽象和封装；（2）采用自下而上的设计方式；（3）使用类图表示程序结构；（4）采用序列图表示消息传递过程；（5）支持继承和多态等高级特性。

3.优缺点①能够提高代码重用性；②支持动态绑定，具有更好的灵活性；③能够提高系统可扩展性。

（2）缺点：①易于出现类爆炸问题；②需要掌握较为复杂的概念和技术。

四、比较分析1.设计思想不同结构化方法注重程序流程控制，通过模块化设计来实现程序结构清晰、易于维护。

而面向对象方法则注重数据抽象和封装，通过对象之间的交互来实现程序功能。

2.设计方式不同结构化方法采用自顶向下或自底向上的设计方式，通过层次结构图和数据流图来表示程序结构和数据流动情况。

而面向对象方法则采用自下而上的设计方式，通过类图和序列图来表示程序结构和消息传递过程。

软件工程一、引言在当今信息技术高速发展的时代，软件的开发和维护变得越来越重要。

为了有效管理软件项目，提高开发效率和质量，软件工程的概念应运而生。

软件工程是一门研究如何按照系统化、规范化、定量化和可重复性的方式开发和维护软件的学科。

在软件工程中，结构化方法和面向对象是两种常用的开发方法。

本文将对结构化方法和面向对象进行比较，并探讨它们在软件工程中的优劣和适用场景。

二、结构化方法2.1 定义和特点结构化方法是一种基于数据流和流程的软件开发方法。

它将软件系统视为一系列逐步细化的模块，通过分析数据流和流程来设计和实现软件系统。

结构化方法强调模块化、层次化和自顶向下的设计思想，以确保程序逻辑清晰、易于理解和修改。

2.2 优点1.结构化方法强调模块化，将软件系统分解为多个模块，每个模块负责特定的功能。

这种模块化的设计使得程序易于理解、修改和测试，提高了软件的可维护性和可测试性。

2.结构化方法采用自顶向下的设计思想，先设计系统的总体框架，再逐步细化到具体的模块。

这种逐步细化的设计方式使得开发过程更加可控，项目管理更加容易。

同时，自顶向下的设计过程也便于团队协作和分工。

3.结构化方法将程序逻辑分解为一系列有序的步骤，每个步骤都有明确的输入和输出。

这种严格的输入输出规定使得程序的设计和测试更加方便。

4.结构化方法在软件开发初期就明确定义了数据流和流程，使得开发人员能够更好地理解和掌握软件系统的整体架构，从而减少了项目失败的风险。

2.3 缺点1.结构化方法的设计过程较为复杂，需要详细分析系统的数据流和流程。

对于较大规模的软件系统，分析和设计的工作量较大，容易导致项目开发周期延长。

2.结构化方法强调模块化，但对于一些复杂的问题，模块化的设计可能不够灵活和强大。

这就需要在设计阶段尽可能考虑全部的需求和功能，否则可能会在后期的修改过程中遇到困难。

三、面向对象3.1 定义和特点面向对象是一种以对象为基础的软件开发方法。

在面向对象方法中，软件系统由一组相互作用的对象组成。

软件⼯程：结构化⽅法VS⾯向对象⽅法⼀、基本概念1、结构化⽅法 结构化⽅法是⼀种传统的软件开发⽅法，它是由结构化分析、结构化设计和结构化程序设计三部分有机组合⽽成的。

基本思想：把⼀个复杂问题的求解过程分阶段进⾏，⽽且这种分解是⾃顶向下，逐层分解，使得每个阶段处理的问题都控制在⼈们容易理解和处理的范围内。

2、⾯向对象⽅法 ⾯向对象⽅法是⼀种把⾯向对象的思想应⽤于软件开发过程中，指导开发活动的系统⽅法，简称OO，是建⽴在“对象”概念基础上的⽅法学。

对象是由数据和容许的操作组成的封装体，与客观实体有直接对应关系，⼀个对象类定义了具有相似性质的⼀组对象。

基本思想：尽可能模拟⼈类习惯的思维⽅式，使开发软件的⽅法与过程尽可能接近⼈类认识世界、解决问题的⽅法与过程, 也就是使描述问题的问题空间与实现解法的求解空间在结构上尽可能⼀致。

