软件工程原理与应用（第三版）

本书继续保留以往版本特点，以系统性与实用性为基本宗旨，重视软件工程的概念，通过软件工程案例说明软件工程的方法及其应用。

本书在第二版的基础上进行了文字和图表的修订，有适量的内容增减，并基于实际教学意见反馈进行了合乎教学规律的结构调整。

全书共15章，编排结构分为工程基础、工程任务、工程方法3部分。

第1~4章为工程基础，涉及软件工程概述、软件工程项目管理、软件工程过程模式，以及基于计算机的系统工程等内容。该部分基于工程要素、时空框架、任务特征等对软件工程进行了整体性介绍，使读者在学习初期就对软件工程有初步的认识，对于尽早培养读者的工程意识是有益的，可使读者在学习初期就能建立起有关软件工程的价值体系。

第5~9章为工程任务。这里的工程任务是指严谨工程计划约束下的任务，是基于一定的过程模式实施的任务。为了方便理论教学与实践教学的结合，该部分按照一般的软件生命周期介绍工程任务，涉及软件需求分析、软件概要设计、程序算法设计与编码、软件测试、软件维护与再工程等内容。显然，这样的内容编排与实际的工程进程是基本一致的，有益于读者的软件工程实践。

第10~15章为工程方法，涉及结构化程序工程、面向对象程序工程、数据库工程、用户界面设计等内容，并介绍了敏捷工程、净室工程等非主流工程方法。工程模式软件开发需要有与软件问题相适应的工程方法的支持，书中许多工程方法可分别适应不同形态的软件开发，如结构化程序工程方法可适应基于功能抽象的程序构建，面向对象程序工程方法可适应基于现实实体抽象与对现实实体仿真的程序构建等。第15章是一个面向对象工程案例，基于UML建模，并通过C 、Java语言进行了程序工程结构的创建，可供读者更好地领会面向对象程序工程开发。

本书中许多工程方法都有案例提供应用说明，这些案例通过主流软件工具（Visio、PowerDesigner、Rose）建立模型，读者也可通过这些软件工具进行软件分析、设计和建模练习。

作者2023年3月

本书较好地体现了软件工程的实用性，并对软件工程知识体系有比较全面的介绍，对软件工程的概念、规则、方法等有比较生动的基于案例的讲解。 全书共15章。第1~4章为工程基础，涉及软件工程概述、软件项目管理、软件工程过程模式，以及基于计算机的系统工程等内容。第5~9章为工程任务，基于软件生命周期进行内容编排，涉及软件需求分析、软件概要设计、程序算法设计与编码、软件测试、软件维护与再工程等内容。第10~15章为工程方法，其中第10~14章涉及结构化程序工程、面向对象程序工程、数据库工程、用户界面设计等内容，并介绍了敏捷工程、净室工程等非主流工程方法； 第15章是一个面向对象工程案例，基于UML建模，并通过C 、Java语言进行了程序工程结构的创建。 本书语言精练、通俗易懂，教学资源较完备，便于自学。书中案例都已基于主流软件工具（Visio、PowerDesigner、Rose）建立模型。 本书可作为高等学校软件工程相关专业本科生、研究生的教材，也可作为软件开发人员的技术参考书。

