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本書是國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流本科課程軟件工程的指定教材，主要介紹軟件過(guò)程、面向?qū)ο筌浖治雠c設(shè)計(jì)、軟件質(zhì)量與項(xiàng)目管理三大部分內(nèi)容。全書共14章，內(nèi)容包括軟件工程概述、軟件過(guò)程、敏捷軟件過(guò)程、軟件過(guò)程改進(jìn)、面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)方法、UML建模技術(shù)、面向?qū)ο蠓治�、面向�(qū)ο笤O(shè)計(jì)、軟件復(fù)用、軟件模式、軟件質(zhì)量、軟件測(cè)試策略、面向?qū)ο蟮能浖䴗y(cè)試、軟件項(xiàng)目管理。
本書可作為高等院校計(jì)算機(jī)類和信息類相關(guān)專業(yè)軟件工程課程的教材，也可供相關(guān)專業(yè)師生、科技工作者及軟件研發(fā)人員學(xué)習(xí)與參考。

成功的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)必定是一方面滿足用戶需求且使用起來(lái)得心應(yīng)手，另一方面能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)無(wú)故障運(yùn)行且容易維護(hù)。這樣的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)必須依照規(guī)范、采用工程化方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)與運(yùn)維。軟件工程（Software Engineering）是一門指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科，主要研究如何應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的科學(xué)理論和工程技術(shù)來(lái)指導(dǎo)大型軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，是涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程科學(xué)、管理科學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的一門綜合性的交叉學(xué)科。
軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)覆蓋軟件的問(wèn)題定義、需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、測(cè)試等軟件開(kāi)發(fā)的各方面。通過(guò)軟件工程課程學(xué)習(xí)，可以提高軟件開(kāi)發(fā)、測(cè)試、維護(hù)的效率，降低軟件開(kāi)發(fā)成本，保證軟件可靠性和安全性。為了國(guó)家級(jí)一流課程建設(shè)與教學(xué)的需要，完善軟件工程國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流課程教材內(nèi)容，出版本書。
本書期望達(dá)到如下目的。
（1）為學(xué)生提供系統(tǒng)化的軟件工程知識(shí)框架，幫助其理解軟件工程的基本概念、原理，為學(xué)生提供實(shí)用軟件開(kāi)發(fā)技能，培養(yǎng)其高效率開(kāi)發(fā)高質(zhì)量軟件的能力，提高其在就業(yè)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。
（2）以軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程這一復(fù)雜工程問(wèn)題為例，明確該過(guò)程中采用的技術(shù)方法，包括軟件工程在內(nèi)的專業(yè)知識(shí)，體現(xiàn)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程系統(tǒng)化的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)技術(shù)方法分析與解決復(fù)雜軟件工程問(wèn)題的能力。
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（4）在軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，促進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)成員間的交流和合作，使其能夠更好地協(xié)作和溝通，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)體創(chuàng)新能力。
縱覽軟件工程已出版教材，編寫本書還為了體現(xiàn)如下3方面的特色。
（1）本書以軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各個(gè)活動(dòng)為主線，不僅強(qiáng)調(diào)軟件工程內(nèi)容的整體性，并且通過(guò)先行課和后續(xù)課凸顯軟件工程專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性。
