軟件工程（第3版）

第1章　軟件工程概述　1
1.1　什么是軟件工程　1
1.1.1　問題求解　2
1.1.2　軟件工程師的角色是什么　3
1.2　軟件工程取得了哪些進(jìn)展　4
1.3　什么是好的軟件　6
1.3.1　產(chǎn)品的質(zhì)量　7
1.3.2　過程的質(zhì)量　8
1.3.3　商業(yè)環(huán)境背景下的質(zhì)量　8
1.4　軟件工程涉及的人員　10
1.5　系統(tǒng)的方法　11
1.5.1　系統(tǒng)的要素　11
1.5.2　相互聯(lián)系的系統(tǒng)　12
1.6　工程的方法　14
1.6.1　蓋房子　15
1.6.2　構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)　16
1.7　開發(fā)團(tuán)隊(duì)的成員　17
1.8　軟件工程發(fā)生了多大的變化　18
1.8.1　變化的本質(zhì)　19
1.8.2　軟件工程的Wasserman規(guī)范　20
1.9　信息系統(tǒng)的例子　24
1.10　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　25
1.11　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　27
1.12　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　27
1.13　本章對(duì)研究人員的意義　27
1.14　學(xué)期項(xiàng)目　28
1.15　主要參考文獻(xiàn)　29
1.16　練習(xí)　29
第2章　過程和生命周期的建?！?1
2.1　過程的含義　31
2.2　軟件過程模型　33
2.2.1　瀑布模型　33
2.2.2　V模型　35
2.2.3　原型化模型　36
2.2.4　可操作規(guī)格說明　37
2.2.5　可轉(zhuǎn)換模型　37
2.2.6　階段化開發(fā)：增量和迭代　38
2.2.7　螺旋模型　39
2.2.8　敏捷方法　40
2.3　過程建模工具和技術(shù)　43
2.3.1　靜態(tài)建模：Lai表示法　43
2.3.2　動(dòng)態(tài)建模：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)　45
2.4　實(shí)際的過程建?！?8
2.4.1　Marvel的案例研究　48
2.4.2　過程建模工具和技術(shù)應(yīng)該具有的特性　50
2.5　信息系統(tǒng)的例子　50
2.6　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　52
2.7　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　53
2.8　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　53
2.9　本章對(duì)研究人員的意義　53
2.10　學(xué)期項(xiàng)目　53
2.11　主要參考文獻(xiàn)　55
2.12　練習(xí)　56
第3章　計(jì)劃和管理項(xiàng)目　57
3.1　跟蹤項(xiàng)目進(jìn)展　57
3.1.1　工作分解和活動(dòng)圖　58
3.1.2　估算完成時(shí)間　60
3.1.3　跟蹤進(jìn)展的工具　64
3.2　項(xiàng)目人員　66
3.2.1　人員角色和特性　66
3.2.2　工作風(fēng)格　69
3.2.3　項(xiàng)目組織　70
3.3　工作量估算　72
3.3.1　專家判斷　74
3.3.2　算法方法　75
3.3.3　機(jī)器學(xué)習(xí)方法　80
3.3.4　找出適合具體情形的模型　81
3.4　風(fēng)險(xiǎn)管理　82
3.4.1　什么是風(fēng)險(xiǎn)　82
3.4.2　風(fēng)險(xiǎn)管理活動(dòng)　83
3.5　項(xiàng)目計(jì)劃　85
3.6　過程模型和項(xiàng)目管理　87
3.6.1　注冊(cè)管理　87
3.6.2　責(zé)任建?！?8
3.6.3　緊密結(jié)合里程碑　91
3.7　信息系統(tǒng)的例子　92
3.8　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　93
3.9　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　94
3.10　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　94
3.11　本章對(duì)研究人員的意義　95
3.12　學(xué)期項(xiàng)目　95
3.13　主要參考文獻(xiàn)　95
3.14　練習(xí)　96
第4章　獲取需求　98
4.1　需求過程　99
4.2　需求引發(fā)　100
4.3　需求的類型　103
4.3.1　解決沖突　105
4.3.2　兩種需求文檔　105
4.4　需求的特性　107
4.5　建模表示法　107
4.5.1　實(shí)體—聯(lián)系圖　108
4.5.2　例子：UML類圖　109
4.5.3　事件蹤跡　111
4.5.4　例子：消息時(shí)序圖　112
4.5.5　狀態(tài)機(jī)　113
4.5.6　例子：UML狀態(tài)圖　114
4.5.7　例子：Petri網(wǎng)　116
