第1章軟件工程概述

1.1軟件危機和軟件工程

1.1.1軟件危機爆發的原因

1.1.2軟件工程的概念

1.2軟件生存期

1.3軟件工程方法學

1.3.1結構化方法

1.3.2面向對像方法

1.4軟件工程工具

1.4.1需求分析工具

1.4.2設計工具

1.4.3編碼工具與調試工具

1.4.4測試工具

1.5軟件生存期模型

1.5.1瀑布模型

1.5.2增量模型

1.5.3快速原型模型

1.5.4噴泉模型

1.5.5螺旋模型

1.5.6統一過程模型

1.5.7敏捷開發模型

1.6小結

習題1

第2章結構化分析

2.1問題定義

2.1.1問題定義的規範化要求

2.1.2問題定義實例

2.2可行性研究

2.2.1可行性研究的內容

2.2.2可行性研究實例

2.3需求分析

2.3.1需求分析階段的任務

2.3.2需求獲取

2.4結構化需求分析

2.4.1功能建模

2.4.2數據建模

2.4.3行為建模

2.4.4數據字典

2.5機票預訂繫統結構化分析項目實踐

2.5.1機票預訂繫統問題定義

2.5.2機票預訂繫統可行性研究

2.5.3機票預訂繫統結構化需求分析

2.6小結

習題2

第3章結構化設計

3.1結構化設計概述

3.1.1結構化設計的任務

3.1.2結構化設計的原則

3.1.3模塊獨立性

3.1.4結構化設計的步驟

3.2體繫結構設計

3.2.1體繫結構的啟發式設計原則

3.2.2面向數據流的設計方法

3.2.3事務型體繫結構設計實例

3.3接口設計

3.3.1軟件與人之間的交互界面設計

3.3.2軟件與硬件及其他軟件繫統之間的接口設計

3.3.3模塊之間的接口設計

3.3.4接口設計實例

3.4數據設計

3.4.1文件設計

3.4.2數據庫設計

3.4.3數據設計實例

3.5過程設計

3.5.1過程設計的任務和原則

3.5.2過程設計的工具

3.5.3數據結構細節和數據操作的設計

3.6機票預訂繫統的結構化設計項目實踐

3.6.1機票預訂繫統體繫結構設計

3.6.2機票預訂繫統接口設計

3.6.3機票預訂繫統數據設計

3.6.4機票預訂繫統過程設計

3.7小結

習題3

第4章結構化編碼和測試

4.1軟件編碼

4.1.1程序設計語言

4.1.2程序設計風格

4.1.3程序效率分析

4.2軟件測試概述

4.2.1測試的目的和原則

4.2.2測試的方法和步驟

4.3黑盒測試

4.3.1等價類劃分法

4.3.2邊界值分析法

4.3.3錯誤推測法

4.3.4因果圖法

4.3.5黑盒測試實例

4.4白盒測試

4.4.1靜態白盒測試

4.4.2動態白盒測試

4.4.3白盒測試實例

4測試

4.5測試內容

4.5測試步驟

4.6集成測試

4.6.1集成測試目標和過程

4.6.2集成方式

4.6.3集成測試的實施

4.7繫統測試

4.8驗收測試

4.8.1正式驗收測試

4.8.2Alpha測試

4.8.3Beta測試

4.9機票預訂繫統編碼和測試項目實踐

4.9.1機票預訂繫統編碼

4.9.2機票預訂繫統測試

4.10小結

習題4

第5章面向對像分析

5.1面向對像方法介紹

5.1.1面向對像的基本概念

5.1.2統一建模語言

5.2面向對像分析概述

5.3建立用例模型

5.3.1建立用例模型的過程 

5.3.2建立用例模型的實例 

5.4建立對像模型

5.4.1建立對像模型的過程 

5.4.2建立對像模型的實例 

5.5建立交互模型

5.5.1順序圖

5.5.2狀態圖

5.5.3活動圖

5.6機票預訂繫統面向對像分析項目實踐

5.6.1建立機票預訂繫統的用例模型 

5.6.2建立機票預訂繫統的對像模型

5.6.3建立機票預訂繫統的交互模型

5.7小結

習題5

第6章面向對像的設計

6.1面向對像的設計方法

6.1.1面向對像的設計準則

6.1.2面向對像的設計步驟

6.2設計繫統的環境模型

6.2.1環境模型設計方法和內容

6.2.2環境模型設計實例

