34基于核心概念的現(xiàn)代軟件工程多視角教學(xué)體系及實(shí)踐

發(fā)布時(shí)間：2016-12-01 15:48

本文關(guān)鍵詞：基于核心概念的現(xiàn)代軟件工程多視角教學(xué)體系及實(shí)踐，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理第２ＩＳＳＮ１００２－４９５６７卷；基于核心概念的現(xiàn)代軟件工程多視角；教學(xué)體系及實(shí)踐；郭軍，張紅霞，王云升，張斌；（）東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽１１００；摘要：隨著軟件產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，軟件工程的最新理論；關(guān)鍵詞：軟件工程；教學(xué)體系；核心概念；多視角；（）中圖分類號(hào)：ＴＰ３１１．５；Ｇ６４２．０文獻(xiàn)；ｒａｃｔｉｃｅＴｈｅｍｕｌｔｉｖｉｅ

實(shí)　驗(yàn)　技　術(shù)　與　管　理第２ＩＳＳＮ１００２－４９５６７卷　第８期�。玻埃保澳辏冈隆　　　　　　　　　　　　　　　　。茫危保保玻埃常矗裕牛澹颍椋恚澹睿簦幔欤裕澹悖瑁睿铮欤铮幔睿洌停幔睿幔澹恚澹睿簟　。穑纾纾郑铮欤玻贰。危铮浮。粒酰玻埃保啊。�

基于核心概念的現(xiàn)代軟件工程多視角

教學(xué)體系及實(shí)踐

郭　軍，張紅霞，王云升，張　斌

（）東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽�。保保埃埃埃�

摘　要：隨著軟件產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，軟件工程的最新理論和最佳實(shí)踐也在不斷更新。在對這些快速更新的知識(shí)進(jìn)行梳理、篩選和提煉后，提出了軟件工程的核心概念，并根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的特點(diǎn)，描述了基于軟件工程核心概念的多視角教學(xué)體系。３個(gè)標(biāo)準(zhǔn)視角分別是：過程視角、方法視角和工具視角。在教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)能夠提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。用這個(gè)多視角教學(xué)體系，

關(guān)鍵詞：軟件工程；教學(xué)體系；核心概念；多視角

（）中圖分類號(hào)：ＴＰ３１１．５；Ｇ６４２．０　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ　　文章編號(hào)：１００２４９５６２０１００８－０１３９－０５－

ｒａｃｔｉｃｅＴｈｅｍｕｌｔｉｖｉｅｗｔｅａｃｈｉｎｓｓｔｅｍａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ�。　　　　　。穑纾。悖铮睿悖澹簦铮妫恚铮洌澹颍睿螅铮妫簦鳎幔颍澹澹睿椋睿澹澹颍椋睿悖澹睿簦颍幔臁　　　　。穑纾�

，Ｗ，ＧｕｏＪｕｎ，ＺｈａｎＨｏｎｘｉａａｎＹｕｎｓｈｅｎＺｈａｎＢｉｎ�。纾纾纾纾纭　　�

（，ＮＣｏｌｌｅｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ　　　　�。纾纾�

，）Ｓｈｅｎａｎ１１０００４，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｇｙ　

：Ｗ，ｒａｃｔｉｃｅＡｂｓｔｒａｃｔｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｄｕｓｔｒｔｈｅｌａｔｅｓｔｔｈｅｏｒａｎｄｔｈｅｂｅｓｔｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｅｎｉ　　　　　　　　　　　　�。穑穑纭�，ｎｅｅｒｉｎａｒｅｕｄａｔｉｎｃｏｎｔｉｎｕａｌｌ．Ａｆｔｅｒａｎａｌｚｉｎａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｔｈｅｋｎｏｗｌｅｄｅｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｃｅｔｏｆｓｏｆｔ　　　　　　　�。纾穑纾纾纾纾稹　　　�，ｒｏｖｉｄｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎａｅｒｗａｒｅｅｎｉｎｅｅｒｉｎｉｓｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｍｕｔｅｒｕｎｄｅｒｒａｄｕａｔｅｓｔｈｉｓｄｅ　　　　　　　　�。穑纾穑穑纾纾穑纭　�

，ｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｍｕｌｔｉｖｉｅｗｔｅａｃｈｉｎｓｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｃｅｔｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｅｎｉｎｅｅｒｉｎｓｕｃｈａｓｒｏｃｅｓｓｅｓ　�。　　　　　　　　　　。纾穑纾纾稹�，ｒａｃｔｉｃａｌｖｉｅｗ，ｍｅｔｈｏｄｓｖｉｅｗａｎｄｔｏｏｌｓｖｉｅｗ．Ｂｕｓｉｎｔｈｅｍｕｌｔｉｖｉｅｗｔｅａｃｈｉｎｓｓｔｅｍ，ｔｈｅａｂｉｌｉｔｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　　　　　－　　�。穑纾纾　　。幔猓椋欤椋簦幔睿洌悖铮铮澹颍幔簦椋觯澹幔猓椋欤椋簦铮妫螅簦酰洌澹睿簦螅悖幔睿猓澹椋恚颍铮觯澹洌　　　　　。穑稹　�

：；；ｍＫｅｗｏｒｄｓｓｏｆｔｗａｒｅｅｎｉｎｅｅｒｉｎｔｅａｃｈｉｎｓｓｔｅｍ；ｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｃｅｔｕｌｔｉｖｉｅｗ　�。纾纾纾穑　�

我國軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展　　在全球信息化大潮的推動(dòng)下，

正在邁向軟件大國�，F(xiàn)代軟件項(xiàng)目越來越復(fù)雜，迅猛，

規(guī)模越來越大，參與的人員越來越多，軟件危機(jī)造成的國內(nèi)市場的競爭中，軟影響也越來越大。在參與國際、

件企業(yè)面臨軟件工程理念薄弱、過程管理粗糙、不善于迫切地需要軟件專運(yùn)用軟件工程方法和工具等問題，

業(yè)人才能夠很好地將軟件工程運(yùn)用到項(xiàng)目中，擺脫或緩解軟件危機(jī)。計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生作為軟件企業(yè)未，主力軍”能否在本科階段就掌握好軟件工程，打來的“

下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)并具有一定的實(shí)踐能力，具有十分重要的意義。

經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，從傳統(tǒng)軟件工程到面向

收稿日期：２００９－１０－２８２０１０－０６－１０　修改日期：

，作者簡介：郭軍（男，遼寧省沈陽市人，博士，講師，軟件復(fù)用和１９７４—）

測試方向．

：Ｅ－ｍａｉｌｕｏｕｎ＠ｍａｉｌ．ｅｄｕ．ｅｄｕ．ｃｎｇｊ

對象的軟件工程，從一般的軟件工程到凈室軟件工程，從軟件工程到軟件再工程，從人工軟件工程到工具化軟件工程，整個(gè)軟件工程學(xué)正在日趨成熟。在學(xué)術(shù)界，人們還在不斷地研究和改進(jìn)軟件工程的理論；在軟件業(yè)，軟件工程已建立起了一系列有效指導(dǎo)開發(fā)的最佳實(shí)踐。知識(shí)的不斷更新要求教師必須對最新理論和最篩選和提煉，使這些知識(shí)能夠適合于佳實(shí)踐進(jìn)行梳理、

沒有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的本科生掌握，并能夠提高他們的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。

１　軟件工程核心概念

北大西洋公約組織（的計(jì)算機(jī)專１９６７年，ＮＡＴＯ）家們針對軟件在開發(fā)中出現(xiàn)的嚴(yán)峻形勢，首次使用了，術(shù)語“軟件工程”并于第２年在原聯(lián)邦德國召開的國際會(huì)議上，正式提出把在其他工程領(lǐng)域中行之有效的一些工程學(xué)知識(shí)運(yùn)用到軟件開發(fā)過程中來，從管理和

技術(shù)２個(gè)方面研究如何更好地開發(fā)和維護(hù)計(jì)算機(jī)軟件、的設(shè)想。軟件工程學(xué)從此誕生。ＦｒｉｔｚＢａｕｅｒＩａｎ　軟件Ｓｏｍｍｅｒｖｉｌｌｅｒ和Ｌｅｔｈｂｒｉｄｅ等專家分別提出了“ｇ

］１２－

。隨著軟件工業(yè)的不斷發(fā)展，的核心概念［軟工程”

件工程也在不斷完善。根據(jù)當(dāng)前軟件工程的發(fā)展特點(diǎn)，我們認(rèn)為軟件工程是以質(zhì)量為核心，在成本、時(shí)間、人力和技術(shù)等條件約束下，為了經(jīng)濟(jì)地開發(fā)滿足客戶需求的軟件而研究、建立和應(yīng)用的系統(tǒng)化的、有規(guī)則的、可度量的和可控制的工程原則、方法，涉及到軟件過程、開發(fā)方法、開發(fā)工具，甚至企業(yè)文化等各個(gè)

