软件工程——理论与实践(附微课视频 第3版)

第1章　软件工程概述 1

1.1　软件的概念及特点　1

1.2　软件危机　2

1.2.1　软件危机的表现与产生原因　2

1.2.2　软件危机的启示　3

1.3　软件工程　4

1.3.1　软件工程的概念　4

1.3.2　软件工程的基本目标和原则　4

1.3.3　软件过程　5

1.4　软件过程模型　6

1.4.1　瀑布模型　6

1.4.2　快速原型模型　7

1.4.3　增量模型　7

1.4.4　螺旋模型　8

1.4.5　喷泉模型　9

1.4.6　基于组件的开发模型　9

1.4.7　统一软件开发过程模型　10

1.4.8　几种模型的对比　11

1.4.9　几种模型之间的关系　12

1.4.10　选择软件过程模型　12

1.4.11　软件过程模型实例　13

1.5　软件开发方法　13

1.5.1　基本的软件开发方法　14

1.5.2　开源软件开发方法　15

1.5.3　群体化软件开发方法　15

1.6　软件工程工具　16

1.7　软件工程人员的职业道德　18

1.7.1　ACM/IEEE道德准则　18

1.7.2　职业伦理　18

1.7.3　应该注意的一些道德问题　19

1.8　“小型网上书店系统”案例介绍　20

拓展阅读：青鸟工程—爱国与奉献精神　20

本章小结　21

习题　21

第2章　敏捷软件开发　24

2.1　敏捷方法　24

2.2　Scrum　26

2.2.1　概述　26

2.2.2　Sprint　28

2.2.3　每日站会　28

2.2.4　用户故事　28

2.2.5　Backlog　30

2.2.6　结对编程　30

2.3　看板　30

2.3.1　概述　31

2.3.2　看板与Scrum的区别　31

2.4　XP　33

2.4.1　XP的4个价值观　34

2.4.2　XP的12个核心实践　34

2.5　CI/CD　35

2.5.1　CI/CD概述　36

2.5.2　CI/CD的优势　37

2.6　DevOps　37

2.6.1　DevOps生命周期　38

2.6.2　敏捷软件开发、CI/CD和

DevOps　39

2.7　敏捷软件开发实例　40

拓展阅读：微信—创新精神　40

本章小结　41

习题　41

第3章　可行性研究与项目

开发计划　44

3.1　项目立项概述　44

3.2　可行性研究的任务　45

3.2.1　技术可行性　45

3.2.2　操作可行性　45

3.2.3　经济可行性　46

3.3　可行性研究的步骤　47

3.4　可行性研究实例　48

3.5　制定项目开发计划　49

3.6　案例：“小型网上书店系统”的

软件开发计划书　49

拓展阅读：钉钉软件—求实精神　50

本章小结　50

习题　50

第4章　需求分析与结构化分析　53

4.1　需求分析概述　53

4.1.1　需求分析的任务和原则　53

4.1.2　需求分析的步骤　54

4.1.3　需求管理　57

4.1.4　需求分析的常用方法　57

4.1.5　原型设计　58

4.2　结构化分析概述　58

4.3　结构化分析的方法　59

4.3.1　功能建模　59

4.3.2　数据建模　62

4.3.3　行为建模　63

4.3.4　数据字典　65

4.3.5　加工规格说明　66

4.4　结构化分析的图形工具　67

4.4.1　层次方框图　67

4.4.2　Warnier图　68

4.4.3　IPO图　68

4.5　结构化分析实例　69

拓展阅读：汉字激光照排系统—创新与

奉献精神　72

本章小结　72

习题　72

第5章　软件设计与结构化设计　75

5.1　软件设计概述　75

5.1.1　软件设计的意义和目标　75

5.1.2　软件设计的原则　76

5.1.3　软件设计的分类　79

5.2　软件体系结构　80

5.2.1　什么是软件体系结构　80

5.2.2　软件体系结构的作用　81

5.2.3　典型的软件体系结构风格　82

5.2.4　客户端/服务器模式的分布式

体系结构　83

5.2.5　MVC模型　85

5.3　结构化设计概述　87

5.4　结构化设计与结构化分析的关系　87

5.5　结构化设计方法　88

5.5.1　表示软件结构的图形工具　88

5.5.2　面向数据流的设计方法　89

5.5.3　面向数据结构的设计方法　92

5.6　接口设计　96

5.6.1　接口设计概述　97

5.6.2　界面设计　97

5.7　数据设计　98

5.8　过程设计　100

5.8.1　程序流程图　100

