軟件工程（第3版）

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(jī)與軟件工程的起源 1
1.1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展歷程 1
1.1.2 軟件危機(jī)介紹 2
1.1.3 產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因 2
1.1.4 消除軟件危機(jī)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(lǐng)域 7
小結(jié) 9
習(xí)題 9
第2章 軟件過程 11
2.1 軟件生命周期的基本任務(wù) 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(shí)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(jié)構(gòu) 30
2.9.2 能力成熟度等級 31
2.9.3 關(guān)鍵過程域 32
2.9.4 應(yīng)用CMM 33
小結(jié) 33
習(xí)題 34
第2篇 傳統(tǒng)方法學(xué)
第3章 結(jié)構(gòu)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(yīng)用規(guī)格說明技術(shù) 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(shí)體—關(guān)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)化分析實(shí)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(jié) 62
習(xí)題 63
第4章 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì) 65
4.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)化分析的關(guān)系 65
4.2 軟件設(shè)計(jì)的概念和原理 66
4.2.1 模塊化 66
4.2.2 抽象 68
4.2.3 逐步求精 68
4.2.4 信息隱藏 69
4.3 模塊獨(dú)立 70
4.3.1 耦合 70
4.3.2 內(nèi)聚 71
4.4 啟發(fā)規(guī)則 72
4.5 表示軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具 74
4.5.1 層次圖和HIPO圖 74
4.5.2 結(jié)構(gòu)圖 76
4.6 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法 77
4.6.1 概念 77
4.6.2 變換分析 78
4.6.3 事務(wù)分析 83
4.6.4 設(shè)計(jì)優(yōu)化 84
4.7 人—機(jī)界面設(shè)計(jì) 85
4.7.1 人—機(jī)界面設(shè)計(jì)問題 85
4.7.2 人—機(jī)界面設(shè)計(jì)過程 86
4.7.3 界面設(shè)計(jì)指南 87
4.8 過程設(shè)計(jì) 89
4.9 過程設(shè)計(jì)的工具 90
4.9.1 程序流程圖 91
4.9.2 盒圖(N-S圖) 91
4.9.3 PAD圖 92
4.9.4 判定表 93
4.9.5 判定樹 94
4.9.6 過程設(shè)計(jì)語言 95
4.10 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法 95
4.10.1 Jackson圖 96
4.10.2 改進(jìn)的Jackson圖 97
4.10.3 Jackson方法 97
小結(jié) 101
習(xí)題 102
第5章 結(jié)構(gòu)化實(shí)現(xiàn) 105
5.1 編碼 106
5.1.1 選擇程序設(shè)計(jì)語言 106
5.1.2 編碼風(fēng)格 107
5.2 軟件測試基礎(chǔ) 109
5.2.1 測試目標(biāo) 109
5.2.2 黑盒測試和白盒測試 109
5.2.3 測試準(zhǔn)則 110
5.2.4 流圖 110
5.3 邏輯覆蓋 111
5.4 控制結(jié)構(gòu)測試 114
5.4.1 基本路徑測試 114
5.4.2 條件測試 116
5.4.3 數(shù)據(jù)流測試 118
5.4.4 循環(huán)測試 119
5.5 黑盒測試技術(shù) 120
5.5.1 等價(jià)劃分 120
5.5.2 邊界值分析 122
5.5.3 錯(cuò)誤推測 123
5.6 測試策略 123
5.6.1 測試步驟 124
5.6.2 單元測試 124
5.6.3 集成測試 126
5.6.4 確認(rèn)測試 129
5.7 調(diào)試 130
5.7.1 調(diào)試過程 130
5.7.2 調(diào)試途徑 131
5.8 軟件可靠性 132
5.8.1 基本概念 133
5.8.2 估算平均無故障時(shí)間的方法 133
小結(jié) 135
習(xí)題 136
第3篇 面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)
第6章 面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)導(dǎo)論 140
6.1 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)例 140
6.1.1 用對象分解取代功能分解 140
6.1.2 設(shè)計(jì)類等級 142
6.1.3 定義屬性和服務(wù) 143
6.2 面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)概述 144