⼆、两者对⽐1、基本单位不同 结构化⽅法的基本单位是模块。

⾯向对象⽅法的基本单位是对象。

2、分析⽅法不同 结构化分析⽅法是⼀种⾯向数据流⽽基于功能分解的分析⽅法, 在该阶段主要通过采⽤数据流程图、编制数据字典等⼯具, 描述边界和数据处理过程的关系, ⼒求寻找功能及功能之间的说明。

⾯向对象分析是把对问题域和系统的认识理解, 正确地抽象为规范的对象( 包括类、继承层次) 和消息传递联系, 最终建⽴起问题域的简洁、精确、可理解的⾯向对象模型, 为后续的⾯向对象设计和⾯向对象编程提供指导。

⾯向对象分析通常建⽴三种模型: 对象模型、动态模型、功能模型。

其中, 对象模型描述了系统的静态结构，确定类的名称和类间的关系；动态模型表⽰瞬时的、⾏为化的系统的“ 控制”性质, 规定了对象模型中的对象的合法变化序列；功能模型表明了系统中数据之间的依赖关系, 以及有关数据的处理功能。

3、各⾃局限（1）结构化⽅法 i.不能直接反映问题域: 结构化分析⽅法以数据流为中⼼, 强调数据的流动及每⼀个处理过程, 不是以问题域中的各事物为基础, 打破了各事物的界限, 分析结果不能直接反映问题域, 容易隐蔽⼀些对问题域的理解偏差。

第七章面向对象学习方法学面向对象方法学的出发点和基本原则,是尽可能按照人类的习惯思维方式,使开发软件的方法与过程尽可能接近人类认识世界解决问题的方法与过程,也就是使描述问题域空间与实现解法的解空间在结构上尽可能一致.与传统的结构化方法相比,使用面向对象方法开发的软件,其稳定性,可修改性和可重用性都比较好.本章内容主要包括:传统方法学的缺点,面向对象的基本概念,面向对象模型.7.1 基础知识7.1.1 传统方法学的缺点结构化几其他方法学的本质,是在具体的软件开发之前,通过需求分析预先定义软件需求.然后一个一个阶段地开发用户所需要的软件,实现预先定义的软件需要.过去的经验需要告诉我们,结构化及其他方法学并不能完全消除软件危机.结构化及其他方法学仍然有许多不足之处.1.问题的表现1)生产效率低在生命周期方法学中,特别重视软件开发的阶段性.为了提高了软件开发的效率,减少重大返工次数,强调必须早每个阶段结束之前进行评估.从而开发过程中实行严格的质量管理,确实提高了许多软件的开发的成功率.但是,时间表明,开发高利率仍然很有用.2)不能满足用户需要实践表明,在开发需要模糊或需求动态变化的系统时,软件系统的结果往往不能满足用户需求的变化.主要表现在两个方面:一种是开发人员不能完全获得彻底理解用户的需要,以至开发的软件系统与用户预期的系统不一致;另一种表现是,所开发的系统不能适应用户需求变化,系统的稳定性和可扩充性不能满足需要.3)软件服用就是将已有的软件成分用于构造新的软见系统.软件复用是节约人力,提高软件效率的重要途径.结构分析.设计,几乎每一次开发一个系统时都需要针对这个具体的系统做大量的重复劳动..思维成果的可复用性差.4)软件很难维护实践经验告诉我们,即使是用生命周期方法学开发出来的软件,维护起来仍然相当困难,软件维护成本很高.2．问题的原因1）结构化技术本身的问题结构分析和设计技术的基本思想是从目标系统整体功能的单个处理着手，自顶向下不断的把复杂的处理分解为子处理，一层一层的分解下去，直到剩下若干个容易实现的子处理为止。

软件工程概念第一章：软件定义1.软件（ Software）：计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序（Program），数据（D ata）及其相关文档（ Document）的完整集合。

