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)　13 1.6　工程的方法　14 1.6.1　蓋房子　15 1.6.2　構(gòu)建系統(tǒng)　16 1.7　開發(fā)團隊的成員　17 1.8　軟件工程發(fā)生了多大的變化　19 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　25 1.10　實時系統(tǒng)的例子　26 1.11　本章對單個開發(fā)人員的意義　27 1.12　本章對開發(fā)團隊的意義　28 1.13　本章對研究人員的意義　28 1.14　學(xué)期項目　28 1.15　主要參考文獻(xiàn)　29 1.16　練習(xí)　30 第　2章 過程和生命周期的建�！�32 2.1　過程的含義　32 2.2　軟件過程模型　34 2.2.1　瀑布模型　34 2.2.2　V模型　37 2.2.3　原型化模型　37 2.2.4　可操作規(guī)格說明　38 2.2.5　可轉(zhuǎn)換模型　38 2.2.6　階段化開發(fā)：增量和迭代　39 2.2.7　螺旋模型　40 2.2.8　敏捷方法　41 2.3　過程建模工具和技術(shù)　44 2.3.1　靜態(tài)建模：Lai表示法　45 2.3.2　動態(tài)建模：系統(tǒng)動力學(xué)　47 2.4　實際的過程建模　49 2.4.1　Marvel的案例研究　49 2.4.2　過程建模工具和技術(shù)應(yīng)該具有的特性　51 2.5　信息系統(tǒng)的例子　51 2.6　實時系統(tǒng)的例子　53 2.7　本章對單個開發(fā)人員的意義　54 2.8　本章對開發(fā)團隊的意義　54 2.9　本章對研究人員的意義　54 2.10　學(xué)期項目　54 2.11　主要參考文獻(xiàn)　56 2.12　練習(xí)　57 第3章　計劃和管理項目　58 3.1　跟蹤項目進(jìn)展　58 3.1.1　工作分解和活動圖　60 3.1.2　估算完成時間　61 3.1.3　跟蹤進(jìn)展的工具　65 3.2　項目人員　67 3.2.1　人員角色和特性　67 3.2.2　工作風(fēng)格　70 3.2.3　項目組織　71 3.3　工作量估算　73 3.3.1　專家判斷　75 3.3.2　算法方法　77 3.3.3　機器學(xué)習(xí)方法　81 3.3.4　找出適合具體情形的模型　83 3.4　風(fēng)險管理　84 3.4.1　什么是風(fēng)險　84 3.4.2　風(fēng)險管理活動　85 3.5　項目計劃　87 3.6　過程模型和項目管理　88 3.6.1　注冊管理　88 3.6.2　責(zé)任建�！�90 3.6.3　緊密結(jié)合里程碑　92 3.7　信息系統(tǒng)的例子　94 3.8　實時系統(tǒng)的例子　95 3.9　本章對單個開發(fā)人員的意義　96 3.10　本章對開發(fā)團隊的意義　96 3.11　本章對研究人員的意義　96 3.12　學(xué)期項目　96 3.13　主要參考文獻(xiàn)　97 3.14　練習(xí)　97 第4章　獲取需求　100 4.1　需求過程　101 4.2　需求引發(fā)　102 4.3　需求的類型　105 4.3.1　解決沖突　107 4.3.2　兩種需求文檔　108 4.4　需求的特性　109 4.5　建模表示法　110 4.5.1　實體-聯(lián)系圖　111 4.5.2　例子：UML類圖　112 4.5.3　事件蹤跡　114 4.5.4　例子：消息時序圖　114 4.5.5　狀態(tài)機　115 4.5.6　例子：UML狀態(tài)圖　116 4.5.7　例子：Petri網(wǎng)　119 4.5.8　數(shù)據(jù)流圖　121 4.5.9　例子：用例　122 4.5.10　函數(shù)和關(guān)系　123 4.5.11　例子：判定表　124 4.5.12　例子：Parnas表　124 4.5.13　邏輯　125 4.5.14　例子：對象約束語言（OCL）　126 4.5.15　例子：Z　127 4.5.16　代數(shù)規(guī)格說明　129 4.5.17　例子：SDL數(shù)據(jù)　130 4.6　需求和規(guī)格說明語言　132 4.6.1　統(tǒng)一建模語言（UML）　132 4.6.2　規(guī)格說明和描述語言（SDL）　133 4.6.3　