6.2.1 面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)的要點(diǎn) 144
6.2.2 面向?qū)ο蟮能浖^程 146
6.3 面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)的主要優(yōu)點(diǎn) 146
6.4 面向?qū)ο蟮母拍?149
6.4.1 對象 150
6.4.2 其他概念 152
6.5 面向?qū)ο蠼?155
6.6 對象模型 156
6.6.1 表示類的符號 156
6.6.2 表示關(guān)系的符號 158
6.7 動(dòng)態(tài)模型 162
6.8 功能模型 163
6.9 3種模型之間的關(guān)系 163
小結(jié) 164
習(xí)題 164
第7章 面向?qū)ο蠓治?165
7.1 分析過程 165
7.1.1 概述 165
7.1.2 3個(gè)子模型與5個(gè)層次 166
7.2 需求陳述 167
7.2.1 書寫要點(diǎn) 167
7.2.2 例子 167
7.3 建立對象模型 168
7.3.1 確定類與對象 169
7.3.2 確定關(guān)聯(lián) 171
7.3.3 劃分主題 174
7.3.4 確定屬性 174
7.3.5 識(shí)別繼承關(guān)系 176
7.3.6 反復(fù)修改 176
7.4 建立動(dòng)態(tài)模型 178
7.4.1 編寫腳本 179
7.4.2 設(shè)想用戶界面 180
7.4.3 畫事件跟蹤圖 180
7.4.4 畫狀態(tài)圖 182
7.4.5 審查動(dòng)態(tài)模型 182
7.5 建立功能模型 184
7.6 定義服務(wù) 185
7.7 面向?qū)ο蠓治鰧?shí)例 186
7.7.1 需求陳述 186
7.7.2 建立對象模型 186
7.7.3 建立動(dòng)態(tài)模型 187
7.7.4 建立功能模型 189
7.7.5 進(jìn)一步完善 190
小結(jié) 191
習(xí)題 191
第8章 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) 192
8.1 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 192
8.2 啟發(fā)規(guī)則 194
8.3 系統(tǒng)分解 195
8.3.1 子系統(tǒng)之間的兩種交互方式 196
8.3.2 組織系統(tǒng)的兩種方案 197
8.3.3 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 197
8.4 設(shè)計(jì)問題域子系統(tǒng) 197
8.5 設(shè)計(jì)人—機(jī)交互子系統(tǒng) 199
8.5.1 設(shè)計(jì)人—機(jī)交互界面的準(zhǔn)則 199
8.5.2 設(shè)計(jì)人—機(jī)交互子系統(tǒng)的策略 200
8.6 設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng) 201
8.6.1 分析并發(fā)性 201
8.6.2 設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng) 202
8.7 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) 203
8.7.1 選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理模式 203
8.7.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) 204
8.7.3 例子 205
8.8 設(shè)計(jì)類中的服務(wù) 206
8.8.1 確定類中應(yīng)有的服務(wù) 206
8.8.2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)服務(wù)的方法 206
8.9 設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián) 207
8.10 設(shè)計(jì)優(yōu)化 208
8.10.1 確定優(yōu)先級 208
8.10.2 提高效率的幾項(xiàng)技術(shù) 209
8.10.3 調(diào)整繼承關(guān)系 210
8.11 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)實(shí)例 211
8.11.1 面向?qū)ο蠓治?212
8.11.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) 213
小結(jié) 218
習(xí)題 218
第9章 面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn) 219
9.1 程序設(shè)計(jì)語言 219
9.1.1 面向?qū)ο笳Z言的優(yōu)點(diǎn) 219
9.1.2 面向?qū)ο笳Z言的技術(shù)特點(diǎn) 220
9.1.3 選擇面向?qū)ο笳Z言 223
9.2 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格 223
9.2.1 提高可重用性 224
9.2.2 提高可擴(kuò)充性 225
9.2.3 提高健壯性 226
9.3 測試策略 226
9.3.1 面向?qū)ο蟮膯卧獪y試 227
9.3.2 面向?qū)ο蟮募蓽y試 227
9.3.3 面向?qū)ο蟮拇_認(rèn)測試 227
9.4 設(shè)計(jì)測試用例 227
9.4.1 測試類的方法 228
9.4.2 集成測試方法 229
小結(jié) 231
習(xí)題 231
第10章 統(tǒng)一建模語言 232
10.1 概述 232