6.3設計繫統的體繫結構

6.3.1體繫結構的概念

6.3.2幾種典型的體繫結構

6.3.3體繫結構設計實例

6.4設計問題域子繫統

6.5設計人機交互子繫統

6.5.1面向對像的用戶界面設計步驟

6.5.2WWW的界面設計

6.6設計任務管理子繫統

6.7設計數據管理子繫統

6.7.1選擇數據存儲管理模式

6.7.2設計數據管理子繫統

6.7.3數據管理子繫統設計實例

6.8機票預訂繫統面向對像設計項目實踐

6.8.1機票預訂繫統環境模型設計

6.8.2機票預訂繫統體繫結構設計

6.8.3機票預訂繫統任務管理子繫統設計

6.8.4機票預訂繫統數據管理子繫統設計

6.9小結

習題6

第7章面向對像的實現和測試

7.1面向對像的實現

7.1.1面向對像語言的技術特點

7.1.2選擇程序設計語言

7.1.3面向對像的程序設計風格

7.1.4類和應用繫統的實現

7.2面向對像測試

7.2.1面向對像分析的測試

7.2.2面向對像設計的測試

7.2.3面向對像編程的測試

7.2.4面向對測試

7.2.5面向對像的集成測試

7.2.6面向對像的繫統測試

7.2.7面向對像的測試總結

7.3小結

習題7

第8章軟件維護

8.1軟件維護簡介

8.1.1軟件維護的定義

8.1.2軟件維護的策略

8.1.3非結構化維護和結構化維護的區別

8.1.4軟件維護存在的問題

8.2軟件維護的過程

8.3軟件的可維護性

8.3.1軟件可維護性的主要決定因素

8.3.2軟件可維護性的影響因素

8.3.3軟件可維護性復審

8.4軟件逆向工程和再工程

8.4.1軟件逆向工程

8.4.2軟件再工程

8.5小結

習題8

第9章軟件設計模式

9.1設計模式概述

9.1.1設計模式的基本要素

9.1.2設計模式分類

9.2抽像工廠模式

9.2.1從簡單工廠到工廠方法到抽像工廠

9.2.2抽像工廠模式的實現

9.3單例模式

9.3.1什麼是單例模式

9.3.2單例模式的實現

9.4適配器模式

9.4.1什麼是適配器模式

9.4.2適配器模式的實現

9.5外觀模式

9.5.1什麼是外觀模式

9.5.2外觀模式的實現

9.6責任鏈模式

9.6.1什麼是責任鏈模式

9.6.2責任鏈模式的實現

9.7觀察者模式

9.7.1什麼是觀察者模式

9.7.2觀察者模式的實現

9.8小結

習題9

第10章軟件項目管理

10.1軟件項目管理概述

10.2人員的組織與管理

10.2.1設立項目管理委員會

10.2.2開發人員的配置

10.3軟件度量

10.3.1軟件度量目標

10.3.2軟件度量方法體繫

10.3.3過程度量

10.4軟件項目計劃

10.4.1甘特圖

10.4.2網絡圖

10.5軟件項目風險管理

10.5.1項目中的風險

10.5.2風險辨識

10.5.3風險分析

10.5.4風險駕馭

10.6軟件質量保證

10.7軟件過程能力評估

10.7.1CMM的誕生和發展

10.7.2CMM的軟件過程成熟度等級

10.7.3CMM的作用

10.7.4CMM的評估過程

10.8軟件配置管理

10.8.1軟件配置管理的出現

10.8.2軟件配置管理的功能

10.8.3軟件配置管理規範

10.8.4軟件配置管理的角色和職責

10.8.5軟件配置管理過程

10.8.6軟件配置管理的關鍵活動

10.9小結

習題10

參考文獻

在現代社會中，軟件應用於多方面。典型的軟件有電子郵件軟件、嵌入式繫統軟件、人機界面軟件、辦公套件軟件、操作繫統軟件、編譯器軟件、數據庫軟件、遊戲軟件等。同時，各個行業幾乎都有計算機軟件的應用，如工業、農業、銀行、航空、政府部門等。這些應用促進了經濟和社會的發展，也提高了工作效率和生活效率。
軟件產業具有智力投入高、成長性高、成本投入低、服務性強、應用範圍廣、與國民經濟關繫密切等特點。一個高質量的軟件會給企業和社會帶來很大的便利，所以軟件行業是一個發展前景很好的第三產業，軟件行業將成為21世紀擁有產業規模和廣闊前景的新興產業之一。

