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《软件工程》教学教案一、第一章：软件工程概述1. 教学目标了解软件工程的定义、目的和重要性，掌握软件开发的基本过程和原则。
2. 教学内容软件工程的定义和重要性；软件开发的基本过程；软件工程的原则和方法。
3. 教学方法采用讲授法，结合案例分析，让学生了解和掌握软件工程的基本概念和原则。
4. 教学资源教材、课件、案例分析。
5. 教学评价通过课堂提问和案例分析，评估学生对软件工程的理解和应用能力。
二、第二章：软件需求分析1. 教学目标掌握软件需求分析的基本概念、方法和过程，能够运用需求分析工具进行需求收集和分析。
2. 教学内容软件需求分析的基本概念；需求分析的方法和过程；需求分析工具的使用。
3. 教学方法采用讲授法和实例分析，让学生了解和掌握需求分析的方法和过程。
4. 教学资源教材、课件、实例分析。
5. 教学评价通过课堂提问和实例分析，评估学生对需求分析的理解和应用能力。
三、第三章：软件设计1. 教学目标掌握软件设计的基本概念、方法和过程，能够运用设计工具进行软件架构和详细设计。
2. 教学内容软件设计的基本概念；设计方法和过程；设计工具的使用。
3. 教学方法采用讲授法和实例分析，让学生了解和掌握软件设计的方法和过程。
4. 教学资源教材、课件、实例分析。
5. 教学评价通过课堂提问和实例分析，评估学生对软件设计的理解和应用能力。
四、第四章：软件实现1. 教学目标掌握软件实现的基本概念、方法和过程，能够运用编程语言进行软件编码和测试。
2. 教学内容软件实现的基本概念；实现方法和过程；编程语言和测试工具的使用。
3. 教学方法采用讲授法和编程实践，让学生了解和掌握软件实现的方法和过程。
4. 教学资源教材、课件、编程环境和测试工具。
5. 教学评价通过编程实践和测试结果，评估学生对软件实现的理解和应用能力。
五、第五章：软件维护1. 教学目标掌握软件维护的基本概念、方法和过程，能够进行软件维护和优化。
2. 教学内容软件维护的基本概念；维护方法和过程；软件优化技巧。
【软件构造】第六章第⼀节可维护性的度量与构造原则第六章第⼀节可维护性的度量与构造原则本章⾯向另⼀个质量指标：可维护性——软件发⽣变化时，是否可以以很⼩的代价适应变化？本节是宏观介绍：（1）什么是软件维护；（2）可维护性如何度量；（3）实现⾼可维护性的设计原则——很抽象。
Outline软件的维护和演化可维护性的常见度量指标聚合度与耦合度⾯向对象五⼤原则SOLID单⼀职责原则SRP(Single Responsibility Principle)开放封闭原则OCP(Open－Close Principle)⾥式替换原则LSP(the Liskov Substitution Principle LSP)依赖倒置原则DIP(the Dependency Inversion Principle DIP)接⼝分离原则ISP(the Interface Segregation Principle ISP)Notes## 软件的维护和演化定义：软件可维护性是指软件产品被修改的能⼒，修改包括纠正、改进或软件对环境、需求和功能规格说明变化的适应。
简⽽⾔之，软件维护：修复错误、改善性能。
类型：纠错性（25%）、适应性（25%）、完善性（50%）、预防性（4%）演化：软件演化是⼀个程序不断调节以满⾜新的软件需求过程。
演化的规律：软件质量下降，延续软件⽣命软件维护和演化的⽬标：提⾼软件的适应性，延续软件⽣命。
意义：软件维护不仅仅是运维⼯程师的⼯作，⽽是从设计和开发阶段就开始了。
在设计与开发阶段就要考虑将来的可维护性，设计⽅案需要“easy to change”基于可维护性建设的例⼦：模块化OO设计原则OO设计模式基于状态的构造技术表驱动的构造技术基于语法的构造技术## 可维护性的常见度量指标可维护性：可轻松修改软件系统或组件，以纠正故障，提⾼性能或其他属性，或适应变化的环境。