３］

。方面［

和開發(fā)工具等各個(gè)相關(guān)方面的知識(shí)被有機(jī)地組織在一起。軟件工程以此為基礎(chǔ)，指導(dǎo)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)按照一定的步驟、策略，在受控的狀態(tài)中循序漸進(jìn)地開發(fā)軟件。（）有規(guī)則。軟件開發(fā)不是程序員的信手涂鴉。７

軟件工程已經(jīng)建立了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，指導(dǎo)開發(fā)團(tuán)隊(duì)按照一定的規(guī)則開發(fā)軟件。為了區(qū)分軟件開發(fā)組織的能力，軟件過程技術(shù)研究領(lǐng)域主要分為３個(gè)流派：／／ＣＭＵ．ＳＥＩ的ＣＭＭＰＳＰＴＳＰ、ＩＳＯ９０００質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體　

［４］

／（。為了統(tǒng)一企業(yè)內(nèi)部開系、ＩＳＯＩＥＣ１５５０４ＳＰＩＣＥ）　發(fā)標(biāo)準(zhǔn)或滿足軟件外包要求，一些企業(yè)建立了自己的軟件開發(fā)規(guī)范。

（）可度量。Ｔ８ｏｍ�。模澹恚幔颍悖镌缭冢保梗福材昃吞岢觯�

“”。測Ｙｏｕｃａｎｎｏｔｃｏｎｔｒｏｌｗｈａｔｏｕｃａｎｎｏｔｍｅａｓｕｒｅ　　　　　�。�

量是工程領(lǐng)域中不可或缺的要素之一。正如在物理學(xué)中的時(shí)間、溫度和速度等可被測量一樣，軟件工程中也有很多需要被度量的要素，如軟件的規(guī)模、復(fù)雜性、可使用性、可靠性、生產(chǎn)率、成本等。軟件度量為開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供了資源配置和過程控制的決策依據(jù)，并可以使我們評價(jià)軟件的規(guī)模和質(zhì)量等信息，是降低軟件風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。

（）可控制。軟件開發(fā)由一系列的活動(dòng)組成，這９

需求獲取、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)些活動(dòng)包括：

現(xiàn)、系統(tǒng)測試和部署等。這些活動(dòng)應(yīng)處于受控的狀態(tài)中，一旦失控，將導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)增大，甚至開發(fā)失敗。）開發(fā)過程。軟件開發(fā)過程是一個(gè)將用戶需（１０

求轉(zhuǎn)化為軟件系統(tǒng)的多個(gè)活動(dòng)的集合。這個(gè)過程不應(yīng)該只是一個(gè)簡單的順序過程。我們需要知道軟件開發(fā)者如何組織軟件開發(fā)流程，如何將需求分析、軟件設(shè)代碼編寫、軟件測試、軟件部署以及維護(hù)等開發(fā)“活計(jì)、

動(dòng)”有機(jī)地組織在一起，以便能夠在目標(biāo)成本內(nèi)高質(zhì)量地完成軟件開發(fā)任務(wù)。軟件工程學(xué)界已經(jīng)提出了多種過程模型，如瀑布模型、螺旋模型、ＲＵＰ模型等。項(xiàng)目過程管理的水平直接關(guān)系到項(xiàng)目的成敗。軟件項(xiàng)目過涉及到人力資源管理、項(xiàng)目計(jì)程管理的內(nèi)容非常復(fù)雜，

劃、風(fēng)險(xiǎn)管理、項(xiàng)目跟蹤、質(zhì)量保證、配置管理等。（）開發(fā)方法。為了構(gòu)建軟件，開發(fā)方法提供了１１

。在軟件工程的發(fā)展史中，在技術(shù)上去“如何做”出現(xiàn)如以結(jié)構(gòu)化方法為代表的傳統(tǒng)軟件了多種開發(fā)方法，

工程方法和以面向?qū)ο蠹夹g(shù)為核心的面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒�。近年來，又出現(xiàn)了基于組件的軟件開發(fā)（，、面ｃｏｍｏｎｅｎｔｂａｓｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔＣＢＳＤ）－　　ｐｐ

向方面的軟件開發(fā)和基于產(chǎn)品線的軟件開發(fā)等新的方法。

（）開發(fā)工具。自軟件工程發(fā)展以來，人們就一１２

直在研究自動(dòng)化的或半自動(dòng)化的工具來輔助進(jìn)行需求分析、優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)手段、加快代碼實(shí)現(xiàn)速度、提高軟