10.1.1 UML的產(chǎn)生和發(fā)展 232
10.1.2 UML的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 233
10.1.3 UML的圖 234
10.1.4 UML的應(yīng)用領(lǐng)域 235
10.2 靜態(tài)建模機(jī)制 236
10.2.1 用例 236
10.2.2 類圖和對象圖 240
10.3 動(dòng)態(tài)建模機(jī)制 241
10.3.1 消息 242
10.3.2 狀態(tài)圖 242
10.3.3 順序圖 243
10.3.4 協(xié)作圖 244
10.3.5 活動(dòng)圖 245
10.4 描述物理架構(gòu)的機(jī)制 246
10.4.1 邏輯架構(gòu)和物理架構(gòu) 246
10.4.2 構(gòu)件圖 246
10.4.3 部署圖 247
10.5 使用和擴(kuò)展UML 248
10.5.1 使用UML的準(zhǔn)則 248
10.5.2 擴(kuò)展UML的機(jī)制 249
小結(jié) 249
習(xí)題 250
第4篇 軟件項(xiàng)目管理
第11章 計(jì)劃 251
11.1 度量軟件規(guī)模 251
11.1.1 代碼行技術(shù) 251
11.1.2 功能點(diǎn)技術(shù) 252
11.2 工作量估算 254
11.2.1 靜態(tài)單變量模型 254
11.2.2 動(dòng)態(tài)多變量模型 254
11.2.3 COCOMO2模型 255
11.3 進(jìn)度計(jì)劃 257
11.3.1 基本原則 258
11.3.2 估算軟件開發(fā)時(shí)間 258
11.3.3 Gantt圖 259
11.3.4 工程網(wǎng)絡(luò) 260
11.3.5 估算進(jìn)度 261
11.3.6 關(guān)鍵路徑 263
11.3.7 機(jī)動(dòng)時(shí)間 263
小結(jié) 264
習(xí)題 265
第12章 組織 267
12.1 民主制程序員組 267
12.2 主程序員組 268
12.3 現(xiàn)代程序員組 270
12.4 軟件項(xiàng)目組 271
12.4.1 3種組織方式 271
12.4.2 4種組織范型 273
小結(jié) 273
習(xí)題 273
第13章 控制 275
13.1 風(fēng)險(xiǎn)管理 275
13.1.1 軟件風(fēng)險(xiǎn)分類 275
13.1.2 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別 276
13.1.3 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測 280
13.1.4 處理風(fēng)險(xiǎn)的策略 281
13.2 質(zhì)量保證 283
13.2.1 軟件質(zhì)量 283
13.2.2 軟件質(zhì)量保證措施 284
13.3 配置管理 286
13.3.1 軟件配置 286
13.3.2 軟件配置管理過程 288
小結(jié) 293
習(xí)題 293
第14章 國際標(biāo)準(zhǔn) 295
14.1 IEEE 1058.1軟件項(xiàng)目管理計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn) 295
14.1.1 軟件項(xiàng)目管理計(jì)劃的組成 295
14.1.2 IEEE軟件項(xiàng)目管理計(jì)劃 296
14.2 ISO9000質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 298
14.2.1 基本思想 298
14.2.2 ISO9000-3標(biāo)準(zhǔn) 298
14.3 ISO/IEC12207軟件生命周期過程標(biāo)準(zhǔn) 301
14.3.1 概述 301
14.3.2 軟件生命周期過程 302
14.4 ISO/IECTR15504軟件過程評估標(biāo)準(zhǔn) 305
14.4.1 概述 305
14.4.2 標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu) 305
小結(jié) 306
習(xí)題 307
第5篇 高級課題
第15章 形式化方法 308
15.1 概述 308
15.1.1 非形式化方法的缺點(diǎn) 308
15.1.2 軟件開發(fā)過程中的數(shù)學(xué) 309
15.1.3 應(yīng)用形式化方法的準(zhǔn)則 309
15.2 有窮狀態(tài)機(jī) 310
15.2.1 基本概念 310
15.2.2 電梯問題 311
15.2.3 評論 313
15.3 Petri網(wǎng) 314
15.3.1 基本概念 314
15.3.2 應(yīng)用實(shí)例 315
15.4 Z語言 316
15.4.1 簡介 317
15.4.2 評論 318
小結(jié) 319
習(xí)題 319
第16章 軟件重用 321
16.1 可重用的軟件成分 321
16.2 軟件重用過程 322
16.2.1 構(gòu)件組裝模型 322
16.2.2 類構(gòu)件 323
16.2.3 重用過程模型 324
16.3 領(lǐng)域工程 325
16.3.1 分析過程 325
16.3.2 領(lǐng)域特征 326
16.3.3 結(jié)構(gòu)建模和結(jié)構(gòu)點(diǎn) 326
16.4 開發(fā)可重用的構(gòu)件 327
16.4.1 為了重用的分析與設(shè)計(jì) 327
16.4.2 基于構(gòu)件的開發(fā) 328
16.5 分類和檢索構(gòu)件 329
16.5.1 描述可重用的構(gòu)件 329
16.5.2 重用環(huán)境 331
16.6 軟件重用的效益 332
小結(jié) 333
習(xí)題 333
參考文獻(xiàn) 334