实用软件工程（第5版）

前  言
如果你想由程序员进阶为项目经理，由项目经理进阶为部门主管，由部门主管进阶为软件企业总裁，那么你必须学习并掌握软件工程的技术。这是因为：软件工程是研究软件开发和软件管理的一门工程科学，是计算机应用及软件工程相关专业的主干课程，也是软件分析设计人员、程序开发人员、软件测试人员、软件管理人员、软件售前和售后工程师、软件高层决策者必须掌握的专门知识。
本书是一本具有自主创新版权的大学教材，是以面向对象方法为主、面向元数据方法和面向过程方法为辅的教科书，并巧妙地、实事求是地将这三种方法融于一体，组成完整的软件工程方法论。本书按照IT企业软件研发的工作流程，安排了书中的章节次序，构架了软件工程新体系。本书被评为“十二五”普通高等教育本科规划教材，多年来被许多高校用于软件工程教育。
本书第5版恢复了面向过程的荣誉与地位，阐明了面向对象的描述方法和实施步骤，开辟了面向元数据的新思维与新技术，深入浅出、通俗易懂，内容博大精深、充满创新，文字精雕细刻、准确无误，在软件工程的教材中达到了一个崭新的高度，非常适合高等院校作为教科书使用。
本书内容及特色
全书共11章，外加后记。每章都有特色与创新，后记令人心旷神怡。
第1章是软件工程的内容与方法，简述了软件、软件工程、软件工程学科体系、软件工程方法论、软件工程实践论和软件开发标准、企业文化等内容，使读者从宏观上对软件工程有一个认识。本章对元数据进行了精确定义和通俗解释，提出了元数据是一切数据中的关键少数这一重要概念。
第2章是软件生命周期与开发模型，形象地阐述了瀑布模型、增量模型、原型模型、迭代模型、螺旋模型、喷泉模型、XP模型的本意、特点、选择条件。本章特别论述了各种模型之间的内在联系和外在区别。
第3章是软件立项与合同，说明软件项目或软件产品的源头是什么，介绍立项和签订合同的方法，以及项目招标、投标概念，并且给出实用的投标书编写参考指南。
第4章是软件需求分析，本书的重点之一。本章结合“图书馆信息系统”案例分析，论述了面向流程的需求分析任务和需求分析技巧，以及“面向对象、面向元数据、面向过程”三种需求分析方法。尽管三种方法有不同的需求描述工具，但是它们都是为了获取各自的元数据这个关键少数。本章还向读者介绍了在线制图工具ProcessOn。
第5章是软件策划，论述软件策划方法，重点介绍软件项目工作量和开发费用的各种估计方法。软件策划是否管用，关键是策划者是否熟练地运用“二八定律”。
第6章是软件建模，本书的重点之二。本章提出了“功能模型”“业务模型”“数据模型”三个模型的建模思想，以及这“三个模型”的描述方式与UML用例图、时序图和类图等之间的关系，分析了“混凝土公司信息系统”典型应用案例。本章还提出了数据模型设计中的“四个原子化”理论，倡导用“四个原子化”理论完全替代“六个范式”理论。另外，本章详述了“第三者插足”模式与“列变行”模式的具体实现方法，还给出了“某省级新华书店信息管理系统”综合应用建模案例分析。
第7章是软件设计，本书的重点之三。通过图、表、实例，本章介绍了软件设计原理，讨论了“功能模型”“业务模型”“数据模型”与“浏览层、业务逻辑层、数据层”B/S三层结构设计之间的对应关系，详细论述“面向对象”“面向元数据”“面向过程”三种设计方法的各自应用场合，提出了面向对象设计的具体实施步骤。本章从“型”与“值”的高度，即“灵”与“肉”的高度，提出了软件设计方法学。
第8章是软件实现，包括软件实现方法、软件编码技术和软件实现管理三部分内容。本章给出了商业软件领域的 .NET和Java两种实现平台，提出了面向中央处理器CPU和面向图形处理器GPU的两种编程方式。
第9章是软件测试，本书的重点之四。本章介绍了软件测试V模型，详述了软件测试中常用的黑盒测试、白盒测试、灰盒测试，以及单元测试、集成测试、压力测试、回归测试、Alpha测试、Beta测试。作者指出，黑盒测试的关键是：每个软件需求点要分解为多个测试需求点，每个测试需求点要设计与执行多个测试用例。作者还特别提出，在宏观上，软件测试工作的本质，主要是通过软件数据的“值”，来检验软件数据的“型”。
第10章是软件实施与维护，阐述了软件实施的主要工作是实现软件产品的客户化，以及软件维护的方法。
第11章是软件管理，本书的重点之五。软件管理是面向过程的，过程管理的主要模型是CMMI，管理的中心议题是软件配置管理、软件质量保证和软件项目管理；配置管理是基础，质量保证是核心，项目管理是关键。
后记是全书的高度总结，其中提到：在软件分析、设计、实现中，“型”与“值”的关系，就是“灵”与“肉”的关系。谁弄懂了它，谁就捅破了那层窗户纸，谁就能一通百通。
本书巧妙地将面向对象、面向元数据、面向过程三种方法的需求分析、概要设计、详细设计融为一体，堪称软件工程教材中的经典范例。
教学安排建议及教学服务
建议先修课程：数据结构、数据库、面向对象程序设计。
本书适合高等院校计算机及相关专业学生的软件工程课程的教材，也适合供IT企业的软件工程师自学之用。作为大学教材，建议本课程的教学计划是4学分72学时。
其他教学资源包括：本书的电子课件PPT、软件文档制作的参考模板、每章思考题的参考答案、实践课程两个项目程序的源代码。读者登录华信教育资源网http://www.hxedu.com.cn，注册后均可免费下载。
在成书过程中，张松、杨林、孙玮参加了部分内容的编写。由于软件工程正处在发展中，加之作者水平有限，难免存在缺陷或不足，反馈意见请发至作者邮箱：zhaochilong@163.com，304357256@qq.com。