（2）本書以面向?qū)ο筌浖こ虨橹骶€，介紹面向?qū)ο筮^(guò)程模型、面向?qū)ο笮枨蠓治�、面向�(qū)ο筌浖O(shè)計(jì)、面向?qū)ο鬁y(cè)試等；同時(shí)，在技術(shù)與工具方面，則以面向?qū)ο蟮腢ML建模為主。
（3）在研討軟件工程理論、技術(shù)方法與工具的基礎(chǔ)上，以實(shí)際開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)智能居家養(yǎng)老平臺(tái)為案例，串聯(lián)并闡述本書的各部分內(nèi)容。本書第1、2和14章由張曉龍編著，第3、4和11章由高峰編著，第5～8章由劉茂福編著，第9和10章由王磊與劉茂福共同編著，第12和13章由王磊與高峰共同編著，全書由劉茂福和張曉龍統(tǒng)稿。
在本書的成稿過(guò)程中得到了清華大學(xué)出版社和龍啟銘編輯的鼎力協(xié)助。此外，本書引用了一些專家學(xué)者的研究成果，在此一并表示感謝。

編者
2024年1月

第1章軟件工程概述/1
1.1軟件的概念、特點(diǎn)與分類1
1.1.1軟件的概念1
1.1.2軟件的特點(diǎn)2
1.1.3軟件的分類3
1.2軟件危機(jī)4
1.2.1軟件危機(jī)的出現(xiàn)4
1.2.2產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因5
1.2.3消除軟件危機(jī)的途徑5
1.3軟件工程6
1.3.1軟件工程的定義6
1.3.2軟件工程的基本原理7
1.3.3軟件工程的框架7
1.3.4軟件工程方法學(xué)7
1.4軟件的生命周期10
1.4.1軟件生命周期及其各個(gè)階段10
1.4.2軟件生命周期模型11
1.5軟件工程的目標(biāo)和原則12
1.5.1軟件工程的基本目標(biāo)12
1.5.2軟件工程的原則12
1.6本章小結(jié)13
習(xí)題113
第2章軟件過(guò)程/14
2.1軟件過(guò)程概述14
2.2通用過(guò)程模型15
2.2.1過(guò)程框架15
2.2.2普適性活動(dòng)15
2.2.3過(guò)程的適應(yīng)性調(diào)整16
2.2.4過(guò)程流16
2.3慣用過(guò)程模型17〖1〗軟件工程目錄〖3〗〖3〗2.3.1瀑布模型17
2.3.2增量過(guò)程模型20
2.3.3演化過(guò)程模型21
2.3.4并發(fā)模型23
2.4專用過(guò)程模型23
2.4.1基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)24
2.4.2形式化方法模型25
2.4.3面向方面的軟件開(kāi)發(fā)26
2.5統(tǒng)一過(guò)程模型26
2.5.1統(tǒng)一過(guò)程簡(jiǎn)介26
2.5.2統(tǒng)一過(guò)程開(kāi)發(fā)階段27
2.5.3統(tǒng)一過(guò)程成分28
2.6本章小結(jié)29
習(xí)題229
第3章敏捷軟件過(guò)程/30
3.1敏捷聯(lián)盟30
3.2敏捷原則32
3.3極限編程實(shí)踐34
3.3.1客戶作為團(tuán)隊(duì)成員34
3.3.2用戶故事35
3.3.3短交付周期35
3.3.4結(jié)對(duì)編程36
3.3.5持續(xù)集成與可持續(xù)開(kāi)發(fā)36
3.3.6開(kāi)放的工作空間37
3.3.7簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)37
3.3.8重構(gòu)38
3.3.9隱喻38
3.4敏捷過(guò)程模型39
3.4.1XP過(guò)程39
3.4.2Scrum40
3.5敏捷統(tǒng)一過(guò)程42
3.5.1宏觀上連續(xù)42
3.5.2微觀上迭代43
3.5.3持續(xù)增量發(fā)布43
3.5.4AUP的原則43
3.5.5何時(shí)采用AUP44
3.6本章小結(jié)44
習(xí)題345
第4章軟件過(guò)程改進(jìn)/46
4.1能力成熟度模型46
4.1.1CMM的5層體系結(jié)構(gòu)48
4.1.2成熟度級(jí)別的行為特征49
4.1.3CMM的評(píng)估和評(píng)價(jià)方法51
4.2能力成熟度模型集成52
4.2.1從CMM到CMMI52
4.2.2CMMI體系52
4.2.3CMMI過(guò)程域57
4.2.4CMMI評(píng)估方式SCAMPI58
4.3個(gè)人軟件過(guò)程59
4.3.1個(gè)人軟件過(guò)程簡(jiǎn)介59
4.3.2PSP的結(jié)構(gòu)59
4.3.3PSP過(guò)程59
4.4團(tuán)隊(duì)軟件過(guò)程60
4.4.1團(tuán)隊(duì)軟件過(guò)程簡(jiǎn)介60
4.4.2TSP的團(tuán)隊(duì)管理組合61
4.4.3TSP的6條原則61
4.5能力成熟度模型與軟件過(guò)程之間的關(guān)系61
4.5.1能力成熟度模型與軟件過(guò)程的有機(jī)結(jié)合61
4.5.2CMM/TSP/PSP的一些建議62
4.6本章小結(jié)62
習(xí)題463
