软件工程知识回顾36147.pptx

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1、软件工程基本知识简介软件工程基本知识简介葛君伟葛君伟教授，博士教授，博士(62460397，)主要参考教材主要参考教材张海藩，软件工程，人民邮电出张海藩，软件工程，人民邮电出版社，版社，2010。S.L.Pfleeger，软件工程，人民邮，软件工程，人民邮电出版社，电出版社，2007.LanSommerville,软件工程软件工程(英文版第英文版第7版版)，SoftwareEngineering,SeventhEdition,机械工业出版社，机械工业出版社，2004.11，ISBN7-111-15309-X1软件工程知识回顾软件工程知识回顾2023/3/29Junwei Ge4#include

2、voidmain()inta,b;coutab;intc;c=a/b;intd=a%b;coutna/b=cend;coutna%b=dend;问题问题1请讨论以下请讨论以下C+程序的作用和不足？程序的作用和不足？/I/O流库头文件流库头文件/输出提示语输出提示语/对对a、b变量输入变量输入/变量可随用随定义变量可随用随定义/输出输出a除以除以b的商的商/输出输出a除以除以b的余数的余数CQUPT 葛君伟5IT is now one of the largest corporate expenses outside employee costs4Organizationsandgovernme

3、ntsspendanestimated$1trilliononIThardware,software,andservicesworldwide.4Theaveragecompanyspendsabout4to5percentofrevenueonIT.4ThecompaniesthatarehighlyITdependentsuchasfinancialandtelecommunicationscompaniesspendingmorethan10percentonit.CQUPT 葛君伟6Governments are big consumers ofsoftware 4TheUnitedK

4、ingdomhadmorethan100majorgovernmentITprojectsunderwaythattotaled$20.3billion.4TheU.S.governmentcataloged1200civilianITprojectscostingmorethan$60billion,plusanother$16billionformilitarysoftware.CQUPT 葛君伟7Governments are big consumers ofsoftware4Any one of these projects can cost over$1billion.For exa

5、mple,the computer modernization effort at the U.S.DepartmentofVeteransAffairs is projected to run$3.5billion,while automating the healthrecords of the UKs National Health Service is likely to cost more than$14.3billion for development and another$50.8billion for deployment.4Such megasoftware project

6、s are now much more common,as smaller IT operations are joined into“systems of systems.”Airtrafficcontrol is a prime example,because it relies on connections among dozens of networks that provide communications,weather,navigation,and other data.2023/3/29Junwei Ge8问题问题2你应如何开发一个电信业务管理系统你应如何开发一个电信业务管理系

7、统？2023/3/29CQUPT91软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念vWhatissoftware?v具有以下特征的实体具有以下特征的实体(Entities)可以被看成软件。可以被看成软件。TheyAreNon-tangible,andNon-physical,butOftenIntendedtoManageTangibles.HierarchicalStructureIsaCommonFeature.TheyConsistofComponentsHavingDifferentPurposes.AllAreExpectedtoRequireModifi

8、cation/Evolution.InterconnectionsAreKey.AnalysisandVerificationAreUniversalUnderlyingNeeds.2023/3/29CQUPT101软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念vWhatiscomputersoftware?v具有以下特征的软件可以被看成计算机软件。具有以下特征的软件可以被看成计算机软件。有可以在计算机上运行的程序有可以在计算机上运行的程序/代码。代码。有可以被程序处理的数据。有可以被程序处理的数据。有说明文档。有说明文档。2023/3/29CQUPT111软件工程

9、知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件工程的定义软件工程的定义软软件件工工程程是是软软件件工工程程师师用用工工具具和和技技术术(方方法法)，按按照照某某一一过过程程和和范范例例来来构构造造软软件件，从从而而增增强软件产品的质量，更有效地解决问题。强软件产品的质量，更有效地解决问题。2023/3/29CQUPT121软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件发展的三个阶段软件发展的三个阶段高级语言出现之前高级语言出现之前(约约1946年年1956年年)；高高级级语语言言出出现现到到软软件件工工程程出出现现之之前前(约约195

