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1、 計算機語言的發(fā)展 第一代語言 機 器 語 言第二代語言 匯 編 語 言第三代語言 高 級 語 言 ,亦 稱 過 程 語 言 FORTRAN、 COBOL、 C、 PASCAL 第四代語言 非 過 程 化 語 言 SQL第五代語言 智 能 性 語 言 程 序 是 按 事 先 設 計 的 功 能 和 性 能要 求 執(zhí) 行 的 指 令 序 列 數 據 是 使 程 序 能 正 常 操 縱 的 信 息的 數 據 結 構 文 檔 是 與 程 序 開 發(fā) 、 維 護 和 使 用有 關 的 圖 文 材 料 定 義 軟 件 開 發(fā) 和 維 護 過 程 中 遇 到 的 一 系 列嚴 重 問 題表 現e用 戶 很

2、 不 滿 意e質 量 很 不 可 靠 （ 產 品 無 評 價 手 段 ）e軟件不可維護e對軟件開發(fā)成本和進度的估算很不準確e沒有適當的文檔e軟件成本比重上升e軟件供不應求 產生的原因： (1) 軟 件 是 邏 輯 的 系 統(tǒng) 部 件 不 是 物 理 的 系 統(tǒng) 部 件 ， 以 程 序 和 文 檔 形 式 存 在 (2) 軟 件 規(guī) 模 越 來 越 大 ， 功 能 越 來 越 強 ， 軟 件 結 構 非 常 復 雜結論：軟件危機產生的根本原因與軟件產品的特征和軟件產品開發(fā)與維護的方法不正確有關 解決軟件危機的根本出路： (1) 認 識 問 題 的 原 因 所 在 ， 吸 取 前 人 的 經 驗

3、(2) 要 有 相 應 的 理 論 、 技 術 、 工 具 軟件工程軟 件 工 程 的 目 的 在 于 獲 得 廉 價 的 、 能 在實 際 機 器 上 高 效 和 可 靠 地 工 作 的 軟 件 。為 此 需 要 建 立 并 應 用 牢 固 的 工 程 準 則 和方 法軟件工程定義很多，其核心思想是：“采 用 工 程 化 的 原 理 和 方 法 對 軟 件 進 行 計劃 、 開 發(fā) 和 維 護”，因此需要建立和應用工程準則和方法 軟件生存周期 e計劃時期有問題定義和可行性研究兩個階段 e開發(fā)時期有需求分析、系統(tǒng)設計、編碼和測試四個階段 e運行時期主要是系統(tǒng)維護階段 問題定義可行性研究需求分析

4、軟件設計編碼測試維護典型的軟件生存周期 開發(fā)階段維護階段（軟件系統(tǒng)目標與范圍說明書）（可行性論證報告）（需求說明書）定義階段（設計說明書）（程序）（測試報告） （軟件維護報告） 計劃時期計 劃 時 期 的 主 要 任 務 :調查和分析調 查 用 戶 需 求分 析 新 系 統(tǒng) 的 主 要 目 標 ， 分 析 開 發(fā)該 系 統(tǒng) 的 可 行 性 。計 劃 時 期 還 應 制 定 出 人 力 、 資 源 及進 度 計 劃 。 開發(fā)時期開 發(fā) 時 期 的 任 務 設計和實現設 計 包 括 ： 需 求 分 析 、 軟 件 設 計實 現 包 括 ： 編 碼 和 測 試 把 設 計 和 實 現 分 成 兩 步

5、 走 ， 目 的 是在 開 發(fā) 初 期 讓 程 序 人 員 集 中 全 力 搞 好 軟件 的 邏 輯 結 構 ， 避 免 過 早 地 為 實 現 的 細節(jié) 分 散 精 力 。 需求分析其任務在于弄清用戶對軟件系統(tǒng)的全部需求，并用 “需求規(guī)格說明書” 的形式準確地表達出來。 軟 件 設 計 主 要 任 務 是 將 需 求轉 變 為 軟 件 的 表 示 形 式 ， 有 時 又可 細 分 為 總 體 設 計 和 詳 細 設 計 。 設 計 階 段 要 編 寫 設 計 文 檔 。 編 碼 即 按 照 選 定 的 語 言， 把 設 計 的 過 程 性 描 述 翻 譯 為 源程 序 。 與 “ 需 求 分