4.5.8　數(shù)據(jù)流圖　118
4.5.9　例子：用例　119
4.5.10　函數(shù)和關(guān)系　120
4.5.11　例子：判定表　121
4.5.12　例子：Parnas表　122
4.5.13　邏輯　122
4.5.14　例子：對(duì)象約束語言(OCL)　124
4.5.15　例子：Z　125
4.5.16　代數(shù)規(guī)格說明　126
4.5.17　例子：SDL數(shù)據(jù)　127
4.6　需求和規(guī)格說明語言　129
4.6.1　統(tǒng)一建模語言(UML)　129
4.6.2　規(guī)格說明和描述語言(SDL)　130
4.6.3　軟件成本降低(SCR)　131
4.6.4　需求表示法的其他特征　131
4.7　原型化需求　131
4.8　需求文檔　133
4.8.1　需求定義　133
4.8.2　需求規(guī)格說明書　134
4.8.3　過程管理和需求的可跟蹤性　135
4.9　確認(rèn)和驗(yàn)證　136
4.9.1　需求確認(rèn)　136
4.9.2　驗(yàn)證　138
4.10　測(cè)量需求　139
4.11　選擇規(guī)格說明技術(shù)　140
4.12　信息系統(tǒng)的例子　143
4.13　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　145
4.13.1　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　146
4.13.2　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　146
4.13.3　本章對(duì)研究人員的意義　147
4.14　學(xué)期項(xiàng)目　147
4.14.1　前提和假設(shè)　147
4.14.2　功能的高層描述　147
4.14.3　功能需求　148
4.14.4　數(shù)據(jù)約束　148
4.14.5　設(shè)計(jì)和接口約束　149
4.14.6　質(zhì)量需求　149
4.15　主要參考文獻(xiàn)　149
4.16　練習(xí)　150
第5章　設(shè)計(jì)系統(tǒng)　153
5.1　什么是設(shè)計(jì)　153
5.2　分解和模塊化　155
5.3　體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格和策略　157
5.3.1　管道和過濾器　158
5.3.2　面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)　158
5.3.3　隱含調(diào)用　158
5.3.4　分層　159
5.3.5　信息庫　160
5.3.6　解釋器　160
5.3.7　過程控制　161
5.3.8　其他風(fēng)格　162
5.4　創(chuàng)建設(shè)計(jì)中的問題　163
5.4.1　模塊化和抽象層次　163
5.4.2　協(xié)作的設(shè)計(jì)　164
5.4.3　設(shè)計(jì)用戶界面　166
5.4.4　并發(fā)性　168
5.4.5　設(shè)計(jì)模式和復(fù)用　169
5.5　好設(shè)計(jì)的特性　170
5.5.1　構(gòu)件獨(dú)立性　170
5.5.2　異常標(biāo)識(shí)和處理　175
5.5.3　防錯(cuò)和容錯(cuò)技術(shù)　176
5.6　改進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)　178
5.6.1　降低復(fù)雜性　178
5.6.2　按合同設(shè)計(jì)　180
5.6.3　原型化設(shè)計(jì)　181
5.6.4　故障樹分析　182
5.7　設(shè)計(jì)的評(píng)估和確認(rèn)　184
5.7.1　數(shù)學(xué)的確認(rèn)　184
5.7.2　測(cè)量設(shè)計(jì)質(zhì)量　184
5.7.3　比較設(shè)計(jì)　185
5.7.4　設(shè)計(jì)評(píng)審　188
5.8　文檔化設(shè)計(jì)　191
5.9　信息系統(tǒng)的例子　192
5.10　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　193
5.11　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　194
5.12　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　194
5.13　本章對(duì)研究人員的意義　195
5.14　學(xué)期項(xiàng)目　195
5.15　主要參考文獻(xiàn)　195
5.16　練習(xí)　196
第6章　細(xì)述對(duì)象　197
6.1　什么是OO　198
6.2　OO開發(fā)過程　200
6.2.1　OO需求　201
6.2.2　OO設(shè)計(jì)　201
6.2.3　OO編碼和測(cè)試　201
6.3　用例　202
6.4　OO的表示：一個(gè)使用UML的例子　205
6.5　OO系統(tǒng)設(shè)計(jì)　207
6.6　OO程序設(shè)計(jì)　218
6.6.1　設(shè)計(jì)助手　220
6.6.2　用戶界面設(shè)計(jì)　220
