软件工程方法与工具讲稿.ppt

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1、关于软件工程方法与工具第一页，讲稿共六十一页哦2.1 软件工程方法概述概念概念软件工程包含软件工程包含技术技术和和管理管理两方面的内容，是技术和管理两方面的内容，是技术和管理紧密结合所形成的工程学科。紧密结合所形成的工程学科。通常将软件开发全过程中使用的一整套技术方法的集合称通常将软件开发全过程中使用的一整套技术方法的集合称为为方法学方法学(methedology)(methedology)，也称为，也称为范型范型(paradigm)(paradigm)。目前使用最广泛的软件工程方法学：目前使用最广泛的软件工程方法学：传统方法（结构化传统方法（结构化方法）方法），面向对象方法面向对象方法。第二

2、页，讲稿共六十一页哦2.1 软件工程方法概述三要素：三要素：方法、工具和过程。软件工程软件工程方法方法为软件开发提供了为软件开发提供了 “如何做如何做”的技术的技术;软件软件工具工具为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件开发支撑环境开发支撑环境;过程过程是为了获得高质量的软件所需要完成的一系列是为了获得高质量的软件所需要完成的一系列任务框架任务框架，它规定了完成各项任务的，它规定了完成各项任务的工作步骤工作步骤。第三页，讲稿共六十一页哦2.1 软件工程方法概述结构化方法结构化方法 也称为也称为生命周期方法学生命周期方法学或或结构化范型结构化范型。将软件

3、生命周期。将软件生命周期的全过程依次划分为若干个阶段，采用结构化技术来完成的全过程依次划分为若干个阶段，采用结构化技术来完成每个阶段的任务。每个阶段的任务。特点：特点：(1)(1)强调自顶向下强调自顶向下顺序顺序地完成软件开发的各阶段任务地完成软件开发的各阶段任务;(2)(2)结构化方法要么面向行为，要么面向数据，缺结构化方法要么面向行为，要么面向数据，缺乏使两者有机结合的机制。乏使两者有机结合的机制。第四页，讲稿共六十一页哦2.1 软件工程方法概述l面向对象方法面向对象方法是将数据和对数据的操作紧密地结合起来的方法。是将数据和对数据的操作紧密地结合起来的方法。软件开发过程是软件开发过程是多次

4、反复迭代多次反复迭代的演化过程。的演化过程。面向对象方法在概念和表示方法上的一致性，保证了各面向对象方法在概念和表示方法上的一致性，保证了各项开发活动之间的平滑过渡。项开发活动之间的平滑过渡。对于大型、复杂及交互性比较强的系统，使用面向对象对于大型、复杂及交互性比较强的系统，使用面向对象方法更有优势。方法更有优势。第五页，讲稿共六十一页哦2.1 软件工程方法概述l形式化方法形式化方法形式化方法是一种基于形式化数学变换的软件开发形式化方法是一种基于形式化数学变换的软件开发方法，它可将系统的规格说明转换为可执行的程序。方法，它可将系统的规格说明转换为可执行的程序。该过程的具体描述如图所示。该过程的

5、具体描述如图所示。第六页，讲稿共六十一页哦2.1 软件工程方法概述l形式化方法的主要特点形式化方法的主要特点(1)(1)软件需求规格说明被细化为用数学记号表达的详细的形式化规格说软件需求规格说明被细化为用数学记号表达的详细的形式化规格说明；明；(2)(2)设计、实现和单元测试等开发过程由一个变换开发过程代替。设计、实现和单元测试等开发过程由一个变换开发过程代替。通过一系列变换将形式的规格说明细化成为程序。这种细化的过通过一系列变换将形式的规格说明细化成为程序。这种细化的过程如图所示。程如图所示。第七页，讲稿共六十一页哦 2.2 面向对象的概念与开发方法现实世界就是由各种对象组成的，如建筑物、人