2.软件的特征：逻辑复杂，开发复杂，成本高，风险大，维护困难。

3.按软件功能分类：系统软件，支撑软件，应用软件。

系统软件：操作系统，数据库管理系统，设备驱动程序，通信处理程序等。

支撑软件：文本编辑程序，文件格式化程序，程序库系统等应用软件：商业数据处理软件，工程与科学计算软件，计算机辅助设计／制造软件，系统仿真软件，智能嵌入软件，医疗、制药软件，事务管理、办公自动化软件。

按软件规模分类：微型，小型，中型，大型，甚大型，极大型。

按软件工作方式分：实时处理软件，分时软件，交互式软件，批处理软件4.软件危机：是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题5.软件危机主要是两个问题：1.如何开发软件，以满足对软件的日益增长的需求？2.如何维护数量不断膨胀的已有软件？5.软件危机的表现：1.成本高，开发成本估计不准确2.软件质量不高、可靠性差3.进度难以控制4.维护非常困难5.用户不满意6. 由于软件质量问题导致失败的软件项目非常多。

6.产生软件危机的原因：1.与软件本身的特点有关 2.与软件开发与维护的方法不正确有关.软件工程学的目的：以较低的成本研制具有较高质量的软件软件工程技术的两个明显特点：1.强调规范化2. 强调文档化软件工程的基本原理(7条)：1.用分阶段的生命周期计划严格管理2.坚持进行阶段评审3.实严格的产品控制4.采用现代程序设计技术5.结果应能清楚地审查6.开发小组的人员应该少而精7.承认不断改进软件工程实践的必要性8.软件工程方法学包含3个要素：方法、工具和过程9.软件生命周期：软件定义（问题定义，可行性研究，需求分析），软件开发（总体设计，详细设计，编码和单元测试，集成测试），运行维护（持久满足用户需求）10.软件过程模型：瀑布模型，快速原型模型，增量模型，螺旋模型，喷泉模型。

第一章软件工程概述介绍软件工程概念的提出以及发展历程，并分析软件开发的本质。

软件工程概论课程介绍第二章软件过程介绍如何定义一个项目的过程，主要涉及三方面的知识：（1）要了解软件开发通常需要做哪些工作，即软件生存周期过程；（2）要了解定义过程的基准框架，即软件生存周期模型；（3）是要了解一般性的过程规划技术。

软件过程(1)-20100913软件过程(2)-20100916软件过程(3)-20100916第三章软件需求与软件需求规约介绍软件需求的定义、需求的分类、常用的需求发现技术，以及需求规约。

软件需求－20100923第四章结构化分析介绍结构化需求分析、需求验证及实例研究。

结构化分析方法-0927第五章结构化设计结构化设计：总体设计的目标及其表示、总体设计方法、设计评价准则与启发式规则、设计优化、详细设计、软件设计规格说明书、实例研究。

结构构化设计方法-总体设计0930结构化设计－详细设计和软件设计规约1011第六章面向对象方法-UML面向对象方法发展以及UML（Unified Modeling Language）的提出、表达客观事物的术语、表达关系的术语、组织信息的通用机制--包、模型表示工具。

面向对象介绍面向对象方法UML(1)面向对象方法UML(2)面向对象方法UML(3)第七章面向对象分析、设计和编程技术介绍面向对象分析、设计和编程技术。

面向对象分析模型规约面向对象设计(1)面向对象设计(2)面向对象编程第八章面向对象方法-RUPRUP（Unified Software Development Process）的作用和特点、核心工作流。

RUP-1-1207RUP-2-1210RUP-3-1214第九章软件测试软件测试目标与软件测试过程模型、软件测试技术、软件测试步骤、静态分析技术－程序正确性证明。

软件测试(1)软件测试(2)软件测试－扩展报告第十章软件工程管理软件工程管理活动；软件规模、成本和进度估算；能力成熟度模型CMM；ISO9000标准。

《面向对象程序设计》课程标准1.课程说明《面向对象程序设计》课程标准课程编码〔 38321 〕承担单位〔计算机信息学院〕制定〔〕制定日期〔2022年11月16日〕审核〔专业指导委员会〕审核日期〔2022年11月20日〕批准〔二级学院（部）院长〕批准日期〔2022年11月28日〕（1）课程性质：本门课程是物联网应用技术专业的必修课程。

