现代软件工程 ——
原理、方法与管理
华南师范大学计算机学院 金小莉
E-mail,lily_76@126.com
基本要求
一、上课认真听讲；
二、积极、独立完成作业；
三、不旷课，不迟到，不早退。
课程安排
一、课时安排
共 60学时，理论 40学时，上
机 20学时 (4楼 B,C)
二、分数比例
笔试 70％，平时 30％
课程简介
一、主要内容
1、软件工程原理
2、软件工程方法
3、软件工程管理
二、参考资料
1、软件工程－原理、方法与应用 (第二
版 )，史济民等，高等教育出版社；
2、软件工程，杨文龙等，电子工业出
版社。
1 软件与软件工程
1.1 软件工程概述
一、软件工程的研究范畴
软件工程是研究计算机软件开发技
术的一门学科，包括软件开发的原理、
开发的技术方法、管理技术、工具和
环境等。
二、实行软件工程化的目的
采用工程的概念、原理、技术与方
软
件
工
程
原
理
法将软件开发工程化，以 提高软件
开发的效率，提高开发的软件质量，
使软件开发规范化，增加软件的可
维护性。
三、软件与软件工程
1、软件（ Software）
早期，认为软件指的是程序。
目前，软件被公认的解释是 程序、
数据及其相关文档的集合。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
2、软件的特点
（ 1）抽象性。
（ 2）主观性。
（ 3）复杂性。
3、软件工程
（ 1）软件危机
软件危机 是指在软件开发和维
护过程中所遇到的一系列严重问
题。
软件危机的主要表现：
1）开发成本失控、进度拖延；
2）用户对, 完成的, 软件系统
不满意；
3）软件产品质量不确定；
4）难以维护；
5）没有文档或文档不足；
6）成本逐年上升；
7）供不应求；
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
（ 2）软件工程
软件工程 是指导计算机软件开发
和维护的工程学科，它采用工程上
成熟的概念、原理、技术、方法来
开发、维护及管理软件。
（ 3）软件工程方法学的内容
软件工程主要研究 软件设计方法、
软件工具、软件工程标准和规范、
软件工程管理以及有关理论等 。
软
件
工
程
原
理
软件工程三要素,
软件工程方法与技术、软件工
具与环境、软件过程。
计算机辅助软件工程 (CASE)的
软件开发支持系统。
四、软件工程的基本目标
软件工程的基本目标在于使软件
系统向 高性价比 发展，在给定成本、
进度的前提下，最终获得项目的成功。
优质的软件产品 应具有可修改性、
有效性、可靠性、可理解性、可维护
性、可重用性、可适应性、可移植性、
可追踪性、可互操作性等指标。
软
件
工
程
原
理
在这里,成功 指的是要达到以下
几个主要目标：
?付出较低的开发成本；
?达到要求的软件功能；
?取得较好的软件性能；
?开发的软件易于移植；
?需要较低的维护费用；
?按时完成工作，及时交付使用。
软
件
工
程
原
理
五、软件工程的原则
所谓 原则 就是一些经验总结、依据
的标准、基本的事实，规则和假定。
软件工程的基本原则：
1、抽象；
2、模块化；
3、信息隐蔽；
4、局部化；
软
件
工
程
原
理
5、一致性；
6、完备性；
7、可验证性。
六、软件工程的基本原理
1、用分阶段的 生命周期 计划严格
管理；
2、坚持进行阶段评审；
3、实行严格的产品控制；
4、采用现代软件开发技术；
软
件
工
程
原
理
5、结果应该能审查；
6、开发小组人员应少而精；
7、承认不断改进软件工程实践的必
要性。