第1部分工 程 基 础

第1章软件工程概述

1.1软件的特点与分类

1.1.1软件的特点

1.1.2软件分类

1.2软件产业化发展

1.2.1程序设计时代

1.2.2程序系统时代

1.2.3软件工程时代

1.3软件危机

1.3.1软件危机现象

1.3.2软件危机原因分析

1.4软件工程

1.4.1工程技术

1.4.2工程管理

1.4.3工程目标

1.5主流工程方法学

1.5.1结构化方法学

1.5.2面向对象方法学

1.6常用软件工具

1.6.1Visio

1.6.2PowerDesigner

1.6.3Rose

小结

习题

第2章软件项目管理

2.1软件研发团队

2.1.1软件研发机构

2.1.2软件项目小组

2.1.3项目小组管理机制

2.2软件项目计划

2.2.1任务分配

2.2.2进度计划

2.2.3项目计划书

2.3软件项目成本估算

2.3.1软件成本估算策略

2.3.2代码行成本估算

2.3.3功能点成本估算

2.3.4软件过程成本估算

2.4软件项目风险

2.4.1风险类别

2.4.2风险识别

2.4.3风险评估

2.4.4风险防范

2.5软件文档管理

2.5.1文档的用途

2.5.2文档分类

2.5.3软件文档与软件生命周期之间的关系

2.5.4文档的使用者

2.5.5文档编码

2.5.6文档格式

2.6软件配置管理

2.6.1软件配置概念

2.6.2配置规划

2.6.3软件变更控制

2.6.4软件版本控制

2.7软件质量管理

2.7.1质量标准

2.7.2质量计划

2.7.3质量保证

2.7.4质量指标

2.8软件企业能力成熟度模型

2.8.1能力成熟度等级

2.8.2软件过程进化

2.8.3个人软件过程

2.8.4团队软件过程

小结

习题

第3章软件工程过程模式

3.1软件生存周期

3.1.1软件定义期

3.1.2软件开发期

3.1.3软件运行与维护期

3.2瀑布模式

3.2.1瀑布模式的特点

3.2.2瀑布模式中的信息反馈

3.2.3瀑布模式的作用

3.3原型进化模式

3.3.1软件原型

3.3.2原型进化过程

3.4增量模式

3.4.1增量开发过程

3.4.2增量模式的优越性

3.5螺旋模式

3.6迭代模式

3.7组件复用模式

小结

习题

第4章基于计算机的系统工程

4.1计算机系统的特征

4.2计算机体系结构

4.2.1中央主机结构

4.2.2客户机/服务器结构

4.2.3浏览器/服务器结构

4.3系统前期分析

4.3.1分析过程

4.3.2系统结构建模

4.3.3系统工作流建模

4.4项目可行性分析

4.4.1可行性分析内容

4.4.2可行性分析报告

小结

习题

第2部分工 程 任 务

第5章软件需求分析

5.1需求分析任务

5.1.1分析内容

5.1.2分析过程

5.1.3任务承担者

5.2获取用户需求

5.2.1识别用户

5.2.2从调查中收集用户需求

5.2.3建立需求规约

5.3建立需求模型

5.3.1业务域模型

5.3.2业务流模型

5.4定义与验证软件规格

5.4.1软件规格定义

5.4.2软件需求验证

5.4.3通过原型验证用户需求

5.4.4通过评审验证产品规格

5.5需求规格说明书

小结

习题

第6章软件概要设计

6.1概要设计任务

6.1.1基本任务

6.1.2设计过程

6.2系统构架设计

6.2.1软件系统支持环境

6.2.2软件系统体系结构

6.3数据结构设计

6.3.1动态程序数据

6.3.2静态存储数据

6.4程序结构设计

6.4.1程序模块

6.4.2模块独立性

6.4.3结构化程序结构

6.4.4面向对象程序结构

6.5概要设计说明书

小结

习题

第7章程序算法设计与编码

7.1程序结构化流程控制

7.2程序算法设计工具

7.2.1程序流程图

7.2.2NS图

7.2.3PAD图

7.2.4PDL

7.3程序算法复杂度评估

7.3.1程序算法复杂度

7.3.2McCabe方法

7.4程序编码

7.4.1编程语言

7.4.2编程规范

7.4.3程序运行效率

小结

习题

第8章软件测试

8.1测试目的、计划与方法

8.1.1测试目的

8.1.2测试计划

8.1.3测试方法

8.2测试任务

8.2.1单元测试

8.2.2集成测试

8.2.3确认测试

8.3测试用例

8.3.1白盒测试用例设计

8.3.2黑盒测试用例设计

8.4面向对象程序测试

8.4.1面向对象单元测试

8.4.2面向对象集成测试

8.4.3面向对象确认测试

8.5程序调试

8.5.1诊断方法

8.5.2调试策略

8.6测试工具

8.6.1测试数据生成程序

8.6.2动态分析程序

8.6.3静态分析程序

