《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》PPT配套課件

《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》PPT配套課件,計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論,計(jì)算機(jī)科學(xué),導(dǎo)論,PPT,配套,課件 第第1010章章 軟件工程軟件工程本章內(nèi)容安排本章內(nèi)容安排&軟件生命周期軟件生命周期&分析階段分析階段&設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段&實(shí)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)階段&測(cè)試階段測(cè)試階段&文檔文檔2軟件工程概念軟件工程概念&軟件工程軟件工程是在七十年代為了對(duì)付應(yīng)用軟件日益增是在七十年代為了對(duì)付應(yīng)用軟件日益增長(zhǎng)的復(fù)雜程度、漫長(zhǎng)的開發(fā)周期以及用戶對(duì)軟件產(chǎn)長(zhǎng)的復(fù)雜程度、漫長(zhǎng)的開發(fā)周期以及用戶對(duì)軟件產(chǎn)品經(jīng)常不滿意的狀況而發(fā)展起來的品經(jīng)常不滿意的狀況而發(fā)展起來的(60(60年代末出現(xiàn)年代末出現(xiàn)的的軟件危機(jī)軟件危機(jī))。&軟件工程是一類求解軟件的工程，它應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件工程是一類求解軟件的工程，它應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)以及管理科學(xué)等原理，借鑒傳統(tǒng)工程的科學(xué)、數(shù)學(xué)以及管理科學(xué)等原理，借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，創(chuàng)建軟件以達(dá)到提高質(zhì)量，降低成本原則、方法，創(chuàng)建軟件以達(dá)到提高質(zhì)量，降低成本的目的的目的3軟件生命周期軟件生命周期&開發(fā)軟件和生成其它產(chǎn)品一樣，開發(fā)軟件和生成其它產(chǎn)品一樣，周期性周期性地重復(fù)一地重復(fù)一些階段。些階段。&軟件經(jīng)過最初的軟件經(jīng)過最初的開發(fā)開發(fā)并交付使用，會(huì)經(jīng)歷并交付使用，會(huì)經(jīng)歷使用使用和和修改的交替過程，軟件最終會(huì)由于修改的交替過程，軟件最終會(huì)由于“過時(shí)過時(shí)”而被淘而被淘汰汰4開發(fā)過程模型開發(fā)過程模型&在軟件的生命周期中，在軟件的生命周期中，開發(fā)過程開發(fā)過程又可以分解為四又可以分解為四個(gè)階段：分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試個(gè)階段：分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試&開發(fā)過程有多種模型，最常見的兩種：瀑布模型開發(fā)過程有多種模型，最常見的兩種：瀑布模型和增量模型。和增量模型。5瀑布模型瀑布模型&結(jié)束一個(gè)階段的工作，再開展下一個(gè)階段結(jié)束一個(gè)階段的工作，再開展下一個(gè)階段&優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：階段任務(wù)明確，下一階段開始前之前的各：階段任務(wù)明確，下一階段開始前之前的各階段已經(jīng)完成；階段已經(jīng)完成；&缺點(diǎn)缺點(diǎn)：難以定位問題；難以控制風(fēng)險(xiǎn)：難以定位問題；難以控制風(fēng)險(xiǎn)6增量模型增量模型&開發(fā)者首先完成整個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化版本，在第二個(gè)開發(fā)者首先完成整個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化版本，在第二個(gè)版本中增加細(xì)節(jié)；逐步增加功能，直到要求的全部版本中增加細(xì)節(jié)；逐步增加功能，直到要求的全部功能被加入。功能被加入。&在每一次遞增過程，都要經(jīng)歷分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、在每一次遞增過程，都要經(jīng)歷分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試階段測(cè)試階段。