八、软件工程环境（ CASE环境）
1,SUITE（ Rational公司）
由 4个工具组 （ 系统分析组 SUITE
AnalistStudio,软件设计开发组
SUITE DevelopmentStudio,软件
软
件
工
程
原
理
测试组 SUITE TestStudio和 Web开发
组 SUITE ContentStudio）组成。
2、青鸟系统（中国）
主要包括两大部分：
（ 1）支持面向对象方法的青鸟 CASE
工具集。
（ 2）支持结构化方法的青鸟 CASE工
具集。
软
件
工
程
原
理
1.2 软件生命周期
一、软件生命周期的概念
软件生命周期 （ Software Life
Cycle）是指软件产品从形成概念
（构思）开始，经过定义、开发、使
用和维护，直到最后被废弃（不能再
使用）为止的全过程。
软件生命周期一般划分为计划、开
发和运行 3个时期，每一时期又区分
为若干阶段。如下图所示：
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
问题定义
可行性研究
需求分析
软件设计
编码
测试
维护
计划
时期
开发
时期
运行时期
软件
定义
软件
开发
运行时期
二、软件过程模型
软件过程模型 是软件开发实际过程
的抽象与概括，是对软件开发过程各
阶段之间关系的一个描述和表示。
1、瀑布模型
特点：
因果关系紧密相连，前一阶段工作
的结果是后一阶段工作的输入。
主要缺点：
a)软件需求分析的准确性很难确定，
甚至是不可能和不现实的；
b)用户和软件项目负责人要相当长
的时间才能得到初始版本。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
问题定义
可行性研究
需求分析
总体设计
详细设计
编码与单元测试
综合测试
运行与维护
2、原型模型
两个阶段：
a)原型开发阶段；
b)目标软件开发阶段。
开发原型的三种途径：
a)利用模拟软件系统的人机界面
和人机交互方式；
b)真正开发一个原型；
c)找来一个或几个正在运行的相
似的软件进行比较。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
分析 设计
测试 生成
原型开发
运行
评价
确认
目标系统开发
原型模型如下图所示：
3、螺旋模型（ Sprial Model） P11
螺旋模型是目前实际开发中最常
用的一种软件开发模型。它在结合瀑
布模型与快速原型的基础上增加了风
险分析。
整个软件开发过程可分成多个阶段，
每个阶段都由 4个部分组成，它们是：
a)目标设定；
b)风险分析；
c)开发和有效性验证；
d)评审。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
特点：
在项目的所有阶段直接考虑技术
风险，能够在风险变成问题之前降
低它的危害。
缺点：
（ 1）过多迭代周期会增加开发成
本和时间等。
（ 2）开发的成败，很大程序上依
赖于风险评估的成败。
软
件
工
程
原
理
4、增量模型
增量模型 (Incremental Model)
是瀑布模型的顺序特征与快速原
型法的迭代特征相结合的产物。
该模型把软件看成一系列相互
联系的增量（ Increments），在
开发过程的各次迭代中，每次完
成其中的一个增量。
增量模型如下图所示：
软
件
工
程
原
理
规格说明 设计 实现和集成 交付客户
规格说明 设计 实现和集成 交付客户
规格说明 设计 实现和集成 交付客户
..
.
..
.
..
.
