第一章

什么是软件？软件的特点是什么？本质特征是什么？

软件定义

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软件是一组计算机程序、相关数据以及文档所构成的集合，这些程序和数据文档用于操作计算机硬件和执行特定任务。

• 程序：按事先设计的功能和性能需求执行的指令序列 （数据结构＋算法 = 程序）

• 数据：【软件的核心】是程序能正常操纵信息的数据结构

• 文档：【配置文档是软件的一部分】与程序开发、维护和使用有关的图文材料

软件的特点

（1）软件是一种逻辑实体。

（2）软件的开发，是人的智力的高度发挥，而不是传统意义上的硬件制造。

（3）软件维护与硬件的维修有着本质的差别。

（4）软件的开发和运行常常受到计算机系统的限制，对计算机系统有着不同程度的依赖性。

（5）软件的开发至今尚未完全摆脱手工艺的开发方式，使软件的开发效率受到很大限制。

（6）软件的开发是一个复杂的过程。

（7）软件的成本非常高昂。

（8）相当多的软件工作涉及到社会因素。

本质特征

复杂性、一致性、可变性、不可见性

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软件危机的定义，软件危机的现象

软件危机的定义

在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的 一系列严重问题。

现象

1. 软件成本比重上升

2. 对软件开发成本和进度的估算很不准确

3. 质量很不可靠

4. 用户很不满意

5. 没有适当的文档难于维护

6. 供不应求：软件开发生产率跟不上计算机应用迅速深入的趋势

软件可以有哪些分类

按照功能分类

系统软件：与计算机硬件紧密配合，使计算机系统各个部件、 相关的软件和数据协调、高效地工作。如操作系统、数据库管理系统（DBMS）、设备驱动程序以及通信处理程序、编译器

应用软件：在特定的领域内开发，为特定目的服务。如CAD计算机辅助制造、 计算机辅助教学系统、停车 场管理系统，OA系统、ERP系统（财务、进销存、生产、 人力资源）。

支撑软件（软件开发环境）：支撑各种软件 的开发与维护 的软件。环境数据库、各种接口软件和工具组。

规模

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开发划分

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产生软件危机的原因？软件危机现在还存在吗？

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1. 软件不同于硬件，软件是逻辑部件而不是物理部件，缺乏可见性。