除此之外，可维护性还有其他许多别名：可扩展性（Extensibility）、灵活性（Flexibility）、可适应性（Adaptability）、可管理性（Manageability）、⽀持性（Supportability）。
第1章习题部分答案1. 操作系统的发展分为那几个阶段？解：操作系统的发展经历了三个阶段：操作系统的酝酿阶段、操作系统的形成阶段、操作系统的理论化和标准化阶段。
2. 计算机软件技术开发系统包括那几个阶段？解：计算机软件开发系统的发展经历了四个阶段：机器语言阶段、汇编语言阶段、高级语言阶段、面向对象语言和可视化语言阶段。
3. 计算机软件技术的主要范畴是什么？解：计算机软件技术的主要范畴包括软件工程技术、程序设计技术、软件工具环境技术、系统软件技术、数据库技术、实时软件技术、网络软件技术、与实际工作相关的软件技术等八个领域的内容。
4. 从软件技术的发展现状来看有哪些值得我们注意的问题？解：从软件技术的发展现状来看有以下几个值得我们注意的问题：1）软件危机2）软件技术标准，软件版权和软件价值评估3）软件技术的基础研究。
1第2章习题部分答案1. 什么是软件危机？软件危机的表现有哪些？解：软件开发技术的进步为能满足发展的要求，在软件开发中遇到的问题找不到解决的方法，问题积累起来形成了尖锐的矛盾，导致了软件危机。
2. 软件危机产生的原因是什么？解：造成软件危机的原因是由于软件产品本身的特点以及开发软件的方式、方法、技术和人员引起的。
1）软件规模越来越大，结构越来越复杂。
2）软件开发管理困难而复杂。
3）软件开发费用不断增加。
4）软件开发技术落后。
5）生产方式落后。
6）开发工具落后，生产率提高缓慢。
3. 常见的软件过程模型有哪些？解：常见的软件过程模型有瀑布模型、增量模型、演化过程模型、敏捷开发4. 如何对软件质量进行评价？解：软件质量的评价主要围绕可维护性、可靠性、可理解性和效率这几个方面进行。
2第3章习题部分答案1. 软件可行性研究的目的是什么？软件可行性研究的任务又是什么？解：软件可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定该软件项目是否能够开发，是否值得去开发。
可行性研究的任务首先需要进行概要的分析研究，初步确定项目的规模和目标，确定项目的约束和限制，把他们清楚地列举出来。
第一章绪论1.1 软件工程概念的提出与发展1.2 软件开发的本质1.3 本章小结第二章软件需求与软件需求规约2.1 需求与需求获取2.1.1需求定义2.1.2 需求分类2.1.3 需求发现技术2.2 需求规约2.2.1 需求规约定义2.2.2 需求规约（草案）格式2.2.3 需求规约（规格说明书）的表达2.2.4 需求规约的作用2.3 本章小结第三章结构化方法3.1 结构化需求分析3.1.1 基本术语1.数据流2.数据存储3.数据源和数据谭3.1.2 系统功能模型表示数据流图（Dataflow Diagram）3.1.3 建模过程1.建立系统环境图, 确定系统语境2.自顶向下, 逐步求精, 建立系统的层次数据流图3.定义数据字典数据流条目给出所有数据流的结构定义数据存储条目给出所有数据存储的结构定义数据项条目给出所有数据项的类型定义4.描述加工（1）结构化自然语言（2）判定表（3）判定树3.1.4 应用中注意的问题（1）模型平衡问题（2）信息复杂性控制问题3.1.5 需求验证3.2 结构化设计3.2.1 总体设计1.总体设计的目标及其表示（1）Yourdon提出的模块结构图（2）层次图（3）HIPO图2.总体设计步骤（1）变换型数据流图——变换设计（2）事物型数据流图——事物设计3.