軟件工程（第4版）

目　錄

第1篇　軟件工程與軟件過程

第1章　軟件工程概述　1
1.1　軟件危機與軟件工程的起源　1
1.1.1　計算機系統(tǒng)的發(fā)展歷程　1
1.1.2　軟件危機介紹　2
1.1.3　產生軟件危機的原因　2
1.1.4　消除軟件危機的途徑　4
1.2　軟件工程　5
1.2.1　什么是軟件工程　5
1.2.2　軟件工程的基本原理　5
1.3　軟件工程包含的領域　7
小結　9
習題　9

第2章　軟件過程　11
2.1　軟件生命周期的基本任務　11
2.2　瀑布模型　14
2.3　快速原型模型　16
2.4　增量模型　17
2.5　螺旋模型　18
2.6　噴泉模型　19
2.7　Rational統(tǒng)一過程　20
2.7.1　最佳實踐　21
2.7.2　RUP的十大要素　22
2.7.3　RUP生命周期　24
2.8　敏捷過程與極限編程　26
2.8.1　敏捷過程概述　26
2.8.2　極限編程　27
2.9　能力成熟度模型　29
2.9.1　能力成熟度模型的結構　29
2.9.2　能力成熟度等級　30
2.9.3　關鍵過程域　31
2.9.4　應用CMM　32
小結　32
習題　33

第2篇　傳統(tǒng)方法學

第3章　結構化分析　35
3.1　概述　35
3.2　與用戶溝通的方法　36
3.2.1　訪談　36
3.2.2　簡易的應用規(guī)格說明技術　37
3.2.3　軟件原型　38
3.3　分析建模與規(guī)格說明　39
3.3.1　分析建模　39
3.3.2　軟件需求規(guī)格說明　39
3.4　實體—關系圖　41
3.5　數(shù)據(jù)流圖　42
3.5.1　數(shù)據(jù)流圖符號　43
3.5.2　例子　44
3.5.3　命名　46
3.6　狀態(tài)轉換圖　47
3.6.1　狀態(tài)　47
3.6.2　事件　47
3.6.3　符號　48
3.6.4　例子　48
3.7　數(shù)據(jù)字典　49
3.8　結構化分析實例　51
3.8.1　問題陳述　51
3.8.2　問題定義　51
3.8.3　可行性研究　52
3.8.4　需求分析　57
小結　62
習題　63

第4章　結構化設計　67
4.1　結構化設計與結構化分析的關系　67
4.2　軟件設計的概念和原理　68
4.2.1　模塊化　68
4.2.2　抽象　70
4.2.3　逐步求精　70
4.2.4　信息隱藏　71
4.3　模塊獨立　72
4.3.1　耦合　72
4.3.2　內聚　73
4.4　啟發(fā)規(guī)則　74
4.5　表示軟件結構的圖形工具　76
4.5.1　層次圖和HIPO圖　76
4.5.2　結構圖　78
4.6　面向數(shù)據(jù)流的設計方法　79
4.6.1　概念　79
4.6.2　變換分析　80
4.6.3　事務分析　85
4.6.4　設計優(yōu)化　86
4.7　人—機界面設計　87
4.7.1　人—機界面設計問題　87
4.7.2　人—機界面設計過程　88
4.7.3　界面設計指南　89
4.8　過程設計　91
4.9　過程設計的工具　92
4.9.1　程序流程圖　93
4.9.2　盒圖(N-S圖)　93
4.9.3　PAD圖　94
4.9.4　判定表　95
4.9.5　判定樹　96
4.9.6　過程設計語言　97
4.10　面向數(shù)據(jù)結構的設計方法　97
4.10.1　Jackson圖　98
4.10.2　改進的Jackson圖　99
4.10.3　Jackson方法　99
小結　103
習題　104