10、6年年1969年年)；软件工程阶段软件工程阶段(1969年至今年至今)。2023/3/29CQUPT131软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件工程的作用软件工程的作用解决软件危机；解决软件危机；从从技技术术和和技技术术管管理理的的角角度度来来研研究究和和探探讨讨软软件件的的设设计计、开开发发和和维维护护问问题题。但但由由于于软软件件本本身身的的特特点点，软软件件产产业业既既受受技技术术影影响响，又又受受市市场场影影响响。所所以以我我们们不不能能说说,只只要要解解决决软软件件工程问题就能推进软件产业。工程问题就能推进软件产业。2023/3/29CQUP

11、T141软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机的特征软件危机的特征从从微微观观上上看看,软软件件危危机机的的特特征征正正是是表表现现在在完完工工日日期期一一再再拖拖后后、经经费费一一再再超超支支,甚甚至至工工程程最终宣告失败等方面。最终宣告失败等方面。而而从从宏宏观观上上、从从整整个个社社会会对对软软件件的的需需求求来来看看,软软件件危危机机的的实实质质是是软软件件产产品品的的供供应应跟跟不不上上需需求的增长。求的增长。2023/3/29CQUPT151软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机举例软件危机

12、举例l丹佛国际机场的行李地下传输系统丹佛国际机场的行李地下传输系统有有40004000台遥控车，台遥控车，2121英里长的钢轨，英里长的钢轨，50005000个电子眼，个电子眼，400400台无线电接收机，台无线电接收机，5656台条码机，台条码机，在在2020家航空公司、柜台和行李领取处之间传送行李。家航空公司、柜台和行李领取处之间传送行李。通过由通过由100100台计算机组成的互联网来管理该系统。台计算机组成的互联网来管理该系统。投资投资1.931.93亿美元，亿美元，机场的开放时间拖了机场的开放时间拖了7 7个月以上。个月以上。2023/3/29CQUPT161软件工程知识回顾软件工程知

13、识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机举例软件危机举例19931993年年距距伦伦敦敦9090英英里里的的塞塞兹兹韦韦尔尔核核电电站站正正式式投投入入运运行行,但但是是工工作作人人员员很很快快发发现现核核电电站站的的反反应应堆堆内内温温度度控控制制失失灵灵,这这使使得得欧欧洲洲人人口口最最为为稠稠密密的的地地区区面面临临巨巨大大危危险险。事事后后查查明明,在在反反应应堆堆的的 主主要要保保护护系系统统 中中,有有一一个个1010万万行行代码的控制软件几乎有一半未能通过测试。代码的控制软件几乎有一半未能通过测试。2023/3/29CQUPT171软件工程知识回顾软件工程知识回

14、顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机举例软件危机举例8080年年代代中中,加加拿拿大大一一家家原原子子能能公公司司生生产产的的、由由微微处处理理机机控控制制的的癌癌症症治治疗疗仪仪,在在美美国国和和加加拿拿大大的的多多家家医医院院使使用用均均告告失失灵灵,致致使使6 6个个病病人人因受超剂量辐射而死亡或受到严重伤害。因受超剂量辐射而死亡或受到严重伤害。2023/3/29CQUPT181软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机举例软件危机举例海海湾湾战战争争中中,一一个个软软件件故故障障打打乱乱了了 爱爱国国者者 导导弹弹雷雷达达跟跟

15、踪踪系系统统,使使导导弹弹发发射射后后未未能能迎迎击击对对方方的的 飞飞毛毛腿腿 导导弹弹,反反而而轰轰击击了了自自己己的的军军营营,造成造成2828名士兵丧生、名士兵丧生、9898人受伤。人受伤。2023/3/29CQUPT191软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机举例软件危机举例19961996年年欧欧洲洲航航天天局局发发射射的的阿阿丽丽亚亚娜娜5 5型型火火箭箭,发发射射4040秒秒钟钟后后火火箭箭爆爆炸炸,发发射射场场上上2 2名名法法国国士士兵兵当当场场死死亡亡,耗耗资资1010亿亿美美元元、历历时时9 9年年的的航航天天计计划划严严重

