第一章 软件工程概论

第一章软件工程概论

1.什么是软件危机？它们有哪些典型表现？为什么会出现软件危机？“软件危机”是指计算机软件的“开发”和“维护”过程中所遇到的一系列“严重问题”这些问题决不仅仅是不能正常运行的软件才具有的，实际上，几乎“所有软件都不同程度地存在这些问题“软件危机”包含两方面的问题

（1）如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求；

（2）如何维护数量不断膨胀的已有软件它们有以下表现

（1）对软件开发成本和进度的估计常常很不准确；

（2）用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生；

（3）软件产品的质量往往靠不住；

（4）软件常常是不可维护的；

（5）软件通常没有适当的文档资料；

（6）软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升；

（7）软件开发生产率提高的速度，远远跟不上计算机应用普及深入的趋势出现软件危机的原因

（1）开发人员与客户认识之间的矛盾

（2）开发人员能力与开发目标之间的矛盾

（3）预估与实际工作量之间的矛盾

（4）客户认识的提高与软件维护之间的矛盾

（5）遗产系统与实施软件之间的矛盾

2.假设自己是一家软件公司的总工程师，当把图L1给手下的软件工程师们观看，告诉他们及时发现并改正错误的重要性时，有人不同意这个观点，认为要求在错误进入软件之前就清楚它们是不现实的，并举例说“如果一个故障是编码错误造成的，那么，一个人怎么能在D2-患者安全范围E1-护士E2-病人E3-时钟第三章需求分析习题答案

1.需求分析的描述工具有哪些？有数据流图、数据字典、判定表、判定树、结构化自然语言、层次方框图、Warnier图、IPO图和需求描述语言等

2.需求分析的基本任务是什么？准确定义未来系统的目标，确定为了满足用户的需要系统必须做什么

3.怎样建立目标系统的逻辑模型要经过哪些步骤？建立目标系统的逻辑模型的过程也就是数据流图的分解过程它的导出过程如图

4.什么是结构化分析它的结构化体现在哪里？结构化分析:使用数据流程图、数据字典、结构化英语、判定表和判定树等工具，来建立一种新的、称为结构化说明书的目标文档-需求规格说明书结构化体现在将软件系统抽象为一系列的逻辑加工单元，各单元之间以数据流发生关联5,软件需求规格说明书由哪些部分组成组成包括1引言编写目的、背景说明、术语定义及参考资料等2概述主要功能、约束条件或特殊需求3数据流图与数据字典4用户接口、硬件接口及软件接口5性能需求、属性等16其它需求，如数据库、操作及故障处理等

6.为什么数据流图要分层画分层的DFD要遵循哪些原则？分层的目的便于逐步细化、结构清晰画分层的DFD要遵循哪些原则1父图与子图之间数据要平衡2分解的深度和层次达到使加工足够简单、易于理解的基本加工为止3区分局部文件和局部外部项局限于数据流中某一层或某几层的文件和外部项4不要把控制流作为数据流5忽略琐碎的枝节6每个数据流要有一个合适的名字，尽量使用现实系统中有具体意义的名字

7.系统流程图与数据流程图有什么区别？系统流程图描述系统物理模型的工具，数据流程图描述系统逻辑模型的工具系统流程图从系统功能的角度抽象的描述系统的各个部分及其相互之间信息流动的情况数据流程图从数据传送和加工的角度抽象的描述信息在系统中的流动和数据处理的工作状况8,数据字典包括哪些内容它的作用是什么？数据字典是描述数据流图中数据的信息的集合它对数据流图上每一个成分数据项、文件数据结构、数据流、数据存储、加工和外部项等给以定义和说明；它主要由数据流描述、加工描述和文件描述三部分组成对用户来讲,数据字典为他们提供了数据的明确定义;对系统分析员来讲，数据字典帮助他们比较容易修改已建立的系统逻辑模型

