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第一部分 软件工程介绍3

第1章 软件工程的范畴3

1.1 历史方面4

1.2 经济方面6

1.3 维护性方面7

1.4 规格说明和设计阶段10

1.5 小组编程方面12

1.6 面向对象范型13

1.7 术语17

本章回顾18

进一步阅读指导18

思考题19

参考文献20

第2章 软件过程23

2.1 客户、开发人员和用户24

2.2 需求阶段25

2.2.1 需求阶段测试26

2.2.2 需求阶段文档26

2.3 规格说明阶段26

2.3.1 规格说明阶段测试28

2.3.2 规格说明阶段文档29

2.4 设计阶段29

2.4.1 设计阶段测试29

2.6 集成阶段30

2.5.2 实现阶段文档30

2.6.1 集成阶段测试30

2.4.2 设计阶段文档30

2.5 实现阶段30

2.5.1 实现阶段测试30

2.6.2 集成阶段文档31

2.7 维护阶段31

2.7.1 维护阶段测试32

2.7.2 维护阶段文档32

2.8 退役32

2.9 软件生产中存在的问题：本质的和偶发的32

2.9.1 复杂性33

2.9.3 可变性35

2.9.2 一致性35

2.9.4 不可见性36

2.9.5 没有银弹吗36

2.10 改进软件过程37

2.11 能力成熟度模型37

2.12 软件过程改进方面的其他努力40

2.13 软件过程改进的成本和效益40

本章回顾42

进一步阅读指导42

思考题43

参考文献44

第3章 软件生命周期模型47

3.1 建造-修补模型47

3.2 瀑布模型48

3.3 快速原型开发模型51

3.4 增量模型52

3.5 极限编程54

3.6 同步-稳定模型56

3.7 螺旋模型56

3.8 面向对象的生命周期模型60

3.9 生命周期模型的比较61

思考题62

进一步阅读指导62

本章回顾62

参考文献63

第4章 软件小组65

4.1 小组组织65

4.2 民主小组方法66

4.3 传统的主程序员小组方法67

4.3.1 纽约时报项目68

4.3.2 传统的主程序员小组方法的不实用性69

4.4 超越主程序员小组和民主小组69

4.5 同步-稳定小组71

4.6 极限编程小组72

思考题73

本章回顾73

进一步阅读指导73

参考文献74

第5章 软件工程工具75

5.1 逐步求精法75

逐步求精法示例75

5.2 成本-效益分析法79

5.3 软件度量80

5.4 CASE81

5.5 CASE的分类82

5.6 CASE的范围83

5.7.1 修订版86

5.7 软件版本86

5.7.2 变种版87

5.8 配置控制87

5.8.1 产品维护期间的配置控制89

5.8.2 基线89

5.8.3 产品开发过程中的配置控制89

5.9 建造工具90

5.10 使用CASE技术提高生产率90

本章回顾91

进一步阅读指导92

思考题92

参考文献93

第6章 测试97

6.1 质量问题98

6.1.1 软件质量保证98

6.1.2 管理独立98

6.2 非执行测试99

6.2.1 走查99

6.2.2 管理走查99

6.2.3 审查100

6.2.4 审查与走查的对比102

6.2.5 评审的长处和短处102

6.2.6 评审的度量102

6.3 执行测试102

6.4 应该测试什么103

6.4.1 实用性104

6.4.2 可靠性104

6.4.3 健壮性104

6.4.4 性能105

6.4.5 正确性105

6.5 测试与正确性证明106

6.5.1 正确性证明的例子107

6.5.2 正确性证明案例研究109

6.5.3 正确性证明和软件工程110

6.6 谁来完成执行测试112

进一步阅读指导113

本章回顾113

6.7 何时停止测试113

思考题114

参考文献115

第7章 从模块到对象119

7.1 什么是模块119

7.2 内聚121

7.2.1 偶然性内聚122

7.2.2 逻辑性内聚122

7.2.3 时间性内聚123

7.2.4 过程性内聚123

7.2.5 通信性内聚123

7.2.7 信息性内聚124

7.2.6 功能性内聚124

7.2.8 内聚示例125

7.3 耦合125

7.3.1 内容耦合126

7.3.2 共用耦合126

7.3.3 控制耦合127

7.3.4 印记耦合128

7.3.5 数据耦合128

7.3.6 耦合示例129

7.3.7 耦合的重要性130

7.4 数据封装130

7.4.1 数据封装和产品开发132

7.4.2 数据封装和产品维护133