16、重受受挫挫,引引起起了了国国际际宇宇航航界界的的震震惊惊。事事故故发发生生后后,专专家家组组的的调调查查分分析析报报告告指指明明,爆爆炸炸的的根根本本原原因因在在于于惯惯性性导导航航系系统统软软件件中中技技术术要求和设计的错误。要求和设计的错误。2023/3/29CQUPT201软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机举例软件危机举例德德国国电电话话计计费费系系统统的的软软件件问问题题,造造成成用用户户需需交交付付不不合合理理电电话话费费的的事事件件,引引起起了了公公众众的的抗抗议。议。2023/3/29CQUPT211软件工程知识回顾软件工程知识回

17、顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机举例软件危机举例2006年年10日日13时时28分分，中中国国民民航航信信息息网网络络股股份份公公司司在在首首都都机机场场的的离离港港系系统统发发生生故故障障，导导致致机机场场部部分分航航班班无无法法办办理理值值机机手手续续。北北京京、广广州州、深深圳圳、长长沙沙机机场场至至少少84个个离离港港航航班班发发生生延延误误。而而发发生生航航班班延延误误的的机机场场，由由于于延延误误航班较多，机场人满为患。航班较多，机场人满为患。2023/3/29CQUPT221软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机

18、举例软件危机举例更多的例子更多的例子2023/3/29CQUPT231生命周期知识回顾生命周期知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件危机举例软件危机举例更多的例子更多的例子CQUPT 葛君伟24国内失败案例 4资源一号资源一号02型型飞行两年，在飞行两年，在1473圈，变轨没有成功圈，变轨没有成功发现是潜通道问题。系统实现是分散到五发现是潜通道问题。系统实现是分散到五个子程序，变量在前一个模块被清掉，需个子程序，变量在前一个模块被清掉，需要姿态正常，才能开发动机。要姿态正常，才能开发动机。方法：把部分程序重新设计，再送上去方法：把部分程序重新设计，再送上去CQUPT 葛君伟2

19、5国内失败案例 4三号卫星三号卫星2004年年11月发射，月发射，12月月-05.1，有四次进入异，有四次进入异常工作模式。常工作模式。分析：异常指令内存传下来分析，发现是分析：异常指令内存传下来分析，发现是轨道计算发现寻址跳变。减法运算指令，是轨道计算发现寻址跳变。减法运算指令，是否带进位关系到结果正确。否带进位关系到结果正确。CQUPT 葛君伟26国内失败案例4神州飞船神州飞船返回的前天晚上，发现异常，发现发动返回的前天晚上，发现异常，发现发动机通讯有短暂不成功。机通讯有短暂不成功。4神州二号神州二号发射逃逸模式，发出指令却没有转化到发射逃逸模式，发出指令却没有转化到逃逸模式。逃逸模式。问

20、题：时间清零问题问题：时间清零问题CQUPT 葛君伟27The problem only gets worse as IT grows ubiquitous4Failurecanbedefinedasthetotalabandonmentofaprojectbeforeorshortlyafteritisdelivered.4OftheITprojectsthatareinitiated,from5to15percentwillbeabandonedbeforeorshortlyafterdeliveryashopelesslyinadequate.4Manyotherswillarrivel

21、ateandoverbudgetorrequiremassivereworking.4FewITprojects,inotherwords,trulysucceed.CQUPT 葛君伟28WHEN A SOFTWARE PROJECT FAILS4The failure doesnt reflect projectsthat exceed their budgetswhich most projects do,that delivered latewhich the majority are,that have to start over once a project is abandoned

22、,or that are bug-ridden systems which have to be repeatedly reworked.发生用户诉讼的项目。4包括以上所有浪费的费用，仅美国每年在软件开发上浪费的费用就在60-70 billion美元。这些钱可以发射太空飞船100次，建造由24颗卫星组成的GPS系统，或者从头研制开发Boeing 777飞机，还要剩余几billion美元。2023/3/29CQUPT291软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v出现大量软件开发失败的主要原因出现大量软件开发失败的主要原因A complex software s

23、ystem comprises individual adaptive systems whose behavior and interactions change over time.These changes are usually not centrally planned,but arise from independent processes and decisions within and outside the complex software system.因此，软件的适应能力差是主要原因。v出现大量软件开发失败的根本原因？出现大量软件开发失败的根本原因？2023/3/29CQ