构件 1:
构件 2:
构件 n:
软
件
工
程
原
理
4、构件组装模型
构件组装模型利用已有的构件来
构造应用软件系统。
建立一个健壮并且丰富的构件库，
充分复用已有构件，可以给软件开
发工作提供许多便利，缩短开发周
期，减少项目成本，大大提高软件
的可靠性和生产率。
构件组装模型具有极其广阔的实
用性和深远的意义 。
软件需求
标识构件
检索构件库
开发构件 取出构件
存入构件库 集成目标系统
软
件
工
程
原
理
构件组装模型如下图所示：
软
件
工
程
原
理
5、基于面向对象的模型
基于面向对象的模型，是综合
了面向对象和原型方法及重用技
术的一种模型。
对象技术强调类的创建与封装，
一旦一个类创建与封装成功，就
可以在不同的应用系统中被重用。
该模型如下图所示：
软件需求
构件开发
OOA原型
重用构件库
系统实现与集成
需求开发
检索构件库
面向对象分析
面向对象设计 OOD原型
目标系统
软
件
工
程
原
理
6、基于四代技术的模型
以 4GL为核心的软件开发技术称
为四代技术（ Fourth-Generation
Techniques）,简称 4GT。
4GL（四代语言）是在大型数据
库管理系统的基础上发展起来的程
序设计语言。
程序设计语言可分成：机器语言、
汇编语言、高级语言、第四代语言、
第五代语言（为人工智能领域应用
而设计的语言）。
软
件
工
程
原
理
4GL的主要特征描述：
（ 1）它是非过程化的语言，目的在
于高效、直接地实现各种应用系统。
（ 2）它与数据库的关系密切，能够
对大型数据库进行高效处理。
需要注意的是：
4GL不支持应用软件开发的全过程，
只侧重于支持应用软件开发过程中的
设计 阶段和 实现 阶段，特别是支持界
面以及与界面有关的处理过程。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
需求分析
设计策略
用 4GL实现
测 试
基于四代技术的模型如下图所示：
7、变换模型
变换模型是基于 形式化规格说明
语言 及程序变换的软件开发模型，
又称 自动程序设计模型 。
变换模型把软件开发流程分成 2个
基本阶段：
（ 1）软件规格说明开发。它采用形
式化的软件开发方法，形成形式化
的规格说明的原型。
（ 2）当目标规格说明被确认后，就
可以进行自动或半自动的 程序变换 。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
软件需求
规格说明开发
辅助支持系统
交互转换 自动编程
目标系统调整规格原型
形式语言,用数学符号严格地依照
一定的规则，形式地表达自然语言，
这种语言称为形式语言。
变换模型如下图所示：
软
件
工
程
原
理
8、净室模型
净室模型 (Cleanroom Model)是
一种 形式化的增量开发模型 。其基
本思想是力求在分析和设计阶段就
消除错误，确保正确，然后在无缺
陷或, 洁净, 的状态下实现软件的
制作。
净室开发把软件看成一系列的增
量，每个增量是一个形式化表示的
,盒, 。当需求收集结束后，就用
盒结构来表示分析和设计模型。
软
件
工
程
原
理
需求
收集
净室模型如下图所示：
盒结构
规约
形式化
设计
正确性
验证
代码
检查 统计性使用测
试
认证
测试计划
需求
收集
盒结构
规约
形式化
设计
正确性
验证
代码
检查 统计性使用测
试
认证
测试计划
..
.
..
.
..
.
..
.
增量 ＃ 1
增量 ＃ n
1.3 软件工程面临的问题
1、软件价格问题；
（ 1）与硬件成本相比，软件成本较
高，且发展滞后；
（ 2）软件对硬件有一定的依赖性，要随硬件的更新而更新。
所以软件的需求量在不断上升，成本也逐年上升。
2、可靠性问题；
软件的可靠性是指, 在给定的时
间间隔及给定的环境条件下，按设计
软
件
工
程
原
理
要求，成功地运行程序的概率, 。
