软件工程导论 清华大学 刘强老师 课程笔记（一）

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软件工程导论 清华大学 刘强老师 课程笔记（一）

（本文为刘强老师软导课程笔记，许多内容刘老师课件中也有，这里仅作知识分享）

软件工程导论——第一章 软件工程概述

一、软件

软件的应用普及使得软件工程作为一门学科进入学校。

1.1软件的发展历程

1949——1959独立变成服务
1969——1979软件产品诞生，并受知识产权保护
1969——1981出现企业供应商，这时候计算机仍未普及，公司集体共有
1961——1994微软发明PC机，计算机出现于大众市场
1994——今天 网络给计算机带来了更大的价值

1.2软件开发挑战

1.2.1软件创新的挑战

1）客户需求的满足
2）软件风险、成本、进度
3）科学团队管理

1.2.2软件的本质特性

1）复杂性
2）演化性（随硬件、需求等去不断改变）

3）不可见性（功能点检查）

1.2.3软件危机

随着软件大规模的出现，原先软件开发过程中的陋习逐渐暴露出来，进度延误、成本超支、交付质量差、维护性差等问题积小成大，成为整个行业的通病。

1.2.4软件开发问题解决途径（“软件工程”诞生）

1968年北大西洋公约组织（NATO）召开国际会议，提出“软件工程”概念和术语。

二、软件工程的基本概念

2.1系统的本质

eg：人的呼吸系统；铁路交通系统
1）有基本的组成
2）界限划分明确
3）系统组成元素
4）系统的变化过程

2.2工程的方法

工程是大规模的程序，因此更加注重方法规范
工程的特点：
1）需要平衡与决策
2）需要度量与验证
3）训练有素的过程
4）团队协作与角色分工
5）系统地运用工具
6）工程原则、标准和实践
7）重用设计和设计制品

2.3什么是软件工程

软件工程是 ① 将系统性的、规范化的、可定量的方法应用于软件的开发、运行和维护，即工程化应用到软件上；② 对①中所述方法的研究。
1）软件工程是一项建模活动，通过建模、画图等方法降低问题的复杂性
2）软件工程是一项解决问题的工程活动，它对复杂问题进行划分与整合，使得庞大问题变成若干的小问题。
3）软件工程是一项受软件工程原理指导的活动。工程原理：

（1）提出问题，对问题进行描述
（2）提出可以选择的解决方案
（3）用于指导决策的准则
（4）做出的决策

2.4软件工程方法

面向服务：在应用表现层次上将软件构件化，即应用业务过程由服务组成，而服务由构件组装而成。
面向构件：寻求比类的粒度更大的且易于复用的构件，期望实现软件的再工程 。
面向对象：以类为基本程序单元，对象是类的实例化，对象之间以消息传递为基本手段。
面向过程：以算法作为基本构造单元，强调自顶向下的功能分解，将功能和数据进行一定程度的分离。

软件工程过程周期：

2.5软件工程与计算机的区别

计算机科学偏科学研究：用于发现规律与理论方法（追求科学理论的准确性）
软件工程：应用计算机的理论结合工程的方法去发明创造未存在的事物（追求产品的商业价值）刘老师举了一个很好的例子：商人想让你买的不是本来就想买的东西，而是你之前未打算购买的东西。
亚马逊平台买尿布推荐啤酒链接的事例就是一种商业价值的提升，他追求的不是预测的精准度而是商业价值的实现。可见大数据不仅可以面向计算机领域实现准确预测，也可以面向软件应用方向。
深度学习就是典型的工业界方法，它没有严格的算法，而是大规模的算、训练实现很好的效果。

三、软件的质量属性

3.1什么是好的软件

软件质量：功能要求；缺陷要少；好运维；好重用；可按期完成

3.2McCall质量模型：

四、软件过程模型

将任务划分为一个个子活动，一活动为节点进行任务划分。
软件过程是为了获得高质量软件而实施的一系列活动，它定义了工作任务、项目里程碑、交付物和质量保证点。

1）问题定义：人们通过开展技术探索和市场调查等活动，研究系统的可行性和可能的解决方案，确定待开发系统的总体目标和范围。
2）需求开发：在可行性研究之后，分析、整理和提炼所收集到的客户需求，建立完整的需求分析模型，编写软件需求规格说明。
3）软件设计：根据需求规格说明，确定软件体系结构，进一步设计每个系统部件的实现算法、数据结构及其接口等。
4）软件实现：概括地说是将软件设计转换成程序代码，这是一个复杂而迭代的过程，要求根据设计模型进行程序设计以及正确而高效地编写和测试代码。
5）软件测试：检查和验证所开发的系统是否符合客户期望，包括单元测试、子系统测试、集成测试和验收测试等。
6）软件演化：系统投入使用后对其进行改进，以适应不断变化的需求。完全从头开发的系统很少，将软件系统的开发和维护看成是一个连续过程更有意义。
将以上六个活动进行结合：瀑布模型
瀑布模型的开发阶段严格按照线性方式进行，每一个阶段具有相关的里程碑和交付产品，且需要确认和验证。

瀑布模型缺点：一步改后面所有步骤都要改。
软件有强烈的迭代性，在创作设计过程中经常会返回去重新改动，尤其是需求分析阶段很容易发生改动。因此可以将需求定义与分析、软件设计部分原型化，让需求商对原型提出建议。
阶段性开发：一阶段一阶段修改，每次增加新的，修改起来也比较方便（增量模型、迭代模型）。对于安全性要求较高的程序可以用数学建模的方法，采用形式化的数学方法描述系统，并利用一系列转换将形式化的需求规格说明变为可交付使用的系统（可转换模型），对数学要求较高。