探索软件工程的奥秘

软件项目管理的提出是在20世纪70年代中期，当时美国国防部专门研究了软件开发不能按时提交、预算超支和质量达不到用户要求的原因，发现70%的项目是因为管理不善引起的，而非技术原因。软件项目管理和其他的项目管理相比有相当的特殊性。首先，软件是纯知识产品，其开发进度和质量很难估计和度量，生产效率也难以预测和保证。其次，软件系统的复杂性也导致了开发过程中各种风险的难以预见和控制。Windows这样的操作系统有1500万行以上的代码，同时有数千个程序员在进行开发，项目经理都有上百个。

软件的运行维护阶段是软件生命周期的最后一个阶段，其基本任务是保证软件在一个相当长的时期能够正常运行。软件维护工作量很大，大型软件维护成本高达开发成本的4倍左右。软件工程的主要目的之一就是要提高软件的可维护性，减少软件维护所需要的工作量，降低软件系统的总成本。软件维护就是在软件已经交付使用之后，为了改正错误、提高性能或满足新的需要而修改软件的过程。改正性维护：17~21%；适应性维护：18~25%；完善性维护：50~66%；预防性维护等其他维护活动：4%左右。

通俗地说，软件测试是为了发现错误而执行程序的过程。软件测试：根据软件开发各阶段的规格说明和程序的内部结构而精心设计一批测试用例（即输入数据及其预期的输出结果），并利用这些测试用例去运行程序，以发现程序错误的过程。黑盒测试着眼于程序外部结构，不考虑内部逻辑结构，主要针对软件界面和软件功能进行测试。是否有功能错误，是否有功能遗漏。是否能够正确地接收输入数据并产生正确的输出结果。是否有数据结构错误或外部信息访问错误。是否有程序初始化和终止方面的错误。

程序设计语言是用于书写计算机程序的语言，是一种实现性软件语言。最早的机器语言，到汇编语言，到现在的高级语言。语言的发展越来越规范、简单，代码的复用性越来越高。程序员逐渐从复杂的编码中解放出来，把精力专注在软件的效率、可靠性、可移植性、安全性、易用性等方面。

在面向对象的方法中面向对象的分析和设计的界限是模糊的，分析设计是一个逐步扩充、逐步细化的过程，也是一个反复迭代的过程。

软件设计的主要任务是要解决如何做的问题，要在需求分析的基础上，建立各种设计模型，并通过对设计模型的分析和评估，来确定这些模型是否能够满足需求；是将用户需求准确地转化成为最终的软件产品的唯一途径，在需求到构造之间起到了桥梁作用。软件与人（用户）之间的交互界面软件与硬件或其他软件系统之间的接口软件内部模块之间的接口设计数据存储方式的设计直接影响着软件的执行效率，主要考虑数据的存取方式和存储结构的设计。目前数据的存储多采用关系模型的数据库，即二维表结构。

以对象为中心，以类为构造机制，来认识、理解、刻画客观世界和设计、构建相应的软件系统。功能模型描述所有参与者使用系统功能的情况。以用例为建立功能模型的基本单位，通过可视化的用例图展示参与者与系统交互的情况。用例图从用户的观点描述系统的功能，是用户所能观察到的系统功能的模型图，由参与者、用例以及它们之间关系所组成。什么是对象模型呢？对象模型（类图）是模型的静态结构，表示软件要处理的数据，它描述了系统逻辑设计中存在的包、类以及它们之间的关系。

所谓模型，就是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一 种无歧义的书面描述。功能模型用数据流图来描述数据在系统中流动和处理的过程，它只反映系统必须完成的逻辑功能。例如：【学生购买教材系统】 --通过对现实环境的调查，获得当前系统的物理模型（1）分析：从刚才的物理模型中我们发现学生购买教材的处理流程包含了 很多物理地点，如教务处、教材科，会计室等。

某富翁想要娶老婆，有三个人选，富翁给了三个女孩各一千元，请 她们把房间装满。第一个女孩买了很多棉花，装满房间的1/2。第 二个女孩买了很多气球，装满房间3/4。需求获取涉及客户、用户和开发方。客户为软件投资方，用户为软件使用者，开发方的需求分析师要深入了解用户的工作领域。需求获取的方式有用户访谈、 问卷调查、原型系统、跟班作业、文档研究、头脑风暴等。（2）分析软件需求和书写软件需求规格说明书。（1）深入了解应用领域，开发高层的业务模型。【点评】相同的需求，不同的人理解不同。（4）获取具体的需求。

软件生存期模型是为了获得高质量软件所需要完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤。典型的软件生存期模型有瀑布模型、增量模型、快速原型模型、喷泉模型、螺旋模型、统一过程、敏捷开发模型等。

软件危机主要表现，如：对软件开发成本和进度估计不准确、软件产品的质量靠不住、用户对“已完成的”软件系统不满意、软件开发速度跟不上、软件不可维护以及没有适当的文档资料等。IEEE定义：软件工程是（1）把系统化的、规范的、可度量的途径应用于软件开发、运行和维护过程，也就是把工程应用于软件；综上，软件工程采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，把管理技术和最好的技术方法结合起来，以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它。1950’s~1960’s中，规模较小的程序，个体化 的软件开发，只有程序清单。