（）以質(zhì)量為中心。軟件工程的核心目標(biāo)是保證１

和提高軟件質(zhì)量。Ｒａｌｓｔｏｎ等人在《Ｅｎｃｃｌｏｅｄｉａｏｆ�。稹贰爸姓f：軟件質(zhì)量保證應(yīng)貫穿于整ＳｃｉｅｎｃｅＣｏｍｕｔｅｒ�。�

。所有在開發(fā)中涉及到的軟件過程、個(gè)開發(fā)過程”開發(fā)方法、開發(fā)工具等問題都以此為中心。

（）約束條件。軟件項(xiàng)目的開發(fā)會(huì)受到成本、時(shí)２

間、人力和技術(shù)等條件限制。不計(jì)成本的開發(fā)、沒有最后期限約束的開發(fā)是不現(xiàn)實(shí)的。對同一個(gè)項(xiàng)目而言，不同的資金投入、不同的時(shí)間周期、不同的人力資源狀會(huì)使項(xiàng)目有不同的解決策略。態(tài)和不同的技術(shù)水平，

）經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性是指在軟件開發(fā)中生產(chǎn)出按（３

期交付的軟件的同時(shí)，開發(fā)工作必須是在資源允許的情況下保證利益大于成本。大量事實(shí)表明，軟件開發(fā)中常常出現(xiàn)超支、延期等問題。軟件工程應(yīng)通過預(yù)估成本、制定計(jì)劃、管理風(fēng)險(xiǎn)、控制變更、掌握需求、優(yōu)化設(shè)計(jì)等策略來保證項(xiàng)目按期完成。

（）滿足客戶需求。軟件滿足客戶需求的程度是４

衡量軟件質(zhì)量的最重要的因素。ＷａｔｔｓＨｕｍｈｒｅ　ｐｙ在《“中說：軟件產(chǎn)ＤｉｓｃｉｌｉｎｅｆｏｒＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ　　�。穑纾纭�

品必須提供用戶所需的功能。如果做不到這一點(diǎn)，什”么產(chǎn)品都沒有意義。

（）研究、建立和應(yīng)用。軟件工程自１５９６８年被提就一直處在不斷發(fā)展中。一部分研究成果，出以來后，

如面向?qū)ο蟮能浖こ蹋ǎ铮猓澹悖簦铮颍椋澹睿簦澹洌螅铮妫簦鳎幔颍澹澹睿　。�，ＯＯ、ＳＥ）Ｒａｔｉｏｎａｌ統(tǒng)一軟件過程（ｒａｔｉｏｎａｌｉｎｅｅｒｉｎｇｇ

，和設(shè)計(jì)模式等已經(jīng)被很好地應(yīng)ｕｎｉｆｉｅｄＲＵＰ）ｒｏｃｅｓｓ�。鹪S多公認(rèn)的方法已經(jīng)被Ｉ用到生產(chǎn)實(shí)踐中，ＥＥＥ、ＩＳＯ以及一些國家的相關(guān)組織列為標(biāo)準(zhǔn)；而另一些研究，如基于組件的軟件工程（ｃｏｍｏｎｅｎｔｂａｓｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｅｎ－　�。�，、模型驅(qū)動(dòng)的構(gòu)架（ｉｎｅｅｒｉｎＣＢＳＥ）ｍｏｄｅｌｄｒｉｖｅｎａｒ　�。纾�

，ＭＤ等還處于建立或完善當(dāng)中。軟件工ｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＡ）程學(xué)是一門年輕的學(xué)科，它不斷地提出新的理論和標(biāo)也在實(shí)踐當(dāng)中不斷地檢驗(yàn)和完善自己。準(zhǔn)，

（）系統(tǒng)化。軟件工程不是一個(gè)零散的相關(guān)知識(shí)６

點(diǎn)的集合。軟件過程、項(xiàng)目管理、開發(fā)方法、軟件度量

件測試水平等。著名的工具有Ｒａｔｉｏｎａｌ公司的Ｒｅ－ｑ、，這些工ｕｉｓｉｔｅＰｒｏＲｏｓｅＢｏｒｌａｎｄ公司的Ｔｏｅｔｈｅｒ等，ｇ

具為提高軟件質(zhì)量起到了重要作用。

（）企業(yè)文化。企業(yè)文化包括了一組共同的信１３仰、目標(biāo)和原則，它們指導(dǎo)著具有共同目標(biāo)的企業(yè)成員的行為、活動(dòng)、優(yōu)先級(jí)和決策。隨著軟件企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)越來越復(fù)雜、企業(yè)的隊(duì)伍越來越龐大，企業(yè)文化會(huì)逐漸潛移默化地融入到項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)里，成為促進(jìn)或遲滯軟件開發(fā)效率和質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