6、、汽车、现实世界就是由各种对象组成的，如建筑物、人、汽车、动物、植物等。动物、植物等。复杂的对象可以由简单的对象组成。复杂的对象可以由简单的对象组成。在研究对象时主要考虑对象的属性和行为，有些不同的在研究对象时主要考虑对象的属性和行为，有些不同的对象会呈现相同或相似的属性和行为，如轿车、卡车、对象会呈现相同或相似的属性和行为，如轿车、卡车、面包车。面包车。通常将属性及行为相同或相似的对象归为一类。通常将属性及行为相同或相似的对象归为一类。类可以看成是对象的抽象，代表了此类对象所具有的共类可以看成是对象的抽象，代表了此类对象所具有的共有属性和行为。有属性和行为。第八页，讲稿共六十一页哦2.2 面

7、向对象的概念与开发方法Coad和和Yourdon给出了给出了“面向对象面向对象”的一的一个定义：个定义：面向对象对象类继承消息通信面向对象对象类继承消息通信如果一个系统是使用这样如果一个系统是使用这样4 4个概念设计和实个概念设计和实现的，则可认为这个现的，则可认为这个系统是面向对象的系统是面向对象的。用面向对象的编程语言所写的系统，就是面向对象的么？第九页，讲稿共六十一页哦对象对象有两个层次的概念：对象有两个层次的概念：(1)(1)现实生活中对象指的是客观世界的实体。可以是可见的现实生活中对象指的是客观世界的实体。可以是可见的有形对象，如人、学生、汽车、房屋等；也可以是抽象的有形对象，如人、

8、学生、汽车、房屋等；也可以是抽象的逻辑对象，如银行帐号，生日。逻辑对象，如银行帐号，生日。(2)(2)程序中对象就是一组变量和相关方法的集合，其中程序中对象就是一组变量和相关方法的集合，其中变量表明对象的状态，方法表明对象所具有的行为。变量表明对象的状态，方法表明对象所具有的行为。第十二页，讲稿共六十一页哦对象可以将程序中的对象分为可以将程序中的对象分为5类：类：物理对象，角色，事物理对象，角色，事件，交互，规格说明件，交互，规格说明。(1)(1)物理对象（物理对象（Physical ObjectsPhysical Objects）物理对象是最易识别物理对象是最易识别的对象，通常可以在问题领域

9、的描述中找到，它们的属性的对象，通常可以在问题领域的描述中找到，它们的属性可以标识和测量。可以标识和测量。例如，大学课程注册系统中的学生对象；一个网络管理系统中各种例如，大学课程注册系统中的学生对象；一个网络管理系统中各种网络物理资源对象（如开关、网络物理资源对象（如开关、CPUCPU和打印机）都是物理对象。和打印机）都是物理对象。第十三页，讲稿共六十一页哦对象(2)角色（角色（Roles）一个实体的角色也可以抽象成一个单独的对象。一个实体的角色也可以抽象成一个单独的对象。角色对象的操作是由角色提供的技能。角色对象的操作是由角色提供的技能。例如，一个面向对象系统中通常有例如，一个面向对象系统中

10、通常有“管理器管理器”对象，它履行对象，它履行协调系统资源的角色。一个窗口系统中通常有协调系统资源的角色。一个窗口系统中通常有“窗口管理器窗口管理器”对象，它扮演协调鼠标器按钮和其他窗口操作的角色。特别地，对象，它扮演协调鼠标器按钮和其他窗口操作的角色。特别地，一个实际的物理对象可能同时承担几个角色。一个实际的物理对象可能同时承担几个角色。例如，一个退休教师同时扮演退休者和教师的角色。例如，一个退休教师同时扮演退休者和教师的角色。第十四页，讲稿共六十一页哦对象(3)事件（事件（Events）一个事件是某种活动的一次一个事件是某种活动的一次“出出现现”。例如例如“鼠标鼠标”事件。一个事件对象通常