2. 软件不同于一般程序规模庞大，程序的复杂性随着程序规模的增加而呈指数上升。

3. 在软件的维护过程会对原来的设计进行更改修正。

<!-- -->

1. 对用户的要求没有准确的认识就开始编写程序。

2. 把软件开发当做了程序编写，实际上程序编写只在很小一部分时间。

3. 轻视软件的维护，许多软件产品使用寿命长达十年甚至20年，在维护过程中需要不断拓展和改进原来的系统。

重新整合：

1. 客观原因：

2. 软件产品的本质特征：复杂性，一致性，可变性，不可见性

3. 维护数量不断膨胀

4. 主观原因：

5. 轻视维护

6. 开发==编码

7. 质量控制

8. 需求分析不合理

软件危机现在还存在吗？

软件危机仍然存在，并且在当今时代可能比以往更复杂。以下是一些原因：

1. 复杂性增加：现代软件系统变得越来越复杂，涉及更多的功能、集成和依赖。这使得设计、开发、测试和维护变得更加困难。

2. 快速变化的技术：新技术和工具不断涌现，开发团队需要不断学习和适应。这种快速变化可能导致项目延误和质量问题。

3. 安全性问题：随着网络攻击的增加，软件安全性成为一个重大问题。确保软件的安全性需要大量的资源和专业知识。

4. 用户期望提高：用户期望软件快速、稳定和易于使用。满足这些期望需要更多的时间和精力，特别是在用户需求不断变化的情况下。

5. 全球化和分布式团队：越来越多的项目涉及全球分布的团队，这给沟通、协作和项目管理带来了挑战。

6. 遗留系统：许多企业仍然依赖于老旧的遗留系统，这些系统难以维护和升级，与现代技术不兼容。

7. 需求不明确：软件需求常常在项目进行过程中发生变化，导致范围蔓延和资源超支。

综上所述，虽然我们有了更好的工具和方法来管理软件开发，但软件危机的问题仍然存在，并且随着技术的进步和复杂性的增加而不断演变。

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解决软件危机的途径是什么？

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什么是软件工程？

（课本定义）

概括地说,软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。

采用工程的既念、原理、技术和方法来开发与维护软件,把经过时间考验而证明正确的管理技术和当的能够得到的最好的技术方法结合起来，以经济地开发山高质量的软件并有效地维护它,这就是软件工程。

