软件工程与计算(卷二)：软件开发的技术基础

作为国家精品课程“软件工程与计算”系列课程的第二门课程配套教材，本书以经典软件工程方法与技术为主线，软件开发技术与程序设计知识为教学重点，培养学生简单小组级别、中小规模软件系统的软件开发能力。
全书主要分为六部分。第一部分介绍软件工程的基本框架。第二部分介绍项目启动阶段的知识。第三部分介绍软件需求开发的基础知识，包括软件需求工程的概要、软件需求的内涵、常见的需求分析方法、软件需求文档。第四部分首先介绍软件设计的基础概念，之后沿着设计过程和设计技术两条主线，深入描述软件设计的相关知识。第五部分介绍软件构造、测试、移交与维护等软件开发的下游工程的基础知识。第六部分是对第一部分的延续，通过总结性回顾，进一步加深读者对软件工程的理解。
本书可作为高等院校软件工程、计算机及相关专业本科生软件工程课程的教材，也可作为从事软件开发的相关技术人员的参考书。

目录
软件工程教材序
《软件工程与计算》使用说明
前言
第一部分　软件工程概论
第1章　软件工程基础  2
1.1　软件  2
1.1.1　软件独立于硬件  2
1.1.2　软件是一种工具  2
1.1.3　软件的核心是程序  3
1.1.4　软件开发远比编程要复杂  3
1.1.5　应用软件基于现实又高于现实  4
1.2　软件工程  4
1.2.1　定义  4
1.2.2　软件工程是一种工程活动  4
1.2.3　软件工程的动机  5
1.2.4　软件工程是科学性、实践性和工艺性并重的  6
1.2.5　软件工程追求足够好，不是最好  8
1.2.6　软件工程的产品是基于虚拟计算机的软件方案  8
1.2.7　软件工程的最终目的  9
1.3　软件工程概览  9
1.3.1　软件工程知识域  9
1.3.2　软件开发活动  11
1.3.3　软件工程的角色分工  13
1.4　习题  14
第2章　软件工程的发展  15
2.1　软件工程的发展脉络  15
2.2　20世纪50年代的软件工程  17
2.3　20世纪60年代的软件工程  19
2.4　20世纪70年代的软件工程  22
2.5　20世纪80年代的软件工程  26
2.6　20世纪90年代的软件工程  31
2.7　21世纪00年代的软件工程  37
2.8　习题  39
第二部分　项目启动
第3章　示例项目描述  42
3.1　背景  42
3.2　目标  42
3.3　系统用户  42
3.4　用户访谈要点  43
3.5　项目实践过程  47
第4章　项目管理基础  48
4.1　项目和项目管理  48
4.2　团队组织与管理  49
4.2.1　团队的特征  49
4.2.2　团队结构  49
4.2.3　团队建设  51
4.3　软件质量保障  53
4.3.1　软件质量  53
4.3.2　质量保障  55
4.3.3　评审  56
4.3.4　质量度量  57
4.4　软件配置管理  57
4.4.1　配置管理动机  57
4.4.2　配置项  58
4.4.3　基线  58
4.4.4　配置管理活动  59
4.4.5　变更控制  60
4.5　项目实践  62
4.6　习题  62
第三部分　需求开发阶段
第5章　软件需求基础  66
5.1　引言  66
5.2　需求工程基础  67
5.2.1　需求工程简介  67
5.2.2　需求工程活动  67
5.2.3　需求获取  68
5.2.4　需求分析  69
5.2.5　需求规格说明  70
5.2.6　需求验证  70
5.2.7　需求管理  71
5.3　需求基础  71
5.3.1　需求  71
5.3.2　需求的层次性  71
5.3.3　结合层次性的需求开发  73
5.3.4　区分需求、问题域与规格说明  74
5.4　需求分类  75
5.4.1　需求谱系  75
5.4.2　软件需求的分类  76
5.5　项目实践  79
5.6　习题  80
第6章　需求分析方法  82
6.1　需求分析基础  82
6.1.1　需求分析的原因  82
6.1.2　需求分析模型  83
6.2　结构化分析  84
6.2.1　结构化分析方法  84
6.2.2　数据流图  85
6.2.3　实体关系图  90
6.3　面向对象分析  92
6.3.1　面向对象分析方法  92
6.3.2　用例  93
6.3.3　用例图  94
6.3.4　用例描述  96
6.3.5　概念类图（领域模型）  98
6.3.6　交互图（顺序图）  104
6.3.7　状态图  106
6.4　使用需求分析方法细化和明确需求  108
6.4.1　细化和明确需求内容  108
