第1讲 软件工程概述.ppt

第1章软件工程概述
软件
软件危机
软件工程
软件生存周期
软件开发模型
实例分析
本章小结
随着计算机的日益普及和广泛应用,软件系统的规模和复杂度与日俱增,软件技术面临着新的挑战。大型复杂软件的开发是一项特殊的工程,不仅与传统工程一样,需要按照工程化的方法去组织管理软件的开发,而且软件开发更具特殊性、复杂性。软件工程是在克服60年代末所出现的“软件危机”的过程中逐渐形成与发展的。自1968年在北大西洋公约组织(NATO)举行软件可靠性的学术会议上正式提出软件工程(Software Engineering,简称为SE)的概念以来,在不到40年的时间里,软件工程在理论和实践两方面都取得了长足的进步。
软件
软件是一种产品,同时又是开发和运行产品的载体。作为一种产品,表达了由计算机硬件体现的计算潜能。不管它是驻留在设备中,还是在主机中,软件是一个信息转换器,能够产生、管理、获取、修改、显示或转换信息。这些信息可以很简单,如一个bit,也可以很复杂,如多媒体信息。作为开发运行产品的载体,软件是计算机工作的基础、信息通信的基础,也是创建和控制其他程序的基础。
信息是21世纪最重要的产品,软件充分地体现了这一点,软件处理数据,使得这些数据更为有用;软件管理商业信息增强了商业竞争力;软件提供了通往全球信息网络的途径,也提供了以各种形式获取信息的手段。
软件的定义
“软件”一词是20世纪60年代出现的,它的定义是:计算机程序及其说明程序的各种文档。其中,“程序”是计算任务的处理对象和处理规则的描述,即按既定算法,用某种语言规定的指令或语句编写的指令或语句的集合;“文档”是有关计算机程序功能、设计、编制、使用的文字或图形资料。软件与硬件一起构成完整的计算机系统,它们相互依存、缺一不可,计算机系统是通过运行程序来实现各种不同的应用。
随着计算机应用的日益普及,软件变得越来越复杂,规模也越来越大,这就使得人与人、人与机器间相互沟通,保证软件开发与维护工作的顺利进行显得特别重要,因此,文档(即各种报告、说明、手册的总称)是不可缺少的。特别是在软件日益成为产品的今天,文档的作用就更加重要。
软件的特点
在计算机系统中,软件是一个逻辑部件,而硬件是一个物理部件。因此,软件相对硬件而言有以下特点:
1. 软件是一种逻辑产品,它与物质产品有很大的区别
硬件是看得见摸得着的,而软件产品是看不见摸不着的,具有无形性。它是脑力劳动的结晶,以程序和文档的形式出现,保存在计算机存储器的磁盘和光盘介质上。软件正确与否,要在机器上运行才能知道,只能通过机器的执行才能体现它的功能和作用。
2. 软件与硬件的生产方式不同
软件产品的生产过程是研制,软件产品的成本主要体现在软件的开发和研制上。软件是通过人们的智力活动,把知识与技术转化成信息的一种产品,是在研制、开发中被创造出来的。一旦某一软件项目研制成功,以后就可以大量地复制同一内容的副本。即其研制成本远远大于其生产成本。软件故障往往是在开发时产生而在测试时没有被发现的问题。所以要保证软件的质量,必须着重于软件开发过程,加强管理和减少故障。
3. 在软件的运行和使用期间,没有硬件那样的机械磨损、老化问题。软件维护比硬件维护要复杂得多,与硬件的维护有着本质的差别。图1-1和图1-2所示的是硬件和软件故障率随时间变化的曲线。
图1- 1硬件故障率曲线
图1-1给出了硬件的故障率曲线,它是一个U型曲线(即浴盆曲线),说明硬件随着使用时间的增加故障率急剧上升。
图1- 2软件故障率曲线
图1-2 所描述的软件故障率曲线,它没有U型曲线的右半翼表明软件随着使用时间的增加失效率降低,软件不存在磨损和老化问题,然而却存在退化问题。这是软件开发时的需求环境、软硬件环境在不断变化,必须多次修改软件,而修改软件则不可避免地会引入新的错误,导致软件的失效率升高,从而使得软件可靠性下降,当修改的成本变得难以接受时,软件就被抛弃。
4. 软件是复杂的
软件的复杂性一方面来自它所反映实际问题的复杂性;另一方面,也来自程序结构的复杂性。软件技术的发展落后于复杂的软件需求,并且随着时间的推移,这个差距日益加大。
5. 软件成本相当昂贵
软件的研制工作需要投入大量的、复杂的、高强度的脑力劳动,研制成本是比较高的。在20世纪50年代末,软件开销约占总开销的百分之十几,大部分成本花费在硬件上,但现在这个比例完全颠倒过来,软件的开销大大超过硬件的开销。
软件的产生与发展
随着计算机硬件性能的极大提高和计算机体系结构的不断变化,同其他事物的发展规律一样,计算机软件系统也经历了从产生、发展到成熟的过程,从而促使计算机软件的角色发生了巨大的变化,其发展历史大致可以