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软件工程的定义 ：

1. 应用计算机科学，数学以及管理科学等原理开发软件。

2. 借鉴传统工程的原则，方法。

3. 提高质量，降低成本为目的。

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软件工程研究的内容是什么？中心课题是什么？

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软件工程的基本原理

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软件工程方法学

目前使用得最广泛的两种软件工程方法学：生命周期方法学或结构化范型；面向对象方法学。

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软件质量

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提高软件质量的手段

需求明确和管理：

• 确保需求清晰、明确，并且在开发过程中保持需求的管理和跟踪。

• 采用需求管理工具，如JIRA、Confluence等。

用户反馈和监控：

• 定期收集用户反馈，了解实际使用中的问题和需求，及时改进软件。

• 实施应用性能监控（APM）工具，如New Relic、Datadog等，实时监控软件运行状态和性能。

文档和知识共享：

• 编写全面的文档，包括代码注释、架构文档和使用手册，帮助团队成员理解和维护系统。

• 组织技术分享和培训，提高团队整体技术水平。

使用现代开发方法：

• 采用敏捷开发（Agile）、精益开发（Lean）等方法，提高响应变化的能力和交付效率。

• 实施DevOps实践，缩短开发与运营之间的距离，提升软件发布的频率和可靠性。

持续集成和持续交付（CI/CD）：

• 采用持续集成和持续交付流程，确保代码在每次提交后自动构建、测试和部署。

• 使用CI/CD工具，如Jenkins、CircleCI、Travis CI等。

代码质量工具：

• 使用静态代码分析工具，如SonarQube、ESLint、Checkstyle等，检测代码中的潜在问题和不良实践。

• 定期进行代码重构，保持代码简洁、可维护。

代码审查和同行评审：

• 定期进行代码审查和同行评审，确保代码质量，减少错误和缺陷。

• 使用工具如GitHub、GitLab的Pull Requests或Merge Requests。

自动化测试：

• 实施单元测试、集成测试和端到端测试，确保代码在不同层面的正确性。

• 使用自动化测试框架，如JUnit、Selenium、Cypress等。

安全性审查：

• 进行安全性评估和渗透测试，发现和修复安全漏洞。

• 遵循安全编码标准和最佳实践，确保软件的安全性。

什么是软件生命期？

一个软件从被提出开始研制至软件最终被废弃不再使用为止的全过程，称为软件生命期

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生命型模型的优点：

1. 每个阶段的工作结果用书面形式描述出来，使得"不可见"的软件变成了"可见"的文档资料。

2. 以交付某种特定规格的文档作为标志某个阶段完成的里程碑，使"难于管理的思考过程"变为"可以管理的生产过程"。

分为三个周期：

1. 软件定义时期：问题定义，可行性研究

2. 软件开发时期：需求分析，总体设计，详细设计，编码，测试

3. 软件运行时期：软件安装运行，维护

（不是重点）

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瀑布模型每一阶段的含义。瀑布模型的优缺点。

瀑布模型是软件开发生命周期中的一种传统方法，它将软件开发过程划分为一系列顺序的阶段。

1. 每个阶段都必须在进入下一个阶段之前完成。

2. 并且一般不会回溯到前一个阶段。

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每一阶段的含义（自己手拼的）

瀑布模型的各个阶段

1. 可行性研究（Feasibility Study）

确定项目是否值得进行，评估技术、经济和操作可行性。

2. 需求分析（Requirements Analysis）

收集和分析用户需求，编写需求规格说明书。

3. 设计（Design）

制定系统和软件的设计方案，包括架构设计和详细设计。

4. 编码（Implementation or Coding）

将设计文档转化为计算机可执行的代码。

5. 测试（Testing）

对代码进行测试，确保其满足需求且没有缺陷。

6. 运行和维护（Operation and Maintenance）

部署软件并进行日常维护和更新，修复bug，适应新需求。

优点

1. 强调开发的阶段性：阶段间具有顺序性和依赖性

2. 强调早期计划及需求调查：推迟实现的观点

3. 强调评审，强调产品测试：质量保证的观点

缺点

1. 依赖于早期进行的唯一一次需求调查，不能适应需求的变化；

2. 由于是单一流程，开发中的经验教训不能反馈应用于本产品的过程；

3. 风险往往迟至后期的开发阶段才显露，因而失去及早纠正的机会。　　　　

4. 文档驱动的，这对于非专业的用户来说是难以阅读和理解的。

选取依据

1. 当需求很确定，有一个稳定的产品定义和很容易被理解的技术解决方案时，纯瀑布模型特别合适。

2. 当你对一个定义得很好的版本进行维护或将一个产品移植到一个新的平台上，瀑布模型也特别合适。

3. 对于那些容易理解但很复杂的项目，采用纯瀑布模型比较合适，因为可以用顺序方法处理问题。

4. 在质量需求高于成本需求和进度需求的时候，它尤为出色。

5. 当开发队伍的技术力量比较弱或者缺乏经验时，瀑布模型更为适合。

快速原型、增量模型的定义，特点，选取依据。

快速原型

快速建立起来的，可以在计算机上运行的程序，它所完成的功能往往是最终产品完成功能的一个子集，让用户在计算机上试用快速原型，通过实践了解目标系统的样貌。然后提出修改意见，重新建立原型并使用，一旦用户确认这个原型系统确实是他们想要的，就可以完成规格说明文档，这个文档就是用户的真实意愿。

原型的分类：

• 抛弃型原型：用于试验某些概念，试验完系统将无用处

• 进化型原型：原型系统不断被开发和被修正，最终它变为一个真正的系统。

优点：

1. 从实践中学习(Learning by doing)

2. 改善通信

3. 改善用户参与

4. 使部分已知需求清晰化

5. 展示描述的一致性和完整性

6. 提高系统的实用性、可维护性

7. 节省开发的投入、缩短整个软件的开发周期

缺点

1. 原型法要求开发者与用户密切接触，有时这是不可能的。例如外包软件。

2. 用户有时误解了原型的角色，例如他们可能误解原型应该和真实系统一样可靠。

3. 缺少项目标准，进化原型方法有点像编码修正。

4. 缺少控制，由于用户可能不断提出新要求，因而原型迭代的周期很难控制。

5. 额外的花费：研究结果表明构造一个原型可能需要10%额外花费。

6. 为了尽快实现原型，采用了不合适的技术，运行效率可能会受影响。

选择依据：

适用于用户驱动的系统（即需求模糊或随时间变化的系统）。

增量模型

增量模型也称为渐增模型，使用增量模型开发软件,把软件产品作为一系列的增量构件米设计、编码.集成和测试。每个构作由多个相互作用的模块构成井且能够完成特定的功能。第一个增量构作往往实现基本要求。