軟件成本降低（SCR）　133 4.6.4　需求表示法的其他特征　134 4.7　原型化需求　134 4.8　需求文檔　135 4.8.1　需求定義　136 4.8.2　需求規(guī)格說明　137 4.8.3　過程管理和需求的可跟蹤性　138 4.9　確認(rèn)和驗證　138 4.9.1　需求確認(rèn)　139 4.9.2　驗證　141 4.10　測量需求　142 4.11　選擇規(guī)格說明技術(shù)　143 4.12　信息系統(tǒng)的例子　145 4.13　實時系統(tǒng)的例子　147 4.14　本章對單個開發(fā)人員的意義　149 4.15　本章對開發(fā)團隊的意義　149 4.16　本章對研究人員的意義　149 4.17　學(xué)期項目　150 4.17.1　前提和假設(shè)　150 4.17.2　功能的高層描述　150 4.17.3　功能需求　150 4.17.4　數(shù)據(jù)約束　151 4.17.5　設(shè)計和接口約束　152 4.17.6　質(zhì)量需求　152 4.18　主要參考文獻(xiàn)　152 4.19　練習(xí)　153 第5章　設(shè)計體系結(jié)構(gòu)　156 5.1　設(shè)計過程　156 5.1.1　設(shè)計是一種創(chuàng)造性過程　157 5.1.2　設(shè)計過程模型　160 5.2　體系結(jié)構(gòu)建模　161 5.3　分解和視圖　162 5.4　體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格和策略　165 5.4.1　管道和過濾器　165 5.4.2　客戶—服務(wù)器　166 5.4.3　對等網(wǎng)絡(luò)　167 5.4.4　發(fā)布—訂閱　168 5.4.5　信息庫　168 5.4.6　分層　169 5.4.7　組合體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格　170 5.5　滿足質(zhì)量屬性　171 5.5.1　可修改性　171 5.5.2　性能　173 5.5.3　安全性　174 5.5.4　可靠性　175 5.5.5　健壯性　177 5.5.6　易使用性　178 5.5.7　商業(yè)目標(biāo)　178 5.6　協(xié)作設(shè)計　179 5.7　體系結(jié)構(gòu)的評估和改進(jìn)　180 5.7.1　測量設(shè)計質(zhì)量　181 5.7.2　故障樹分析　181 5.7.3　安全性分析　183 5.7.4　權(quán)衡分析　184 5.7.5　成本效益分析　188 5.7.6　原型化　190 5.8　文檔化軟件體系結(jié)構(gòu)　191 5.8.1　視圖間的映射　193 5.8.2　文檔化設(shè)計合理性　193 5.9　體系結(jié)構(gòu)設(shè)計評審　193 5.9.1　確認(rèn)　194 5.9.2　驗證　194 5.10　軟件產(chǎn)品線　195 5.10.1　戰(zhàn)略范圍　197 5.10.2　產(chǎn)品線體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢　197 5.10.3　產(chǎn)品線的演化　198 5.11　信息系統(tǒng)的例子　198 5.12　實時系統(tǒng)的例子　200 5.13　本章對單個開發(fā)人員的意義　201 5.14　本章對開發(fā)團隊的意義　201 5.15　本章對研究人員的意義　202 5.16　學(xué)期項目　202 5.17　主要參考文獻(xiàn)　203 5.18　練習(xí)　203 第6章　設(shè)計模塊　205 6.1　設(shè)計方法　205 6.2　設(shè)計原則　207 6.2.1　模塊化　207 6.2.2　接口　212 6.2.3　信息隱藏　213 6.2.4　增量式開發(fā)　214 6.2.5　抽象　215 6.2.6　通用性　216 6.3　面向?qū)ο蟮脑O(shè)計　218 6.3.1　術(shù)語　218 6.3.2　繼承與對象組合　221 6.3.3　可替換性　222 6.3.4　德米特法則　223 6.3.5　依賴倒置　224 6.4　在UML中體現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計　225 