7增量模型增量模型8本章內(nèi)容安排本章內(nèi)容安排&軟件生命周期軟件生命周期&分析階段分析階段&設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段&實(shí)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)階段&測(cè)試階段測(cè)試階段&文檔文檔9分析階段分析階段&整個(gè)開發(fā)過程始于整個(gè)開發(fā)過程始于分析階段分析階段，該階段生成規(guī)格說，該階段生成規(guī)格說明文檔，明文檔，說明軟件要做什么，而沒有說明如何去做說明軟件要做什么，而沒有說明如何去做。&兩種方法：基于過程式語言的面向過程分析、基兩種方法：基于過程式語言的面向過程分析、基于面向?qū)ο笳Z言的面向?qū)ο蠓治?。于面向?qū)ο笳Z言的面向?qū)ο蠓治觥?01、面向過程分析、面向過程分析&實(shí)體關(guān)系圖實(shí)體關(guān)系圖：用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)&狀態(tài)圖狀態(tài)圖：用于當(dāng)系統(tǒng)中的實(shí)體狀態(tài)在響應(yīng)事件時(shí)：用于當(dāng)系統(tǒng)中的實(shí)體狀態(tài)在響應(yīng)事件時(shí)將會(huì)改變的情況下。將會(huì)改變的情況下。11面向過程分析面向過程分析&數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖：顯示系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流動(dòng)：顯示系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流動(dòng)122、面向?qū)ο蠓治?、面向?qū)ο蠓治?用例圖用例圖：用例圖顯示了用戶與系統(tǒng)間的交互，用：用例圖顯示了用戶與系統(tǒng)間的交互，用例圖包含：系統(tǒng)、用例、參與者、關(guān)系。例圖包含：系統(tǒng)、用例、參與者、關(guān)系。13面向?qū)ο蠓治雒嫦驅(qū)ο蠓治?類圖類圖：通過類圖描述系統(tǒng)中涉及的實(shí)體以及它們：通過類圖描述系統(tǒng)中涉及的實(shí)體以及它們之間的關(guān)聯(lián)。之間的關(guān)聯(lián)。&狀態(tài)圖狀態(tài)圖：同面向過程分析狀態(tài)圖。：同面向過程分析狀態(tài)圖。14本章內(nèi)容安排本章內(nèi)容安排&軟件生命周期軟件生命周期&分析階段分析階段&設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段&實(shí)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)階段&測(cè)試階段測(cè)試階段&文檔文檔15設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段&設(shè)計(jì)階段定義系統(tǒng)怎樣完成在分析階段定義的需設(shè)計(jì)階段定義系統(tǒng)怎樣完成在分析階段定義的需求。在設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)所有的求。在設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)所有的組成部分組成部分都被定義。都被定義。&按照開發(fā)語言，區(qū)分為面向過程設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟀凑臻_發(fā)語言，區(qū)分為面向過程設(shè)計(jì)與面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。161、面向過程設(shè)計(jì)、面向過程設(shè)計(jì)&面向過程設(shè)計(jì)中，整個(gè)系統(tǒng)被分解為一組過程或面向過程設(shè)計(jì)中，整個(gè)系統(tǒng)被分解為一組過程或模塊，同時(shí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。模塊，同時(shí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。&結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖：說明模塊之間的關(guān)系。：說明模塊之間的關(guān)系。17面向過程設(shè)計(jì)面向過程設(shè)計(jì)&模塊化模塊化：將大項(xiàng)目分解成小的部分，以便能夠理：將大項(xiàng)目分解成小的部分，以便能夠理解和處理，模塊化時(shí)需要關(guān)注耦合和內(nèi)聚。解和處理，模塊化時(shí)需要關(guān)注耦合和內(nèi)聚。&耦合耦合是兩個(gè)模塊互相綁定緊密程度的度量，模塊是兩個(gè)模塊互相綁定緊密程度的度量，模塊間的耦合必須最小化。間的耦合必須最小化。