航天型号软件工程方法与技术

第1章 概 述 11.1 软件工程的概念 11.1.1 软件工程定义 11.1.2 软件工程的基本约束 21.1.3 软件工程的研究内容 51.2 航天实施软件工程的必要性 91.2.1 软件质量问题影响型号任务成败 91.2.2 航天型号软件研制面临挑战 14第2章 航天型号软件工程化的要素和方法 162.1 航天型号软件的分类 162.2 航天型号软件工程的核心要素 172.2.1 软件开发过程 182.2.2 软件开发方法 262.2.3 软件工程工具 292.3 航天型号软件工程的管理内容 332.3.1 策划管理 332.3.2 需求管理 332.3.3 过程追踪与监控 332.3.4 配置管理 332.3.5 过程与产品质量保证 332.3.6 外协管理 342.3.7 评审管理 342.3.8 文档管理 342.3.9 开发工具的使用管理 34第3章 国外航天型号的软件工程化情况 353.1 软件过程改进标准和方法 353.1.1 iso 9000 353.1.2 cmm和cmmi 353.2 nasa软件工程化实践 393.2.1 nasa软件研制的管理体系 403.2.2 nasa标准规范与流程 403.3 esa软件工程化实践 483.3.1 esa软件研制的管理体系 493.3.2 esa标准规范与流程 51第4章 国内航天型号软件工程化情况 574.1 航天型号软件工程化概述 574.2 载人航天工程软件工程化发展历程 584.2.1 启动探索期 584.2.2 全面实施期 594.2.3 巩固发展期 594.2.4 软件工程化成绩 604.3 载人航天工程软件工程化标准体系 614.3.1 管理规定 624.3.2 技术标准 63第5章 航天型号软件研制过程 665.1 技术流程分类 665.1.1 新研软件技术流程 675.1.2 沿用软件技术流程 675.1.3 参数修改软件技术流程 685.1.4 适应性修改软件技术流程 695.2 系统级分析与设计 705.2.1 系统分析与设计 715.2.2 分系统分析与设计 745.3 软件需求分析 775.3.1 输入与输出 775.3.2 工作内容 785.3.3 出口准则 795.4 软件设计 805.4.1 概要设计 805.4.2 详细设计 825.5 软件实现 845.5.1 输入与输出 845.5.2 工作内容 855.5.3 出口准则 865.6 软件测试 865.6.1 软件集成测试 865.6.2 软件配置项测试 885.7 系统测试 895.7.1 软件系统测试 895.7.2 系统试验验证 915.8 验收交付 935.9 运行维护 935.9.1 输入与输出 935.9.2 工作内容 935.9.3 出口准则 94第6章 系统级分析与设计 956.1 概述 956.2 系统分解方法 966.2.1 产品分解结构 966.2.2 功能流框图 976.2.3 软件结构hipo图 986.3 软硬件协同设计 996.3.1 软硬件协同设计定义 1006.3.2 软硬件协同设计与仿真验证 1016.3.3 软硬件协同设计平台 1026.4 软件复用与外购 1046.4.1 已有软件复用过程 1046.4.2 软件复用技术 105第7章 软件需求分析 1107.1 概述 1107.1.1 需求的定义 1107.1.2 需求的类型 1127.1.3 需求分析原则 1137.2 结构化需求分析方法 1147.2.1 数据流图 1157.2.2 数据字典 1177.2.3 加工规格说明 1187.2.4 实体-关系图 1187.2.5 数据对象描述 1197.2.6 状态迁移图 1197.3 面向对象的需求分析方法 1197.3.1 面向对象分析方法概述 1207.3.2 识别分析类和对象 1227.3.3 定义类之间的关系 1237.3.4 标识类的属性和服务 1247.4 软件需求管理 1267.4.1 内容与要求 1267.4.2 需求追踪方法 1277.4.3 需求管理工具 128第8章 软件设计 1318.1 概述 1318.2 软件设计的原则 1328.2.1 模块化 1328.2.2 抽象 1358.2.3 逐步求精 1358.2.4 