模块化及启发式规则（1）模块化1）耦合①内容耦合②公共耦合③控制耦合④标记耦合⑤数据耦合2）内聚①偶然内聚②逻辑内聚③时间内聚④过程内聚⑤通信内聚⑥顺序内聚⑦功能内聚（2）启发式规则1）改进软件结构, 提高模块独立性2）力求模块规模适中3）力求深度、宽度、扇出和扇入适中4）尽力使模块的作用域在其控制域之内5）尽力降低模块接口的复杂度6）力求模块功能可以预测3.2.2 详细设计1.结构化程序设计2.详细设计工具（1）程序流程图（2）盒图（N-S图）（3）PAD图（Problem Analysis Diagram）（4）类程序设计语言IPO图、判定树和判定表等也可以作为详细设计工具3.3 本章小结第四章面向对象方法——UML 4.1 UML术语表4.1.1 表达客观事物的术语1.类与对象1）类的属性（Attribute）2）类的操作3）关于类语义的进一步表达①详细叙述类的职责（Responsibility）②通过类的注解和/或操作的注解, 以结构化文本的形式和/编程语言, 详述注释整个类的语义和/或各个方法③通过类的注解或操作的注解, 以结构化文本形式, 详述注释各个操作的前置条件和后置条件, 甚至注释整个类的不变式④详述类的状态机⑤详述类的内部结构⑥类与其他类的协作4）类在建模中的主要用途①模型化问题域中的概念（词汇）②建立系统的职责分布模型③模型化建模中使用的基本类型2.接口（Interface）（1）采用具有分栏和关键字《interface》的矩形符号来表示（2）采用小圆圈和半圆圈来表示3.协作（Collaboration）4.用况（Use Case）5.主动类（Action Class）6.构件（Component）7.制品（Artifact）8.节点（Node）4.1.2 表达关系的术语1.关联（Association）（1）关联名（Name）（2）导航（3）角色（Role）（4）可见性（5）多重性（Multiplicity）（6）限定符（Qualifier）（7）聚合（Aggregation）（8）组合（Composition）（9）关联类（10）约束①有序（ordered）②无重复对象（set）③有重复对象（bag）④列表（list）或序列（sequence）⑤只读（readonly）2.泛化（Generalization）①完整（Complete）②不完整（Incomplete）③互斥（Disjoint）④重叠（Overlapping）3.细化（Realization）4.依赖①绑定（Bind）②导出（Derive）③允许（Permit）④实例（InstanceOf）⑤实例化（Instantiate）⑥幂类型（Powertype）⑦精化（Refine）⑧使用（Use）可模型化以下各种关系（1）结构关系1）以数据驱动2）以行为驱动（2）继承关系（3）精化关系（4）依赖关系4.1.3 表达组合信息的术语——包1）访问（Access）2）引入（Import）4.2 UML模型表达格式1.类图（Class Diagram）（1）模型化待建系统的概念（词汇）, 形成类图的基本元素（2）模型化待建系统的各种关系, 形成该系统的初始类图（3）模型化系统中的协作, 给出该系统的最终类图（4）模型化逻辑数据库模式2.用况图（Use Case Diagram）所包含的内容（1）主题（Subject）（2）用况（Use Case）（3）参与者（Actor）（4）关联、泛化与依赖模型化工作1）关于系统/业务语境的模型化①系统边界的确定②参与者与用况的交互③参与者的语义表达④参与者的结构化处理2）关于系统/业务需求的模型化①确定系统/业务的基本用况②用况的结构化处理③用况的语义表达3.状态图（1）状态1）名字2）进入/退出效应（Effect）①entry②exit③状态内部转移3）do动作或活动4）被延迟的事件（2）事件1）信号（Signal）事件2）调用（Call）事件3）时间事件4）变化事件（3）状态转移①源状态②转移触发器③监护（guard）条件④效应（effect）⑤目标状态实际应用中, 使用状态图的作用①创建一个系统的动态模型②创建一个场景的模型4.