松散耦合的模塊易于被重用松散耦合的模塊易于被重用松散耦合的模塊易于被重用松散耦合的模塊易于被重用 松散耦合模塊不容易在相關(guān)模塊中產(chǎn)生錯(cuò)誤松散耦合模塊不容易在相關(guān)模塊中產(chǎn)生錯(cuò)誤松散耦合模塊不容易在相關(guān)模塊中產(chǎn)生錯(cuò)誤松散耦合模塊不容易在相關(guān)模塊中產(chǎn)生錯(cuò)誤 修改松散耦合模塊時(shí)，不會(huì)影響到其他模塊修改松散耦合模塊時(shí)，不會(huì)影響到其他模塊修改松散耦合模塊時(shí)，不會(huì)影響到其他模塊修改松散耦合模塊時(shí)，不會(huì)影響到其他模塊&內(nèi)聚內(nèi)聚是程序中處理過程相關(guān)緊密程度的度量，模是程序中處理過程相關(guān)緊密程度的度量，模塊間的內(nèi)聚必須最大化。塊間的內(nèi)聚必須最大化。182、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)&面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，詳細(xì)描述類的細(xì)節(jié)，定義類的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，詳細(xì)描述類的細(xì)節(jié)，定義類的屬性和方法。屬性和方法。19本章內(nèi)容安排本章內(nèi)容安排&軟件生命周期軟件生命周期&分析階段分析階段&設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段&實(shí)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)階段&測(cè)試階段測(cè)試階段&文檔文檔20實(shí)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)階段&在實(shí)現(xiàn)階段，程序員為面向過程設(shè)計(jì)中的模塊編在實(shí)現(xiàn)階段，程序員為面向過程設(shè)計(jì)中的模塊編寫程序或程序單元；實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的類。寫程序或程序單元；實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的類。&語言選擇：選擇適合的編程語言。語言選擇：選擇適合的編程語言。21軟件質(zhì)量軟件質(zhì)量&高質(zhì)量軟件系統(tǒng)是一個(gè)能滿足用戶需求、符合組高質(zhì)量軟件系統(tǒng)是一個(gè)能滿足用戶需求、符合組織操作標(biāo)準(zhǔn)、能高效運(yùn)行的軟件?？棽僮鳂?biāo)準(zhǔn)、能高效運(yùn)行的軟件。&軟件質(zhì)量的度量：軟件質(zhì)量的度量：221、可操作性、可操作性&可操作性涉及系統(tǒng)的基本操作和用戶的感受?？刹僮餍陨婕跋到y(tǒng)的基本操作和用戶的感受。準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性 效率效率效率效率 可靠性可靠性可靠性可靠性 安全性安全性安全性安全性 及時(shí)及時(shí)及時(shí)及時(shí) 適用性適用性適用性適用性232、可維護(hù)性、可維護(hù)性&可維護(hù)性以保持系統(tǒng)正常運(yùn)行并及時(shí)更新為參考?？删S護(hù)性以保持系統(tǒng)正常運(yùn)行并及時(shí)更新為參考。改變不能說明軟件實(shí)現(xiàn)的不好，有可能是外部的因改變不能說明軟件實(shí)現(xiàn)的不好，有可能是外部的因素引起的改變。素引起的改變。可變性可變性可變性可變性 可修正性：出現(xiàn)故障后修正程序所需時(shí)間可修正性：出現(xiàn)故障后修正程序所需時(shí)間可修正性：出現(xiàn)故障后修正程序所需時(shí)間可修正性：出現(xiàn)故障后修正程序所需時(shí)間 適應(yīng)性：適應(yīng)變動(dòng)的難易程度適應(yīng)性：適應(yīng)變動(dòng)的難易程度適應(yīng)性：適應(yīng)變動(dòng)的難易程度適應(yīng)性：適應(yīng)變動(dòng)的難易程度 可測(cè)試性可測(cè)試性可測(cè)試性可測(cè)試性243、可遷移性、可遷移性&把數(shù)據(jù)和把數(shù)據(jù)和(或或)系統(tǒng)從一個(gè)平臺(tái)移到另一個(gè)平臺(tái)并重系統(tǒng)從一個(gè)平臺(tái)移到另一個(gè)平臺(tái)并重用代碼的能力。用代碼的能力。代碼可重用性：編寫的函數(shù)可以在不同的程序或項(xiàng)目中代碼可重用性：編寫的函數(shù)可以在不同的程序或項(xiàng)目中代碼可重用性：編寫的函數(shù)可以在不同的程序或項(xiàng)目中代碼可重用性：編寫的函數(shù)可以在不同的程序或項(xiàng)目中重用，建立函數(shù)庫；重用，建立函數(shù)庫；重用，建立函數(shù)庫；重用，建立函數(shù)庫；互操作性：發(fā)送數(shù)據(jù)給其它系統(tǒng)的能力；互操作性：發(fā)送數(shù)據(jù)給其它系統(tǒng)的能力；互操作性：發(fā)送數(shù)據(jù)給其它系統(tǒng)的能力；互操作性：發(fā)送數(shù)據(jù)給其它系統(tǒng)的能力；可移植性：把軟件從一個(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平臺(tái)的能力?？