24、UPT301软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件工程的地位软件工程的地位v1991年年，ACM和和IEEE-CS的的计计算算学学科科教教程程CC1991专专题题组组将将软软件件工工程程列列为为计计算算学学科科的的九九个个知知识识领领域域之之一。一。v2001年年，CC2001将将计计算算科科学学划划分分为为5个个相相对对独独立立的的部部分分：计计算算机机科科学学，计计算算机机工工程程，软软件件工工程程，信信息息系统和信息技术。系统和信息技术。v2004年年8月月，全全世世界界500多多位位来来指指大大学学、科科研研机机构构和和企企业业的的专专家家、教

25、教授授推推出出了了软软件件工工程程知知识识体体和和软软件件工工程程教教育育知知识识体体(SEEK)，标标志志着着软软件件工工程程学学科科在在世世界界范围正式确立。范围正式确立。v2011年，教育部正式将软件工程列为一级学科。年，教育部正式将软件工程列为一级学科。2023/3/29CQUPT311软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件工程学科软件工程学科vSoftwareengineeringisthedisciplinethataimsatproviding,evaluating,and improving methods,techniques,pro

26、cesses,andtoolsforthedevelopmentof defect-free software that fulfills the needs ofcustomers and users within time and budgetconstraints.摘摘自自PerspectivesontheFutureofSoftwareEngineering，20132023/3/29CQUPT321软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件工程的十个知识域软件工程的十个知识域v软件需求软件需求软件工程基础软件工程基础v软件设计软件设计软件工程核心

27、软件工程核心v软件构造软件构造v软件测试软件测试v软件维护软件维护v软件配置管理软件配置管理v软件工程管理软件工程管理基础设施管理，项目管理，度量和控制计划基础设施管理，项目管理，度量和控制计划v软件工程过程软件工程过程v软件工程工具和方法软件工程工具和方法v软件质量软件质量2023/3/29CQUPT331软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件工程的传统途径软件工程的传统途径生命周期方法学生命周期方法学对复杂问题进行分解对复杂问题进行分解逐步完成每个阶段的任务逐步完成每个阶段的任务阶段审查的主要标准是高质量的文档阶段审查的主要标准是高质量的文档202

28、3/3/29CQUPT341软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v软件的生命周期软件的生命周期(LifeCycle)：计划计划需求分析需求分析设计设计程序编写程序编写测试测试运行维护等六个步骤运行维护等六个步骤2023/3/29CQUPT351软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v瀑布式模型瀑布式模型(waterfall model)waterfall model)系统需求分析系统需求分析软件需求分析软件需求分析设计设计编码编码测试测试维护维护2023/3/29CQUPT361软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件

29、工程的基本概念软件工程的基本概念v原型开发模型原型开发模型(rapid prototyping)rapid prototyping)需求分析需求分析快速设计快速设计建立原型建立原型用户评价原型用户评价原型修改原型修改原型生产产品生产产品2023/3/29CQUPT371软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.1软件工程的基本概念软件工程的基本概念v面向对象生存期模型面向对象生存期模型(object-oriented software engineering)CQUPT 葛君伟38软件工程模型软件工程模型v螺旋模型螺旋模型(spiral model)spiral model)CQUPT 葛君伟39软

30、件工程模型软件工程模型v增量模型示意图增量模型示意图2023/3/29CQUPT401软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.2可行性研究可行性研究v目的：确定问题是否值得去解目的：确定问题是否值得去解v任务任务进一步分析和澄清问题的定义进一步分析和澄清问题的定义导出系统的逻辑模型导出系统的逻辑模型探索若干种解决方案，并分析各种方案的探索若干种解决方案，并分析各种方案的技术可行性技术可行性经济可行性经济可行性操作可行性操作可行性对以后的行动方针提出建议对以后的行动方针提出建议2023/3/29CQUPT411软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.2可行性研究可行性研究v研究目前正在使用的系统研究目前