6.4.1　過程中的UML　225 6.4.2　UML類圖　227 6.4.3　其他UML圖　232 6.5　面向?qū)ο笤O(shè)計模式　240 6.5.1　模板方法模式　241 6.5.2　工廠方法模式　241 6.5.3　策略模式　242 6.5.4　裝飾者模式　242 6.5.5　觀察者模式　244 6.5.6　組合模式　244 6.5.7　訪問者模式　245 6.6　設(shè)計中其他方面的考慮　247 6.6.1　數(shù)據(jù)管理　247 6.6.2　異常處理　247 6.6.3　用戶界面設(shè)計　249 6.6.4　框架　250 6.7　面向?qū)ο蠖攘俊?50 6.7.1　面向?qū)ο笙到y(tǒng)規(guī)模的度量　251 6.7.2　面向?qū)ο笙到y(tǒng)設(shè)計質(zhì)量的度量　252 6.7.3　在何處進(jìn)行面向?qū)ο鬁y量　258 6.8　設(shè)計文檔　259 6.9　信息系統(tǒng)的例子　261 6.10　實時系統(tǒng)的例子　262 6.11　本章對單個開發(fā)人員的意義　263 6.12　本章對開發(fā)團隊的意義　263 6.13　本章對研究人員的意義　263 6.14　學(xué)期項目　263 6.15　主要參考文獻(xiàn)　264 6.16　練習(xí)　264 第7章　編寫程序　267 7.1　編程標(biāo)準(zhǔn)和過程　267 7.1.1　對單個開發(fā)人員的標(biāo)準(zhǔn)　268 7.1.2　對其他開發(fā)人員的標(biāo)準(zhǔn)　268 7.1.3　設(shè)計和實現(xiàn)的匹配　269 7.2　編程的指導(dǎo)原則　269 7.2.1　控制結(jié)構(gòu)　269 7.2.2　算法　270 7.2.3　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　271 7.2.4　通用性指導(dǎo)原則　273 7.3　文檔　276 7.3.1　內(nèi)部文檔　276 7.3.2　外部文檔　279 7.4　編程過程　280 7.4.1　將編程作為問題求解　280 7.4.2　極限編程　281 7.4.3　結(jié)對編程　281 7.4.4　編程向何處去　282 7.5　信息系統(tǒng)的例子　282 7.6　實時系統(tǒng)的例子　283 7.7　本章對單個開發(fā)人員的意義　284 7.8　本章對開發(fā)團隊的意義　284 7.9　本章對研究人員的意義　284 7.10　學(xué)期項目　285 7.11　主要參考文獻(xiàn)　285 7.12　練習(xí)　285 第8章　測試程序　287 8.1　軟件故障和失效　287 8.1.1　故障的類型　288 8.1.2　正交缺陷分類　289 8.2　測試的相關(guān)問題　291 8.2.1　測試的組織　291 8.2.2　對測試的態(tài)度　292 8.2.3　誰執(zhí)行測試　293 8.2.4　測試對象的視圖　293 8.3　單元測試　295 8.3.1　檢查代碼　295 8.3.2　證明代碼正確性　297 8.3.3　測試程序構(gòu)件　301 8.3.4　技術(shù)比較　304 8.4　集成測試　305 8.4.1　自底向上集成　305 8.4.2　自頂向下集成　306 8.4.3　一次性集成　308 8.4.4　三明治集成　308 8.4.5　集成策略的比較　309 8.5　測試面向?qū)ο笙到y(tǒng)　311 8.5.1　代碼測試　311 8.5.2　面向?qū)ο鬁y試和傳統(tǒng)測試之間的區(qū)別　311 8.6　測試計劃　313 8.6.1　計劃的目的　313 8.6.2　計劃的內(nèi)容　313 8.7　自動測試工具　314 8.7.1　代碼分析工具　314 8.7.2　測試執(zhí)行工具　315 8.7.3　測試用例生成器　316 8.8　什么時候停止測試　316 8.8.1　故障播種　317 8.8.2　軟件中的可信度　318 8.8.3　其他的停止測試的標(biāo)準(zhǔn)　319 8.8.4　識別易出故障的代碼　319 8.9　信息系統(tǒng)的例子　320 8.10　實時系統(tǒng)的例子　321 8.11　本章對單個開發(fā)人員的意義　321 8.12　本章對開發(fā)團隊的意義　322 8.13　本章對研究人員的意義　322 8.14　