梢浦残裕喊衍浖囊粋€(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平臺(tái)的能力?？梢浦残裕喊衍浖囊粋€(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平臺(tái)的能力?？梢浦残裕喊衍浖囊粋€(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平臺(tái)的能力。25本章內(nèi)容安排本章內(nèi)容安排&軟件生命周期軟件生命周期&分析階段分析階段&設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段&實(shí)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)階段&測(cè)試階段測(cè)試階段&文檔文檔26測(cè)試階段測(cè)試階段&測(cè)試階段測(cè)試階段的目標(biāo)就是的目標(biāo)就是發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)盡可能發(fā)現(xiàn)系，應(yīng)盡可能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤。測(cè)試階段是程序開發(fā)過程中非常單調(diào)統(tǒng)中的錯(cuò)誤。測(cè)試階段是程序開發(fā)過程中非常單調(diào)且花費(fèi)時(shí)間的部分。且花費(fèi)時(shí)間的部分。&兩種測(cè)試：兩種測(cè)試：白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試。271、白盒測(cè)試、白盒測(cè)試&白盒測(cè)試白盒測(cè)試由軟件工程師或?qū)ｉT團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)，他們知由軟件工程師或?qū)ｉT團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)，他們知道軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。測(cè)試目標(biāo)是檢查所有部件是否道軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。測(cè)試目標(biāo)是檢查所有部件是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo) 每個(gè)模塊中的所有獨(dú)立路徑至少被測(cè)試每個(gè)模塊中的所有獨(dú)立路徑至少被測(cè)試每個(gè)模塊中的所有獨(dú)立路徑至少被測(cè)試每個(gè)模塊中的所有獨(dú)立路徑至少被測(cè)試1 1次；次；次；次；所有判斷結(jié)構(gòu)的每個(gè)分支都被測(cè)試；所有判斷結(jié)構(gòu)的每個(gè)分支都被測(cè)試；所有判斷結(jié)構(gòu)的每個(gè)分支都被測(cè)試；所有判斷結(jié)構(gòu)的每個(gè)分支都被測(cè)試；每個(gè)循環(huán)被測(cè)試；每個(gè)循環(huán)被測(cè)試；每個(gè)循環(huán)被測(cè)試；每個(gè)循環(huán)被測(cè)試；所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都被測(cè)試。所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都被測(cè)試。所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都被測(cè)試。所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都被測(cè)試。28基本路徑測(cè)試基本路徑測(cè)試&基本路徑測(cè)試基本路徑測(cè)試使得軟件中每條語句至少被執(zhí)行使得軟件中每條語句至少被執(zhí)行1 1次次的方法。的方法。29控制結(jié)構(gòu)測(cè)試控制結(jié)構(gòu)測(cè)試&條件測(cè)試條件測(cè)試：基于模塊中的條件，檢查是否所有條：基于模塊中的條件，檢查是否所有條件都被正確設(shè)置。件都被正確設(shè)置。&數(shù)據(jù)流測(cè)試數(shù)據(jù)流測(cè)試：基于通過模塊的數(shù)據(jù)流：基于通過模塊的數(shù)據(jù)流&循環(huán)測(cè)試循環(huán)測(cè)試：使用測(cè)試用例檢查循環(huán)的正確性。：使用測(cè)試用例檢查循環(huán)的正確性。302、黑盒測(cè)試、黑盒測(cè)試&黑盒測(cè)試在不知道程序內(nèi)部也不知程序是怎樣工黑盒測(cè)試在不知道程序內(nèi)部也不知程序是怎樣工作的情況下對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試，把程序看成黑盒。