6.6.3　數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)　222
6.6.4　任務(wù)管理設(shè)計(jì)　222
6.7　OO測(cè)度　224
6.7.1　OO規(guī)模測(cè)量　225
6.7.2　OO設(shè)計(jì)的測(cè)量　226
6.7.3　在何處進(jìn)行OO測(cè)度　230
6.8　信息系統(tǒng)的例子　231
6.9　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　232
6.10　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　232
6.11　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　233
6.12　本章對(duì)研究人員的意義　233
6.13　學(xué)期項(xiàng)目　233
6.14　主要參考文獻(xiàn)　233
6.15　練習(xí)　234
第7章　編寫程序　235
7.1　編程標(biāo)準(zhǔn)和過程　235
7.1.1　對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的標(biāo)準(zhǔn)　236
7.1.2　對(duì)其他開發(fā)人員的標(biāo)準(zhǔn)　236
7.1.3　設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的匹配　237
7.2　編程的指導(dǎo)原則　237
7.2.1　控制結(jié)構(gòu)　237
7.2.2　算法　238
7.2.3　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　239
7.2.4　通用性指導(dǎo)原則　241
7.3　文檔　244
7.3.1　內(nèi)部文檔　244
7.3.2　外部文檔　247
7.4　編程過程　247
7.4.1　將編程作為問題求解　247
7.4.2　極限編程　248
7.4.3　結(jié)對(duì)編程　249
7.4.4　編程向何處去　249
7.5　信息系統(tǒng)的例子　250
7.6　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　251
7.7　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　252
7.8　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　252
7.9　本章對(duì)研究人員的意義　252
7.10　學(xué)期項(xiàng)目　252
7.11　主要參考文獻(xiàn)　253
7.12　練習(xí)　253
第8章　測(cè)試程序　254
8.1　軟件故障和失效　254
8.1.1　故障的類型　255
8.1.2　正交缺陷分類　256
8.2　測(cè)試的相關(guān)問題　258
8.2.1　測(cè)試的組織　258
8.2.2　對(duì)測(cè)試的態(tài)度　259
8.2.3　誰執(zhí)行測(cè)試　259
8.2.4　測(cè)試對(duì)象的視圖　260
8.3　單元測(cè)試　261
8.3.1　檢查代碼　262
8.3.2　證明代碼正確性　264
8.3.3　測(cè)試程序構(gòu)件　267
8.3.4　技術(shù)比較　270
8.4　集成測(cè)試　271
8.4.1　自底向上集成　271
8.4.2　自頂向下集成　272
8.4.3　一次性集成　274
8.4.4　三明治集成　274
8.4.5　集成策略的比較　275
8.5　測(cè)試面向?qū)ο笙到y(tǒng)　277
8.5.1　代碼測(cè)試　277
8.5.2　面向?qū)ο鬁y(cè)試和傳統(tǒng)測(cè)試之間的區(qū)別　277
8.6　測(cè)試計(jì)劃　279
8.6.1　計(jì)劃的目的　279
8.6.2　計(jì)劃的內(nèi)容　279
8.7　自動(dòng)測(cè)試工具　280
8.7.1　代碼分析工具　280
8.7.2　測(cè)試執(zhí)行工具　281
8.7.3　測(cè)試用例生成器　282
8.8　什么時(shí)候停止測(cè)試　282
8.8.1　故障播種　283
8.8.2　軟件中的可信度　284
8.8.3　其他的停止測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)　284
8.8.4　識(shí)別易出故障的代碼　285
8.9　信息系統(tǒng)的例子　286
8.10　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　286
8.11　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　287
8.12　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　287
8.13　本章對(duì)研究人員的意義　288
8.14　學(xué)期項(xiàng)目　288
8.15　主要參考文獻(xiàn)　288
8.16　練習(xí)　289
第9章　測(cè)試系統(tǒng)　291
9.1　系統(tǒng)測(cè)試的原則　291
9.1.1　軟件故障根源　291
9.1.2　系統(tǒng)測(cè)試過程　293
