目 錄
第1章 軟件工程過程 1
1.1 軟件過程定義 1
1.1.1 軟件過程管理 2
1.1.2 軟件過程框架 2
1.2 軟件生命周期 5
1.2.1 軟件過程分類 6
1.2.2 軟件生命周期模型 8
1.2.3 軟件過程適應 18
1.2.4 實踐考慮 18
1.3 軟件過程評估與改進 18
1.3.1 軟件過程評估與改進模型 19
1.3.2 軟件過程評估方法 19
1.3.3 連續式和階段式軟件過程評估 19
1.4 軟件過程工具 32
習題1 33
第2章 軟件工程模型與方法 34
2.1 建模 34
2.1.1 建模的原則 34
2.1.2 模型的性質與表達 35
2.1.3 語法、語義和語用 35
2.1.4 前置條件、後置條件和不變量 36
2.2 模型的類型 36
2.3 模型分析 37
2.4 軟件工程方法 38
2.4.1 啟發式方法 38
2.4.2 形式化方法 39
2.4.3 原型方法 39
2.4.4 敏捷方法 40
習題2 40
第3章 軟件需求 41
3.1 基本概念 41
3.1.1 軟件需求定義 41
3.1.2 軟件需求層次 42
3.1.3 軟件需求分類 43
3.1.4 需求工程 45
3.1.5 啟動步驟 46
3.2 需求獲取 48
3.2.1 軟件需求來源 49
3.2.2 需求獲取技術 50
3.3 軟件需求分析 54
3.3.1 分析模型概述 55
3.3.2 建立分析模型 57
3.3.3 分析技術 59
3.3.4 架構設計 60
3.3.5 需求協商 61
3.4 軟件需求規格說明 61
3.4.1 意義 62
3.4.2 分類 62
3.4.3 描述方法 63
3.5 軟件需求確認 65
3.5.1 軟件需求評審 65
3.5.2 原型法 67
3.5.3 軟件需求測試 68
3.5.4 驗收測試 68
3.6 軟件需求管理 69
3.6.1 需求基線 70
3.6.2 需求跟蹤 72
3.6.3 需求變更 74
3.7 軟件需求工具 76
習題3 77
第4章 軟件設計 78
4.1 軟件設計基礎 78
4.1.1 軟件設計過程 81
4.1.2 軟件設計原則 82
4.2 軟件架構設計 86
4.2.1 軟件架構風格 87
4.2.2 軟件架構設計方法 88
4.2.3 軟件架構設計步驟 92
4.3 用戶界面設計 95
4.3.1 通用用戶界面設計原則 96
4.3.2 用戶交互模式設計 98
4.3.3 用戶界面設計流程 99
4.3.4 用戶界面設計方法 100
4.4 軟件設計質量 102
4.4.1 軟件設計質量的意義 102
4.4.2 軟件設計質量的評估 104
4.5 軟件設計符號 105
4.5.1 結構描述 106
4.5.2 行為描述 115
4.6 軟件設計策略和方法 124
4.7 軟件設計工具 125
習題4 126
第5章 軟件構造 127
5.1 軟件構造基礎 127
5.1.1 復雜性小化 127
5.1.2 多維視角的軟件構造 127
5.2 軟件構造過程 128
5.2.1 生命周期模型 128
5.2.2 構造語言 129
5.2.3 開發者測試 131
5.2.4 重構 132
5.3 軟件構造管理 133
5.3.1 變更管理 133
5.3.2 版本控制 133
5.4 軟件構造技術 134
5.5 軟件構造工具 136
習題5 137
第6章 軟件測試 138
6.1 軟件測試基礎 139
6.1.1 軟件測試目的 139
6.1.2 軟件測試定義 139
6.2 軟件測試級別 140
6.2.1 測試階段級別 140
6.2.2 測試對像級別 144
6.3 軟件測試技術 147
6.3.1 靜態測試 147
6.3.2 動態測試 150
6.3.3 白盒測試 150
6.3.4 黑盒測試 153
6.3.5 自動化測試 158