31、正在使用的系统现有系统的功能现有系统的功能现有系统的不足现有系统的不足现有系统的经济指标现有系统的经济指标现有系统和其它系统之间的接口情况现有系统和其它系统之间的接口情况2023/3/29CQUPT421软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.2可行性研究可行性研究v导出新系统的系统流程图导出新系统的系统流程图用用图图形形符符号号以以黑黑盒盒子子形形式式描描述述物物理理系系统统的的构构成。成。v导出新系统的高层逻辑模型导出新系统的高层逻辑模型数据流图数据流图描述数据在系统中流动和处理的情况描述数据在系统中流动和处理的情况描绘系统的逻辑模型描绘系统的逻辑模型数据字典数据字典2023/3/29Junw

32、ei Ge43可行性研究可行性研究风险分析风险分析v风风险险：是是由由于于从从事事某某项项特特定定活活动动过过程程中中存存在在的的不不确确定定性性而而产产生生的的经经济济或或财财务务的的损损失失，自自然然破破坏坏或或损损伤伤的的可可能性。能性。v任任务务：针针对对不不同同项项目目结结合合具具体体风风险险分分析析方方法法，进进行行项项目目风风险险评评价价，以以采采取取有有效效方方式式进进行行风风险险管管理理，从从而而达达到损失最小化的目的和效果。到损失最小化的目的和效果。v类型类型v自自然然风风险险：是是由由于于自自然然灾灾害害（如如水水灾灾、火火灾灾、地地震震、台台风风等等）引起的项目风险。引

33、起的项目风险。v人人为为风风险险：是是指指由由于于人人为为因因素素带带来来的的风风险险，包包括括行行为为风风险险、政治风险、经济风险、技术风险、组织风险等。政治风险、经济风险、技术风险、组织风险等。2023/3/29Junwei Ge44可行性研究可行性研究风险分析风险分析v过程过程v风风险险识识别别：项目包括那些活动；各种活动存在那些风险；风险产生的原因是什么；这些风险的主次关系；各风险之间是否相关。v风风险险估估计计：风险发生的概率大小；风险概率的分布情况；风险估算。v风风险险评评价价：给出方案，选择规则；选出最佳方案；检验各风险因素对指标的影响；对风险对策提出建议。2023/3/29Ju

34、nwei Ge45可行性研究可行性研究风险分析风险分析v方法方法v风风险险识识别别：专家调查法，故障树分析法，幕景分析法。v风险估计风险估计v确定型风险估计：盈亏平衡分析，敏感性分析。v不确定型风险估计：小中取大原则，大中取小原则，遗憾原则，最大数学期望原则。v随机型风险估计v风险评价风险评价v定性风险评价方法：主观评分法，层次分析法。v定量风险评价方法；风险报酬法，决策树法，外推法，等。2023/3/29CQUPT461软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.2可行性研究可行性研究v系统流程图举例系统流程图举例2023/3/29CQUPT471软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.2 可行性研究可

35、行性研究典型环境下各个开发阶段需要使用的典型环境下各个开发阶段需要使用的人力的百分比人力的百分比 任任 务务 人人 力力可行性研究可行性研究5需求分析需求分析10设计设计25编码和单元测试编码和单元测试20综合测试综合测试40总计总计1002023/3/29CQUPT481软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.2 可行性研究可行性研究问题问题1？打算开发打算开发“公共场所安全监控系统的公共服务平台公共场所安全监控系统的公共服务平台”，请作可行性分析。，请作可行性分析。问题问题2？打算开发打算开发“互联网上身份证挂失系统互联网上身份证挂失系统”，请作可行，请作可行性分析。性分析。问题问题3？某区打

36、算开发基于云计算的社区卫生服务系统，请某区打算开发基于云计算的社区卫生服务系统，请作可行性分析。作可行性分析。2023/3/29CQUPT491软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析总任务总任务确定系统必须要做什么？确定系统必须要做什么？2023/3/29CQUPT501软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析具体任务具体任务确定对系统的综合要求确定对系统的综合要求分析系统的数据要求分析系统的数据要求导出系统的逻辑模型：导出系统的逻辑模型：数据流图，数据字典和处理算法。数据流图，数据字典和处理算法。开发原型系统开发原型系统2023/3/29CQUPT511软件

