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第一章 什么是软件如软件危机？ 如何理解软件的质量特性？ 什么是软件工程？ 什么是软件过程？ 软件过程模型？ 瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型、形式化方法模型 基于组件的开发模型 案例：微软公司软件开发过程模型 软件与软件危机 软件工程的定义、发展、要素 软件生存期 软件过程 软件 程序 软件的定义 软件是计算机程序、规程以及运行计算机系统可能需要的相关文档和数据。 软件危机出现于 20 世纪 60 年代末 软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。 ––软件开发的成本和进度难以准确估计， 延迟交付甚至取消项目的现象屡见不鲜 ––软件存在着错误多、性能低、不可靠、 不安全等质量问题 ––软件维护极其困难，而且很难适应不断变化的用户需求和使 用环境 Software systems are like cathedrals; first we build them and then we pray. ARIANE 5 火箭 – 1996 年6 月，耗资 70 亿美元，发射37 秒后爆炸 – 发射失败的原因在于软件的错误 软件错误 – 程序中试图将 64 位浮点数转换成16 位整数时产生溢出 – 缺少错误处理程序对数据溢出进行管理 – 备份软件复制而成 爱国者导弹 – 曾在海湾战争期间对抗伊拉克飞毛腿导弹 – 1991 年2 月，一次对抗失利中 28 名美国 士兵丧生 – 问题的症结在于导弹软件包含一个累加 计时误差 软件错误 – target = f（velocity, time） – 计时采用系统时钟（即1/10 秒）并使用整数表达 – （1/10）2 = 0.0001100110011001100110011001100…，24 位寄存器存储导致误差（0.000000095）10 – 0.000000095×100 hours×60×60×10 = 0.34 seconds Therac 25 放射医疗仪事故 – 1986 年由于软件错误导致放射过量，2 人死亡 – 溢出错误是导致问题的主要原因之一 千年虫问题 – 迫于计算机存储空间的限制，程序员将日期缩减为 2 位数 – 世界各地更换或升级2000 年问题软件的花费超过数亿美元 其他 – 电子邮件的病毒 – 拒绝访问等的网络攻击 – 网络事务的安全问题 软件工程的定义 ［Bauer, 1972］ 软件工程是为了经济地获得能够在实际机器上高效运行的可靠软件而建立和使用的一系列好的工程化原则。 ［CMU, 1990］ 软件工程是以工程的形式应用计算机科学和数学原理，从而经济有效地解决软件问题。 ［IEEE, 1993］ 软件工程是①将系统性的、规范化的、可定量的方法应用于软件的开发、运行和维护，即工程化应用到软件上；②对①中所述方法的研究。 软件质量（Software Quality） – 软件质量是软件产品与明确的和隐含的需求相一致的程度 – 软件质量通常采用一系列质量特性来描述 软件成本（Software Cost） – 软件开发成本是指软件 开发过程中所花费的费用 – 软件维护成本是指软件投入运行后 软件变更所需的费用 软件工程以关注软件质量为目标，包括过程、方法和工具三个要素。 过程 – 支持软件生命周期的所有活动 方法 – 为软件开发过程提供“如何做”的技术 工具 – 为软件开发方法提供自动的或半自动的软件支撑环境 软件过程是软件工程人员为了获得软件产品而在软件工具的支持下实施的一系列软件工程活动。 软件过程应该明确定义 – 团队人员的工作和职责 – 所执行的活动及其顺序关系 – 活动的内容和步骤 软件过程的目标 – 标准化、预见性、生产率、高质量、计划进度和预算的能力 软件过程的四个基本活动 – 规格说明（Specification） 定义软件功能以及对其使用的限制 – 软件开发（Development） 设计和实现满足规格说明的软件 – 软件确认（Validation）