（2）课程任务：主要针对程序员、测试员等岗位开设，主要任务是培养学生在软件工程项目开发岗位上的程序设计能力，要求学生掌握面向对象程序设计方面的基本技能。

（3）课程衔接：在课程设置上，前导课程有《计算机应用基础》、《C语言程序设计》、《Java程序设计》，后续课程有《物联网应用系统开发》、《物联网综合项目实训2》。

2.学习目标通过本门课程的学习，使学生掌握面向对象的基本概念和使用面向对象技术进行程序设计的基本思想；掌握面向对象编程工具的使用方法；培养学生动手开发程序的能力，使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的实际开发环节强化学生的职业道德意识和素养，为学生以后从事专业化软件开发工作奠定坚实基础。

通过本门课程的学习，使学生熟练掌握C#程序设计开发运行的环境配置和使用方法，使学生能够应用C#程序设计语言进行程序编写和调试，进一步掌握面向对象程序设计的基本理念。

3.课程设计本课程以C#物联网实训系统项目为载体，与新大陆公司合作设计了若干个典型事例作为具体的学习情境；根据岗位要求，确定学习目标及学习任务；本课程采取项目教学和案例教学的教学模式，以学生为主体、以培养学生面向对象程序设计能力和提高团队合作意识为导向组织教学考核。

表1：学习领域的内容与学时分配表2：课程总体设计4.教学设计表3:学习情境设计5.课程考核本课程的考核主要由平时成绩、期末考试两部分组成。

其中：（1）平时成绩：平时成绩占总成绩的30%，主要考查指标有：平时上课出勤情况、课堂表现、作业完成情况、实训环节等。

面向对象软件工程的概念简介面向对象软件工程是一种软件开发方法论，它的设计和实现基于面向对象的编程语言和概念。

面向对象软件工程将软件系统分解为各个对象，并通过对象之间的通信和交互来实现系统的功能。

它强调模块化、可重用性、可维护性和灵活性，并提供了一系列的原则和方法来指导软件项目的开发。

面向对象的基本概念面向对象软件工程的核心是面向对象的编程范式，它包含以下基本概念：类（Class）类是面向对象编程的核心概念，它定义了对象的属性和方法。

一个类可以看作是一种模板或者蓝图，用来创建具有相同属性和方法的对象。

在面向对象软件工程中，类是构建复杂系统的基础。

对象（Object）对象是类的实例化结果，是具体的个体。

每个对象都有自己的状态和行为，可以对外提供一定的接口。

对象是面向对象编程的基本单位，系统中的所有功能都是通过对象之间的交互来实现的。

封装（Encapsulation）封装是面向对象编程的一种特性，它将数据和对数据的操作封装在一个类中，通过提供公共接口来访问和修改数据。

封装可以隐藏内部的实现细节，使得对象的使用更加简单和安全。

继承（Inheritance）继承是面向对象编程中的一种机制，它允许一个类直接从另一个类继承属性和方法。

通过继承，子类可以获得父类的所有属性和方法，并可以在此基础上进行扩展和修改。

继承是实现代码复用和模块化的重要手段。

多态（Polymorphism）多态是面向对象编程中的一个重要概念，它允许同一操作在不同对象上有不同的表现形式。

通过多态，可以编写更加灵活和可扩展的代码，并且可以根据具体的对象类型来选择不同的行为。

面向对象软件工程的重要原则面向对象软件工程还提供了一些重要的原则和规范，以指导软件项目的开发：单一职责原则（Single Responsibility Principle）单一职责原则要求一个类只有一个责任，即一个类应该只有一个引起它变化的原因。

这样可以使得类的设计更加简单和清晰，并且提高了代码的可读性和可维护性。

软件工程简答题第一章绪论1．什么是软件危机？软件危机有什么表现？软件危机产生的原因是什么？答：所谓软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。