37、工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析分析的基本方法分析的基本方法结构化方法结构化方法(SA)(SA)强调过程，强调过程，围绕功能围绕功能面向对象方法面向对象方法(OOA)OOA)强调方法，强调方法，围绕对象围绕对象互补互补2023/3/29CQUPT521软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析_结构化结构化v数据流图数据流图 处理处理+数据，但数据无关联数据，但数据无关联2023/3/29CQUPT531软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析_结构化结构化v数据流图细化过程举例数据流图细化过程举例2023/3/29CQUPT541软件工程知识

38、回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析_结构化结构化v数据流图细化过程举例数据流图细化过程举例2023/3/29CQUPT551软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析_结构化结构化v数据流图举例数据流图举例2023/3/29CQUPT561软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析_结构化结构化v数据字典举例数据字典举例名字：定货报表名字：定货报表别名：定货信息别名：定货信息描述：每天一次送给采购员的需要定货的零件表描述：每天一次送给采购员的需要定货的零件表定义：定货报表定义：定货报表=零件编号零件编号+零件名称零件名称+定货数量定货数量+目前价格目前价格

39、+主要供应者主要供应者+次要供应者次要供应者位置：输出到打印机位置：输出到打印机2023/3/29CQUPT571软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析_结构化结构化v数据字典举例数据字典举例名字：定货数量名字：定货数量别名：别名：描述：某个零件一次定货的数量描述：某个零件一次定货的数量定义：定货数量定义：定货数量=1数字数字5位置：定货报表位置：定货报表定货信息定货信息2023/3/29CQUPT581软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3 需求分析需求分析_结构化结构化什么是概念模型或信息模型？什么是概念模型或信息模型？按用户的观点来对数据和信息建模，按用户的观点来对数据

40、和信息建模，即即建立数据之间的关系建立数据之间的关系。2023/3/29CQUPT591软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3需求分析需求分析_结构化结构化常用的概念模型的建模方法常用的概念模型的建模方法2023/3/29CQUPT601软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3需求分析需求分析_面向对象面向对象u将将处处理理、数数据据和和数数据据之之间间的的关关系系聚聚合合在在一个模型中，即类图。一个模型中，即类图。2023/3/29CQUPT611软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3需求分析需求分析_面向对象面向对象u对需求更直观的描述对需求更直观的描述用例图用例图2023/3/29CQUP

41、T GE J.62需求分析需求分析概念模型和规范化概念模型和规范化v衡量数据聚合在一个实体或对象中是否衡量数据聚合在一个实体或对象中是否合适的方法合适的方法规范化规范化采用分解的方法，力求使关系的语义单纯化采用分解的方法，力求使关系的语义单纯化。2023/3/29CQUPT GE J.63需求分析需求分析概念模型和规范化概念模型和规范化v什么是范式？什么是范式？表示关系的某一种级别表示关系的某一种级别(或消除数据冗余的或消除数据冗余的程度程度)。2023/3/29CQUPT GE J.64需求分析需求分析概念模型和规范化概念模型和规范化v范式定律范式定律第一范式第一范式(1NF)关系的每一个分

42、量必须是不可分的数据项。关系的每一个分量必须是不可分的数据项。2023/3/29CQUPT GE J.65需求分析需求分析概念模型和规范化概念模型和规范化v范式定律范式定律第二范式第二范式(2NF)若若R 1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于且每一个非主属性完全函数依赖于码，则码，则R 2NF。例：运动会管理系统，下面的实体：例：运动会管理系统，下面的实体：项目项目(项目编号项目编号，名称，时间，场地，成绩，名称，时间，场地，成绩);由于项目编号不能唯一确定成绩，故不满足由于项目编号不能唯一确定成绩，故不满足2NF。项目项目(项目编号项目编号，名称，时间，场地，成绩，名称，时间，场地，成绩，