11、是一个数据实体，它管事件。一个事件对象通常是一个数据实体，它管理理“出现出现”的重要信息。事件对象的操作主要用于对数据的存取。的重要信息。事件对象的操作主要用于对数据的存取。如如“鼠标鼠标”事件对象有诸如光标坐标、左右键、单击，双击事件对象有诸如光标坐标、左右键、单击，双击等信息。等信息。第十五页，讲稿共六十一页哦对象(4)交互（交互（Interactions）交互表示了在两个对象之交互表示了在两个对象之间的关系，这种类型的对象类似于在数据库设计时所间的关系，这种类型的对象类似于在数据库设计时所涉及的涉及的“关系关系”实体。实体。当实体之间是多对多的关系时，利用交互对象可将其简当实体之间是多对

12、多的关系时，利用交互对象可将其简化为两个一对多的关系。化为两个一对多的关系。例如，在大学课程注册系统中，学生和课程之间的关系例如，在大学课程注册系统中，学生和课程之间的关系是多对多的关系，可设置一个是多对多的关系，可设置一个“选课选课”交互对象来简交互对象来简化它们之间的关系。化它们之间的关系。第十六页，讲稿共六十一页哦2.3 统一建模语言UML简介面向对象的建模语言面向对象的建模语言很多，目前使用最广很多，目前使用最广泛的是统一建模语言泛的是统一建模语言(UMLUML，Unified Unified Modeling Language)Modeling Language)；它将它将Booch

13、Booch、RumbaughRumbaugh和和JacobsonJacobson等各自独等各自独立的立的OOAOOA和和OODOOD方法中最优秀的特色组合成方法中最优秀的特色组合成一个统一的方法。一个统一的方法。第二十七页，讲稿共六十一页哦2.4 软件工具概述软件工具的概念软件工具的概念软件工具的发展软件工具的发展软件工具的分类软件工具的分类常用软件工具介绍常用软件工具介绍第三十三页，讲稿共六十一页哦软件工具的概念软件工具的概念软件工具是指能支持软件生存周期中软件工具是指能支持软件生存周期中某一阶段某一阶段（如系统（如系统定义、需求分析、设计、编码、测试或维护等）的需定义、需求分析、设计、编码

14、、测试或维护等）的需要而使用的软件工具。要而使用的软件工具。早期的软件工具主要用来辅助程序员编程，如编辑程序、早期的软件工具主要用来辅助程序员编程，如编辑程序、编译程序、排错程序等。在提出了软件工程的概念以后，编译程序、排错程序等。在提出了软件工程的概念以后，出现了一批软件工具来辅助软件工程实施，这些软件工具出现了一批软件工具来辅助软件工程实施，这些软件工具涉及到软件开发、维护、管理过程中的各项活动，并辅助涉及到软件开发、维护、管理过程中的各项活动，并辅助这些活动高质量地进行。这些活动高质量地进行。软件工具通常也称为软件工具通常也称为CASECASE(计算机辅助软件工程，计算机辅助软件工程，c

15、omputer aided software engineering)computer aided software engineering)工具。工具。第三十四页，讲稿共六十一页哦软件工具的发展软件工具的发展5050年代末期出现了程序设计语言，因此，出现了年代末期出现了程序设计语言，因此，出现了编辑编辑程序、汇编程序和各种程序语言的编译程序或解释程序、程序、汇编程序和各种程序语言的编译程序或解释程序、连接程序、装配程序、排错程序连接程序、装配程序、排错程序等辅助软件编程活动等辅助软件编程活动的工具。的工具。6060年代末提出软件工程的概念后，支持软件开发、维护、年代末提出软件工程的概念后，支

16、持软件开发、维护、管理等过程的各种活动的工具也应运而生。管理等过程的各种活动的工具也应运而生。例如，支持例如，支持需求分析活动的需求分析工具、支持维护过程的维需求分析活动的需求分析工具、支持维护过程的维护工具和理解工具、支持管理过程中进度管理活动护工具和理解工具、支持管理过程中进度管理活动的的PERTPERT工具、支持软件过程的质量保证工具工具、支持软件过程的质量保证工具等。等。第三十五页，讲稿共六十一页哦软件工具的发展软件工具的发展8080年代中期提出了软件过程的新概念，人们开始研制过年代中期提出了软件过程的新概念，人们开始研制过程建模的工具、过程评价工具。程建模的工具、过程评价工具。如今，