第5章面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)方法/64
5.1面向?qū)ο蠡咎卣?4
5.2面向?qū)ο蠡靖拍?7
5.3面向?qū)ο蠓椒?8
5.3.1面向?qū)ο蠓治?8
5.3.2OOA主要原則68
5.3.3面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型69
5.3.4面向?qū)ο蠼＿^(guò)程70
5.4本章小結(jié)73
習(xí)題573
第6章UML建模技術(shù)/74
6.1面向?qū)ο蠼＜癠ML簡(jiǎn)介74
6.1.1面向?qū)ο蠼?4
6.1.2UML簡(jiǎn)介74
6.2用例視圖75
6.2.1活動(dòng)者75
6.2.2用例76
6.2.3用例圖內(nèi)元素的關(guān)系76
6.3靜態(tài)模型圖78
6.3.1類圖78
6.3.2構(gòu)件圖81
6.3.3部署圖82
6.4動(dòng)態(tài)模型圖83
6.4.1序列圖83
6.4.2協(xié)作圖84
6.4.3狀態(tài)圖86
6.4.4活動(dòng)圖87
6.5本章小結(jié)91
習(xí)題691
第7章面向?qū)ο蠓治?92
7.1需求工程92
7.1.1需求工程92
7.1.2起始95
7.1.3需求獲取97
7.2需求分析：用例模型98
7.2.1開(kāi)發(fā)用例99
7.2.2創(chuàng)建初始用例100
7.2.3細(xì)化初始用例102
7.2.4編寫正式用例102
7.3需求分析：類模型103
7.3.1識(shí)別分析類104
7.3.2描述屬性105
7.3.3定義操作105
7.3.4類職責(zé)協(xié)作者建模107
7.4需求分析：行為模型108
7.4.1識(shí)別用例事件108
7.4.2狀態(tài)表達(dá)110
7.5本章小結(jié)110
習(xí)題7111
第8章面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)/112
8.1設(shè)計(jì)過(guò)程112
8.1.1軟件質(zhì)量指導(dǎo)原則和屬性112
8.1.2軟件設(shè)計(jì)的演化113
8.2設(shè)計(jì)概念114
8.2.1抽象114
8.2.2體系結(jié)構(gòu)115
8.2.3模式116
8.2.4關(guān)注點(diǎn)分離116
8.2.5模塊化116
8.2.6信息隱蔽117
8.2.7功能獨(dú)立118
8.3設(shè)計(jì)模型118
8.3.1數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)元素118
8.3.2體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)元素119
8.3.3接口設(shè)計(jì)元素119
8.3.4構(gòu)件級(jí)設(shè)計(jì)元素120
8.4體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)120
8.4.1體系結(jié)構(gòu)類型121
8.4.2體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格121
8.4.3體系結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單分類122
8.4.4體系結(jié)構(gòu)考慮要素123
8.4.5體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)124
8.5構(gòu)件設(shè)計(jì)126
8.5.1構(gòu)件概念126
8.5.2基于類的構(gòu)件設(shè)計(jì)129
8.5.3實(shí)施構(gòu)件級(jí)設(shè)計(jì)131
8.5.4構(gòu)件的分類與檢索133
8.6用戶界面設(shè)計(jì)134
8.6.1用戶界面設(shè)計(jì)黃金原則134
8.6.2用戶界面分析與設(shè)計(jì)135
8.6.3界面分析136
8.6.4界面設(shè)計(jì)步驟137
8.6.5設(shè)計(jì)評(píng)估137
8.7本章小結(jié)138
習(xí)題8138
第9章軟件復(fù)用/139
9.1結(jié)構(gòu)化軟件復(fù)用139
9.2面向?qū)ο筌浖䦶?fù)用144
9.3基于軟件復(fù)用的軟件工程148
9.4本章小結(jié)151
習(xí)題9151
第10章軟件模式/152
10.1分析模式152
10.2設(shè)計(jì)模式153
10.2.1創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式153
10.2.2結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式158
10.2.3行為型設(shè)計(jì)模式162
10.3本章小結(jié)166
習(xí)題10166
第11章軟件質(zhì)量/167
11.1軟件質(zhì)量概念167
11.1.1符合性質(zhì)量的概念167
11.1.2適用性質(zhì)量的概念167
11.1.3廣義質(zhì)量的概念168
11.1.4質(zhì)量因客戶而存在170
11.1.5不同的質(zhì)量觀點(diǎn)172
11.1.6質(zhì)量屬性174