信息隐藏 1358.3 结构化软件设计方法 1358.3.1 面向数据流的设计方法 1358.3.2 面向数据结构的设计方法 1408.3.3 结构化程序设计图形工具 1438.4 面向对象软件设计方法 1478.4.1 系统设计与对象设计 1488.4.2 面向对象程序设计 1488.4.3 面向对象设计工具 1508.5 数据库结构设计 151第9章 软件实现 1539.1 概述 1539.1.1 编程语言分类 1539.1.2 编程语言的选择 1559.2 编程风格与编码规范 1569.2.1 程序设计风格 1569.2.2 c语言编码规范 1619.3 高安全可靠的软件编码环境 1679.3.1 编译器对软件安全可靠性的影响 1679.3.2 安全可信编译器 167第10章 软件测试 17010.1 概述 17010.1.1 测试策划 17010.1.2 测试设计与实现 17010.1.3 测试执行 17110.1.4 测试总结 17110.2 测试方法 17210.2.1 静态测试 17210.2.2 动态测试 17210.3 软件单元测试 17910.3.1 单元测试的内容 18010.3.2 单元测试的方法 18210.4 软件集成测试 18710.4.1 集成测试的内容 18810.4.2 集成测试的方法 18810.5 软件配置项测试 19010.5.1 功能测试 19010.5.2 性能测试 19010.5.3 接口测试 19110.5.4 人机交互界面测试 19110.5.5 强度测试 19110.5.6 余量测试 19210.5.7 恢复性测试 19210.5.8 安装性测试 19310.5.9 边界测试 19310.5.10 安全性测试 19310.5.11 互操作性测试 19410.5.12 敏感性测试 19410.5.13 数据处理测试 19410.5.14 容量测试 19510.6 系统测试 19510.6.1 软件系统测试 19510.6.2 系统试验验证 19510.7 回归测试 19610.8 第三方测评 19610.9 软件测试工具 19710.9.1 静态分析工具 19710.9.2 单元测试工具 19910.9.3 嵌入式软件白盒测试工具 20010.9.4 测试管理工具 201第11章 软件运行维护 20211.1 概述 20211.1.1 软件维护的定义 20211.1.2 影响维护工作量的因素 20311.1.3 软件可维护性 20411.2 软件维护的实施 20711.2.1 维护机构 20711.2.2 维护的流程 20711.3 遗留系统的再工程 20911.3.1 遗留系统的演化 20911.3.2 软件再工程和逆向工程 210第12章 软件安全可靠性 21412.1 概述 21412.1.1 安全关键软件定义 21512.1.2 安全关键软件开发难点和挑战 21612.2 安全关键软件开发过程 21712.2.1 软件安全计划 21912.2.2 系统/分系统设计与分析 22012.2.3 软件安全性需求开发 23212.2.4 软件安全性设计 24612.2.5 软件安全性实现 25012.2.6 软件安全性测试 25012.2.7 软件运行维护 25012.2.8 软件安全性追踪分析及软件变更安全性分析 25112.3 软件可靠性设计和测试验证 25212.3.1 软件可靠性分配与预计 25212.3.2 软件可靠性设计 25512.3.3 软件可靠性分析 25612.3.4 软件可靠性测试 25812.3.5 软件可靠性评估 259第13章 软件项目管理与计划 26213.1 概述 26213.2 软件项目管理过程 26213.2.1 启动软件项目 26313.2.2 成本估算 26313.2.3 风险分析 26313.2.4 进度安排 26413.2.5 追踪和控制 26413.3 软件开发计划的实现过程 26413.3.1 计划初始阶段 26413.3.2 制订软件开发计划 26513.3.3 对软件开发计划进行审查和批准 26513.3.4 实施软件开发计划 26513.3.5 软件开发过程的度量和评价 26513.3.6 修改软件开发计划 26513.4 软件开发成本估算 