軟件工程是研究和應用如何以繫統性的、規範化的、可定量的過程化方法去開發和維護軟件的一門工程學科，它把經過時間考驗而證明正確的管理技術與當前能夠得到的好的技術方法結合起來，從而經濟地開發出高質量的軟件並有效地維護軟件。

軟件工程是應用計算機科學、數學、邏輯學、工程科學和管理科學等原理開發軟件的工程。軟件工程借鋻傳統工程的原則、方法，以提高質量、降低成本和改進算法。其中，計算機科學、數學和邏輯學用於構建模型與算法，工程科學用於制定規範、設計範型、評估成本和確定權衡，管理科學用於計劃、資源、質量、成本等管理。
本書繫統地介紹軟件工程的基本理論，全面介紹結構化和面向對像的軟件工程方法中需求分析、設計、實現、測試及維護階段的技術和方法，並給出完整的軟件開發實例和項目實踐案例。全書共10章。第1章全面介紹軟件工程的基本概念，包括軟件生存期、軟件工程方法學、軟件工程工具及軟件生存期模型； 第2~4章繫統講述結構化的軟件開發方法，其內容包括結構化分析的問題定義、可行性研究和需求分析，結構化軟件設計的總體設計和詳細設計，結構化的編碼以及軟件測試的方法和步驟，每個階段都包含“高校圖書借閱繫統”和“航空公司機票預訂繫統”項目案例； 第5~7章繫統講述面向對像的軟件開發方法，其內容包括面向對像需求分析的用例模型、對像模型和交互模型的創建方法，面向對像設計的環境模型設計、體繫結構設計、問題域子繫統設計、人機交互子繫統設計、任務管理子繫統設計、數據管理子繫統設計的方法和內容，面向對像實現階段的程序設計語言選擇方法，程序設計風格確定準則及各種測試技術，第5、6章也包含了“高校圖書借閱繫統”和“航空公司機票預訂繫統”項目案例； 第8章分析軟件維護的過程及軟件可維護性的提高方法，介紹軟件逆向工程和再工程技術； 第9章簡單介紹軟件設計模式的概念和常見的23種設計模式，重點介紹抽像工廠模式、單例模式、適配器模式、外觀模式、責任鏈模式和觀察者模式
； 第10章從人員的組織與管理、軟件度量、軟件項目計劃、風險管理、軟件質量保證、軟件過程能力評估、軟件配置管理7個方面介紹軟件項目管理。
本書作者長期從事本科計算機類專業的教學工作，不僅具有豐富的教學經驗，同時還具有多年的軟件開發經驗。依據長期的教學經驗，作者深知軟件工程的主要知識點、重點和難點，什麼樣的教材適合教學使用，學生及各類讀者對軟件工程的學習方式和興趣所在，以及如何組織書本的內容更利於教學和自學，從而形成本書的結構體繫。
本書內容翔實、體繫完整、圖文並茂、案例豐富，並包含完整的實踐項目，具有較強的繫統性、實用性和實踐性。本書章節安排合理，理論與實踐緊密結合，每章後面都配有豐富的習題，有助於讀者理解概念、鞏固知識、掌握重點、攻克難點。

本書可作為高等院校計算機應用專業、計算機信息管理專業及相關專業的教材和參考用書，也可供軟件項目開發人員參考，還可作為計算機愛好者的自學參考書。
本書第1章和第5章由郭晴編寫，第2~4章由尹志宇編寫，第6、7章由解春燕編寫，第8、9章由李青茹編寫，第10章由劉靜和姜興華編寫。全書由尹志宇統稿。
為便於教學，本書提供豐富的配套資源，包括教學大綱、教學課件、電子教案、習題答案、在線作業和微課視頻。

資源下載提示
課件等資源： 掃描封底的“課件下載”二維碼，在公眾號“書圈”下載。
在線作業： 掃描封底的作業繫統二維碼，登錄網站在線做題及查看答案。
視頻等資源： 掃描封底的文泉雲盤防盜碼，再掃描書中相應章節中的二維碼，可以在線學習。

由於編者水平有限，書中難免有疏漏與錯誤之處，衷心希望廣大讀者批評、指正。
編者

2022年8月