顺序图（1）术语解析1）消息2）对象生命线3）聚焦控制（the Focus of Control）（2）控制操作子1）选择执行操作子（Operator for Optional Execution）2）条件执行操作子（Operator for Conditional Execution）3）并发执行操作子（Operator for Parallel Execution）4）迭代执行操作子（Operator for Iterative Execution）4.3 本章小结第五章面向对象方法——RUP5.1 RUP特点1.以用况为驱动2.以体系结构为中心3.迭代增量式开发5.2 核心工作流5.2.1 需求获取1.列出候选需求2.理解系统语境（1）业务用况模型（2）业务对象模型3.捕获系统功能需求（1）活动1: 发现并描述参与者（2）活动2: 发现并描述用况（3）活动3: 确定用况的优先级（Priority）（4）活动4: 精化用况（5）活动5: 构造用户界面原型1）用户界面的逻辑设计2）物理用户界面的设计3）开发用户界面原型并演示为了执行该用况, 用户怎样使用该系统（6）活动6: 用况模型的结构化5.2.2 需求分析1.基本术语（1）分析类（Analysis Class）1）边界类（Boundary Classes）2）实体类（Entity Classes）3）控制类（Control Classes）（2）用况细化（Use Case Realization）（3）分析包（Analysis Package）2.分析模型的表达3.分析的主要活动（1）活动1: 体系结构分析（Architectural Analysis）1）任务1: 标识分析包2）任务2: 处理分析包之间的共性3）任务3: 标识服务包4）任务4: 定义分析包的依赖5）任务5: 标识重要的实体类6）任务6: 标识分析包和重要实体类的公共特性需求（2）活动2: 用况分析1）任务1: 标识分析类①标识实体类②标识边界类③标识控制类2）任务2: 描述分析（类）对象之间的交互（3）活动3: 类的分析1）任务1: 标识责任2）任务2: 标识属性①关于实体类属性的标识②关于边界类属性的标识③关于控制类属性的标识3）任务3: 标识关联和聚合①关于关联的标识②关于聚合的标识③关于泛化的标识（4）活动4: 包的分析4.小结（1）关于分析模型1）分析包2）分析类3）用况细化（2）关于分析模型视角下的体系结构描述（3）用况模型和分析模型比较（4）分析模型对以后工作的影响1）对设计中子系统的影响2）对设计类的影响3）对用况细化[设计]的影响5.2.3 设计1.设计层的术语（1）设计类（Design Class）（2）用况细化[设计]（3）设计子系统（4）接口（Interface）2.设计模型、部署模型以及相关视角下的体系结构描述（1）设计模型及其视角下的体系结构描述1）子系统结构2）对体系结构有意义的设计类3）对体系结构有意义的用况细化[设计]（2）部署模型及该模型视角下的体系结构描述3设计的主要活动（1）活动1: 体系结构的设计1）任务1: 标识节点和它们的网络配置2）任务2: 标识子系统和它们的接口①标识应用子系统②标识中间件和系统软件子系统③定义子系统依赖④标识子系统接口3）任务3: 标识在体系结构方面有意义的设计类和它们的接口4）任务4: 标识一般性的设计机制①标识处理透明对象分布的设计机制②标识事务管理的设计机制（2）活动2: 用况的设计1）标识参与用况细化的设计类2）标识参与用况细化的子系统和接口（3）活动3: 类的设计1）任务1: 概括描述设计类2）任务2: 标识操作3）任务3: 标识属性4）任务4: 标识关联和聚合5）任务5: 标识泛化6）任务6: 描述方法7）任务7: 描述状态（4）活动4: 子系统的设计1）任务1: 维护子系统依赖2）任务2: 维护子系统所提供的接口3）任务3: 维护子系统内容4.RUP设计小结1）RUP设计的突出特点2）关于RUP的设计方法①给出用于表达设计模型中基本成分的4个术语, 包括子系统, 设计类, 接口, 用况细化[设计]②规约了设计模型的语法, 指导模型的表达③给出了创建设计模型的过程以及相应的指导3）RUP的设计模型①设计子系统和服务子系统②设计类（其中包括一些主动类）, 以及他们具有的操作、属性、关系及其实现需求。
