软件工程

目 录

第1章 软件工程概述 1

1.1 软件危机与软件工程 1

1.1.1 软件危机 1

1.1.2 软件工程 2

1.2 系统工程与UML 4

1.2.1 系统工程 4

1.2.2 统一建模语言UML 5

1.3 系统开发的解空间 7

1.4 软件工程开发方法 9

1.4.1 传统开发方法 9

1.4.2 面向对象方法 9

1.4.3 理解两种开发方法 10

1.5 软件工程发展 11

1.6 习题 12

第2章 软件开发过程 13

2.1 软件生命周期模型与软件过程 13

2.2 传统生命周期模型 15

2.2.1 瀑布模型 15

2.2.2 快速原型模型 16

2.2.3 增量模型 18

2.2.4 螺旋模型 18

2.2.5 喷泉模型 20

2.3 敏捷生命周期模型 20

2.3.1 增量交付与迭代开发 21

2.3.2 敏捷生命周期模型的优势 22

2.3.3 极限编程 23

2.3.4 Scrum 24

2.3.5 持续集成与持续交付 25

2.3.6 DevOps过程 26

2.4 习题 28

第3章 需求分析 29

3.1 需求分析活动 29

3.1.1 需求准备 29

3.1.2 系统涉众 30

3.1.3 系统目标 32

3.2 用例与系统功能 33

3.2.1 用例及其表示 33

3.2.2 识别用例 34

3.2.3 用例规约 36

3.2.4 用例提炼 38

3.3 过程建模与事件流 40

3.3.1 过程建模 40

3.3.2 事件流 43

3.4 功能性需求 45

3.5 非功能性需求 49

3.6 需求跟踪 51

3.7 习题 52

第4章 软件架构的构建 54

4.1 软件架构及其定义 54

4.1.1 软件架构的理解 54

4.1.2 软件架构的定义 55

4.1.3 软件架构的“4+1”视图模型 55

4.2 软件架构模型 57

4.3 软件架构风格 57

4.3.1 管道与过滤器 58

4.3.2 层次结构 58

4.3.3 仓库/黑板系统 59

4.3.4 正交软件结构 60

4.3.5 客户机/服务器结构 61

4.3.6 浏览器/服务器结构 61

4.3.7 MVC架构 62

4.4 软件架构设计 64

4.4.1 包及其结构 64

4.4.2 包结构设计 65

4.5 习题 67

第5章 类的分析与设计 68

5.1 基本类的确定 68

5.1.1 类的识别 69

5.1.2 初始类图 71

5.1.3 类的方法 72

5.1.4 类的关系 72

5.1.5 类与对象 74

5.2 类的细化 75

5.2.1 管理类和控制类 75

5.2.2 设计优化 78

5.3 补充和确认 79

5.3.1 顺序图 79

5.3.2 场景模拟 81

5.4 完善设计 85

5.5 习题 87

第6章 代码生成 88

6.1 正逆向工程与CASE环境 88

6.2 单个类的实现 90

6.3 关联关系的实现 93

6.4 对象归属关系的实现 96

6.4.1 聚合关系 96

6.4.2 组合关系 99

6.4.3 依赖关系 100

6.5 软件架构的实现 100

6.6 其他物理实现 105

6.7 习题 107

第7章 类的详细设计 109

7.1 详细设计的主要活动 109

7.2 类方法的详细设计 110

7.2.1 图形工具 110

7.2.2 表格工具 112

7.2.3 语言工具 114

7.3 类的行为设计 114

7.3.1 状态图的结构 115

7.3.2 状态图的扩展 117

7.3.3 状态图的应用 119

7.4 对象约束语言 121

7.5 习题 125

第8章 设计优化 127

8.1 小即是美 127

8.2 设计优化思想 128

8.2.1 运行时的多态 128

8.2.2 耦合的消息链 130

8.2.3 狎昵关系 131

8.2.4 被拒绝的遗赠 132

8.2.5 循环依赖 132

8.3 设计原则 133

8.3.1 接口隔离原则 133

8.3.2 依赖倒置原则 134

8.3.3 开放封闭原则 134

8.3.4 Liskov替换原则 136

8.3.5 单一职责原则 137

8.3.6 合成/聚合复用原则 138

8.4 设计模式 139

8.4.1 抽象工厂模式 140

8.4.2 单例模式 142

8.4.3 适配器模式 144

8.4.4 桥模式 145

8.4.5 装饰模式 146

8.4.6 门面模式 147

8.4.7 代理模式 148

8.4.8 观察者模式 149

8.4.9 策略模式 150

8.4.10 状态模式 150

8.5 习题 153

第9章 实现技术 155

9.1 非功能性需求的实现 155

9.2 数据表示与交换格式 157

9.3 程序轮子 158

9.3.1 组件 160

9.3.2 框架 162

9.4 数据的持久化 166

9.4.1 文件持久化 166

9.4.2 数据库持久化 168

9.5 领域特定语言 169

9.6 模型驱动架构 171

9.6.1 原理及过程 171

9.6.2 MDA的应用 173

9.7 重构 174

9.8 习题 177

第10章 交互设计 179

10.1 交互设计概述 179

10.2 可用性 181

10.2.1 任务适合性 182

10.2.2 自我描述性 183

10.2.3 可控性 183

10.2.4 与用户期望一致性 184

10.2.5 容错性 185

10.2.6 可定制性 185

10.2.7 易学性 186

10.3 交互设计过程 186

10.4 可用性的验证 187

10.5 习题 189

第11章 软件测试 190

11.1 形式化验证 190

11.2 测试技术 192

11.2.1 测试分类 193

11.2.2 测试策略 194

11.2.3 非功能性测试 196

11.3 软件度量 197

11.3.1 控制流图与环形复杂度 198

11.3.2 方法内聚缺乏度 201

11.4 等价类 202

11.4.1 等价类分析 203

11.4.2 等价类与边界 204

11.4.3 等价类组合 205

11.4.4 面向对象中的等价类 207

11.5 基于控制流的测试 209

11.6 断言机制 213

11.7 测试框架 215

11.7.1 测试环境 215

11.7.2 单元测试框架 216

11.8 可测试性 223

11.8.1 可测试性基础 223

11.8.2 可测试性原则 226

11.9 人工测试 228

11.10 习题 230

第12章 软件项目级管理 232

12.1 软件配置管理 232

12.1.1 版本管理 233

12.1.2 构建管理 238

12.2 项目管理 240

12.2.1 项目计划与工作分解 240

12.2.2 软件规模估算 241

12.2.3 开发成本估算 244

12.2.4 任务安排与工程网络图 247

12.2.5 项目组织与甘特图 249

12.3 项目计划跟踪控制 251

12.3.1 项目计划跟踪 251

12.3.2 挣值分析 252

12.4 软件质量保证 254

12.4.1 质量管理 254

12.4.2 软件质量保证的内容 256

12.4.3 软件质量保证的任务 256

12.4.4 软件质量保证计划 257

12.5 风险管理 257

12.6 项目人员构成与沟通 259

12.6.1 项目人员构成 260

12.6.2 项目人员沟通 262

12.7 习题 264

第13章 软件过程管理与改进 265

13.1 软件过程管理 265

13.1.1 过程改进 265

13.1.2 能力成熟度模型 266

13.1.3 CMMI过程域 269

13.2 个体软件过程 275

13.3 团队软件过程 276

13.4 习题 278