6.4 軟件測試過程 159
6.4.1 測試計劃階段 160
6.4.2 測試設計階段 163
6.4.3 測試執行階段 165
6.4.4 測試監控階段 166
6.4.5 測試結束階段 167
6.5 軟件測試工具 168
6.5.1 靜態分析工具 168
6.5.2 黑盒測試工具 168
6.5.測試工具 169
6.5.4 負載測試工具 169
習題6 170
第7章軟件維護 171
7.1 軟件維護基本概念 171
7.1.1 軟件維護定義 172
7.1.2 軟件維護特點 172
7.1.3 軟件維護目的 173
7.1.4 軟件維護組織 173
7.2 軟件維護關鍵問題 174
7.2.1 軟件維護技術問題 174
7.2.2 軟件維護管理問題 175
7.2.3 軟件維護成本預算 176
7.2.4 軟件的可維護性 177
7.3 軟件維護過程 179
7.3.1 軟件維護過程概述 179
7.3.2 軟件維護活動 180
7.4 軟件維護技術 181
7.4.1 程序理解 181
7.4.2 再工程 182
7.4.3 逆向工程 184
7.4.4 遷移 185
7.4.5 退役 186
7.5 軟件維護工具 186
習題7 187
第8章軟件配置管理 188
8.1軟件配置管理的過程管理 189
8.1.1 軟件配置管理的組織背景 189
8.1.2 軟件配置管理涉及的人員 189
8.1.3 軟件配置管理計劃 190
8.1.4 軟件配置管理的監管 191
8.2 軟件配置標識 192
8.2.1 被管控項目的識別 192
8.2.2 軟件庫 199
8.3 軟件配置控制 201
8.3.1 軟件變更請求 201
8.3.2 跟蹤並控制變更 202
8.3.3 軟件配置偏差和棄用 203
8.4 軟件配置狀態統計 203
8.5 軟件配置審計 204
8.5.1 配置庫審計 205
8.5.2 基線審計 205
8.6 軟件構建和發布管理 206
8.6.1 軟件構建 206
8.6.2 軟件發布 207
8.7 軟件配置管理工具 208
習題8 208
第9章軟件項目管理 209
9.1 軟件項目管理概述 210
9.1.1 項目與軟件項目 210
9.1.2 項目管理 210
9.1.3 軟件生命周期與項目管理 211
9.2 軟件項目啟動 212
9.2.1 軟件項目啟動任務 212
9.2.2 軟件項目可行性分析 214
9.2.3 制訂項目任務書 215
9.3 軟件項目計劃 216
9.3.1 軟件範圍計劃 217
9.3.2 項目進度計劃 217
9.3.3 項目成本計劃 222
9.3.4 項目風險計劃 228
9.3.5 項目合同計劃 231
9.3.6 人員與溝通計劃 232
9.4 軟件項目執行控制 235
9.4.1 軟件項目控制方法 235
9.4.2 軟件項目控制過程 236
9.5 軟件項目收尾 237
9.5.1 軟件項目收尾概述 237
9.5.2 軟件項目收尾過程 237
9.5.3 軟件項目驗收 238
9.6 軟件項目管理工具 238
習題9 239
第10章 軟件質量 240
10.1 軟件質量概述 241
10.1.1 軟件質量概念 241
10.1.2 軟件質量成本 242
10.1.3 軟件質量模型 242
10.2 軟件質量管理過程 245
10.2.1 軟件質量計劃 245
10.2.2 軟件質量保證 246
10.2.3 軟件質量控制 248
10.2.4 軟件過程改進 249
10.3 軟件質量度量 249
10.3.1 軟件質量度量概述 250
10.3.2 軟件項目質量度量 251
10.3.3 軟件產品質量度量 252
10.3.4 軟件過程質量度量 253
10.3.5 軟件缺陷度量 255
10.4 軟件質量工具 256
習題10 256