另一方面，我們也不能使用過多的視角，否則在有限的我們針對本科教學(xué)學(xué)時(shí)里會(huì)給學(xué)生造成混亂。因此，

的特點(diǎn)，需要架設(shè)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)視角，來相對完整地理解復(fù)雜的軟件工程。在Ｐｒｅｓｓｍａｎ的軟件工程層次化表達(dá)

５］

，方式的基礎(chǔ)上［我們緊緊圍繞軟件工程的核心概念，

選取了３個(gè)標(biāo)準(zhǔn)視角：過程視角、開發(fā)方法視角和工具視角，如圖１所示。其中，軟件過程是軟件工程項(xiàng)目管理控制的基礎(chǔ)，它形成了一個(gè)環(huán)境以便于技術(shù)方法的采用、工作產(chǎn)品（模型、文檔、數(shù)據(jù)、報(bào)告、表格等）的產(chǎn)生、里程碑的建立、質(zhì)量的保證和正常變更的正確管理等；軟件工程方法為建造軟件提供技術(shù)上的解決方法（“），如何做”涉及到需求分析、設(shè)計(jì)建模、編程、測試等軟件工程工具為過程和方法提供自動(dòng)化或半自方面；動(dòng)化的支持

。

２　多視角教學(xué)體系

軟件工程涉及的內(nèi)容十分龐雜，我們難以用一個(gè)統(tǒng)一的視角讓學(xué)生去理解和應(yīng)用軟件工程。這就如同我們在觀察教室里的講桌一樣，必須通過前方、后方、上方以及內(nèi)部等多個(gè)視角，才能完整地看清這個(gè)講桌。

圖１　軟件工程的過程、方法和工具視角對核心概念的關(guān)注點(diǎn)簡圖

２．１　過程視角

我們在開發(fā)當(dāng)中存在一系列的活動(dòng)，這些活動(dòng)可（基本活動(dòng)，如問題定義活動(dòng)、可分為ＢａｓｉｃＡｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　行性研究活動(dòng)、需求分析活動(dòng)、設(shè)計(jì)活動(dòng)、實(shí)施活動(dòng)、測試活動(dòng)、部署活動(dòng)等）和Ｕｍ保護(hù)性ｂｒｅｌｌａＡｃｔｉｖｉｔｉｅｓ（　

活動(dòng)，如風(fēng)險(xiǎn)管理活動(dòng)、計(jì)劃活動(dòng)、項(xiàng)目跟蹤活動(dòng)、質(zhì)量。后者也常常被統(tǒng)保證活動(dòng)和軟件配置管理活動(dòng)等）

稱為項(xiàng)目管理活動(dòng)。這些活動(dòng)是軟件開發(fā)過程的要素。也就是說，軟件過程由開發(fā)或維護(hù)軟件及其相關(guān)產(chǎn)品的一系列活動(dòng)構(gòu)成，這些活動(dòng)從不同的方面定義了軟件開發(fā)中的步驟、交付物、涉眾及其職責(zé)等流程要素。如圖２所示：客戶需求是軟件開發(fā)過程的輸入，它

啟動(dòng)了整個(gè)軟件的開發(fā)；人力和工具作為資源進(jìn)入到過程里，為開發(fā)過程提供人力、物力保障；預(yù)算、計(jì)劃和進(jìn)度和質(zhì)量；最標(biāo)準(zhǔn)用來控制軟件開發(fā)過程的費(fèi)用、

后，代碼和相關(guān)文檔（如用戶需求規(guī)約文檔、系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔、測試報(bào)告和用戶使用說明書等）作為整個(gè)開發(fā)過程的輸出。其中的過程以基本活動(dòng)為中心，以保護(hù)性。之所以被描述為“，活動(dòng)為保障，像一個(gè)“黑箱”黑箱”是因?yàn)槲覀兊能浖_發(fā)過程不像硬件制造過程那樣直觀、明確。我們可以迅速地掌握汽車生產(chǎn)車間的日產(chǎn)量和質(zhì)量情況，可以“可視”地觀測汽車的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。機(jī)械化的生產(chǎn)線使得管理者不必過多關(guān)注“人”的因素，生產(chǎn)線上的汽車很少在生產(chǎn)過程中發(fā)生需求變更，