6.4.2　建立系统级需求  109
6.5　项目实践  112
6.6　习题  113
第7章　需求文档化与验证  115
7.1　文档化的原因  115
7.2　需求文档基础  115
7.2.1　需求文档的交流对象  115
7.2.2　用例文档  116
7.2.3　软件需求规格说明文档  116
7.3　需求文档化要点  118
7.3.1　技术文档写作要点  118
7.3.2　需求书写要点  119
7.3.3　软件需求规格说明文档书写要点  120
7.4　评审软件需求规格说明文档  121
7.4.1　需求验证与确认  121
7.4.2　评审需求的注意事项  121
7.5　以需求为基础开发系统测试用例  122
7.5.1　开发测试用例套件  123
7.5.2　开发测试用例  125
7.6　度量需求  125
7.7　将需求制品纳入配置管理  129
7.8　项目实践  130
7.9　习题  130
第四部分　软件设计
第8章　软件设计基础  133
8.1　软件设计思想的发展  133
8.2　软件设计的核心思想  134
8.3　理解软件设计  135
8.3.1　设计与软件设计  135
8.3.2　工程设计与艺术设计  136
8.3.3　理性主义和经验主义  137
8.3.4　软件设计的演化性  137
8.3.5　软件设计的决策性  138
8.3.6　软件设计的约束满足和多样性 138
8.4　软件设计的分层  139
8.5　软件设计过程的主要活动  140
8.6　软件设计的方法和模型  140
8.6.1　软件设计的方法  140
8.6.2　软件设计的模型  141
8.7　软件设计描述  141
8.7.1　设计视图和设计图  142
8.7.2　设计视角和设计关注  143
8.7.3　需求和涉众  144
8.7.4　设计理由  144
8.7.5　设计描述的模板  145
8.7.6　软件设计文档书写要点  145
8.8　项目实践  146
8.9　习题  146
第9章　软件体系结构基础  148
9.1　软件体系结构的发展  148
9.2　理解软件体系结构  148
9.2.1　定义  148
9.2.2　区分软件体系结构的抽象与实现  149
9.2.3　部件  150
9.2.4　连接件  150
9.2.5　配置  151
9.3　体系结构风格初步  153
9.3.1　主程序/子程序  153
9.3.2　面向对象式  154
9.3.3　分层  156
9.3.4　MVC  157
9.4　项目实践  159
9.5　习题  159
第10章　软件体系结构设计与构建  160
10.1　体系结构设计过程  160
10.1.1　分析关键需求和项目约束  160
10.1.2　选择体系结构风格  162
10.1.3　软件体系结构逻辑设计  162
10.1.4　软件体系结构实现  165
10.1.5　完善软件体系结构设计  170
10.1.6　定义构件接口  172
10.2　体系结构的原型构建  173
10.2.1　包的创建  173
10.2.2　重要文件的创建  174
10.2.3　定义构件之间的接口  174
10.2.4　关键需求的实现  175
10.3　体系结构集成与测试  175
10.3.1　集成的策略  175
10.3.2　桩、驱动与集成测试用例  177
10.4　软件体系结构设计文档描述  180
10.5　体系结构评审  181
10.6　项目实践  181
10.7　习题  182
第11章　人机交互设计  183
11.1　引言  183
11.2　人机交互设计的目标  184
11.3　人机交互设计的人类因素  185
11.3.1　精神模型  185
11.3.2　差异性  186
11.4　人机交互设计的计算机因素  186
11.4.1　可视化设计  186
11.4.2　常见界面类型  187
11.5　人机交互设计的交互性  188
11.5.1　导航  188
11.5.2　反馈  189
11.5.3　一些人机交互设计原则  190
11.6　人机交互设计过程  192
11.6.1　基本过程  192
11.6.2　示例  193
11.7　项目实践  195
11.8　习题  195
第12章　详细设计的基础  197
12.1　详细设计概述  197
12.1.1　详细设计出发点  197
12.1.2　详细设计的上下文  198
12.2　结构化设计  199
12.2.1　结构化设计的思想  199