11.1.7軟件過(guò)程和軟件質(zhì)量175
11.2軟件質(zhì)量實(shí)現(xiàn)178
11.2.1軟件質(zhì)量控制179
11.2.2軟件質(zhì)量保證179
11.2.3缺陷預(yù)防181
11.2.4質(zhì)量成本181
11.2.5軟件評(píng)審182
11.2.6軟件可靠性與安全187
11.3軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)188
11.3.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)188
11.3.2國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)189
11.3.3行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)189
11.3.4企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)190
11.3.5項(xiàng)目規(guī)范190
11.4本章小結(jié)190
習(xí)題11190
第12章軟件測(cè)試策略/191
12.1軟件測(cè)試的策略性方法191
12.1.1驗(yàn)證與確認(rèn)191
12.1.2軟件測(cè)試組織191
12.1.3軟件測(cè)試策略宏觀192
12.1.4測(cè)試完成的標(biāo)準(zhǔn)193
12.2策略問(wèn)題194
12.3傳統(tǒng)軟件的測(cè)試策略194
12.3.1單元測(cè)試194
12.3.2集成測(cè)試196
12.4面向?qū)ο筌浖臏y(cè)試策略198
12.4.1面向?qū)ο蟓h(huán)境中的單元測(cè)試198
12.4.2面向?qū)ο蟓h(huán)境中的集成測(cè)試199
12.5確認(rèn)測(cè)試199
12.5.1確認(rèn)測(cè)試準(zhǔn)則199
12.5.2配置評(píng)審200
12.5.3測(cè)試和測(cè)試200
12.6系統(tǒng)測(cè)試200
12.6.1恢復(fù)測(cè)試200
12.6.2安全測(cè)試201
12.6.3性能測(cè)試201
12.6.4部署測(cè)試201
12.7調(diào)試技巧201
12.7.1調(diào)試過(guò)程202
12.7.2調(diào)試策略202
12.8本章小結(jié)203
習(xí)題12204
第13章面向?qū)ο蟮能浖䴗y(cè)試/205
13.1擴(kuò)展測(cè)試的視野206
13.2測(cè)試OOA和OOD模型207
13.2.1OOA和OOD模型的正確性208
13.2.2面向?qū)ο竽Ｐ偷囊恢滦?08
13.3面向?qū)ο鬁y(cè)試策略209
13.3.1面向?qū)ο鬁y(cè)試的層次209
13.3.2面向?qū)ο蟓h(huán)境中的單元測(cè)試210
13.3.3面向?qū)ο蟓h(huán)境中的集成測(cè)試210
13.3.4面向?qū)ο蟓h(huán)境中的確認(rèn)測(cè)試210
13.4面向?qū)ο鬁y(cè)試方法211
13.4.1面向?qū)ο蟾拍畹臏y(cè)試用例設(shè)計(jì)含義211
13.4.2傳統(tǒng)測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法的可應(yīng)用性211
13.4.3基于故障的測(cè)試211
13.4.4基于場(chǎng)景的測(cè)試設(shè)計(jì)212
13.5類級(jí)可應(yīng)用的測(cè)試方法212
13.5.1面向?qū)ο箢惖碾S機(jī)測(cè)試212
13.5.2類級(jí)的劃分測(cè)試 213
13.6類間測(cè)試用例設(shè)計(jì)213
13.6.1多類測(cè)試214
13.6.2從行為模型導(dǎo)出的測(cè)試215
13.7本章小結(jié)216
習(xí)題13216
第14章軟件項(xiàng)目管理/217
14.1軟件項(xiàng)目管理定義及特點(diǎn)217
14.2軟件項(xiàng)目計(jì)劃218
14.2.1軟件規(guī)模估算219
14.2.2軟件成本估算222
14.2.3軟件進(jìn)度計(jì)劃225
14.3軟件項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理230
14.3.1風(fēng)險(xiǎn)的屬性和分類230
14.3.2軟件項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程231
14.4軟件質(zhì)量管理236
14.4.1軟件質(zhì)量管理的重要性及其目標(biāo)236
14.4.2軟件質(zhì)量管理活動(dòng)237
14.4.3軟件質(zhì)量缺陷管理238
14.5軟件配置管理239
14.5.1軟件配置管理的意義239
14.5.2軟件配置管理活動(dòng)240
14.5.3軟件配置管理工具243
14.6人員的組織與管理243
14.6.1人員組織過(guò)程244
14.6.2項(xiàng)目組織形式244
14.7本章小結(jié)246
習(xí)題14247
參考文獻(xiàn)/248

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