新的需求會(huì)在新的品牌或型號(hào)中體現(xiàn)。然而在軟件開由于存在著團(tuán)隊(duì)協(xié)作、需求變更、設(shè)計(jì)缺陷發(fā)過程中，

和代碼Ｂ我們很難掌握軟件的實(shí)際開發(fā)效ｕｇ等問題，產(chǎn)品”是由一系列的文檔和代碼組成，這率和質(zhì)量�！�

些介質(zhì)很難直接觀察。軟件是一個(gè)依靠人來開發(fā)的高技術(shù)含量的產(chǎn)品，而“人”的復(fù)雜性特點(diǎn)常常給項(xiàng)目帶來不易預(yù)知的問題。另外，客戶的需求變更在軟件開，發(fā)過程中幾乎是“常態(tài)”這些變更常常給軟件開發(fā)過程造成混亂，甚至失控

。

言的不斷發(fā)展，開發(fā)人員不再像使用機(jī)器語言那樣深、如Ｆ陷于硬件的細(xì)節(jié)當(dāng)中。一些開發(fā)語言，ｏｒｔｒａｎＰａｓｃａｌ和Ｃ語言等鼓勵(lì)開發(fā)人員從過程或函數(shù)的角

自頂向下設(shè)計(jì)和逐步求精度考慮問題。結(jié)構(gòu)化編程、

等方法將ＰＯＰ推向頂峰。為了開發(fā)一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，開發(fā)人員首先考慮什么功能應(yīng)該被實(shí)現(xiàn)。這種方法的常見的缺點(diǎn)是所開發(fā)出的系統(tǒng)往往可復(fù)用性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性較差。

（）面向?qū)ο蟮木幊蹋ǎ玻铮猓澹悖簦铮颍椋澹睿簦澹洌颍铮颍幔恚。辏穑?/p>

，。隨著軟件開發(fā)所涉及問題的復(fù)雜性不ｍｉｎＯＯＰ）ｇ斷增強(qiáng)，規(guī)模不斷擴(kuò)大，很多問題難以規(guī)范解決，繼而人們開始以全新的在上世紀(jì)６０年代產(chǎn)生了軟件危機(jī)，面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)運(yùn)思維方式重新審視軟件開發(fā)方法，

６］

。面向?qū)ο蟮木幊谭缎凸膭?lì)程序員按照數(shù)據(jù)類而生［

型考慮問題。程序按照數(shù)據(jù)類型及其層次構(gòu)造。在基本的程序構(gòu)造塊是類和對象。一個(gè)對象是ＯＯＰ中，

存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的一個(gè)信息包。每個(gè)對象都和一個(gè)數(shù)據(jù)類型關(guān)聯(lián)，這個(gè)數(shù)據(jù)類型決定了這個(gè)數(shù)據(jù)對象能夠做什么。所有的編程語言都有自己內(nèi)嵌的數(shù)據(jù)類型。通常，程序員會(huì)定義自己的（復(fù)雜的）數(shù)據(jù)類型及以描述應(yīng)用系統(tǒng)中的特定實(shí)體。典型的其層次結(jié)構(gòu)，

、面向?qū)ο蟮恼Z言有ＪａｖａＣ＃、Ｃ＋＋和Ｄｅｌｈｉ等。作ｐ為當(dāng)前軟件工業(yè)界主流的開發(fā)方法，ＯＯＰ并非萬能，特別是在多語言開發(fā)環(huán)境、復(fù)雜系統(tǒng)解耦、開發(fā)版本控

圖２　軟件開發(fā)過程的“黑箱”圖解

制、需求變更控制和“黑盒”復(fù)用等方面，還存在著諸多難以克服的問題。

）面向方面的編程（（３ａｓｅｃｔｏｒｉｅｎｔｅｄｒｏｒａｍ－�。穑穑�

，）。面向方面的編程是一種較新的開發(fā)范ｍｉｎＡＯＰｇ

提出了一種分離軟件開發(fā)關(guān)注點(diǎn)的新技術(shù)。它型，

使系統(tǒng)中的交叉層面模塊化。像對象一樣，方面可能出現(xiàn)在軟件開發(fā)生命周期的任何階段。交叉層次的通常例子是設(shè)計(jì)或架構(gòu)約束、系統(tǒng)屬性或行為（例，如記錄日志和錯(cuò)誤恢復(fù)）以及特征。ＡＯＰ同時(shí)支持包括程序塊結(jié)構(gòu)、對象結(jié)構(gòu)、模不同的模塊化方式，