计算机软件动态演化技术概述摘要：本文阐述了软件动态演化技术的现状，研究意义和发展前景。
关键词：动态演化；语言层面；体系结构模型中图分类号：tp311.521 软件动态演化的定义计算机软件技术的发展，令人们的社会生活变得丰富有趣，然而随着计算机硬件技术和网络技术的快速发展，各种各样的计算硬件平台充斥到计算机网络应用的方方面面，许多软件已经因为不能适应物理环境的改变失去了生存空间，人们期望能够有一种新的软件技术来代替原有的软件开发技术，使得开发出的软件能够适应物理环境的改变，延长软件的生命周期，降低软件的开发成本。
针对这个问题，国内外专家学者都提出了自己的解决方案，如网构软件、自治计算和普适计算机模式等。
透过现象看本质，产生这个问题的原因是变化，网络环境的改变，硬件环境的改变和人们对软件功能的需求改变。
为了解决这个问题，软件动态演化技术应运而生。
软件动态演化技术就是期待所开发出来的软件能够在运行中，根据环境地变化而主动修改执行以呈现不同的功能行为的技术。
演化主要由满足设计期间需求的预设演化和满足运行期间需求的非预设演化构成。
目前，软件动态演化已经成为软件工程中一个新的但是很热门的研究领域。
2 软件动态演化的意义传统软件常常期望能够尽可能多的满足用户的需求，也就是传统软件演化主要是预设演化，但由于用户需求、网络环境介质，拓扑结构，计算平台等软件应用环境的改变以及软件开发周期的限制，要在软件开发的设计初期考虑所有潜在和未知的需求几乎是不可能的。
因此为了延长软件的生存周期，使有限的资源发挥最大的功效，提升软件的适应能力，软件需要具有动态演化的能力。
另外，互联网经济体已经成为世界上最重要的经济体之一，互联网经济体对软件的需求是不间断运行，这也是互联网经济体的特点之一，在这种情况下，那怕是因为正常的软件升级和优化造成的短暂停止都会带来巨大的损失，这是用户所不能忍受的。
所以支持动态演化是软件维护过程中的有力保证。
软件工程中的软件维护与演化技术随着科技的发展和社会的进步，软件在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而，软件的开发并不是一次性的任务，而是一个持续的过程。
软件维护与演化技术在软件工程中起着至关重要的作用，它们帮助我们保持软件的可靠性和可用性，同时也使软件能够适应不断变化的需求。
软件维护是指对已经投入使用的软件进行修改、改进和优化的过程。
在软件的使用过程中，难免会发现一些问题或者用户会提出新的需求。
软件维护就是为了解决这些问题和满足这些需求而进行的活动。
软件维护分为四个不同的阶段：纠错维护、适应性维护、完善性维护和预防性维护。
纠错维护是最常见的维护类型，它的目的是修复软件中的错误和缺陷。
当用户报告软件中的bug时，开发人员会对软件进行调试和修复。
适应性维护是为了使软件适应环境的变化而进行的维护活动。
例如，当操作系统升级或者硬件设备更换时，软件可能需要进行相应的修改。
完善性维护是为了改进软件的性能和可用性而进行的维护活动。
预防性维护是为了防止软件出现问题而进行的维护活动，例如对软件进行定期的检查和优化。
与软件维护相对应的是软件演化。
软件演化是指对软件进行持续的改进和发展的过程。
随着业务需求的变化和技术的进步，软件需要不断地进行更新和扩展。
软件演化的目标是使软件能够适应新的需求，并且保持其可靠性和可维护性。
软件演化可以分为两种不同的类型：增量式演化和迭代式演化。