7.5 抽象数据类型138

7.6 信息隐藏139

7.7 对象141

7.8 继承、多态和动态绑定143

7.9 对象的内聚和耦合145

7.10 面向对象范型145

本章回顾147

进一步阅读指导147

思考题148

参考文献149

8.1 复用的概念151

第8章 可复用性、可移植性和互操作性151

8.2 复用的障碍152

8.3 复用案例研究153

8.3.1 Raytheon导弹系统部153

8.3.2 东芝软件工厂155

8.3.3 NASA软件155

8.3.4 GTE数据服务156

8.3.5 惠普公司156

8.3.6 欧洲航天局157

8.4 对象和复用158

8.5 设计和实现阶段的复用158

8.5.1 设计复用158

8.5.2 应用框架159

8.5.3 设计模式160

8.5.4 软件体系结构162

8.6 复用和维护164

8.7 可移植性164

8.7.1 硬件的不兼容性165

8.7.2 操作系统的不兼容性165

8.7.3 数值计算软件的不兼容性166

8.7.4 编译器的不兼容性167

8.8 为什么需要可移植性170

8.9 实现可移植性的技术171

8.9.1 可移植的系统软件171

8.9.2 可移植的应用软件172

8.9.3 可移植的数据173

8.10 互操作性173

8.10.1 COM173

8.10.2 CORBA174

8.10.3 COM和CORBA的比较174

8.11 互操作性的未来趋势175

本章回顾175

进一步阅读指导176

思考题177

参考文献179

第9章 计划和估算185

9.1 计划和软件过程185

9.2 周期和成本估算186

9.2.1 产品规模的度量187

9.2.2 成本估算的技术190

9.2.3 中间COCOMO192

9.2.4 COCOM0Ⅱ194

9.2.5 跟踪周期和成本估算195

9.3 软件项目管理计划的组成195

9.4 软件项目管理计划框架196

9.5 IEEE软件项目管理计划197

9.6 测试计划198

9.7 计划面向对象的项目199

9.9 文档标准200

9.8 培训需求200

9.10 用于计划和估算的CASE工具201

9.11 测试软件项目管理计划201

本章回顾201

进一步阅读指导201

思考题202

参考文献203

第二部分 软件生命周期的各个阶段209

第10章 需求阶段209

10.1 需求获取209

10.1.1 访谈210

10.1.2 情景210

10.1.3 其他需求获取技术211

10.2 需求分析212

10.3 快速原型开发212

10.4 人的因素213

10.5 作为一种规格说明技术的快速原型开发215

10.6 复用快速原型216

10.7 快速原型开发模型的管理含意217

10.8 快速原型开发的试验218

10.9 需求获取和需求分析技术219

10.10 在需求分析阶段测试220

10.11 需求阶段的CASE工具220

10.13 面向对象的需求221

10.12 需求阶段的度量221

10.14 “空中美食”案例研究：需求阶段222

10.15 “空中美食”案例研究：快速原型224

10.16 需求阶段面临的挑战225

本章回顾226

进一步阅读指导227

思考题227

参考文献228

第11章 规格说明阶段231

11.1 规格说明文档231

11.2 非形式化规格说明232

案例研究：文本处理233

11.3 结构化系统分析233

Sally的软件商店234

11.4 其他半形式化的技术239

11.5 建造实体-关系模型240

11.6 有限状态机241

电梯问题：有限状态机243

11.7 Petri网246

11.8 Z规格说明语言250

11.8.1 电梯问题：Z规格说明250

11.8.2 Z的分析252

11.9 其他形式化技术253

11.10 规格说明技术的比较253

11.11 在规格说明阶段测试254

11.12 规格说明阶段的CASE工具255

11.13 规格说明阶段的度量255

11.14 “空中美食”案例研究：结构化系统分析255

11.15 “空中美食”案例研究：软件项目管理计划257

11.16 规格说明阶段面临的挑战257

本章回顾258

进一步阅读指导258

思考题259

参考文献261

第12章 面向对象分析阶段265

12.1 面向对象分析265

12.3 用例建模267

12.2 电梯问题：面向对象分析267

12.4 类建模268

12.4.1 名词提取269

12.4.2 CRC卡片270

12.5 动态建模271

12.6 在面向对象分析阶段测试273