塊繼承等。簡單的層次結(jié)構(gòu)不能滿足ＡＯＰ捕捉復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此ＡＯ使得從Ｐ試圖探索不同的機(jī)制，不同的視圖去觀察和實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)成為可能。為了人們從Ｊ達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，ａｖａ語言擴(kuò)展出了一種新的。語言：ＡｓｅｃｔＪｐ

（４）面向組件的編程（ｃｏｍｏｎｅｎｔｏｒｉｅｎｔｅｄｒｏ－　－ｐｐ

，。面向組件的編程使程序能夠利用ｒａｍｍｉｎＣＯＰ）ｇｇ

預(yù)先建立的、可復(fù)用的、自包含的軟件組件來構(gòu)建。這些組件必須滿足某些預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)，如接口、連接方版本和部署要求等。組件可以是各種形式和尺寸，式、

如只展示單一功能的小粒度的樹型控件，或包含很多功能的大粒度組件等。原則上，每個(gè)組件都獨(dú)立于上

軟件企業(yè)中，個(gè)體和團(tuán)隊(duì)的開發(fā)過程是不同的。個(gè)體軟件過程關(guān)注于項(xiàng)目單個(gè)成員的開發(fā)流程、任務(wù)、交付物和度量標(biāo)準(zhǔn)，而團(tuán)隊(duì)軟件過程則關(guān)注于團(tuán)隊(duì)整體的目標(biāo)、流程、職責(zé)和度量標(biāo)準(zhǔn)。此外，不同軟件企業(yè)對開發(fā)過程的組織能力是不同的，這種能力已經(jīng)成為影響軟件質(zhì)量的關(guān)鍵。國際上已經(jīng)建立了一個(gè)軟件，過程能力成熟度模型（以評價(jià)軟件企業(yè)的過程ＣＭＭ）能力。

另一個(gè)需要在教學(xué)中重點(diǎn)講述的內(nèi)容，是針對不同項(xiàng)目的特點(diǎn)以及軟件企業(yè)的自身情況，如何將諸多活動(dòng)”有機(jī)地組織在一起，以便能夠在目標(biāo)軟件開發(fā)“

成本內(nèi)高質(zhì)量地完成軟件開發(fā)任務(wù)。這是一個(gè)重要的問題。２．２　方法視角

根據(jù)軟件開發(fā)所采用的主要技術(shù)、概念或思想，可以對軟件工程方法進(jìn)行分類和描述。如果某個(gè)特殊的被用來進(jìn)行軟件開發(fā)，我們稱這軟件工程方法稱為Ｘ，

。幾種主要的方法有：是Ｘ－ＯｒｉｅｎｔｅｄＰｒｏｒａｍｍｉｎ�。纾�

（１）面向過程的編程（ｒｏｃｅｄｕｒｅｏｒｉｅｎｔｅｄｒｏ－�。穑�，。隨著軟件操作系統(tǒng)和軟件開發(fā)語ｒａｍｍｉｎＰＯＰ）ｇｇ

下文，都是可復(fù)用的。ＣＯＰ通過組裝組件來開發(fā)系客戶統(tǒng)。ＣＯＰ是一種基于接口的編程。在ＣＯＰ中，（組件使用者）不需要關(guān)于組件如何實(shí)現(xiàn)其接口的任何客戶就不會(huì)受到接口實(shí)現(xiàn)知識(shí)。只要接口保持不變，

、變更的影響。許多組件技術(shù)諸如ＪａｖａＢｅａｎｓＣＯＲ－ＢＡ、．ＮＥＴ和ＥＪＢ等為程序員提供了實(shí)現(xiàn)ＣＯＰ應(yīng)用

程序的手段。組件被認(rèn)為是解決軟件危機(jī)的最重要的技術(shù)之一，甚至一些專家認(rèn)為，隨著基于組件的軟件工程的發(fā)展，軟件工業(yè)將發(fā)生徹底的革命。

考慮到ＯＯ我們在Ｐ是軟件工業(yè)界主流的方法，本科教學(xué)當(dāng)中以面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒橹�，以面向過程和面向組件的方法為輔。２．３　工具視角

軟件工程工具為過程和方法提供自動(dòng)化或半自動(dòng)化的支持。我們強(qiáng)調(diào)軟件工程工具的原因是：（）軟件工程工具對于軟件企業(yè)實(shí)施軟件工程１