43、运动员运动员);由于名称等部分函数依赖于项目编号，故不满足由于名称等部分函数依赖于项目编号，故不满足2NF。2023/3/29CQUPT GE J.66需求分析需求分析概念模型和规范化概念模型和规范化v范式定律范式定律第三范式第三范式(3NF)R中若不存在这样的码中若不存在这样的码X、属性组属性组Y及非及非主属性主属性Z(Z Y)使得使得XY，YZ，Y/X成立，成立，则称则称R 3NF。或或即若即若R 3NF，则每一个非主属性既不部分依赖则每一个非主属性既不部分依赖于码，也不传递依赖于码。于码，也不传递依赖于码。例：裁判例：裁判(裁判编号裁判编号，姓名，项目编号，项目名称，姓名，项目编号，项目

44、名称)假设一个裁判只能执法一个项目。假设一个裁判只能执法一个项目。项目名称项目名称项目编号项目编号裁判编号，存在传递依赖裁判编号，存在传递依赖2023/3/29CQUPT GE J.67需求分析需求分析概念模型和规范化概念模型和规范化v范式定律范式定律的图示的图示2023/3/29CQUPT681软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.3需求分析需求分析u讨讨论论：“互互联联网网上上身身份份证证挂挂失失系系统统”的的顶顶层数据流图？层数据流图？2023/3/29CQUPT691软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.4 总体设计总体设计v总体设计的任务总体设计的任务划分出组成系统的物理元素；划分出组成

45、系统的物理元素；设计软件的结构。设计软件的结构。怎么从需求分析结果导出系统架构？怎么从需求分析结果导出系统架构？2023/3/29CQUPT70总体设计总体设计SoftwareArchitecture vSoftware architecture is the design andspecification of overall system structure.Itdefines a software system in terms ofcomputational components(structure)andinteractionsamongthosecomponents(topolog

46、y).vComponents:are identified and assigned responsibilities that client components interact with through contracted interfaces.vInteractions:specify communication and control mechanisms,and support all component interactions needed to accomplish system behavior.2023/3/29CQUPT71总体设计总体设计SoftwareArchit

47、ecture vStructureissuesincludethedescriptionofelementsfromwhichsystemsarebuilt,interactionsamongthoseelements,thatis,interchangerepresentationsandprotocols,patternsthatguidetheircomposition,andconstraintsonthesepatterns.2023/3/29CQUPT72总体设计总体设计SoftwareArchitecture vArchitectureexamples procedurecall

48、,sharedvariableaccess,client-serverprotocols,database-accessingprotocols,asynchronouseventmulticast,andpipedstreams.2023/3/29CQUPT731软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.4 总体设计总体设计v总体设计的基础总体设计的基础数据流图数据流图2023/3/29CQUPT741软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.4 总体设计总体设计v总体设计的基本原理总体设计的基本原理l模块化模块化l抽象抽象摩托车整车生产和零部件生产的管理摩托车整车生产和零部件生产的管理过程过程l模块独

49、立模块独立模块之间低耦合，如数据耦合，控制耦合，公共模块之间低耦合，如数据耦合，控制耦合，公共环境耦合，内容耦合环境耦合，内容耦合模块内高内聚，如功能内聚，顺序内聚，通信内模块内高内聚，如功能内聚，顺序内聚，通信内聚，过程内聚，时间内聚，逻辑内聚，偶然内聚聚，过程内聚，时间内聚，逻辑内聚，偶然内聚2023/3/29CQUPT751软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.4 总体设计总体设计v用层次图描述软件结构用层次图描述软件结构2023/3/29CQUPT761软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.4 总体设计总体设计_结构化结构化软件结构图软件结构图数据流图数据流图获得软件结构图的基本方法获得软

50、件结构图的基本方法2023/3/29CQUPT771软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.4 总体设计总体设计_结构化结构化v数字仪表板系数字仪表板系统的软件结构统的软件结构分析分析低耦合：数据耦合低耦合：数据耦合中耦合：控制耦合中耦合：控制耦合高耦合：内容耦合高耦合：内容耦合低内聚：偶然，逻辑，时间低内聚：偶然，逻辑，时间中内聚：过程，通信中内聚：过程，通信高内聚：顺序，功能高内聚：顺序，功能2023/3/29CQUPT781软件工程知识回顾软件工程知识回顾1.4 总体设计总体设计_结构化结构化v数字仪表板系统的软件结构分析数字仪表板系统的软件结构分析2023/3/29CQUPT79总体设计总