5.8.2　N-S图　102

5.8.3　PAD　102

5.8.4　PDL　103

5.9　软件设计评审　104

5.10　结构化实例　104

拓展阅读：高斯数据库—工匠精神　106

本章小结　106

习题　107

第6章　软件实现　110

6.1　编程语言　110

6.1.1　编程语言的发展与分类　110

6.1.2　选择编程语言需考虑的因素　114

6.2　编程风格与规范　114

6.3　代码复用　118

6.4　分析和评价代码质量　119

6.5　软件实现实例　120

拓展阅读：王江民—奋斗精神　122

本章小结　122

习题　122

第7章　软件测试　125

7.1　软件测试概述　125

7.1.1　软件测试的原则　126

7.1.2　软件测试模型　127

7.2　软件测试的分类　129

7.3　测试用例　129

7.3.1　测试用例编写　129

7.3.2　测试用例设计　129

7.3.3　测试用例场景　130

7.4　软件测试方法　130

7.5　黑盒测试　131

7.5.1　等价类划分法　131

7.5.2　边界值分析法　133

7.5.3　错误推测法　135

7.5.4　因果图法　135

7.5.5　决策表法　137

7.5.6　场景法　138

7.5.7　黑盒测试方法选择　140

7.6　白盒测试　140

7.6.1　代码检查法　140

7.6.2　静态结构分析法　141

7.6.3　程序插桩技术　141

7.6.4　逻辑覆盖法　141

7.6.5　基本路径法　143

7.6.6　白盒测试方法选择　145

7.6.7　白盒测试与黑盒测试比较　145

7.7　软件测试的一般步骤　146

7.8　单元测试　146

7.8.1　单元测试概述　146

7.8.2　单元测试内容　147

7.8.3　单元测试方法　147

7.9　集成测试　148

7.9.1　集成测试概述　148

7.9.2　集成测试策略　148

7.10　系统测试　151

7.10.1　系统测试概述　151

7.10.2　系统测试类型　151

7.11　验收测试　153

7.11.1　验收测试概述　153

7.11.2　验收测试内容　153

7.11.3　α测试和β测试　154

7.12　回归测试　154

7.13　自动化测试　155

7.14　软件调试　156

7.14.1　调试过程　156

7.14.2　调试途径　156

7.15　软件测试实例　156

拓展阅读：中国的工业软件—民族精神　162

本章小结　162

习题　163

第8章　软件维护　166

8.1　软件部署与软件交付　166

8.2　软件维护的过程　167

8.3　软件维护的分类　168

8.4　软件的可维护性　169

8.5　软件维护的副作用　170

8.6　软件运维　171

8.7　软件再工程—重构、正向工程、

逆向工程　172

8.8　软件维护实例　173

拓展阅读：12306—精益求精精神　174

本章小结　174

习题　175

第9章　面向对象方法与UML　177

9.1　面向对象的软件工程方法　177

9.1.1　面向对象的基本概念　177

9.1.2　面向对象的软件工程方法的

特征与优势　178

9.1.3　面向对象的实施步骤　179

9.2　UML　180

9.2.1　UML简述　180

9.2.2　UML的应用范围　180

9.2.3　UML的图　181

9.3　静态建模机制　181

9.3.1　用例图　181

9.3.2　类图与对象图　183

9.3.3　包图　188

9.4　动态建模机制　188

9.4.1　顺序图　189

9.4.2　协作图　190

9.4.3　状态图　191

9.4.4　活动图　191

9.5　描述物理架构的机制　193

9.5.1　组件图　193

9.5.2　部署图　194

9.6　面向对象方法与UML实例　194

拓展阅读：抖音—包容精神　199

本章小结　199

习题　200

第10章　面向对象分析　203

10.1　面向对象分析方法　203

10.1.1　面向对象分析过程　203

10.1.2　面向对象分析原则　205

10.2　面向对象建模　205

10.2.1　建立对象模型　206

10.2.2　建立动态模型　211

10.2.3　建立功能模型　213

10.2.4　3种模型之间的关系　213

10.3　面向对象分析实例　214

10.4　案例：“小型网上书店系统”的

需求规格说明书　217

拓展阅读：北斗卫星导航系统—

中国精神　217