非常重要。想象一下人類對汽車和飛機(jī)的依賴，就

知道工具的重要性了。隨著軟件工業(yè)的快速發(fā)展，軟件企業(yè)越來越重視和依賴軟件工程的工具，以此來提高軟件的開發(fā)效率和開發(fā)質(zhì)量，并降低開發(fā)成本。

（）軟件工程工具可以輔助學(xué)習(xí)者對軟件工程理２

論的學(xué)習(xí)。軟件工程理論往往較為抽象和復(fù)雜。通過對工具的使用，學(xué)習(xí)者可以直觀和深入地理解這些理論。在本課程的實(shí)驗(yàn)部分，我們特地安排了工具內(nèi)容。這些軟件工程工具對于培養(yǎng)學(xué)生的需求分析歸納能力、軟件設(shè)計(jì)能力、項(xiàng)目實(shí)施能力、測試能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)造性思維能力，具有重要的作用。

由于軟件工程涉及的內(nèi)容較多、范圍較廣，并且目前還缺乏所謂軟件企業(yè)對工具的需求差異較大，

的“萬能”解決工具。很多軟件工程工具的開發(fā)商各自提出了一系列的只解決部分問題的工具，其中一些典型的軟件工程工具及建議的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)如圖３所示，其中

：

圖３　工具和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合進(jìn)程示意圖

軟件工程》實(shí)驗(yàn)分為５個(gè)環(huán)節(jié)，前４環(huán)１）整個(gè)《　�。�

節(jié)分別側(cè)重于某些特定的工具，而最后一個(gè)環(huán)節(jié)則是工具及其綜合運(yùn)用。

（）需求管理工具，。該工具通過如Ｒ２ｅｕｅｓｔＰｒｏｑ

分析和管理應(yīng)用需求和使用案例來跟蹤項(xiàng)目，創(chuàng)建、

把熟悉、易用的ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｏｒｄ文檔與數(shù)據(jù)庫功能　結(jié)合起來，具備有效的需求分析和查詢能力。Ｒｅｕｉ－ｑ讓小組知道做出修改后ｓｔＰｒｏ可以使通信更加方便，

的影響，確保組內(nèi)的每個(gè)人都能及時(shí)得到需求信息以確保一致性，并為分布式的小組提供基于Ｗｅｂ的需求管理能力，改善團(tuán)隊(duì)合作并減少項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。（３）過程工具，如ＲａｔｉｏｎａｌＵｎｉｆｉｅｄＰｒｏｃｅｓｓ　�。�。這是一個(gè)靈活的軟件開發(fā)過程平臺(tái)，借助它ＲＵＰ）

可配置的構(gòu)架，ＲＵＰ使項(xiàng)目管理者能夠只選擇和部署項(xiàng)目的每個(gè)階段需要的流程構(gòu)件。ＲＵＰ平臺(tái)以業(yè)界公認(rèn)的軟件工程最佳經(jīng)驗(yàn)為核心，包含配置ＲＵＰ以

滿足項(xiàng)目特定需求的工具。

（）系統(tǒng)建模型工具，，如Ｒ４ｏｓｅＲａｔｉｏｎａｌＳｏｆｔｗａｒｅ　

，，ＲａｔｉｏｎａｌＳｏｆｔｗａｒｅＡｒｃｈｉｔｅｃｔ等。Ｍｏｄｅｌｅｒ　�。ǎ担┳兏芾砗桶姹究刂乒ぞ�，如Ｒａｔｉｏｎａｌ。ＣｌｅａｒＣａｓｅ（）測試工具，如自動(dòng)化的Ｗ６ｅｂ和桌面應(yīng)用程序

，，測試工具Ｒ系統(tǒng)ａｔｉｏｎａｌＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＴｅｓｔｅｒＲａｔｉｏｎａｌ　　，性能測試工具Ｐ系統(tǒng)運(yùn)行狀況分ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｅｓｔｅｒ　析工具ＲａｔｉｏｎａｌＰｕｒｉｆＰｌｕｓ等�！。�

３　實(shí)踐效果

從２軟件工程”課程教學(xué)改革以００１年開始實(shí)施“來，課程組不斷更新和改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，研究軟件工程的核心概念，完善基于３個(gè)標(biāo)準(zhǔn)視角的教學(xué)體系，并將研究成果應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)。同時(shí)，我們積極和企業(yè)合作，

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34基于核心概念的現(xiàn)代軟件工程多視角教學(xué)體系及實(shí)踐