第5章　結構化實現(xiàn)　106
5.1　編碼　107
5.1.1　選擇程序設計語言　107
5.1.2　編碼風格　108
5.2　軟件測試基礎　110
5.2.1　測試目標　110
5.2.2　黑盒測試和白盒測試　110
5.2.3　測試準則　111
5.2.4　流圖　111
5.3　邏輯覆蓋　112
5.4　控制結構測試　115
5.4.1　基本路徑測試　115
5.4.2　條件測試　117
5.4.3　數(shù)據(jù)流測試　119
5.4.4　循環(huán)測試　120
5.5　黑盒測試技術　121
5.5.1　等價劃分　121
5.5.2　邊界值分析　123
5.5.3　錯誤推測　124
5.6　測試策略　124
5.6.1　測試步驟　125
5.6.2　單元測試　125
5.6.3　集成測試　127
5.6.4　確認測試　130
5.7　調試　131
5.7.1　調試過程　131
5.7.2　調試途徑　132
5.8　軟件可靠性　133
5.8.1　基本概念　134
5.8.2　估算平均無故障時間的方法　134
小結　136
習題　137

第3篇　面向對象方法學

第6章　面向對象方法學導論　140
6.1　面向對象程序設計實例　140
6.1.1　用對象分解取代功能分解　140
6.1.2　設計類等級　142
6.1.3　定義屬性和服務　143
6.2　面向對象方法學概述　144
6.2.1　面向對象方法學的要點　144
6.2.2　面向對象的軟件過程　146
6.3　面向對象方法學的主要優(yōu)點　146
6.4　面向對象的概念　149
6.4.1　對象　150
6.4.2　其他概念　152
6.5　面向對象建?！?55
6.6　對象模型　156
6.6.1　表示類的符號　156
6.6.2　表示關系的符號　158
6.7　動態(tài)模型　162
6.8　功能模型　163
6.9　3種模型之間的關系　163
小結　164
習題　164

第7章　面向對象分析　166
7.1　分析過程　166
7.1.1　概述　166
7.1.2　3個子模型與5個層次　167
7.2　需求陳述　168
7.2.1　書寫要點　168
7.2.2　例子　168
7.3　建立對象模型　169
7.3.1　確定類與對象　170
7.3.2　確定關聯(lián)　171
7.3.3　劃分主題　174
7.3.4　確定屬性　174
7.3.5　識別繼承關系　176
7.3.6　反復修改　177
7.4　建立動態(tài)模型　179
7.4.1　編寫腳本　179
7.4.2　設想用戶界面　180
7.4.3　畫事件跟蹤圖　181
7.4.4　畫狀態(tài)圖　182
7.4.5　審查動態(tài)模型　184
7.5　建立功能模型　184
7.6　定義服務　186
7.7　面向對象分析實例　186
7.7.1　需求陳述　187
7.7.2　建立對象模型　187
7.7.3　建立動態(tài)模型　188
7.7.4　建立功能模型　190
7.7.5　進一步完善　190
小結　191
習題　192

第8章　面向對象設計　194
8.1　面向對象設計的準則　194
8.2　啟發(fā)規(guī)則　196
8.3　系統(tǒng)分解　197
8.3.1　子系統(tǒng)之間的兩種交互方式　198
8.3.2　組織系統(tǒng)的兩種方案　199
8.3.3　設計系統(tǒng)的拓撲結構　199
8.4　設計問題域子系統(tǒng)　199
8.5　設計人—機交互子系統(tǒng)　201
8.5.1　設計人—機交互界面的準則　201
8.5.2　設計人—機交互子系統(tǒng)的策略　202
8.6　設計任務管理子系統(tǒng)　203
8.6.1　分析并發(fā)性　203
8.6.2　設計任務管理子系統(tǒng)　204
8.7　設計數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)　205
8.7.1　選擇數(shù)據(jù)存儲管理模式　205
8.7.2　設計數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)　206
8.7.3　例子　207
8.8　設計類中的服務　208
8.8.1　確定類中應有的服務　208
8.8.2　設計實現(xiàn)服務的方法　208
8.9　設計關聯(lián)　209
8.10　設計優(yōu)化　210
8.10.1　確定優(yōu)先級　210
8.10.2　提高效率的幾項技術　211
8.10.3　調整繼承關系　212
8.11　面向對象分析與設計實例　213
8.11.1　面向對象分析　214
8.11.2　面向對象設計　215
小結　220
習題　220