參考文獻 257

前    言
軟件是可以運行在計算機及電子設備中的指令和數據的有序集合。隨著人類社會的發展和技術的進步，現在的軟件具有產品和產品生產的載體雙重作用。作為產品，軟件在不同硬件環境（移動電話、手持平板、臺式機或者大型計算機）中扮演著信息轉換的角色；作為產品生產的載體，軟件提供了計算機控制、信息通信、應用程序開發與控制的基礎平臺。相比計算機硬件能力以每兩年提高一倍的速度發展，軟件開發則面臨著復雜性（Complexity）、不可見性（Invisibility）、易變性（Changeability）、服從性（Conformity）、非連續性（Discontinuity）等亟待解決的難題。
軟件工程是指將繫統化、規範化和可量化的工程化方法應用於軟件的開發、運行和維護，包括過程、一繫列實踐方法和大量工具，用於幫助專業人員構建高質量的計算機軟件。同時，軟件工程也是一門獨立的學科，有自己的課程教育體繫。為了規範和推動軟件工程理論研究、工程實踐和教育的發展，2014年2月20日，IEEE計算機協會發布了軟件工程知識體繫（Software Engineering Body of Knowledge，SWEBOK）指南第3版，簡稱SWEBOK V3。該指南將SWEBOK2004第2版（軟件工程本科課程大綱）、GSwE2009（軟件工程碩士課程大綱）、CSDP（軟件開發工程師認證）和CSDA（初級軟件工程師認證）、SEVOCAB（繫統與軟件工程術語）等標準進行了統一，同時補充了近10年來軟件工程研究與實踐的新成果，包括11個軟件工程實踐知識域和4個軟件工程教育基礎知識域（軟件工程經濟學、計算基礎、數學基礎和工程基礎）。該指南描述了軟件工程學科內容的特征，明確定義了軟件工程相對於計算機科學、項目管理、計算機工程和數學等其他學科的範圍。本書內容的組織正是以該指南為參考依據的。
與國內外已經出版的同類書籍相比較，本書圍繞“軟件工程過程、模型與方法”，針對軟件需求、軟件設計、軟件構造、軟件測試、軟件維護、軟件配置管理、軟件項目管理和軟件質量這8個主要軟件工程實踐活動（見圖1），通過原理、方法與工具的介紹，為讀者構建了一個完整的軟件工程過程的知識體繫，幫助讀者更好地將所學知識應用於實踐，並運用軟件工程方法解決實際應用問題。
通過本書的學習，讀者可以掌握軟件生命周期、軟件工程過程中包含的主要活動和軟件工程模型；理解常規軟件生命周期框架中所包含的階段和活動；理解軟件開發中的8個主要活動間的相互關繫；掌握幾種主要的軟件工程模型的主要特征及適用範圍；理解為了在進度和預算內獲取高質量的軟件，選擇合適的軟件工程模型的重要性；全面掌握軟件項目的開發和管理技術，能運用軟件工程方法鋻別和解決大型軟件項目開發過程中出現的主要問題。
在章節安排上，本書首先為讀者建立完整的軟件工程過程的概念體繫，接著詳盡地給出各種常用的軟件生命周期模型、建模過程與方法；然後以軟件開發過程中工作產品構建時所執行的一繫列活動、動作和任務的集合為參考，對其中軟件需求、軟件設計、軟件構造、軟件測試和軟件維護這5個框架活動進行詳細說明，幫助讀者掌握軟件工程過程從溝通、策劃、建模、構造到部署這5個環節涵蓋的基本原理、方法與工具；後，對軟件配置管理、軟件項目管理和軟件質量這三個普適性活動進行詳細介紹，它們包含軟件工作產品的準備和生產過程中所必需的活動（建模、文檔、日志等）集合，為讀者深入學習軟件工程過程管理、過程監控及過程改進等軟件管理知識打下了良好的基礎。
 
圖1
本書的編寫得到中國地質大學（武漢）2018年研究生精品教材建設項目的資助。
本書在編寫過程中得到了中國地質大學（武漢）軟件工程繫老師們的指導和幫助，研究生趙素彬和劉明焱參加了資料整理、繪圖和排版等工作，在此一並致謝。
由於作者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。

編者