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应用场景：

1. 需求不完全明确的项目

   a. 用户需求不清晰或可能会变化，通过逐步交付软件版本，可以不断调整和完善需求。

2. 风险较高的项目

   a. 通过逐步开发和交付，可以在早期发现并解决技术难题和潜在风险，减少项目失败的风险。

3. 需要快速交付的项目

   a. 可以先交付一个基本功能的版本，满足用户的急需，然后逐步增加功能，改进系统。

4. 资源受限的项目

   a. 可以根据现有资源逐步开发和交付，而不需要一次性投入大量资源。

5. 复杂度较高的项目

   a. 通过分阶段开发，可以逐步解决复杂问题，降低系统的复杂度和开发难度。

6. 客户反馈重要的项目

   a. 通过定期交付增量版本，获取用户的反馈，不断改进和优化软件系统。

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螺旋模型的定义，适用的软件项目。

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螺旋模型基本的做法是在"瀑布模型" 的每一个开发阶段之前，引入非常严格 的风险识别、风险分析和风险控制。直 到采取了消除风险的措施之后，才开始 计划下一阶段的开发工作。否则，项目 就很可能被取消。 

四个步骤：确定目标、风险分析、开发和验证、评价结果。

优点：

a.强调严格的全过程风险管理。

b.强调各开发阶段的质量。

c.提供机会检讨项目是否有价值继续下去。

缺点：

a.引入非常严格的风险识别，风险分析，和风险控制，这对风险管理

的技能水平提出了很高的要求。

b.这需要人员，资金，和时间的投入比较复杂，需要相当的风险评

估技术，且成功依赖于这种技术。

适用的软件

1. 大型复杂项目------逐步实现和集成各个模块，降低整体风险。

2. 存在较高的技术风险、市场风险或管理风险。

3. 创新和前沿技术项目------逐步探索新技术的可行性和适用性。

4. 需求不明确或易变的项目------不断获取用户反馈，逐步明确和完善需求，适应变化。

软件过程的基本活动

• - 分析、设计、实现、测试、维护

chat版本：

软件过程的基本活动

1. 分析（Analysis）

• 分析是软件开发过程的起点，旨在明确和理解用户的需求。这个阶段涉及与客户、用户和其他利益相关者进行沟通，收集和记录他们对系统的功能和性能要求。通过需求分析，可以将模糊的用户需求转化为明确的系统需求，编写需求规格说明书（SRS），为后续的设计和开发奠定基础。

2. 设计（Design）

• 设计是将需求转化为软件系统的体系结构和详细设计的过程。在系统设计阶段，开发团队确定系统的整体结构，包括模块划分、接口设计和数据流。在详细设计阶段，对每个模块进行具体的设计，包括算法、数据结构和逻辑流程。设计文档记录了这些设计方案，为实现阶段提供蓝图和指导。

3. 实现（Implementation）

• 实现是将设计文档中的设计转化为可执行代码的过程。在这一阶段，开发人员根据详细设计编写源代码，实现系统的各个功能模块。编码完成后，进行代码审查和评审，确保代码质量和规范性。版本控制系统（如Git）用于管理代码的版本和变更，确保代码库的有序和安全。

4. 测试（Testing）

• 测试是对软件系统进行验证和验证的过程，旨在确保系统符合需求且无缺陷。测试活动包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。在单元测试中，对各个模块进行独立测试；在集成测试中，验证模块之间的接口和交互；在系统测试中，对整个系统进行全面测试；在验收测试中，与用户一起确认系统是否满足需求。通过这些测试活动，可以发现和修复系统中的缺陷，确保软件的质量。

5. 维护（Maintenance）

• 维护是软件系统在交付后的持续支持和改进过程。维护工作包括修复发现的缺陷、适应新的需求和环境、优化系统性能等。由于软件产品的使用寿命通常较长，维护工作占据了软件生命周期的很大一部分。通过及时和有效的维护，可以确保软件系统长期稳定运行，满足用户不断变化的需求。

软件工程过程管理原则有哪些？

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敏捷模型解决什么问题

软件开发的新挑战

➢快速的市场进入时间，要求高生产率

➢快速变化的需求

➢快速发展的技术

极限编程（XP）关键词

用户故事、简单设计、测试驱动开发 （TDD）、持续集成、重构、结对编程

用户故事

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Scrum开发模型关键词

Sprint、Backlog、Sprint Backlog

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