17、软件工具重视用户界面的设计，不断地采用新理如今，软件工具重视用户界面的设计，不断地采用新理论和新技术，正由单个工具向多个工具集成的方向发展，论和新技术，正由单个工具向多个工具集成的方向发展，且注重工具间的平滑过渡和互操作性。且注重工具间的平滑过渡和互操作性。第三十六页，讲稿共六十一页哦软件工具的分类软件工具的分类软件工具的种类繁多，很难有一种统一的分类方法，通常从不同的软件工具的种类繁多，很难有一种统一的分类方法，通常从不同的观点来进行分类。观点来进行分类。由于大多数软件工具仅支持软件生存周期过程中的某些特定的由于大多数软件工具仅支持软件生存周期过程中的某些特定的活动，所以通常可以按软件过程的

18、活动来进行分类。如：活动，所以通常可以按软件过程的活动来进行分类。如：(1)(1)支持软件开发过程的工具支持软件开发过程的工具：主要有需求分析工具、设计工具：主要有需求分析工具、设计工具(通常还可以分为概要设计工具和详细设计工具通常还可以分为概要设计工具和详细设计工具)、编码工具、编码工具、排错工具、测试工具等。排错工具、测试工具等。(2)(2)支持软件维护过程的工具支持软件维护过程的工具：主要有版本控制工具、文档分析工：主要有版本控制工具、文档分析工具、信息库开发工具、逆向工程工具、再工程工具等。具、信息库开发工具、逆向工程工具、再工程工具等。(3)(3)支持软件管理过程和支持过程的工具支持

19、软件管理过程和支持过程的工具：主要有项目管理工具、：主要有项目管理工具、配置管理工具、软件评价工具等。配置管理工具、软件评价工具等。第三十七页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍支持软件开发过程的工具主要有需求分析工具、设支持软件开发过程的工具主要有需求分析工具、设计工具、编码工具、排错工具、测试工具等。计工具、编码工具、排错工具、测试工具等。1.1.需求分析工具需求分析工具 需求分析工具的功能与所采用的系统开发方法密不需求分析工具的功能与所采用的系统开发方法密不可分的。可分的。按所采用的系统开发方法，可以将需求分析工具分为两类：按所采用的系统开发方法，可以将需求分析工具分为两类

20、：结构化图形工具箱，面向对象模型化工具及分析工具结构化图形工具箱，面向对象模型化工具及分析工具。第三十八页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍1.1.需求分析工具需求分析工具(1)(1)结构化图形工具箱结构化图形工具箱 这类工具需要通过数据流程图这类工具需要通过数据流程图DFDDFD进行功能分析。包括进行功能分析。包括DFDDFD图形工具，实体图形工具，实体-关系图关系图(E-R)(E-R)图形工具，图形工具，JacksonJackson图形工具，图形工具，Warnier/OrrWarnier/Orr图形工具等等。图形工具等等。(2)(2)面向对象模型化工具及分析工具面向对象模型

21、化工具及分析工具 这类工具需要通过对象建立构造系统的抽象模型，一般这类工具需要通过对象建立构造系统的抽象模型，一般包括图形工具、对象浏览器及类库管理系统。包括图形工具、对象浏览器及类库管理系统。第三十九页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍有代表性的商品化工具有：有代表性的商品化工具有：Rational RoseRational Rose，由，由Rational CorporationRational Corporation开发。开发。PowerDesignerPowerDesigner，由，由SybaseSybase开发。开发。VisioVisio，由，由MicrosoftMi

22、crosoft开发。开发。ArgoUMLArgoUML，开源工具。，开源工具。Control CenterControl Center，由，由TogetherSoftTogetherSoft开发。开发。Enterprise ArchitectEnterprise Architect，由，由Sparx SystemsSparx Systems开发。开发。Object Technology WorkbenchObject Technology Workbench（OTWOTW），由），由OTW SoftwareOTW Software开发。开发。System ArchitectSystem Arc