6、 析 ” 或 “ 設 計” 相比 ， “ 編 碼 ” 要 簡 單 得 多 ， 所 以通常 由 編 碼 員 （ coder） 或 初 級 程序 員 擔 任 。 測 試 是 開 發(fā) 時 期 最 后 一 個 階 段 。 按 照 不 同 的 層 次 ， 又 可 細 分 為 單 元 測 試 、 綜 合 測 試 、 確 認 測 試 和 系 統(tǒng) 測 試 等 步 驟 。 測 試 是 保 證 軟 件 質 量 的 重 要 手 段 。 測 試 階 段 的 文 檔 稱 為 “ 測 試 報 告 ” ，包 括 測 試 計 劃 、 測 試 用 例 與 測 試 結果 等 內 容 。 運行時期運 行 時 期 是 軟 件 生 存

7、 周 期 的 最 后 一個 時 期 。 軟 件 人 員 在 這 一 時 期 的 工作 ， 主 要 是 做 好 軟 件 維 護 。 軟 件 開 發(fā) 模 型傳 統(tǒng) 的 軟 件 開 發(fā) 模 型 瀑 布 模 型 基于生存期的開發(fā)范型自頂向下，逐步細化每一步都要求給出相應的技術文檔 主要特點堅 持 結 構 化 (將邏輯實現與物理實現分開)思 想 和 強 調 文 檔 齊套 ， 是 瀑 布 開 發(fā) 模 型 的 兩 條 重要 準 則 。瀑 布 模 型 Waterfall Model（1976） 傳 統(tǒng) 的 軟 件 開 發(fā) 模 型快 速 原 型 模 型需求分析原型開發(fā)最終系統(tǒng)設計原型評價 最終系統(tǒng)實現用戶反饋

8、快 速 原 型 范 型Rapid Prototyping Paradigm (1) 建立原型 (2) 實現最終軟件原型開發(fā)范型的最大優(yōu)點: 用戶的早期介入 面 向 對 象 開 發(fā) 模 型面 向 對 象 思 想 的 最 重 要 特 征 ，是 在 解 題 空 間 中 引 入 了 “ 對象 ” 的 概 念 ， 使 之 逼 真 地 模擬 問 題 空 間 中 的 客 觀 實 體 ，從 而 達 到 與 人 類 的 思 維 習 慣相 一 致 。 兩 種 程 序 設 計 方 法程 序 設 計 的 兩 次 飛 躍結 構 化 程 序 設 計e程序=數據結構+算法面 向 對 象 程 序 設 計e程序 = 對象 +

9、消息 兩 類 軟 件 工 程 方 法傳 統(tǒng) 軟 件 工 程e軟件分析 總體設計 詳細設計 面向過程的編碼 測試 面 向 對 象 軟 件 工 程e軟件分析與對象抽取 對象詳細設計 面向對象的編碼 測試 基 本 思 路 ： 把 整 個 系 統(tǒng) 開 發(fā) 過 程 分 成 若干 階 段 ， 每 個 階 段 進 行 若 干 活 動 ， 每 項活 動 應 用 一 系 列 標 準 、 規(guī) 范 、 方 法 和 技術 ， 完 成 一 個 或 者 多 個 任 務 ， 形 成 符 合給 定 規(guī) 范 的 產 品 。 分 而 治 之“ 結 構 化 ” 的 含 義 ： 用 一 組 規(guī) 范 的 步 驟、 準 則 和 工 具

10、來 進 行 某 項 工 作 。 核 心 思 想 :自 頂 向 下 和 逐 步 求 精SA方 法 的 特 點 使 用 描 述 需 求 說 明 書 的 規(guī) 范 工 具 (數 據 流 圖 、 數 據 詞 典 、 小 說 明 （ 加工 邏 輯 的 描 述 ） ) , 使 文 檔 規(guī) 范 化 基 本 手 段 :分 解 和 抽 象 分 解 :大 問 題 分 割 成 小 問 題 ,分 別 解 決 抽 象 :把 細 節(jié) 略 去 ,先 考 慮 最 本 質 屬 性 SA方 法分 析 步 驟 ：e建立當前系統(tǒng)的具體模型e抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型e建立目標系統(tǒng)的邏輯模型e對目標系統(tǒng)做完整的描述?？紤]人機界面和其它一些