作  者     
于北师大珠海校区

本书是以面向对象为主、面向元数据和面向过程为辅的教科书，巧妙地、实事求是地将这三种方法融于一体，是国内外软件工程教材中的经典著作，有利于增强中国人在国际软件工程界的话语权。本书共11章，包括软件工程的内容与方法、软件生命周期与开发模型、软件立项与合同、软件需求分析、软件策划、软件建模、软件设计、软件实现、软件测试、软件实施与维护、软件管理。书中提出了“软件工程方法论”和“软件工程实践论”，详述了“功能模型”“业务模型”和“数据模型”三个模型的建模思想，提出了数据模型设计中的“四个原子化”理论，介绍了“面向对象”“面向元数据”“面向过程”三种方法的“需求分析、概要设计、详细设计”的描述工具与实现途径，提出了软件测试工作的本质，主要通过软件数据的“值”来检验软件数据的“型”。本书适合各类理工科计算机及相关专业的软件工程教材，也适合IT企业的软件工程师自学之用。

赵池龙，男，北京师范大学教授，长期在IT企业从事软件开发与软件管理，在软件工程方法论领域中，率先提出了“面向元数据的方法”，该方法与“面向过程的方法、面向对象的方法”号称软件工程中的三大开发方法。在软件工程实践领域中，率先提出了“五个面向的实施理论”，即“面向流程分析、面向元数据设计、面向对象实现、面向功能测试、面向过程管理”，并编著了“实用软件工程(国家十一五规划教材)”和“软件工程实践教程”两本大学教材。在软件公司，曾经先后完成多个软件项目和软件产品的设计与实现。