26613.4.1 基于参数化模型的软件成本估算 26613.4.2 非参数化的软件成本估算 271 （13-6） 27213.5 进度安排 27213.5.1 制订开发进度计划 27313.5.2 进度安排的图形方法 27313.5.3 追踪与控制 27413.6 风险管理 27413.6.1 风险识别 27413.6.2 风险估算 27513.6.3 风险评价 27513.6.4 风险监控与应对 275第14章 配置管理 27714.1 概述 27714.1.1 术语和定义 27814.1.2 配置管理库 28014.1.3 配置管理的组织和职责 28114.2 配置管理流程 28214.2.1 制订配置管理计划 28314.2.2 建立配置管理系统 28614.2.3 创建和发布基线 28714.2.4 跟踪与控制变更 28814.2.5 配置记录和报告 29114.2.6 配置审核 29214.3 技术状态控制 29314.3.1 系统级分析与设计 29314.3.2 软件需求分析 29314.3.3 软件设计 29414.3.4 软件实现 29414.3.5 软件测试 29414.3.6 验收交付 29514.3.7 运行维护 29514.4 配置管理工具 29614.4.1 常用配置管理工具 29614.4.2 选型与使用注意事项 297第15章 软件质量保证 29915.1 概述 29915.2 质量保障组织机构 29915.3 质量保证流程 30015.3.1 制订软件质量保证计划 30215.3.2 实施软件质量保证活动 30315.3.3 不符合项处理 30615.3.4 质量保证维护 30715.4 软件评审 30715.4.1 评审的分类 30715.4.2 评审原则 30915.4.3 评审计划 30915.4.4 评审流程 309第16章 模型驱动软件开发方法 31116.1 概述 31116.2 模型驱动架构 31516.3 体系结构描述语言 31816.3.1 uml 31816.3.2 sysml 31916.3.3 aadl 32016.3.4 marte 32316.3.5 比较分析 32416.4 模型驱动开发方法的关键技术 32516.4.1 需求分析 32516.4.2 面向领域的建模语言语义扩展 32616.4.3 模型转换 32916.4.4 代码生成 32916.4.5 基于模型的验证技术 33016.4.6 部署与重构 33016.5 工具支持 33116.5.1 商业工具 33116.5.2 开源工具 33216.5.3 领域模型驱动开发环境研制 33616.6 小结 337第17章 形式化软件开发方法 33917.1 概述 33917.2 形式化方法的选用原则 34117.2.1 形式化程度 34117.2.2 形式化方法的使用范围 34217.2.3 合理的预期 34317.3 形式化软件开发过程 34317.3.1 软件系统刻画阶段 34317.3.2 建模阶段 34417.3.3 规约阶段 34417.3.4 分析阶段 34517.3.5 归档阶段 34517.3.6 维护阶段 34517.4 需求描述及形式化 34617.4.1 需求捕捉的层次 34617.4.2 需求陈述的明确性 34617.4.3 需求追踪性 34717.4.4 底层原理和直观描述的可用性 34717.5 形式化建模 34717.5.1 数学模型 34817.5.2 离散和连续域的数学模型 34917.6 形式化规格说明 35317.6.1 形式化规范语言 35317.6.2 形式化规范语言风格 35517.6.3 形式化规范和生命周期的关系 35517.6.4 检测形式化规格说明中的错误 35617.6.5 形式化规格说明的效用 35817.7 形式化分析 36017.7.1 自动演绎 36017.7.2 有限状态方法 36317.8 工具支持 36417.8.1 模型验证工具 36417.8.2 定理证明工具 36517.9 小结 36517.9.1 应用类型 36617.9.2 规模和结构 36617.9.3 类型选择 36617.9.4 形式化级别 36617.9.5 使用范围 36617.9.6 工具支持 366参考文献