9.1.3　配置管理　295
9.1.4　測(cè)試小組　299
9.2　功能測(cè)試　300
9.2.1　目的與職責(zé)　300
9.2.2　因果圖　301
9.3　性能測(cè)試　304
9.3.1　目的和職責(zé)　304
9.3.2　性能測(cè)試的類型　304
9.4　可靠性、可用性以及可維護(hù)性　305
9.4.1　定義　305
9.4.2　失效數(shù)據(jù)　306
9.4.3　測(cè)量可靠性、可用性和可維護(hù)性　307
9.4.4　可靠性穩(wěn)定性和可靠性增長　308
9.4.5　可靠性預(yù)測(cè)　309
9.4.6　操作環(huán)境的重要性　311
9.5　驗(yàn)收測(cè)試　312
9.5.1　目的和職責(zé)　312
9.5.2　驗(yàn)收測(cè)試的種類　312
9.5.3　驗(yàn)收測(cè)試的結(jié)果　313
9.6　安裝測(cè)試　314
9.7　自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)試　314
9.8　測(cè)試文檔　315
9.8.1　測(cè)試計(jì)劃　315
9.8.2　測(cè)試規(guī)格說明和評(píng)估　317
9.8.3　測(cè)試描述　318
9.8.4　測(cè)試分析報(bào)告　320
9.8.5　問題報(bào)告表　321
9.9　測(cè)試安全攸關(guān)的系統(tǒng)　322
9.9.1　設(shè)計(jì)多樣性　324
9.9.2　軟件安全性案例　325
9.9.3　凈室方法　327
9.10　信息系統(tǒng)的例子　330
9.11　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　331
9.12　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　332
9.13　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　332
9.14　本章對(duì)研究人員的意義　332
9.15　學(xué)期項(xiàng)目　333
9.16　主要參考文獻(xiàn)　333
9.17　練習(xí)　333
第10章　交付系統(tǒng)　337
10.1　培訓(xùn)　337
10.1.1　培訓(xùn)的種類　338
10.1.2　培訓(xùn)助手　339
10.1.3　培訓(xùn)的指導(dǎo)原則　340
10.2　文檔　340
10.2.1　文檔的種類　340
10.2.2　用戶幫助和疑難解答　344
10.3　信息系統(tǒng)的例子　345
10.4　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　345
10.5　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　346
10.6　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　346
10.7　本章對(duì)研究人員的意義　346
10.8　學(xué)期項(xiàng)目　346
10.9　主要參考文獻(xiàn)　347
10.10　練習(xí)　347
第11章　維護(hù)系統(tǒng)　348
11.1　變化的系統(tǒng)　348
11.1.1　系統(tǒng)的類型　348
11.1.2　在系統(tǒng)生命周期過程中發(fā)生的變化　351
11.1.3　系統(tǒng)生命周期跨度　351
11.2　維護(hù)的本質(zhì)　353
11.3　維護(hù)問題　356
11.3.1　人員的問題　356
11.3.2　技術(shù)問題　357
11.3.3　必要的妥協(xié)　358
11.3.4　維護(hù)成本　358
11.4　測(cè)量維護(hù)特性　361
11.4.1　可維護(hù)性的外部視圖　361
11.4.2　影響可維護(hù)性的內(nèi)部屬性　362
11.4.3　其他的產(chǎn)品測(cè)量　364
11.5　維護(hù)技術(shù)和工具　365
11.5.1　配置管理　365
11.5.2　影響分析　366
11.5.3　自動(dòng)化維護(hù)工具　369
11.6　軟件再生　370
11.6.1　文檔重構(gòu)　372
11.6.2　重組　372
11.6.3　逆向工程　373
11.6.4　再工程　374
11.6.5　軟件再生的前景　375
11.7　信息系統(tǒng)的例子　375
11.8　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　376
11.9　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　376
11.10　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　377
11.11　本章對(duì)研究人員的意義　377
11.12　學(xué)期項(xiàng)目　377
11.13　主要參考文獻(xiàn)　377
11.14　練習(xí)　377
第12章　評(píng)估產(chǎn)品、過程和資源　379
12.1　評(píng)估的方法　379
12.1.1　特征分析　379
12.1.2　調(diào)查　380
12.1.3　案例研究　380
12.1.4　正式試驗(yàn)　381