9.描述加工逻辑的工具有哪些？有决策树又称判定树、决策表又称判断表和结构化语言等

10.某单位拟开发一个计算机房产管理系统，要求系统具有分房、调房、退房和查询统计等功能房产科将用户申请表输入系统后，系统首先检查申请表的合法性，对不合法的申请表，系统拒绝接收；对合法的申请表根据类型分别进行处理1如果是分房申请，则根据申请者的情况年龄、工龄、职称、职务、家庭人口等计算其分数，当分数高于阀值分数时，按分数高低将申请单插到分房队列的适当位置在进行分房时，从空房文件中读出空房信息，如房号、面积、等级、单位面积房租等，把好房优先分给排在分房队列前面的符合该等级房条件的申请者；从空房文件中删掉这个房号的信息,并从分房队列中删掉该申请单，再把此房号的信息和住户信息一起写到住房文件中，输出住房分配单给住户，同时计算房租，并将算出的房租写到房租文件中2如果是退房申请，则从住房文件和房租文件中删除有关信息，再把此房号的信息写到空房文件中3如果是调房申请，则根据申请者的情况确定其住房等级，然后在空房文件中查找属于该等级的空房，退掉原住房，再进行与分房类似的处理4住户可以向系统查询目前分房的阀值分数，居住某类房屋的条件，某房号的单位面积及房租等信息、房产科可以要求系统打印住房情况的统计表，或更改某类房屋的居住条件、单位面积和房租等用数据流图描绘该系统的功能需求;在数据字典中给出主要的数据流、文件和加工说明设计阶段清除它呢？“应该怎么反驳他？答在软件开发的不同阶段进行修改付出的代价是很不相同的，在早期引入变动，涉及的面较少，因而代价也比较低；在开发的中期，软件配置的许多成分已经完成，引入一个变动要对所有已完成的配置成分都做相应的修改，不仅工作量大，而且逻辑上也更复杂，因此付出的代价剧增；在软件“已经完成是在引入变动，当然付出的代价更高一个故障是代码错误造成的，有时这种错误是不可避免的，但要修改的成本是很小的，因为这不是整体构架的错误3,什么是软件工程？它有哪些本质特征？怎么用软件工程消除软件危机？软件工程是知道计算机软件开发和维护的一门工程学科采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好技术方法结合起来，以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它，这就是软件工程本质特征软件工程关注于大型软件的构造软件工程的中心课题是控制复杂性软件经常变化开发软件的效率非常重要和谐地合作是开发软件的关键软件必须有效支持它的用户在软件工程领域通常由一种文化背景的人替代具有另一种文化背景的人创造产品消除软件危机的原理用分阶段的生命周期计划严格管理坚持进行阶段评审实行严格的产品控制采用现代程序设计技术结果应能清楚地审查开发小组的人员应该少而精承认不断改进软件工程实践的必要性

5.根据历史数据可以做出如下的假设对计算机存储容量的需求大致按下面公式描述的趋势逐年增加M=4080e

0.28（Y-1960）存储器的价格按下面公式描述的趋势逐年下降Pl=

0.3x

0.72Y-1974（美分/位）如果计算机字长为16位，则存储器价格下降的趋势为P2=

0.048x

0.72Y-1974（美元/字）在上列公式中Y代表年份，M是存储容量（字数），P1和P2代表价格基于上述假设可以比较计算机硬件和软件成本的变化趋势要求计算1）在1985年对计算机存储容量的需求估计是多少如果字长为16位，这个存储器的价格是多少

（2）假设在1985年一名程序员每天可开发出10条指令，程序员的平均工资是每月4000美元如果一条指令为一个字长，计算使存储器装满程序所需用的成本

（3）假设在1995年存储器字长为32位，一名程序员每天可开发出30条指令，程序员的月平均工资为6000美元,重复

（1）、

（2）题吨）在1985年对计算机存储容量的需求，估计是二°砥=匚（字）M40804080/4,474,2631985960）•如果字长为16位，则这给存偌器的价格是198194（美兀）P=

0.048x

0.72^^x4474263=5,789•

（2）如果一条指令的长度为一个字，则使存储器装满程序W需4474263条指令•在1985年一名程序员每天可开发出10条指令，如果每月有20个工作日，则每人每月可开发出10x20条指令•为了开发出4474263条指令以装满存储器，需要的工作善是4474263右（人月）