11、問題主 要 描 述 工 具 ：e 數據流圖 表達需求 e 數據詞典 記錄數據的邏輯定義 數 據 流 圖 (DFD) 數據流圖（Data Flow Diagram）是描述系統(tǒng)中數據流程的圖形工具。它標識了一個系統(tǒng)的邏輯輸入和邏輯輸出以及把邏輯輸入轉換為邏輯輸出所需要的加工處理 帳 卡存 折 取 款 信 息 存 折核 查付 款 登 錄無 余 拒 付儲 戶 付 款 信 息可 行 性 數 據 流 圖 (DFD) 數據流圖以圖形的方式表達了系統(tǒng)中的信息變換和傳遞的過程基本符號：數據流 加工 數據存儲 數據源點或 終點 付款信息取 款 信 息無余拒付取款單 存折取 款 過 程 的 數 據 流 圖核查付款登

12、錄存折儲戶 帳卡 數 據 流 圖 (DFD) SA方法要求：先全局后局部、先整體后細 節(jié)、先抽象后具體 總體數據流圖 局部數據流圖逐步細化 數 據 流 圖 (DFD) 一 個 復 雜 的 軟 件 其 數 據 流 圖 通 常 分 為 頂層 、 中 間 層 和 底 層e頂 層 ： 是 一 個 高 度 抽 象 的 軟 件 系 統(tǒng) 的 邏輯 模 型 e中 間 層 ： 它 既 是 上 一 層 的 加 工 的 分 解 結果 ， 又 是 下 一 層 若 干 加 工 的 抽 象e底 層 ： 由 基 本 加 工 構 成 。 所 謂 基 本 加 工是 指 不 能 再 進 行 分 解 的 加 工 數 據 詞 典 (

13、DD) SA方 法使用數 據 詞 典（Data Dictionary）對數據流名、數據存儲名、數據項名、基本加工名進行詳細說明 數 據 流 圖 中 包 含 的 所 有 元 素 定 義的 集 合 構 成 了 數 據 詞 典 DD是SA方法的主要工具 數 據 詞 典 (DD) 數據詞典中條目類型e數 據 流 條 目常用符號 = + | ( ) e文 件 條 目 列出文件記錄的組成數據項組織方式e數 據 項 條 目 數據單項定義，包括類型、取值范圍e加 工 條 目 加工的精確描述，小說明加工說明 結 構 化 設 計 （ SD）在軟件需求分析階段，已搞清楚了軟件“做什么”的問題，需求通過規(guī)格說明書描述

14、，這也是目標系統(tǒng)的邏輯模型。進入了設計階段，要把軟件“做什么”的邏輯模型變換為“怎么做”的物理模型，設計的結果反映在“設計規(guī)格說明書”文檔中。描述了軟件的總體的體系結構，稱為軟件總體設計或結構設計。對結構進一步細化，稱為詳細設計或結構設計。 SD方 法 的 基 本 思 想根 據 SA方 法 中 的 數 據 流 圖 建 立 一 個 良 好的 模 塊 結 構 圖運 用 模 塊 化 的 設 計 原 理 控 制 系 統(tǒng) 的 復 雜性 ， 即 設 計 出 模 塊 相 對 獨 立 的 ， 模 塊 結構 圖 深 度 、 寬 度 都 適 當 的 ， 單 入 口 單 出口 的 ， 單 一 功 能 的 模 塊 結

15、 構 的 軟 件 結 構圖 。評 價 模 塊 結 構 圖 質 量 的 標 準 ： 模 塊 之 間的 聯(lián) 系 越 松 散 越 好 ， 而 模 塊 內 各 成 分 之間 的 聯(lián) 系 越 緊 湊 越 好 SD方 法 的 設 計 原 理l模 塊 化 指 解 決 一 個 復 雜 問 題 時 自 頂 向 下 逐層 把 軟 件 系 統(tǒng) 劃 分 成 若 干 模 塊 的 過 程 。每 個 模 塊 完 成 一 個 特 定 的 子 功 能 ， 所 有的 模 塊 按 某 種 方 法 組 裝 起 來 ， 成 為 一 個整 體 ， 完 成 整 個 系 統(tǒng) 所 要 求 的 功 能 。 模塊 化 是 軟 件 解 決 復 雜