學(xué)期項目　322 8.15　主要參考文獻(xiàn)　322 8.16　練習(xí)　323 第9章　測試系統(tǒng)　325 9.1　系統(tǒng)測試的原則　325 9.1.1　軟件故障根源　325 9.1.2　系統(tǒng)測試過程　327 9.1.3　配置管理　329 9.1.4　測試小組　333 9.2　功能測試　334 9.2.1　目的與職責(zé)　334 9.2.2　因果圖　335 9.3　性能測試　338 9.3.1　目的和職責(zé)　338 9.3.2　性能測試的類型　338 9.4　可靠性、可用性以及可維護性　339 9.4.1　定義　339 9.4.2　失效數(shù)據(jù)　340 9.4.3　測量可靠性、可用性和可維護性　341 9.4.4　可靠性穩(wěn)定性和可靠性增長　342 9.4.5　可靠性預(yù)測　343 9.4.6　操作環(huán)境的重要性　345 9.5　驗收測試　346 9.5.1　目的和職責(zé)　346 9.5.2　驗收測試的種類　346 9.5.3　驗收測試的結(jié)果　347 9.6　安裝測試　348 9.7　自動化系統(tǒng)測試　348 9.8　測試文檔　349 9.8.1　測試計劃　349 9.8.2　測試規(guī)格說明和評估　351 9.8.3　測試描述　353 9.8.4　測試分析報告　355 9.8.5　問題報告表　355 9.9　測試安全攸關(guān)的系統(tǒng)　357 9.9.1　設(shè)計多樣性　358 9.9.2　軟件安全性案例　359 9.9.3　凈室方法　361 9.10　信息系統(tǒng)的例子　364 9.11　實時系統(tǒng)的例子　366 9.12　本章對單個開發(fā)人員的意義　367 9.13　本章對開發(fā)團隊的意義　367 9.14　本章對研究人員的意義　367 9.15　學(xué)期項目　367 9.16　主要參考文獻(xiàn)　368 9.17　練習(xí)　368 第　10章 交付系統(tǒng)　372 10.1　培訓(xùn)　372 10.1.1　培訓(xùn)的種類　373 10.1.2　培訓(xùn)助手　374 10.1.3　培訓(xùn)的指導(dǎo)原則　375 10.2　文檔　375 10.2.1　文檔的種類　375 10.2.2　用戶幫助和疑難解答　379 10.3　信息系統(tǒng)的例子　380 10.4　實時系統(tǒng)的例子　381 10.5　本章對單個開發(fā)人員的意義　381 10.6　本章對開發(fā)團隊的意義　381 10.7　本章對研究人員的意義　382 10.8　學(xué)期項目　382 10.9　主要參考文獻(xiàn)　382 10.10　練習(xí)　382 第　11章 維護系統(tǒng)　384 11.1　變化的系統(tǒng)　384 11.1.1　系統(tǒng)的類型　384 11.1.2　在系統(tǒng)生命周期過程中發(fā)生的變化　387 11.1.3　系統(tǒng)生命周期跨度　388 11.2　維護的本質(zhì)　389 11.3　維護問題　392 11.3.1　人員問題　392 11.3.2　技術(shù)問題　393 11.3.3　必要的妥協(xié)　394 11.3.4　維護成本　395 11.4　測量維護特性　397 11.4.1　可維護性的外部視圖　398 11.4.2　影響可維護性的內(nèi)部屬性　398 11.4.3　其他的產(chǎn)品測量　400 11.5　維護技術(shù)和工具　401 11.5.1　配置管理　401 11.5.2　影響分析　403 11.5.3　自動化維護工具　406 11.6　軟件再生　407 11.6.1　文檔重構(gòu)　408 11.6.2　重組　409 11.6.3　逆向工程　410 11.6.4　再工程　410 11.6.5　軟件再生的前景　411 11.7　信息系統(tǒng)的例子　412 11.8　實時系統(tǒng)的例子　412 11.9　本章對單個開發(fā)人員的意義　413 11.10　本章對開發(fā)團隊的意義　413 11.11　本章對研究人員的意義　414 11.12　學(xué)期項目　414 11.13　主要參考文獻(xiàn)　414 11.14　練習(xí)　414 第　12章 評估產(chǎn)品、過程和資源　416 12.1　評估的方法　416 12.1.1　特征分析　416 12.1.2　調(diào)查　417 