23、hitect，由，由Popkin SoftwarePopkin Software开发。开发。UML StudioUML Studio，由，由Pragsoft CorporationPragsoft Corporation开发。开发。Visual UMLVisual UML，由，由Visual Object ModelersVisual Object Modelers开发。开发。第四十页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍1.1.设计工具设计工具设计阶段分为概要设计和详细设计。对应于概要设设计阶段分为概要设计和详细设计。对应于概要设计活动和详细设计活动，设计工具通常可分为概要计活动

24、和详细设计活动，设计工具通常可分为概要设计工具和详细设计工具设计工具和详细设计工具。(1)(1)概要设计工具概要设计工具概要设计工具用以辅助设计人员设计目标软件的概要设计工具用以辅助设计人员设计目标软件的体系结构、控制结构和数据结构。体系结构、控制结构和数据结构。软件的体系结构通常用模块结构图来描述，它指明软件软件的体系结构通常用模块结构图来描述，它指明软件系统的模块组成及其调用关系，模块的接口定义等。模系统的模块组成及其调用关系，模块的接口定义等。模块的数据结构通常用实体块的数据结构通常用实体-关系图来描述。关系图来描述。第四十一页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍有代表性的

25、商品化工具有：有代表性的商品化工具有：Rational RoseRational Rose：由：由RationalRational开发，是开发，是基于基于UMLUML的设计的设计工具工具，它支持体系结构设计中的所有方面。，它支持体系结构设计中的所有方面。AdalonAdalon：由：由SynthisSynthis公司开发，是用于设计和构建专门公司开发，是用于设计和构建专门基于基于WebWeb构件体系结构的特定设计工具。构件体系结构的特定设计工具。ObjectifObjectif：由：由microTOOL GmbHmicroTOOL GmbH开发，是一个基于开发，是一个基于UMLUML的设计工具

26、，它可以导致服从基于构件的软件工程的各种的设计工具，它可以导致服从基于构件的软件工程的各种体系结构（如，体系结构（如，ColdfusionColdfusion、J2EEJ2EE和和FuseboxFusebox等）。等）。第四十二页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍(2)详细设计工具详细设计工具详细设计工具用以辅助设计人员设计模块的算法和内部详细设计工具用以辅助设计人员设计模块的算法和内部实现细节。实现细节。详细设计规范的图形描述方法通常有输入详细设计规范的图形描述方法通常有输入-处理处理-输输出出(input-process-output(input-process-outpu

27、t，IPO)IPO)图、问题分析图图、问题分析图(problem analysis diagram(problem analysis diagram，PAD)PAD)、盒图、盒图(也称也称NSNS图图)、流程图流程图(flow chart(flow chart，FC)FC)等。详细设计规范的语言描述等。详细设计规范的语言描述方法通常有程序设计语言方法通常有程序设计语言(program design language(program design language，PDL)PDL)、结构化语言等。、结构化语言等。其表格描述方法通常有判定表和判定树。其表格描述方法通常有判定表和判定树。第四十三页，

28、讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍3.编码工具与调试工具编码工具与调试工具辅助程序员进行编码活动的工具有编码工具和排错辅助程序员进行编码活动的工具有编码工具和排错工具。工具。编码工具辅助程序员用某种程序设计语言编制源程序，编码工具辅助程序员用某种程序设计语言编制源程序，并对源程序进行翻译，最终转换成可执行的代码。并对源程序进行翻译，最终转换成可执行的代码。因此，编码工具通常与编码所使用的程序语言密切相关。因此，编码工具通常与编码所使用的程序语言密切相关。排错工具用来辅助程序员寻找源程序中错误的性质和排错工具用来辅助程序员寻找源程序中错误的性质和原因，并确定其出错的位置。原因，并确