12.2.2　结构化设计的过程  200
12.3　面向对象设计  202
12.3.1　面向对象设计的思想  202
12.3.2　面向对象设计的过程  202
12.3.3　通过职责建立静态模型  203
12.3.4　通过协作建立动态模型  206
12.4　为类间协作开发集成测试用例  210
12.5　详细设计文档描述  212
12.6　详细设计的评审  213
12.7　项目实践  213
12.8　习题  213
第13章　详细设计中的模块化与信息隐藏  215
13.1　模块化与信息隐藏思想  215
13.1.1　设计质量  215
13.1.2　模块化与信息隐藏思想的动机  215
13.1.3　模块化与信息隐藏思想的发展  216
13.2　模块化  217
13.2.1　分解与模块化  217
13.2.2　结构化设计中的耦合  219
13.2.3　结构化设计中的内聚  220
13.2.4　回顾：MSCS系统设计中的模块化思想  221
13.3　信息隐藏  222
13.3.1　抽象与信息隐藏  222
13.3.2　信息与隐藏  224
13.3.3　模块说明  225
13.3.4　回顾：MSCS系统设计中的信息思想  226
13.4　习题  226
第14章　详细设计中面向对象方法下的模块化  228
14.1　面向对象中的模块  228
14.1.1　类  228
14.1.2　类之间的联系  228
14.2　访问耦合  229
14.2.1　访问耦合的分析  229
14.2.2　降低访问耦合的方法  230
14.3　继承耦合  234
14.3.1　继承耦合的分析  234
14.3.2　降低继承耦合的方法  235
14.4　内聚  237
14.4.1　面向对象中的内聚  237
14.4.2　提高内聚的方法  238
14.5　耦合与内聚的度量  241
14.5.1　耦合的度量  241
14.5.2　内聚的度量  242
14.6　项目实践  243
14.7　习题  243
第15章　详细设计中面向对象方法下的信息隐藏  246
15.1　封装类的职责  246
15.1.1　类的职责  246
15.1.2　封装——分离接口与实现  247
15.1.3　封装实现细节  247
15.2　为变更而设计  251
15.2.1　封装变更/开闭原则  251
15.2.2　多态  252
15.2.3　依赖倒置原则  253
15.2.4　总结  257
15.3　项目实践  257
15.4　习题  258
第16章　详细设计的设计模式  262
16.1　设计模式基础  262
16.2　可修改性及其基本实现机制  262
16.3　策略模式  265
16.3.1　典型问题  265
16.3.2　设计分析  266
16.3.3　解决方案  266
16.3.4　模式实例  268
16.4　抽象工厂模式  270
16.4.1　典型问题  270
16.4.2　设计分析  272
16.4.3　解决方案  272
16.4.4　模式实例  274
16.5　单件模式  276
16.5.1　典型问题  276
16.5.2　设计分析  276
16.5.3　解决方案  276
16.5.4　模式实例  277
16.6　迭代器模式  277
16.6.1　典型问题  277
16.6.2　设计分析  279
16.6.3　解决方案  279
16.6.4　模式实例  280
16.7　项目实践  280
16.8　习题  280
第五部分　软件构造、测试、交付与维护
第17章　软件构造  282
17.1　概述  282
17.1.1　软件构造的定义  282
17.1.2　软件构造是设计的延续  283
17.2　软件构造活动  283
17.2.1　详细设计  283
17.2.2　编程  284
17.2.3　测试  284
17.2.4　调试  285
17.2.5　代码评审  286
17.2.6　集成与构建  288
17.2.7　构造管理  288
17.3　软件构造实践方法  288
17.3.1　重构  289
17.3.2　测试驱动开发  291
17.3.3　结对编程  295
17.4　项目实践  295
17.5　习题  296
第18章　代码设计  298
18.1　设计易读的代码  298
18.1.1　格式  298
18.1.2　命名  302
18.1.3　注释  302
18.2　设计易维护的代码  304
18.2.1　小型任务  305
18.2.2　复杂决策  306