软件的可靠性还应包括：安全性
和健壮性。
3、维护性问题；
软件维护是指修改已经运行了的软件系统所需要的工作。
对于软件维护人员来说，文档是
至关重要的资料，缺乏文档或文档
不合格都会给软件维护带来严重的困难。
4、生产率问题；
软
件
工
程
原
理
5、多样性问题；
软件人员必须采用综合性技术，制
作可靠的软件，灵活应对多样性。（如：多种类型的硬件平台、多种操
作系统、大型数据库、协同系统等）
6、重用性问题。
从广义上讲，重用性可包括：概念
和方法的重用、分析结果重用、设计结果重用、代码重用、测试用例重用
等。
可重用部件的应用可提高软件质量和生产率，降低软件的成本。
软
件
工
程
原
理
原理、方法与管理
华南师范大学计算机学院 金小莉
E-mail,lily_76@126.com
基本要求
一、上课认真听讲；
二、积极、独立完成作业；
三、不旷课，不迟到，不早退。
课程安排
一、课时安排
共 60学时，理论 40学时，上
机 20学时 (4楼 B,C)
二、分数比例
笔试 70％，平时 30％
课程简介
一、主要内容
1、软件工程原理
2、软件工程方法
3、软件工程管理
二、参考资料
1、软件工程－原理、方法与应用 (第二
版 )，史济民等，高等教育出版社；
2、软件工程，杨文龙等，电子工业出
版社。
1 软件与软件工程
1.1 软件工程概述
一、软件工程的研究范畴
软件工程是研究计算机软件开发技
术的一门学科，包括软件开发的原理、
开发的技术方法、管理技术、工具和
环境等。
二、实行软件工程化的目的
采用工程的概念、原理、技术与方
软
件
工
程
原
理
法将软件开发工程化，以 提高软件
开发的效率，提高开发的软件质量，
使软件开发规范化，增加软件的可
维护性。
三、软件与软件工程
1、软件（ Software）
早期，认为软件指的是程序。
目前，软件被公认的解释是 程序、
数据及其相关文档的集合。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
2、软件的特点
（ 1）抽象性。
（ 2）主观性。
（ 3）复杂性。
3、软件工程
（ 1）软件危机
软件危机 是指在软件开发和维
护过程中所遇到的一系列严重问
题。
软件危机的主要表现：
1）开发成本失控、进度拖延；
2）用户对, 完成的, 软件系统
不满意；
3）软件产品质量不确定；
4）难以维护；
5）没有文档或文档不足；
6）成本逐年上升；
7）供不应求；
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
（ 2）软件工程
软件工程 是指导计算机软件开发
和维护的工程学科，它采用工程上
成熟的概念、原理、技术、方法来
开发、维护及管理软件。
（ 3）软件工程方法学的内容
软件工程主要研究 软件设计方法、
软件工具、软件工程标准和规范、
软件工程管理以及有关理论等 。
软
件
工
程
原
理
软件工程三要素,
软件工程方法与技术、软件工
具与环境、软件过程。
计算机辅助软件工程 (CASE)的
软件开发支持系统。
四、软件工程的基本目标
软件工程的基本目标在于使软件
系统向 高性价比 发展，在给定成本、
进度的前提下，最终获得项目的成功。
优质的软件产品 应具有可修改性、
有效性、可靠性、可理解性、可维护
性、可重用性、可适应性、可移植性、
可追踪性、可互操作性等指标。
软
件
工
程
原
理
在这里,成功 指的是要达到以下
几个主要目标：
?付出较低的开发成本；
?达到要求的软件功能；
?取得较好的软件性能；
?开发的软件易于移植；
?需要较低的维护费用；
?按时完成工作，及时交付使用。
软
件
工
程
原
理
五、软件工程的原则
所谓 原则 就是一些经验总结、依据
的标准、基本的事实，规则和假定。
软件工程的基本原则：
1、抽象；
2、模块化；
3、信息隐蔽；
4、局部化；
软
件
工
程
原
理
5、一致性；
6、完备性；