作的情況下對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試，把程序看成黑盒。&黑盒測(cè)試按照軟件應(yīng)該完成的功能來測(cè)試軟件。黑盒測(cè)試按照軟件應(yīng)該完成的功能來測(cè)試軟件。31黑盒測(cè)試黑盒測(cè)試&窮盡測(cè)試：用輸入域中的所有可能值去測(cè)試軟件窮盡測(cè)試：用輸入域中的所有可能值去測(cè)試軟件 復(fù)雜軟件中，輸入域巨大，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜軟件中，輸入域巨大，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜軟件中，輸入域巨大，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜軟件中，輸入域巨大，難以實(shí)現(xiàn)&隨機(jī)測(cè)試：選擇輸入域的子集測(cè)試；隨機(jī)測(cè)試：選擇輸入域的子集測(cè)試；&邊界值測(cè)試：軟件常在遇到邊界值時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，邊界值測(cè)試：軟件常在遇到邊界值時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，需要對(duì)邊界值充分測(cè)試。需要對(duì)邊界值充分測(cè)試。32本章內(nèi)容安排本章內(nèi)容安排&軟件生命周期軟件生命周期&分析階段分析階段&設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段&實(shí)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)階段&測(cè)試階段測(cè)試階段&文檔文檔33文檔文檔&軟件的正確使用和有效維護(hù)離不開文檔。軟件的正確使用和有效維護(hù)離不開文檔。文檔是文檔是一個(gè)持續(xù)過程一個(gè)持續(xù)過程，軟件發(fā)布后的修改與維護(hù)階段也需，軟件發(fā)布后的修改與維護(hù)階段也需要編寫文檔。要編寫文檔。&軟件通常有軟件通常有3 3種獨(dú)立的文檔：種獨(dú)立的文檔：用戶文檔用戶文檔用戶文檔用戶文檔 系統(tǒng)文檔系統(tǒng)文檔系統(tǒng)文檔系統(tǒng)文檔 技術(shù)文檔技術(shù)文檔技術(shù)文檔技術(shù)文檔341、用戶文檔、用戶文檔&用戶文檔在傳統(tǒng)上稱為用戶文檔在傳統(tǒng)上稱為用戶手冊(cè)用戶手冊(cè)，是指導(dǎo)用戶正，是指導(dǎo)用戶正確使用軟件包的說明文檔。通常包含一個(gè)教程以指確使用軟件包的說明文檔。通常包含一個(gè)教程以指導(dǎo)用戶熟悉軟件包的各項(xiàng)特征。導(dǎo)用戶熟悉軟件包的各項(xiàng)特征。&好的用戶文檔能夠成為功能強(qiáng)大的營(yíng)銷工具。好的用戶文檔能夠成為功能強(qiáng)大的營(yíng)銷工具。352、系統(tǒng)文檔、系統(tǒng)文檔&系統(tǒng)文檔定義軟件包本身。目的是為了讓原始開系統(tǒng)文檔定義軟件包本身。目的是為了讓原始開發(fā)人員之外的人能夠維護(hù)和修改軟件包。發(fā)人員之外的人能夠維護(hù)和修改軟件包。&在系統(tǒng)開發(fā)的每個(gè)階段都應(yīng)該撰寫相應(yīng)的系統(tǒng)文在系統(tǒng)開發(fā)的每個(gè)階段都應(yīng)該撰寫相應(yīng)的系統(tǒng)文檔。檔。36不同階段的系統(tǒng)文檔不同階段的系統(tǒng)文檔&分析階段文檔分析階段文檔：記錄收集的信息，定義信息的來：記錄收集的信息，定義信息的來源。記錄定義需求和選用方法時(shí)的思路和基本原理。源。記錄定義需求和選用方法時(shí)的思路和基本原理。&設(shè)計(jì)階段文檔設(shè)計(jì)階段文檔：最終版本中用到的工具必須記錄：最終版本中用到的工具必須記錄在文檔中，如記錄結(jié)構(gòu)圖并進(jìn)行注釋說明。在文檔中，如記錄結(jié)構(gòu)圖并進(jìn)行注釋說明。37不同階段的系統(tǒng)文檔不同階段的系統(tǒng)文檔&實(shí)現(xiàn)階段的文檔實(shí)現(xiàn)階段的文檔：記錄每一個(gè)工具和每個(gè)程序模：記錄每一個(gè)工具和每個(gè)程序模塊，代碼中應(yīng)使用注釋并盡可能形成塊，代碼中應(yīng)使用注釋并盡可能形成自文檔化自文檔化。&測(cè)試階段文檔測(cè)試階段文檔：記錄最終產(chǎn)品的所有測(cè)試以及測(cè)：記錄最終產(chǎn)品的所有測(cè)試以及測(cè)試結(jié)果。試結(jié)果。383、技術(shù)文檔、技術(shù)文檔&技術(shù)文檔技術(shù)文檔描述軟件系統(tǒng)的安裝與服務(wù)。安裝文檔描述軟件系統(tǒng)的安裝與服務(wù)。安裝文檔描述如何在計(jì)算機(jī)上安裝軟件；服務(wù)文檔描述系統(tǒng)描述如何在計(jì)算機(jī)上安裝軟件；服務(wù)文檔描述系統(tǒng)如何維護(hù)和更新。如何維護(hù)和更新。39