18.2.3　数据使用  308
18.2.4　明确依赖关系  308
18.3　设计可靠的代码  308
18.3.1　契约式设计  308
18.3.2　防御式编程  310
18.4　使用模型辅助设计复杂代码  310
18.4.1　决策表  311
18.4.2　伪代码  311
18.4.3　程序流程图  313
18.5　为代码开发单元测试用例  313
18.5.1　为方法开发测试用例  313
18.5.2　使用Mock Object测试类方法  313
18.5.3　为类开发测试用例  315
18.6　代码复杂度度量  316
18.7　问题代码  317
18.8　项目实践  318
18.9　习题  319
第19章　软件测试  320
19.1　引言  320
19.1.1　验证与确认  320
19.1.2　软件测试的目标  321
19.1.3　测试用例  321
19.1.4　桩与驱动  321
19.1.5　缺陷、错误与失败  322
19.2　测试层次  323
19.2.1　测试层次的划分  323
19.2.2　单元测试  323
19.2.3　集成测试  324
19.2.4　系统测试  325
19.3　测试技术  325
19.3.1　测试用例的选择  325
19.3.2　随机测试  326
19.3.3　基于规格的技术——黑盒测试方法  327
19.3.4　基于代码的技术——白盒测试方法  329
19.3.5　特定测试技术  331
19.4　测试活动  331
19.5　测试度量  334
19.6　项目实践  334
19.7　习题  335
第20章　软件交付  336
20.1　安装与部署  336
20.1.1　安装  336
20.1.2　部署  337
20.2　培训与文档支持  338
20.2.1　培训  338
20.2.2　文档支持  339
20.3　项目评价  341
20.3.1　项目评价的原因  341
20.3.2　项目评价的内容  341
20.3.3　项目评价的方法  341
20.3.4　注意事项  343
20.4　项目实践  343
20.5　习题  344
第21章　软件维护与演化  345
21.1　软件维护  345
21.1.1　软件可修改性与软件维护  345
21.1.2　软件维护的类型  345
21.1.3　软件维护的高代价性  346
21.1.4　开发可维护的软件  348
21.1.5　软件维护过程与活动  349
21.2　软件演化  350
21.2.1　演化与维护  350
21.2.2　软件演化定律  351
21.2.3　软件演化生命周期模型与演化活动  352
21.3　软件维护与演化的常见技术  354
21.3.1　遗留软件  355
21.3.2　逆向工程  355
21.3.3　再工程  356
21.4　项目实践  356
21.5　习题  357
第六部分　软件过程模型
　 与职业基础
第22章　软件开发过程模型  360
22.1　软件开发的典型阶段  360
22.1.1　软件需求工程  360
22.1.2　软件设计  361
22.1.3　软件构造  361
22.1.4　软件测试  363
22.1.5　软件交付  363
22.1.6　软件维护  363
22.2　软件生命周期模型  364
22.3　软件过程模型  364
22.4　构建–修复模型  366
22.5　瀑布模型  367
22.6　增量迭代模型  368
22.7　演化模型  370
22.8　原型模型  371
22.9　螺旋模型  372
22.10　Rational统一过程  374
22.11　敏捷过程  376
22.12　习题  378
第23章　软件工程职业基础  379
23.1　软件工程职业  379
23.1.1　软件行业的发展  379
23.1.2　软件工程职业的出现  380
23.1.3　软件工程师职业素质  380
23.2　软件工程职业概况  381
23.2.1　知识体系  381
23.2.2　教育体系  381
23.2.3　职业道德规范  382
23.2.4　认证体系  382
23.2.5　行业协会  383
23.3　软件工程的行业标准  383
23.4　习题  384
附录A　软件需求规格说明文档模板  385
附录B　文档注释规范  391
附录C　软件工程道德和职业实践规范（5.2版）的八项原则  395
附录D　连锁商店管理系统（MSCS）
相关文档  399
参考文献  428