12.1.3　案例研究　417 12.1.4　正式試驗　418 12.1.5　準(zhǔn)備評估　418 12.2　選擇評估技術(shù)　419 12.2.1　關(guān)鍵選擇因素　420 12.2.2　相信什么　420 12.3　評價與預(yù)測　423 12.3.1　確認(rèn)預(yù)測系統(tǒng)　423 12.3.2　確認(rèn)測量　425 12.3.3　對確認(rèn)的緊迫需求　425 12.4　評估產(chǎn)品　426 12.4.1　產(chǎn)品質(zhì)量模型　426 12.4.2　建立基線和設(shè)定目標(biāo)　430 12.4.3　軟件可復(fù)用性　431 12.5　評估過程　437 12.5.1　事后分析　437 12.5.2　過程成熟度模型　441 12.6　評估資源　448 12.6.1　人員成熟度模型　448 12.6.2　投資回報　450 12.7　信息系統(tǒng)的例子　451 12.8　實時系統(tǒng)的例子　452 12.9　本章對單個開發(fā)人員的意義　452 12.10　本章對開發(fā)團隊的意義　452 12.11　本章對研究人員的意義　453 12.12　學(xué)期項目　453 12.13　主要參考文獻(xiàn)　453 12.14　練習(xí)　454 第　13章 改進(jìn)預(yù)測、產(chǎn)品、過程和資源　455 13.1　改進(jìn)預(yù)測　455 13.1.1　預(yù)測的精確性　455 13.1.2　處理偏誤：u曲線　456 13.1.3　處理噪聲：prequential似然度　458 13.1.4　重新校準(zhǔn)預(yù)測　459 13.2　改進(jìn)產(chǎn)品　462 13.2.1　審查　462 13.2.2　復(fù)用　464 13.3　改進(jìn)過程　465 13.3.1　過程和能力成熟度　465 13.3.2　維護　467 13.3.3　凈室方法　468 13.4　改進(jìn)資源　470 13.4.1　工作環(huán)境　470 13.4.2　成本和進(jìn)度的權(quán)衡　471 13.5　總體改進(jìn)指導(dǎo)原則　472 13.6　信息系統(tǒng)的例子　473 13.7　實時系統(tǒng)的例子　473 13.8　本章對單個開發(fā)人員的意義　473 13.9　本章對開發(fā)團隊的意義　474 13.10　本章對研究人員的意義　474 13.11　學(xué)期項目　474 13.12　主要參考文獻(xiàn)　475 13.13　練習(xí)　475 第　14章 軟件工程的未來　476 14.1　已經(jīng)取得的進(jìn)展　476 14.1.1　Wasserman的獲得成熟度的措施　476 14.1.2　當(dāng)前要做的工作　478 14.2　技術(shù)轉(zhuǎn)移　478 14.2.1　現(xiàn)在我們怎樣做出技術(shù)轉(zhuǎn)移的決策　479 14.2.2　在技術(shù)決策中使用證據(jù)　479 14.2.3　支持技術(shù)決策的證據(jù)　480 14.2.4　對證據(jù)的進(jìn)一步討論　481 14.2.5　技術(shù)轉(zhuǎn)移的新模型　483 14.2.6　改進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移的下一步　483 14.3　軟件工程中的決策　484 14.3.1　大量的決策　484 14.3.2　群體決策　486 14.3.3　我們實際上如何決策　486 14.3.4　群體實際上如何決策　488 14.3.5　一個適度的觀察研究　489 14.3.6　獲得的經(jīng)驗教訓(xùn)　492 14.4　軟件工程的職業(yè)化：執(zhí)照發(fā)放、認(rèn)證和倫理　492 14.4.1　將重點放在人員上　493 14.4.2　軟件工程教育　493 14.4.3　軟件工程知識體系　495 14.4.4　給軟件工程師頒發(fā)執(zhí)照　496 14.4.5　認(rèn)證　500 14.4.6　倫理守則　502 14.4.7　職業(yè)發(fā)展　503 14.4.8　研究和實踐的進(jìn)一步發(fā)展　504 14.5　學(xué)期項目　505 14.6　主要參考文獻(xiàn)　505 14.7　練習(xí)　505 參考文獻(xiàn)注解　507 索引　536