12.7 面向对象分析阶段的CASE工具276

12.8 “空中美食”案例研究：面向对象分析276

12.9 面向对象分析阶段面临的挑战281

本章回顾281

进一步阅读指导281

思考题282

参考文献283

第13章 设计阶段285

13.1 设计和抽取285

13.2 面向行为设计286

13.3 数据流分析286

13.3.1 数据流分析示例287

13.3.2 扩展290

13.4 事务分析291

13.5 面向数据设计292

13.6 面向对象设计292

13.7 电梯问题：面向对象设计293

13.8 详细设计的形式化技术299

13.9 实时设计技术299

13.10 设计期间的测试300

13.11 设计阶段的CASE工具301

13.12 设计阶段的度量301

13.13 “空中美食”案例研究：面向对象设计302

13.14 设计阶段面临的挑战308

本章回顾309

进一步阅读指导309

思考题309

参考文献310

第14章 实现阶段313

14.1 编程语言的选择313

14.2 第四代语言315

14.3 良好的编程习惯317

14.4 编码标准321

14.5 模块复用322

14.6 模块测试用例选择322

14.6.1 规格说明测试与代码测试322

14.6.2 规格说明测试的可行性323

14.6.3 代码测试的可行性323

14.7 黑盒模块测试技术325

14.7.1 等价测试和边界值测试325

14.7.2 功能测试326

14.8 玻璃盒模块测试技术327

14.8.1 结构测试：语句覆盖、分支覆盖以及路径覆盖327

14.8.2 复杂性度量328

14.10 模块测试技术的比较330

14.9 代码走查和审查330

14.11 净室331

14.12 测试对象时潜在的问题332

14.13 模块测试的管理方面334

14.14 何时该重写而不是调试一个模块334

14.15 实现阶段的CASE工具335

14.16 “空中美食”案例研究：黑盒测试用例335

14.17 实现阶段面临的挑战337

本章回顾337

进一步阅读指导337

思考题338

参考文献339

15.1 实现与集成介绍343

第15章 实现与集成阶段343

15.1.1 自顶向下的实现与集成344

15.1.2 自底向上的实现与集成345

15.1.3 三明治式实现与集成345

15.1.4 面向对象产品的实现与集成347

15.1.5 实现与集成阶段的管理问题347

15.2 实现与集成期间的测试347

15.3 图形用户界面的集成测试348

15.4 产品测试348

15.5 验收测试349

15.8 集成化开发环境350

15.6 实现与集成阶段的CASE工具350

15.7 软件开发全过程的CASE工具350

15.9 商业应用软件开发环境351

15.10 公共工具基础结构352

15.11 开发环境的潜在问题352

15.12 实现与集成阶段的度量352

15.13 “空中美食”案例研究：实现与集成阶段353

15.14 实现与集成阶段面临的挑战353

本章回顾353

进一步阅读指导353

思考题354

参考文献355

16.1 维护的必要性357

第16章 维护阶段357

16.2 对维护程序员的要求358

16.3 维护工作案例研究359

16.4 维护管理360

16.4.1 错误报告360

16.4.2 批准对产品的修改361

16.4.3 确保软件的可维护性362

16.4.4 反复维护造成的问题362

16.5 面向对象软件的维护363

16.6 维护技能与开发技能365

16.7 逆向工程365

16.9 维护阶段的CASE工具366

16.8 维护阶段的测试366

16.10 维护阶段的度量367

16.11 “空中美食”案例研究：维护阶段367

16.12 维护阶段面临的挑战367

本章小结368

进一步阅读指导368

思考题368

参考文献369

附录375

附录A Broadlands地区儿童医院375

附录B 软件工程资料379

附录C “空中美食”案例研究：C快速原型381

附录D “空中美食”案例研究：Java快速原型382

附录E “空中美食”案例研究：结构化系统分析383

附录F “空中美食”案例研究：软件项目管理计划389

附录G “空中美食”案例研究：面向对象的分析393

附录H “空中美食”案例研究：C++实现的设计394

附录I “空中美食”案例研究：Java实现的设计407

附录J “空中美食”案例研究：黑盒测试用例419

附录K “空中美食”案例研究：C++源代码424

附录L “空中美食”案例研究：Java源代码425

参考文献427

索引451