7、可验证性。
六、软件工程的基本原理
1、用分阶段的 生命周期 计划严格
管理；
2、坚持进行阶段评审；
3、实行严格的产品控制；
4、采用现代软件开发技术；
软
件
工
程
原
理
5、结果应该能审查；
6、开发小组人员应少而精；
7、承认不断改进软件工程实践的必
要性。
八、软件工程环境（ CASE环境）
1,SUITE（ Rational公司）
由 4个工具组 （ 系统分析组 SUITE
AnalistStudio,软件设计开发组
SUITE DevelopmentStudio,软件
软
件
工
程
原
理
测试组 SUITE TestStudio和 Web开发
组 SUITE ContentStudio）组成。
2、青鸟系统（中国）
主要包括两大部分：
（ 1）支持面向对象方法的青鸟 CASE
工具集。
（ 2）支持结构化方法的青鸟 CASE工
具集。
软
件
工
程
原
理
1.2 软件生命周期
一、软件生命周期的概念
软件生命周期 （ Software Life
Cycle）是指软件产品从形成概念
（构思）开始，经过定义、开发、使
用和维护，直到最后被废弃（不能再
使用）为止的全过程。
软件生命周期一般划分为计划、开
发和运行 3个时期，每一时期又区分
为若干阶段。如下图所示：
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
问题定义
可行性研究
需求分析
软件设计
编码
测试
维护
计划
时期
开发
时期
运行时期
软件
定义
软件
开发
运行时期
二、软件过程模型
软件过程模型 是软件开发实际过程
的抽象与概括，是对软件开发过程各
阶段之间关系的一个描述和表示。
1、瀑布模型
特点：
因果关系紧密相连，前一阶段工作
的结果是后一阶段工作的输入。
主要缺点：
a)软件需求分析的准确性很难确定，
甚至是不可能和不现实的；
b)用户和软件项目负责人要相当长
的时间才能得到初始版本。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
问题定义
可行性研究
需求分析
总体设计
详细设计
编码与单元测试
综合测试
运行与维护
2、原型模型
两个阶段：
a)原型开发阶段；
b)目标软件开发阶段。
开发原型的三种途径：
a)利用模拟软件系统的人机界面
和人机交互方式；
b)真正开发一个原型；
c)找来一个或几个正在运行的相
似的软件进行比较。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
分析 设计
测试 生成
原型开发
运行
评价
确认
目标系统开发
原型模型如下图所示：
3、螺旋模型（ Sprial Model） P11
螺旋模型是目前实际开发中最常
用的一种软件开发模型。它在结合瀑
布模型与快速原型的基础上增加了风
险分析。
整个软件开发过程可分成多个阶段，
每个阶段都由 4个部分组成，它们是：
a)目标设定；
b)风险分析；
c)开发和有效性验证；
d)评审。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
特点：
在项目的所有阶段直接考虑技术
风险，能够在风险变成问题之前降
低它的危害。
缺点：
（ 1）过多迭代周期会增加开发成
本和时间等。
（ 2）开发的成败，很大程序上依
赖于风险评估的成败。
软
件
工
程
原
理
4、增量模型
增量模型 (Incremental Model)
是瀑布模型的顺序特征与快速原
型法的迭代特征相结合的产物。
该模型把软件看成一系列相互
联系的增量（ Increments），在
开发过程的各次迭代中，每次完
成其中的一个增量。
增量模型如下图所示：
软
件
工
程
原
理
规格说明 设计 实现和集成 交付客户
规格说明 设计 实现和集成 交付客户
规格说明 设计 实现和集成 交付客户
..
.
..
.
..
.