第9章　面向對象實現(xiàn)　222
9.1　程序設計語言　222
9.1.1　面向對象語言的優(yōu)點　222
9.1.2　面向對象語言的技術特點　223
9.1.3　選擇面向對象語言　226
9.2　程序設計風格　226
9.2.1　提高可重用性　227
9.2.2　提高可擴充性　228
9.2.3　提高健壯性　229
9.3　測試策略　229
9.3.1　面向對象的單元測試　230
9.3.2　面向對象的集成測試　230
9.3.3　面向對象的確認測試　230
9.4　設計測試用例　230
9.4.1　測試類的方法　231
9.4.2　集成測試方法　232
小結　234
習題　234

第10章　統(tǒng)一建模語言　236
10.1　概述　236
10.1.1　UML的產生和發(fā)展　236
10.1.2　UML的系統(tǒng)結構　237
10.1.3　UML的圖　238
10.1.4　UML的應用領域　239
10.2　靜態(tài)建模機制　240
10.2.1　用例　240
10.2.2　類圖和對象圖　244
10.3　動態(tài)建模機制　245
10.3.1　消息　245
10.3.2　狀態(tài)圖　246
10.3.3　順序圖　247
10.3.4　協(xié)作圖　248
10.3.5　活動圖　249
10.4　描述物理架構的機制　249
10.4.1　邏輯架構和物理架構　250
10.4.2　構件圖　250
10.4.3　部署圖　250
10.5　使用和擴展UML　252
10.5.1　使用UML的準則　252
10.5.2　擴展UML的機制　253
小結　253
習題　254

第4篇　軟件項目管理

第11章　計劃　257
11.1　度量軟件規(guī)?！?57
11.1.1　代碼行技術　257
11.1.2　功能點技術　258
11.2　工作量估算　260
11.2.1　靜態(tài)單變量模型　260
11.2.2　動態(tài)多變量模型　260
11.2.3　COCOMO2模型　261
11.3　進度計劃　263
11.3.1　基本原則　264
11.3.2　估算軟件開發(fā)時間　264
11.3.3　Gantt圖　265
11.3.4　工程網(wǎng)絡　266
11.3.5　估算進度　267
11.3.6　關鍵路徑　269
11.3.7　機動時間　269
小結　270
習題　271

第12章　組織　273
12.1　民主制程序員組　273
12.2　主程序員組　274
12.3　現(xiàn)代程序員組　276
12.4　軟件項目組　277
12.4.1　3種組織方式　277
12.4.2　4種組織范型　279
小結　279
習題　279

第13章　控制　281
13.1　風險管理　281
13.1.1　軟件風險分類　281
13.1.2　風險識別　282
13.1.3　風險預測　286
13.1.4　處理風險的策略　287
13.2　質量保證　289
13.2.1　軟件質量　289
13.2.2　軟件質量保證措施　290
13.3　配置管理　292
13.3.1　軟件配置　292
13.3.2　軟件配置管理過程　294
小結　299
習題　299

第14章　軟件維護與軟件文檔　301
14.1　軟件維護　301
14.1.1　軟件維護的過程　301
14.1.2　軟件維護的分類　303
14.1.3　軟件的可維護性　303
14.1.4　軟件維護的副作用　304
14.2　軟件文檔　305
小結　307
習題　307

第5篇　高級課題

第15章　形式化方法　309
15.1　概述　309
15.1.1　非形式化方法的缺點　309
15.1.2　軟件開發(fā)過程中的數(shù)學　310
15.1.3　應用形式化方法的準則　310
15.2　有窮狀態(tài)機　311
15.2.1　基本概念　311
15.2.2　電梯問題　312
15.2.3　評論　314
15.3　Petri網(wǎng)　315
15.3.1　基本概念　315
15.3.2　應用實例　316
15.4　Z語言　317
15.4.1　簡介　318
15.4.2　評論　319
小結　320
習題　320

第16章　軟件重用　322
16.1　可重用的軟件成分　322
16.2　軟件重用過程　323
16.2.1　構件組裝模型　323
16.2.2　類構件　324
16.2.3　重用過程模型　325
16.3　領域工程　326
16.3.1　分析過程　326
16.3.2　領域特征　327
16.3.3　結構建模和結構點　328
16.4　開發(fā)可重用的構件　328
16.4.1　為了重用的分析與設計　328
16.4.2　基于構件的開發(fā)　329
16.5　分類和檢索構件　330
16.5.1　描述可重用的構件　330
16.5.2　重用環(huán)境　332
16.6　軟件重用的效益　333
小結　334
習題　334

參考文獻　335