16、問 題 所 具 備 的 手 段， 為 了 說 明 這 一 點 ， 可 將 問 題 的 復 雜 性和 工 作 量 的 關 系 進 行 推 理l抽 象l模 塊 獨 立 模 塊 化 （ module)模 塊 ： 在 程 序 中 是 數 據 說 明 、 可 執(zhí) 行 語句 等 程 序 對 象 的 集 合 ， 或 者 是 單 獨 命 名和 編 址 的 元 素 ， 如 高 級 語 言 中 的 過 程 、函 數 、 子 程 序 等 等 。 在 軟 件 的 體 系 結 構中 ， 模 塊 是 可 組 合 、 分 解 和 更 換 的 單 元。 模 塊 具 有 以 下 幾 種 基 本 屬 性 ：接 口 ： 指 模 塊

17、 的 輸 入 與 輸 出 。功 能 ： 指 模 塊 實 現 什 么 功 能 。邏 輯 ： 描 述 內 部 如 何 實 現 要 求 的 功 能 及所 需 的 數 據 。 模 塊 獨 立 性(module independence）模 塊 獨 立 性 ： 每 個 模 塊 只 完 成 系 統(tǒng) 要 求的 獨 立 的 子 功 能 ， 并 且 與 其 他 模 塊 的 聯(lián)系 最 少 且 接 口 簡 單 。模 塊 獨 立 性 有 兩 個 定 性 的 度 量 標 準 ： 內 聚 ( )和 耦 合 ()模 塊 間 耦 合 性 越 小 越 好模 塊 內 聚 性 越 大 越 好 模 塊 的 設 計 準 則 通 過 模

18、 塊 的 分 解 和 合 并 ， 提 高 模 塊 獨 立 性 模 塊 調 用 個 數 最 好 不 要 超 過 5個 降 低 模 塊 接 口 的 復 雜 性 模 塊 的 作 用 域 應 該 在 控 制 域 之 內 模 塊 應 該 設 計 成 單 入 口 單 出 口 模 塊 的 大 小 要 適 中 ， 一 般 在 50條 語 句 左 右 詳 細 設 計 和 編 碼三 種 基 本 控 制 結 構順 序 結 構選 擇 結 構循 環(huán) 結 構 詳 細 設 計 的 描 述 工 具 ：程 序 流 程 圖方 框 圖 （ N-S圖 ）問 題 分 析 圖 （ PAD圖 ）偽 碼 （ PDL語 言 ） N-S圖 也

19、叫 做 盒 圖 。 過 程 設 計 語 言（ Process Design Language ,PDL）也 稱 程 序 描 述 語 言 （ Program Description Language） ,又 稱 為 偽 碼 （ pseudo code） 。屬 于 文 字 形 式 的 表 達 工 具 。 它 并 非 真 正 的 代碼 ， 也 不 能 在 計 算 機 上 執(zhí) 行 ， 但 形 式 上 與 代碼 相 似 。 它 是 一 種 用 于 描 述 模 塊 算 法 設 計 和處 理 細 節(jié) 的 語 言 。 PDL具 有 嚴 格 的 關 鍵 字 外層 語 法 ， 用 于 定 義 控 制 結 構 、

20、數 據 結 構 和 模塊 接 口 ， 而 它 表 示 實 際 操 作 和 條 件 的 內 層 語法 又 是 靈 活 自 由 的 ， 使 用 自 然 語 言 的 詞 匯 。 PDL 特 點所 有 關 鍵 字 都 有 固 定 語 法 ， 以 便 提 供 結 構 化 控 制 結構 、 數 據 說 明 和 模 塊 的 特 征 。 描 述 處 理 過 程 的 說 明 性 語 言 沒 有 嚴 格 的 語 法 。 具 有 數 據 說 明 機 制 ， 包 括 簡 單 的 與 復 雜 的 數 據 說明 。 具 有 模 塊 定 義 和 調 用 機 制 ， 因 此 開 發(fā) 人 員 應 根 據系 統(tǒng) 編 程 所 用 的 語 種 ， 說 明 PDL表 示 的 有 關 程 序結 構 。 結 構 化 編 碼 方 法程 序 的 正 確 性可 讀 性 、 可 理 解 性 、 可 測 試 性 、 可 維 護 性 面向對象開發(fā)方法 OOSD一 、 面 向 對 象 分 析 (OOA)二 、 面 向 對 象 設 計 (OOD) 三 、 面 向 對 象 編 程 (OOP)Object-Oriented DesignObject-Oriented Programing Object-Oriented Analysis