22.371200程序员的月平均工资是4000美元，开发出4474263条指令的成・本是22371x4000=89,484,000（美元）•

（3）在1995年对存储容量的需求估计为X=4080e°-28199V1960=73,577,6794^=4080产•如果字长为32位，则这个存储器的价格是，=

0.003x

320.72心一©J x73577679=

7.127美元•如果一条指令为一个字长，则为使存储器装满程序共需73,577,679条指令.•在1995年一名程序员每天可开发出30条指令，每月可开发出600条指令，为了开发出可装满整个存储器的程序，需要的工作量为73577679122,629X1--------------------------------------Q600开发上述程序的成本为122629■6000«735,7761-6什么是软件过程它与软件工程方法学有何关系？软件过程是为了开发出高质量的软件产品所需完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤软件过程定义了运用技术方法的顺序、应该交付的文档资料、为保证软件质量和协调软件变化必须采取的管理措施，以及标志完成了相应开发活动的里程碑软件过程是软件工程方法学的3个重要组成部分之一

7.什么是软件生命周期模型？试比较瀑布模型、快速模型、增量模型和螺旋模型的优缺点，说明每种模型的适用范围通俗的说，简洁地描述软件过程的模型叫做软件生命周期模型，生命周期模型规定了把生命周期花费成哪些阶段及各个阶段执行的顺序模型名称比较特点适用范围方法学角度应用角度外部项目面向结构面型对象内部产品瀑布模型基础模型、广泛使是是用、标准模式快速模型基本需求、原形系是是统、可行演练熠量模型需求分解、增蚩构是是件、并行设计面向对象螺旋模型原形系统、风险分是是析、大规模附带风险分析的快速原形模型

8.为什么说喷泉模型较好地体现了面向对象软件开发过程无缝和迭代的特性？由于在整个开发过程中都使用统一的软件概念“对象”，所有其他概念例如功能、关系、事件等都是围绕对象组成的，目的是保证分析工作中得到的信息不会丢失或改变，因此,对生命周期各个阶段的区分自然也就不重要了，不明显了分析阶段的得到的对象模型也适用于设计阶段和实现阶段由于各阶段都使用统一的概念和表示符号，因此，整个开发过程都是吻合一致的，或者说是“无缝”连接的，这自然也就很容易实现各个开发步骤的多次反复迭代，达到认识的逐步深化所以说喷泉模型较好的体现了面向对象软件开发过程无缝和迭代的特性

4.构成软件项目的最终产品应用程序、系统程序、面向用户的文档资料和面向开发者的文档资料

5.什么是软件生存周期？软件生存周期是指从软件定义、开发、使用、维护到淘汰的全过程

6.软件生存周期为什么划分成阶段？1任何一个阶段的具体任务不仅独立，而且简单，便于不同人员分工协作，从而降低整个软件开发工作的困难程度2可以降低每个阶段任务的复杂程度，简化不同阶段的联系，有利于工程的组织管理,也便于采用良好的技术方法3使软件开发的全过程以一种有条不紊的方式进行，保证软件的质量，特别是提高了软件的可维护性

7.应该怎样来划分阶段？1每一个阶段的任务尽可能独立；2同一阶段内的任务性质尽可能相同；3每一个阶段任务的开始和结束有严格的标准

8.软件开发模型有几种？它们的开发方法有可特点？软件开发模型有瀑布型、渐增型和变换型瀑布型开发方法是按照软件生存周期的划分依次实施，每一个阶段有明确规定的任务它的特点1各个阶段的顺序性和依赖性；2划分逻辑设计与物理设计，尽可能推迟程序的物理实现；3每个阶段必须完成规定的文档，对其中问题通过复审及早发现，及早解决渐增型开发方法及特点1从部分需求出发，先建立一个不完全的系统，通过测试运行该系统取得经验和信息反馈，加深对软件需求的理解，进一步使系统扩充和完善如此反复，直至软件人员和用户对所设计完成的软件系统满意为止2在渐增型开发下的软件是随软件开发的过程而逐渐形成的3渐增型开发方法适合于知识型软件的开发，设计系统时对用户需求的认识开始不是很清楚的，需要在开发过程中不断认识、不断获得新的知识去丰富和完善系统多数研究性质的试验软件，一般采用此方法变换型开发方法及特点1从软件需求的形式化规格说明出发，经过一系列的程序变换，得到最终的程序系统⑵该方法必须有严格的数学理论和形式化技术的支持