增量式演化是指将软件的功能和特性逐步添加到现有的软件中。
这种演化方式可以减少对现有软件的影响，同时也可以快速地响应用户的需求。
迭代式演化是指通过多次迭代的方式对软件进行改进和扩展。
每一次迭代都会增加软件的功能和性能，同时也会修复一些已知的问题。
迭代式演化可以确保软件的稳定性和可靠性。
为了支持软件维护和演化，软件工程中涌现了许多相关的技术和方法。
其中，重构是一种常用的技术，它可以改善软件的设计和结构，同时保持软件的功能不变。
重构可以帮助开发人员降低维护成本，提高软件的可读性和可维护性。
《软件工程电子教案》PPT课件第一章：软件工程概述1.1 软件工程的定义解释软件工程的含义和目的强调软件工程的重要性1.2 软件开发生命周期介绍软件开发生命周期的基本阶段讨论每个阶段的关键活动和任务1.3 软件工程原则介绍软件工程的基本原则解释每个原则的重要性和应用第二章：需求分析2.1 需求分析的重要性强调需求分析在软件工程中的作用解释需求分析的目标和结果2.2 需求收集和分析方法介绍需求收集和分析的主要方法讨论每种方法的优缺点和适用场景2.3 需求规格说明书解释需求规格说明书的结构和内容强调需求规格说明书的重要性和维护第三章：软件设计和架构3.1 软件设计的重要性强调软件设计在软件工程中的作用解释设计的目标和结果3.2 软件架构设计介绍软件架构设计的基本概念和方法讨论架构设计的重要性和评估3.3 详细设计解释详细设计的过程和工具强调详细设计的重要性和与实现的关联第四章：软件实现和编码4.1 编码的重要性强调编码在软件工程中的作用解释编码的目标和结果4.2 编程语言和工具介绍常用的编程语言和开发工具讨论每种语言和工具的适用场景和特点4.3 编码规范和最佳实践解释编码规范和最佳实践的作用强调遵循规范和最佳实践的重要性第五章：软件测试和验证5.1 软件测试的重要性强调软件测试在软件工程中的作用解释测试的目标和结果5.2 测试方法和策略介绍常用的软件测试方法和策略讨论每种方法和策略的适用场景和优缺点5.3 测试用例和测试覆盖率解释测试用例的设计和编写强调测试覆盖率的重要性和评估方法第六章：软件维护和演化6.1 软件维护的概念解释软件维护的定义和目的强调软件维护的重要性6.2 维护活动和维护过程介绍软件维护的主要活动和过程讨论每个活动的关键任务和挑战6.3 软件演化模型介绍软件演化的一些常见模型讨论每种模型的适用场景和特点第七章：软件项目管理7.1 软件项目管理的重要性强调软件项目管理在软件工程中的作用解释项目管理的目标和结果7.2 项目管理工具和技术介绍常用的软件项目管理工具和技术讨论每种工具和技术的适用场景和优缺点7.3 项目计划和进度控制解释项目计划的概念和过程强调进度控制的重要性和方法第八章：软件质量保证8.1 软件质量的概念解释软件质量的定义和重要性强调软件质量保证的作用8.2 质量标准和质量模型介绍常用的软件质量标准和模型讨论每种标准和模型的适用场景和特点8.3 质量保证过程和活动解释质量保证的过程和主要活动强调质量保证的重要性和实施方法第九章：软件工程伦理和法律问题9.1 软件工程伦理问题讨论软件工程中的伦理问题，如知识产权、隐私等强调软件工程师的伦理责任和行为准则9.2 软件工程法律问题介绍软件工程中涉及的法律问题，如版权、合同等讨论法律问题对软件工程的影响和应对策略9.3 合规性和标准化解释软件工程的合规性和标准化的概念强调合规性和标准化的作用和实施方法第十章：软件工程前沿技术10.1 软件工程新技术介绍软件工程中的一些前沿技术，如、云计算等讨论每种技术的应用场景和前景10.2 技术趋势和挑战讨论软件工程中的技术趋势和面临的挑战强调应对技术趋势和挑战的方法和策略10.3 未来软件工程的发展展望未来软件工程的发展方向和趋势强调软件工程师在未来的角色和责任重点和难点解析重点环节一：软件工程的定义和目的重点关注软件工程的定义和目的，理解软件工程的核心目标和原则。