小结

习题

第9章软件维护与再工程

9.1软件维护分类

9.2软件可维护性

9.2.1软件可维护性评估

9.2.2如何提高软件的可维护性

9.3软件维护实施

9.3.1维护机构

9.3.2维护过程

9.4软件再工程

9.4.1逆向工程

9.4.2重构工程

9.4.3正向工程

小结

习题

第3部分工 程 方 法

第10章结构化程序工程

10.1结构化工程方法

10.2结构化分析建模

10.2.1功能层级图

10.2.2数据流图

10.2.3基于数据流的程序功能建模

10.2.4状态转换图与行为建模

10.3数据字典

10.4结构化设计建模

10.4.1程序结构图

10.4.2HIPO图

10.4.3框架伪码

10.5基于数据流设计程序结构

10.5.1变换流映射

10.5.2事务流映射

10.5.3混合流映射

10.6程序结构设计优化

10.7结构化程序设计举例

小结

习题

第11章面向对象程序工程

11.1面向对象工程方法

11.1.1面向对象程序特征

11.1.2早期面向对象工程方法

11.1.3统一建模语言

11.1.4统一开发过程

11.2程序系统业务域与用例建模

11.2.1用例建模元素

11.2.2参与者之间的关系

11.2.3用例之间的关系

11.2.4用例建模举例

11.3程序系统业务流与活动建模

11.3.1用例之间基于业务协作的活动建模

11.3.2用例内部基于操作步骤的活动建模

11.4程序系统业务数据与实体类建模

11.4.1分析中的实体类

11.4.2实体类之间的关系

11.4.3实体类分析建模举例

11.5设计程序系统逻辑结构

11.5.1确定系统构架

11.5.2类图设计与完善

11.5.3抽象类、接口及其用途

11.5.4程序逻辑结构

11.6设计程序系统流程控制

11.6.1协作图建模

11.6.2时序图建模

11.6.3状态图建模

11.7程序系统物理装配与部署

11.7.1程序构件图

11.7.2系统部署图

小结

习题

第12章数据库工程

12.1数据库体系结构

12.1.1基本体系

12.1.2基于数据库服务器的数据库系统

12.1.3数据库分布应用

12.1.4SQL

12.2数据库分析与建模

12.2.1模型元素

12.2.2传统实体关系建模方法

12.2.3基于工具实体关系建模方法

12.2.4实体关系建模举例

12.3数据库结构设计

12.3.1数据表

12.3.2数据完整性规则

12.3.3数据表结构优化

12.3.4数据索引

12.3.5数据视图

12.4数据库程序控制与事务机制

12.4.1函数

12.4.2存储过程

12.4.3触发器

12.4.4数据事务与并发控制

12.5数据库设计举例

12.5.1问题描述

12.5.2ER建模

12.5.3数据表结构建模

12.5.4数据库构建

小结

习题

第13章用户界面设计

13.1界面设计特点

13.1.1可视化

13.1.2面向用户

13.1.3用例驱动

13.1.4原型进化

13.2界面类型

13.2.1窗体

13.2.2Web页

13.3界面功能

13.3.1信息表示

13.3.2系统交互

13.3.3联机支持

13.4界面设计方法

13.4.1单界面结构设计

13.4.2多界面导航设计

13.4.3界面交互性设计

小结

习题

第14章非主流工程方法

14.1敏捷工程方法

14.1.1敏捷价值观

14.1.2敏捷工程法则

14.1.3敏捷过程特点

14.1.4敏捷设计原则

14.1.5极限编程

14.1.6自适应软件开发

14.1.7动态系统开发方法

14.2净室工程方法

14.2.1工程策略

14.2.2盒结构建模

14.2.3程序正确性验证

14.3Jackson程序设计方法

14.3.1设计步骤

14.3.2设计举例

14.4Z语言形式化规格说明

14.4.1Z语言特点

14.4.2Z语言应用举例

小结

习题

第15章面向对象程序工程案例

15.1系统分析

15.1.1基本需求说明

15.1.2功能用例分析

15.1.3任务活动分析

15.2系统设计

15.2.1系统构架设计

15.2.2类结构设计

15.2.3对象交互设计

15.2.4棋局对弈界面设计

15.2.5系统构件设计

15.3程序框架清单

15.3.1客户端程序

15.3.2服务器程序

参考文献

书中诸多工程方法都有案例提供应用说明，这些案例都是通过主流软件工具（Rose、Visio、PowerDesigner）建立模型，学习者也可通过这些软件工具进行软件分析设计建模练习。第15章是一个面向对象工程案例，基于UML建模，并通过C 、java进行了程序工程结构创建，可供学习者更好领会面向对象程序工程开发。