主要是指如何开发软件，怎样满足对软件日益增长的需求，如何维护数量不断膨胀的先有软件。

表现：（1）对于软件开发的成本和进度的估计很不准确。

（2）开发的软件产品不能完全满足用户要求，用户对已完成的软件系统不满意的现象常常发生。

（3）开发的软件可靠性差。

（4）软件通常没有适当的文档资料。

（5）软件的可维护性差。

（6）软件开发生产率提高的速度，远远跟不上计算机应用普及深入的趋势。

原因：软件开发中遇到的问题因找不到解决的办法，使问题积累起来，形成了尖锐的矛盾，导致了软件危机。

2．简述软件的发展过程。

答：软件生产的发展划分为三个年代：（1）程序设计时代：这一时期，软件的生产主要是个体手工劳动的生产方式。

（2）程序系统时代：由于计算机的应用领域不断扩大，软件的需求也不断增长，软件由于处理的问题域扩大而使程序变得复杂，设计者不得不由个体手工劳动组成小集团合作，形成作坊式生产方式小集团合作生产的程序系统时代。

（3）软件工程时代：软件工程时代的生产方式是采用工程的概念、原理、技术和方法，使用数据库、开发工具、开发环境、网络、分布式、面向对象技术来开发软件。

3．什么叫软件工程？软件工程是如何克服软件危机的？答：软件工程是将系统的、规范的、可度量的工程化方法应用于软件开发、运行和维护的全过程及上述方法的研究。

为了克服软件危机，人们从其他产业的工程化生产得到启示，采用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件。

4．软件工程的目标是什么？软件工程有哪些原则？答：软件工程的目标是：在给定成本、进度的前提下，开发出具有可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性并满足用户需求的软件产品。

原则如下：抽象、模块化、信息隐藏、局部化、完整性、一致性和可验证性。

抽象的软件工程名词解释在当今日益发展的信息时代，软件工程已经成为了一个重要的行业。

软件工程涉及许多专业名词和术语，对于非专业人士来说，这些术语可能会感到晦涩难懂。

本文将试图解释一些抽象的软件工程名词，帮助读者更好地理解这个领域。

一、需求分析需求分析是软件工程中的第一步，也是最关键的一步。

它旨在识别用户的需求，明确软件系统的功能和性能要求。

需求分析是一个复杂的过程，需要软件开发团队与用户进行密切互动。

在需求分析阶段，软件工程师使用各种方法包括访谈、问卷调查以及原型设计等来获取用户需求，然后将这些需求转化为软件规格说明书。

二、面向对象编程面向对象编程（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种编程范式，它以对象作为程序的基本单元，将程序视为对象的集合。

在面向对象编程中，对象具有状态和行为，对象之间通过消息传递进行交互。

面向对象编程的核心概念包括封装、继承和多态。

通过面向对象编程，开发人员可以更好地组织和管理代码，提高代码的可重用性和可维护性。

三、迭代开发迭代开发是一种软件开发方法，它强调根据反馈和需求变化进行循环迭代，逐步完善软件系统。

与传统的瀑布模型相比，迭代开发更加灵活和适应变化。

在迭代开发中，软件开发团队将整个开发过程划分为多个短期迭代，每个迭代都包含需求分析、设计、编码和测试等环节。

通过迭代开发，开发团队可以更早地获得反馈，及时进行调整和改进，从而提高软件质量和用户满意度。

四、敏捷开发敏捷开发是一种以人为核心、注重灵活性和协作的软件开发方法。

它强调通过频繁而小规模的交付，及时响应用户需求和市场变化。

敏捷开发采用迭代、演化和增量的方式进行开发，每个迭代都可以交付可用的软件产品，从而实现快速迭代和持续改进。

敏捷开发需要团队成员具备高度的协作和沟通能力，能够快速响应变化并及时作出调整。

五、软件测试软件测试是确保软件质量的一项重要活动。

它旨在发现软件中的缺陷和错误，并确保软件系统符合预期的功能和性能要求。