目 录 
第1章 软件工程的内容与方法 1 
1.1 软件的定义 2 
1.2 软件工程的定义 4 
1.3 软件工程在软件行业中的作用 8 
1.4 软件工程方法论 10 
1.4.1 软件工程方法论的提出 10 
1.4.2 面向过程方法 11 
1.4.3 面向对象方法 12 
1.4.4 面向元数据方法 13 
1.4.5 面向业务基础平台的方法 14 
1.4.6 软件工程方法论小结 17 
1.5 软件工程实践论 18 
1.6 软件支持过程 20 
1.7 软件管理过程 21 
1.8 实例分析——某港口信息系统建设案例 22 
本章小结 24 
思考题 24 
第2章 软件生命周期与开发模型 25 
2.1 软件生命周期模型概论 26 
2.2 瀑布模型 27 
2.3 增量模型 29 
2.4 原型模型 30 
2.5 迭代模型 31 
2.6 螺旋模型 34 
2.7 喷泉模型 36 
2.8 XP模型 36 
2.9 各模型之间的关系 37 
本章小结 39 
思考题 40 
第3章 软件立项与合同 41 
3.1 软件立项方法与文档 42 
3.2 软件招标与投标 43 
3.3 签订合同的方法与文档 44 
3.4 下达任务的方法与文档 45 
本章小结 49 
思考题 49 
第4章 软件需求分析 50 
4.1 需求分析的基本概念 51 
4.2 需求分析的任务 54 
4.3 需求分析的方法 59 
4.4 需求描述工具 63 
4.4.1 描述工具概述 63 
4.4.2 面向元数据的需求描述工具 64 
4.4.3 面向过程的需求描述工具 64 
4.4.4 面向对象的需求描述工具 68 
4.5 需求过程管理 72 
4.6 需求分析文档 74 
本章小结 76 
思考题 77 
第5章 软件策划 78 
5.1 软件策划概论 79 
5.2 软件规模估计方法 81 
5.3 软件费用和资源估计方法 83 
5.4 软件策划文档 84 
本章小结 85 
思考题 85 
第6章 软件建模 87 
6.1 三个模型的建模思想 88 
6.2 数据模型设计概论 91 
6.3 数据库设计的理论和方法 95 
6.4 四个原子化理论 100 
6.5 建模案例：混凝土公司信息管理系统 101 
6.6 建模案例：某省级新华书店信息管理系统 104 
6.7 三个模型建模思想总结 108 
本章小结 109 
思考题 110 
第7章 软件设计 111 
7.1 软件设计概述 112 
7.2 软件设计原理 114 
7.3 面向过程设计 117 
7.3.1 面向过程概要设计 118 
7.3.2 面向过程详细设计 120 
7.4 面向对象设计 123 
7.4.1 面向对象分析与设计工具 123 
7.4.2 面向对象分析与设计步骤 130 
7.5 面向元数据设计 133 
7.6 软件设计方法学 135 
7.7 软件设计文档 136 
本章小结 137 
思考题 138 
第8章 软件实现 140 
8.1 软件实现概述 141 
8.2 软件编码技术 144 
8.3 软件实现管理 148 
本章小结 150 
思考题 150 
第9章 软件测试 151 
9.1 软件测试概述 152 
9.2 软件测试模型 158 
9.3 黑盒测试方法 160 
9.3.1 等价类划分法 161 
9.3.2 边界值分析法 162 
9.3.3 错误推测法 162 
9.3.4 因果图分析法 163 
9.3.5 场景分析法 163 
9.3.6 黑盒测试用例设计 164 
9.3.7 黑盒测试的优缺点 166 
9.4 白盒测试方法 167 
9.5 灰盒测试方法 170 
9.6 测试过程和测试文档 170 
本章小结 174 
思考题 174 
第10章 软件实施和维护 176 
10.1 软件产品分类 177 
10.2 软件产品发布 178 
10.3 软件产品实施 180 
10.4 软件维护传统方法 181 
10.5 软件维护现代方法 184 
10.6 软件维护文档 186 
本章小结 187 
思考题 187 
第11章 软件管理 189 
11.1 软件过程改进模型CMMI 190 
11.1.1 CMMI简介 190 
11.1.2 CMMI实施思路 193 
11.1.3 成熟度等级2过程域的解释 197 
11.2 敏捷文化现象 198 
11.3 软件配置管理 200 
11.3.1 配置管理的基本概念 200 
11.3.2 配置管理员的职责 203 
11.3.3 配置管理工具VSS的工作原理 203 
11.4 软件质量保证 205 
11.4.1 软件质量保证的基本概念 205 
11.4.2 软件质量保证文档 208 
11.5 软件项目管理 209 
11.5.1 项目与项目管理的定义 209 
11.5.2 项目经理的7项职责和10项工作程序 209 
11.5.3 项目经理对程序员的8项要求 211 
11.5.4 从大学生到项目经理 213 
11.5.5 软件企业人才管理策略 214 
11.5.6 软件企业架构及工作流 216 
本章小结 218 
思考题 219 
参考文献 220 
后 记 221 
参考文献 222

本书是以面向对象为主、面向元数据和面向过程为辅的教科书，巧妙地、实事求是地将这三种方法融于一体，是国内外软件工程教材中的经典著作，有利于增强中国人在国际软件工程界的话语权。本书共11章，包括软件工程的内容与方法、软件生命周期与开发模型、软件立项与合同、软件需求分析、软件策划、软件建模、软件设计、软件实现、软件测试、软件实施与维护、软件管理。书中提出了“软件工程方法论”和“软件工程实践论”，详述了“功能模型”“业务模型”和“数据模型”三个模型的建模思想，提出了数据模型设计中的“四个原子化”理论，介绍了“面向对象”“面向元数据”“面向过程”三种方法的“需求分析、概要设计、详细设计”的描述工具与实现途径，提出了软件测试工作的本质，主要通过软件数据的“值”来检验软件数据的“型”。本书适合各类理工科计算机及相关专业的软件工程教材，也适合IT企业的软件工程师自学之用。

赵池龙，男，北京师范大学教授，长期在IT企业从事软件开发与软件管理，在软件工程方法论领域中，率先提出了“面向元数据的方法”，该方法与“面向过程的方法、面向对象的方法”号称软件工程中的三大开发方法。在软件工程实践领域中，率先提出了“五个面向的实施理论”，即“面向流程分析、面向元数据设计、面向对象实现、面向功能测试、面向过程管理”，并编著了“实用软件工程(国家十一五规划教材)”和“软件工程实践教程”两本大学教材。在软件公司，曾经先后完成多个软件项目和软件产品的设计与实现。