本章小结　218

习题　218

第11章　面向对象设计　221

11.1　面向对象设计与结构化设计　221

11.2　面向对象设计与面向对象分析的

关系　221

11.3　面向对象设计的过程与原则　222

11.3.1　面向对象设计的过程　222

11.3.2　面向对象设计的原则　223

11.4　面向对象设计的启发规则　226

11.5　系统设计　227

11.5.1　系统分解　227

11.5.2　问题域子系统的设计　228

11.5.3　人机交互子系统的设计　231

11.5.4　任务管理子系统的设计　233

11.5.5　数据管理子系统的设计　234

11.6　对象设计　236

11.6.1　设计类中的服务　236

11.6.2　设计类的关联　237

11.6.3　对象设计优化　239

11.7　软件设计模式　242

11.7.1　工厂模式　243

11.7.2　桥接模式　244

11.7.3　策略模式　245

11.7.4　其他模式　245

11.8　面向对象设计实例　246

11.9　案例：“小型网上书店系统”的

软件设计说明书　249

拓展阅读：银河麒麟—砥砺前行精神　249

本章小结　249

习题　249

第12章　面向对象实现　252

12.1　面向对象语言的选择　252

12.1.1　面向对象语言的优点　252

12.1.2　面向对象语言的技术特点　252

12.1.3　选择面向对象语言　252

12.2　面向对象程序设计风格　253

12.2.1　提高可复用性　253

12.2.2　提高可扩充性　253

12.2.3　提高稳健性　253

12.3　面向对象实现实例　254

12.4　案例：“小型网上书店系统”的

代码和部署文档　256

拓展阅读：PaddlePaddle—技术自强

精神　257

本章小结　257

习题　257

第13章　面向对象测试　259

13.1　面向对象测试与传统测试　259

13.2　面向对象测试策略　261

13.2.1　面向对象的单元测试　261

13.2.2　面向对象的集成测试　262

13.2.3　面向对象的系统测试　263

13.2.4　面向对象的回归测试　263

13.3　面向对象测试用例设计　264

13.3.1　面向对象测试用例设计的

基本概念　264

13.3.2　面向对象编程对测试的影响　264

13.3.3　基于故障的测试　265

13.3.4　基于场景的测试　265

13.3.5　表层结构和深层结构的测试　266

13.4　面向对象测试实例　266

13.5　案例：“小型网上书店系统”的测试

分析报告　267

拓展阅读：WPS　Office—自主创新精神　267

本章小结　268

习题　268

第14章　软件工程管理　270

14.1　软件估算　270

14.1.1　软件估算的概念　270

14.1.2　软件估算的方法　271

14.1.3　软件估算的原则与技巧　273

14.2　软件开发进度计划　273

14.2.1　Gantt图　273

14.2.2　PERT图　274

14.3　软件开发人员组织　277

14.3.1　民主制程序员组　277

14.3.2　主程序员组　277

14.3.3　现代程序员组　278

14.4　软件开发风险管理　278

14.4.1　软件开发风险　278

14.4.2　软件开发风险管理　279

14.5　软件质量保证　280

14.5.1　软件质量的基本概念　281

14.5.2　软件质量保证的措施　282

14.6　软件配置管理　282

14.6.1　软件配置管理术语　282

14.6.2　配置管理过程　285

14.7　软件工程标准与软件文档　285

14.7.1　软件工程标准　286

14.7.2　软件文档　287

14.8　软件过程能力成熟度模型　288

14.9　软件项目管理　290

14.9.1　软件项目管理概述　290

14.9.2　软件项目管理与软件工程的

关系　291

14.10　软件工程管理实例　291

案例：“小型网上书店系统”的用户使用

说明书　292

拓展阅读：任正非—职业素养精神　292

本章小结　292

习题　293

附录A　软件工程常用工具及其

应用　295

附录B　基于“小型网上书店系统”的

实验　299

附录C　软件开发项目综合实践详解

（机票预订系统）　302

附录D　综合案例　303

D.1　案例1：技术分享类博客网站　303

D.2　案例2：图书影视交流平台　303

附录E　本书配套微课视频清单　304