29、定其出错的位置。第四十四页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍4.测试工具测试工具可将测试工具分为程序单元测试工具、组装测试可将测试工具分为程序单元测试工具、组装测试工具和系统测试工具。工具和系统测试工具。(1)程序单元测试工具程序单元测试工具早期的程序单元测试工具有三类：程序静态分析工具、早期的程序单元测试工具有三类：程序静态分析工具、动态分析工具和自动测试支持工具。动态分析工具和自动测试支持工具。目前最流行的单元测试工具是目前最流行的单元测试工具是xUnit系列框架，根据系列框架，根据语言不同分为语言不同分为JUnit（java），），CppUnit（C+），），DUnit（

30、Delphi），），NUnit（.net），），PhpUnit（Php）等等。）等等。第四十五页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍(2)组装测试工具组装测试工具组装测试也称为集成测试或联合测试，在单元测试的基组装测试也称为集成测试或联合测试，在单元测试的基础上，将所有模块按照设计要求组装成为子系统或系统，础上，将所有模块按照设计要求组装成为子系统或系统，进行组装测试。进行组装测试。实践表明，一些模块虽然能够单独地工作，但并不实践表明，一些模块虽然能够单独地工作，但并不能保证连接起来也能正常地工作。程序在某些局部能保证连接起来也能正常地工作。程序在某些局部反映不出来的问题，在全局

31、上很可能暴露出来，影反映不出来的问题，在全局上很可能暴露出来，影响功能的实现。响功能的实现。第四十六页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍有代表性的组装测试工具有：有代表性的组装测试工具有：WinRunnerWinRunner，由，由MercuryMercuryInteractiveInteractive公司开发，是一种企业级公司开发，是一种企业级的功能测试工具，用于检测应用程序是否能够达到预期的功能及的功能测试工具，用于检测应用程序是否能够达到预期的功能及正常运行。正常运行。IBMIBMRationalRationalRobotRobot是业界最顶尖的功能测试工具。是业界最顶尖

32、的功能测试工具。BorlandBorlandSilkTestSilkTest20062006属于软件功能测试工具，是属于软件功能测试工具，是BorlandBorland公司公司所提出软件质量管理解决方案的套件之一。所提出软件质量管理解决方案的套件之一。TestDirectorTestDirector是业界第一个基于是业界第一个基于WebWeb的测试管理系统，它可以的测试管理系统，它可以在公司内部或外部进行全球范围内测试的管理。在公司内部或外部进行全球范围内测试的管理。第四十七页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍(3)系统测试工具系统测试工具系统测试是对整个基于计算机的系统进行一

33、系列不同系统测试是对整个基于计算机的系统进行一系列不同考验的测试。考验的测试。除了功能测试之外，负载测试、性能测试、可靠性测除了功能测试之外，负载测试、性能测试、可靠性测试和其他一些测试一般都是在系统测试期间进行的。试和其他一些测试一般都是在系统测试期间进行的。第四十八页，讲稿共六十一页哦常用软件工具介绍常用软件工具介绍有代表性的系统测试工具有：有代表性的系统测试工具有：LoadRunnerLoadRunner是一种预测系统行为和性能的负载测试工具。通是一种预测系统行为和性能的负载测试工具。通过以模拟上千万用户实施并发负载及实时性能监测的方式来确过以模拟上千万用户实施并发负载及实时性能监测的方

34、式来确认和查找问题，认和查找问题，LoadRunnerLoadRunner能够对整个企业架构进行测试。能够对整个企业架构进行测试。OTFOTF（Object Testing FrameworkObject Testing Framework），由），由MCGMCG软件公司开发，为软件公司开发，为SmalltalkSmalltalk对象的测试提供管理框架。对象的测试提供管理框架。QADirectorQADirector，由，由Compuware Corp.Compuware Corp.，为管理测试过程的各个阶，为管理测试过程的各个阶段提供简单的控制。段提供简单的控制。TestWorksTestWorks，由，由Software Research,Inc.Software Research,Inc.开发，包含一个完整的测开发，包含一个完整的测试工具集，包括测试管理与测试报告。试工具集，包括测试管理与测试报告。第四十九页，讲稿共六十一页哦感感谢谢大大家家观观看看第六十一页，讲稿共六十一页哦