构件 1:
构件 2:
构件 n:
软
件
工
程
原
理
4、构件组装模型
构件组装模型利用已有的构件来
构造应用软件系统。
建立一个健壮并且丰富的构件库，
充分复用已有构件，可以给软件开
发工作提供许多便利，缩短开发周
期，减少项目成本，大大提高软件
的可靠性和生产率。
构件组装模型具有极其广阔的实
用性和深远的意义 。
软件需求
标识构件
检索构件库
开发构件 取出构件
存入构件库 集成目标系统
软
件
工
程
原
理
构件组装模型如下图所示：
软
件
工
程
原
理
5、基于面向对象的模型
基于面向对象的模型，是综合
了面向对象和原型方法及重用技
术的一种模型。
对象技术强调类的创建与封装，
一旦一个类创建与封装成功，就
可以在不同的应用系统中被重用。
该模型如下图所示：
软件需求
构件开发
OOA原型
重用构件库
系统实现与集成
需求开发
检索构件库
面向对象分析
面向对象设计 OOD原型
目标系统
软
件
工
程
原
理
6、基于四代技术的模型
以 4GL为核心的软件开发技术称
为四代技术（ Fourth-Generation
Techniques）,简称 4GT。
4GL（四代语言）是在大型数据
库管理系统的基础上发展起来的程
序设计语言。
程序设计语言可分成：机器语言、
汇编语言、高级语言、第四代语言、
第五代语言（为人工智能领域应用
而设计的语言）。
软
件
工
程
原
理
4GL的主要特征描述：
（ 1）它是非过程化的语言，目的在
于高效、直接地实现各种应用系统。
（ 2）它与数据库的关系密切，能够
对大型数据库进行高效处理。
需要注意的是：
4GL不支持应用软件开发的全过程，
只侧重于支持应用软件开发过程中的
设计 阶段和 实现 阶段，特别是支持界
面以及与界面有关的处理过程。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
需求分析
设计策略
用 4GL实现
测 试
基于四代技术的模型如下图所示：
7、变换模型
变换模型是基于 形式化规格说明
语言 及程序变换的软件开发模型，
又称 自动程序设计模型 。
变换模型把软件开发流程分成 2个
基本阶段：
（ 1）软件规格说明开发。它采用形
式化的软件开发方法，形成形式化
的规格说明的原型。
（ 2）当目标规格说明被确认后，就
可以进行自动或半自动的 程序变换 。
软
件
工
程
原
理
软
件
工
程
原
理
软件需求
规格说明开发
辅助支持系统
交互转换 自动编程
目标系统调整规格原型
形式语言,用数学符号严格地依照
一定的规则，形式地表达自然语言，
这种语言称为形式语言。
变换模型如下图所示：
软
件
工
程
原
理
8、净室模型
净室模型 (Cleanroom Model)是
一种 形式化的增量开发模型 。其基
本思想是力求在分析和设计阶段就
消除错误，确保正确，然后在无缺
陷或, 洁净, 的状态下实现软件的
制作。
净室开发把软件看成一系列的增
量，每个增量是一个形式化表示的
,盒, 。当需求收集结束后，就用
盒结构来表示分析和设计模型。
软
件
工
程
原
理
需求
收集
净室模型如下图所示：
盒结构
规约
形式化
设计
正确性
验证
代码
检查 统计性使用测
试
认证
测试计划
需求
收集
盒结构
规约
形式化
设计
正确性
验证
代码
检查 统计性使用测
试
认证
测试计划
..
.
..
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增量 ＃ 1
增量 ＃ n
1.3 软件工程面临的问题
1、软件价格问题；
（ 1）与硬件成本相比，软件成本较
高，且发展滞后；
（ 2）软件对硬件有一定的依赖性，要随硬件的更新而更新。
所以软件的需求量在不断上升，成本也逐年上升。
2、可靠性问题；
软件的可靠性是指, 在给定的时
间间隔及给定的环境条件下，按设计
软
件
工
程
原
理
要求，成功地运行程序的概率, 。
软件的可靠性还应包括：安全性
和健壮性。
3、维护性问题；
软件维护是指修改已经运行了的软件系统所需要的工作。
对于软件维护人员来说，文档是
至关重要的资料，缺乏文档或文档
不合格都会给软件维护带来严重的困难。
4、生产率问题；
软
件
工
程
原
理
5、多样性问题；
软件人员必须采用综合性技术，制
作可靠的软件，灵活应对多样性。（如：多种类型的硬件平台、多种操
作系统、大型数据库、协同系统等）
6、重用性问题。
从广义上讲，重用性可包括：概念
和方法的重用、分析结果重用、设计结果重用、代码重用、测试用例重用
等。
可重用部件的应用可提高软件质量和生产率，降低软件的成本。
软
件
工
程
原
理