9.什么是软件工程？软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程学科1它采用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件；2它将管理技术与当前经过时间考验的而证明是正确的技术方法结合起来；3它强调使用生存周期方法学和结构分析和结构技术；4经过人们长期的努力和探索，围绕着实现软件优质高产这个目标，从技术到管理两个方面做了大量的努力，逐渐形成了“软件工程学”这一新的学科

10.什么是软件工程环境方法与工具的结合，加上配套的软、硬件支持称为软件工程环境它能支持开发者按照软件工程的方法,全面完成生存周期中的各项任务第二章可行性研究习题答案

1.问题定义的任务和主要工作？问题定义的任务将用户提出的要求具体化、定量化；确定研制系统的范围，明确研制的边界问题定义阶段的工作1通过调查研究，了解系统需求；2确定系统的功能需求、性能需求、可靠性需求、安全及保密性、资源、开发费用及开发进度等的需求；3问题定义阶段的产品-系统目标与范围说明书

2.可行性研究目的？确定在问题定义中所提出的问题是否值得去解，在限制条件下，问题能否解决

3.可行性研究的任务？1进一步分析和澄清问题的定义，在澄清问题的基础上，导出系统的逻辑模型；2从系统逻辑模型中，选择问题的若干种主要解法，研究每一种解法的可行性，为以后的行动提出建议；3如果问题没有可行的解，建议停止系统开发；如果问题有可行的解，应该推荐一个较好的解决方案，并为工程制定一个初步的计划

4.可行性研究包括哪几方面的内容？1技术可行性现有技术能否实现本系统，现有技术人员能否胜任，开发系统的资源能否满足；2经济可行性经济效益是否超出开发成本；3操作可行性系统操作在用户内部行得通吗？4法律可行性新系统开发是否会侵犯他人、集体或国家利益，是否违反国家法律

5.可行性研究的步骤？1复查系统的规模和目标；2研究目前正在使用的系统，总结现有系统的优劣，提出新系统的雏形；3导出新系统的高层逻辑模型；4推荐建议方案；5推荐行动方针；6书写计划任务书可行性报告；7提交审查

6.可行性研究报告的主要内容？可行性分析的结果是可行性研究报告，内容包括1系统概述说明开发的系统名称，提出单位和开发单位2可行性研究的前提:系统目标；要求；约束和限制；可行性研究的基本准则等3对现有系统的分析:处理流程，图示说明现有系统的处理流程和数据流程；现有系统存在的问题4系统需求:主要功能；主要性能及其要求；操作要求；信息要求；限制性要求5建议系统:系统目标；处理流程；系统结构，功能，性能；系统技术可行性；投资和效益分析；操作可行性；法律可行性6其它可选方案:与国内外同类型方案的比较；提出一两个可行性方案供论证和探讨7制定下一阶段的预算8结论性意见由用户方、设计方和投资方共同签署意见2-4目前住院病人主要由护士护理，这样做不仅需要大量护士，而且由于不能随时观察危重病人的病情变化，还会延误抢救时机某医院打算开发一个以计算机为中心的患者监护系统,请分层次地画出描述本系统功能的数据流图医院对患者7监护系统的基本要求是随时接收每个病人的生理信号脉搏、体温、血压、心电图等，定时记录病人情况以形成患者日志，当某个病人的生理信号超出医生规定的安全范围时向值班护士发出警告信息，此外，护士在需耍时还可以要求系统印出某个指定病人的病情报告F1-要求报告F2-生理信号F3-日期、时间F4-警告信息F5-安全范围F6-日志P1-接收信号P2-分析信号P3-产生警告P

4.定时取样生理信号P5-更新日志P6-产生病情报告D1-患者日志。