12.1.5　準(zhǔn)備評(píng)估　381
12.2　選擇評(píng)估技術(shù)　382
12.2.1　關(guān)鍵選擇因素　382
12.2.2　相信什么　383
12.3　評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)　385
12.3.1　確認(rèn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)　386
12.3.2　確認(rèn)測(cè)量　387
12.3.3　對(duì)確認(rèn)的緊迫需求　388
12.4　評(píng)估產(chǎn)品　388
12.4.1　產(chǎn)品質(zhì)量模型　389
12.4.2　建立基線和設(shè)定目標(biāo)　392
12.4.3　軟件可復(fù)用性　393
12.5　評(píng)估過程　399
12.5.1　事后分析　400
12.5.2　過程成熟度模型　403
12.6　評(píng)估資源　410
12.6.1　人員成熟度模型　411
12.6.2　投資回報(bào)　412
12.7　信息系統(tǒng)的例子　414
12.8　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　414
12.9　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　414
12.10　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　415
12.11　本章對(duì)研究人員的意義　415
12.12　學(xué)期項(xiàng)目　415
12.13　主要參考文獻(xiàn)　415
12.14　練習(xí)　416
第13章　改進(jìn)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品、過程和資源　417
13.1　改進(jìn)預(yù)測(cè)　417
13.1.1　預(yù)測(cè)的精確性　417
13.1.2　處理偏誤：u曲線　418
13.1.3　處理噪聲：prequential似然度　420
13.1.4　重新校準(zhǔn)預(yù)測(cè)　421
13.2　改進(jìn)產(chǎn)品　423
13.2.1　審查　424
13.2.2　復(fù)用　426
13.3　改進(jìn)過程　426
13.3.1　過程和能力成熟度　427
13.3.2　維護(hù)　429
13.3.3　凈室方法　430
13.4　改進(jìn)資源　431
13.4.1　工作環(huán)境　432
13.4.2　成本和進(jìn)度間的權(quán)衡　433
13.5　總體改進(jìn)指導(dǎo)原則　433
13.6　信息系統(tǒng)的例子　434
13.7　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的例子　434
13.8　本章對(duì)單個(gè)開發(fā)人員的意義　435
13.9　本章對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的意義　435
13.10　本章對(duì)研究人員的意義　435
13.11　學(xué)期項(xiàng)目　436
13.12　主要參考文獻(xiàn)　436
13.13　練習(xí)　436
第14章　軟件工程的未來　437
14.1　已經(jīng)取得的進(jìn)展　437
14.1.1　Wasserman的獲得成熟度的措施　437
14.1.2　當(dāng)前要做的工作　439
14.2　技術(shù)轉(zhuǎn)移　439
14.2.1　現(xiàn)在我們?cè)鯓幼龀黾夹g(shù)轉(zhuǎn)移的決策　440
14.2.2　在技術(shù)決策中使用證據(jù)　440
14.2.3　支持技術(shù)決策的證據(jù)　441
14.2.4　對(duì)證據(jù)的進(jìn)一步討論　441
14.2.5　技術(shù)轉(zhuǎn)移的新模型　443
14.2.6　改進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移的下一步　444
14.3　軟件工程中的決策　444
14.3.1　大量的決策　445
14.3.2　群體決策　446
14.3.3　我們實(shí)際上如何決策　447
14.3.4　群體實(shí)際上如何決策　449
14.3.5　一個(gè)適度的觀察研究　450
14.3.6　獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)　452
14.4　軟件工程的職業(yè)化：執(zhí)照發(fā)放、認(rèn)證和倫理　453
14.4.1　將重點(diǎn)放在人員上　453
14.4.2　軟件工程教育　454
14.4.3　軟件工程知識(shí)體系　455
14.4.4　給軟件工程師頒發(fā)執(zhí)照　457
14.4.5　認(rèn)證　460
14.4.6　倫理守則　462
14.4.7　職業(yè)發(fā)展　463
14.4.8　研究和實(shí)踐的進(jìn)一步發(fā)展　464
14.5　學(xué)期項(xiàng)目　465
14.6　主要參考文獻(xiàn)　465
14.7　練習(xí)　465
參考文獻(xiàn)注解(圖靈網(wǎng)站下載)
索引(圖靈網(wǎng)站下載)