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第1章　软件工程概述1

1.1　什么是软件工程1

1.1.1　问题求解2

1.1.2　软件工程师的角色是什么3

1.2　软件工程取得了哪些进展4

1.3　什么是好的软件6

1.3.1　产品的质量7

1.3.2　过程的质量8

1.3.3　商业环境背景下的质量8

1.4　软件工程涉及的人员10

1.5　系统的方法11

1.5.1 系统的要素11

1.5.2　相互联系的系统13

1.6　工程的方法14

1.6.1　盖房子15

1.6.2　构建系统16

1.7　开发团队的成员17

1.8　软件工程发生了多大的变化19

1.8.1 变化的本质19

1.8.2　软件工程的Wasserman规范20

1.9　信息系统的例子25

1.10　实时系统的例子26

1.11　本章对单个开发人员的意义27

1.12　本章对开发团队的意义28

1.13　本章对研究人员的意义28

1.14　学期项目28

1.15　主要参考文献29

1.16　练习30

第2章　过程和生命周期的建模32

2.1　过程的含义32

2.2　软件过程模型34

2.2.1　瀑布模型34

2.2.2　V模型37

2.2.3　原型化模型37

2.2.4　可操作规格说明38

2.2.5　可转换模型38

2.2.6 阶段化开发：增量和迭代39

2.2.7　螺旋模型40

2.2.8　敏捷方法41

2.3　过程建模工具和技术44

2.3.1　静态建模：Lai表示法45

2.3.2　动态建模：系统动力学47

2.4　实际的过程建模49

2.4.1　Marvel的案例研究49

2.4.2　过程建模工具和技术应该具有的特性51

2.5　信息系统的例子51

2.6　实时系统的例子53

2.7　本章对单个开发人员的意义54

2.8　本章对开发团队的意义54

2.9　本章对研究人员的意义54

2.10　学期项目54

2.11　主要参考文献56

2.12　练习57

第3章　计划和管理项目58

3.1　跟踪项目进展58

3.1.1　工作分解和活动图60

3.1.2　估算完成时间61

3.1.3　跟踪进展的工具65

3.2 项目人员67

3.2.1　人员角色和特性67

3.2.2　工作风格70

3.2.3　项目组织71

3.3　工作量估算73

3.3.1　专家判断75

3.3.2　算法方法77

3.3.3　机器学习方法81

3.3.4　找出适合具体情形的模型83

3.4　风险管理84

3.4.1　什么是风险84

3.4.2　风险管理活动85

3.5　项目计划87

3.6　过程模型和项目管理88

3.6.1　注册管理88

3.6.2　责任建模90

3.6.3 紧密结合里程碑92

3.7　信息系统的例子94

3.8　实时系统的例子95

3.9　本章对单个开发人员的意义96

3.10　本章对开发团队的意义96

3.11　本章对研究人员的意义96

3.12　学期项目96

3.13　主要参考文献97

3.14　练习97

第4章　获取需求100

4.1 需求过程101

4.2　需求引发102

4.3　需求的类型105

4.3.1 解决冲突107

4.3.2　两种需求文档108

4.4　需求的特性109

4.5　建模表示法110

4.5.1 实体-联系图111

4.5.2　例子：UML类图112

4.5.3　事件踪迹114

4.5.4　例子：消息时序图114

4.5.5　状态机115

4.5.6　例子：UML状态图116

4.5.7　例子：Petri网119

4.5.8　数据流图121

4.5.9　例子：用例122

4.5.10　函数和关系123

4.5.11　例子：判定表124

4.5.12　例子：Parnas表124

4.5.13　逻辑125

4.5.14 例子：对象约束语言（OCL）126

4.5.15　例子：Z127

4.5.16　代数规格说明129

4.5.17　例子：SDL数据130

4.6　需求和规格说明语言132

4.6.1　统一建模语言（UML）132

4.6.2　规格说明和描述语言（SDL）133

4.6.3　软件成本降低（SCR）133

4.6.4　需求表示法的其他特征134

4.7　原型化需求134

4.8　需求文档135

4.8.1　需求定义136

4.8.2　需求规格说明137

4.8.3　过程管理和需求的可跟踪性138

4.9　确认和验证138

4.9.1　需求确认139

4.9.2　验证141

4.10　测量需求142

4.11　选择规格说明技术143

4.12　信息系统的例子145

4.13　实时系统的例子147

4.14　本章对单个开发人员的意义149

4.15　本章对开发团队的意义149

4.16　本章对研究人员的意义149

4.17　学期项目150

4.17.1　前提和假设150

4.17.2　功能的高层描述150

4.17.3　功能需求150

4.17.4　数据约束151

4.17.5　设计和接口约束152

4.17.6　质量需求152

4.18　主要参考文献152

4.19　练习153

第5章　设计体系结构156

5.1　设计过程156

5.1.1　设计是一种创造性过程157

5.1.2　设计过程模型160

5.2　体系结构建模161

5.3　分解和视图162

5.4　体系结构风格和策略165

5.4.1　管道和过滤器165

5.4.2　客户-服务器166

5.4.3　对等网络167

5.4.4　发布-订阅168

5.4.5　信息库168

5.4.6　分层169

5.4.7　组合体系结构风格170

5.5　满足质量属性171

5.5.1　可修改性171

5.5.2　性能173

5.5.3　安全性174

5.5.4　可靠性175

5.5.5　健壮性177

5.5.6　易使用性178

5.5.7　商业目标178

5.6　协作设计179

5.7　体系结构的评估和改进180

5.7.1　测量设计质量181

5.7.2　故障树分析181

5.7.3　安全性分析183

5.7.4　权衡分析184

5.7.5　成本效益分析188

5.7.6　原型化190

5.8　文档化软件体系结构191

5.8.1　视图间的映射193

5.8.2　文档化设计合理性193

5.9　体系结构设计评审193

5.9.1　确认194

5.9.2　验证194

5.10　软件产品线195

5.10.1　战略范围197

5.10.2　产品线体系结构的优势197

5.10.3　产品线的演化198

5.11　信息系统的例子198

5.12　实时系统的例子200

5.13　本章对单个开发人员的意义201

5.14　本章对开发团队的意义201

5.15　本章对研究人员的意义202

5.16　学期项目202

5.17　主要参考文献203

5.18　练习203

第6章　设计模块205

6.1　设计方法205

6.2　设计原则207

6.2.1　模块化207

6.2.2　接口212

6.2.3　信息隐藏213

6.2.4　增量式开发214

6.2.5　抽象215

6.2.6　通用性216

6.3　面向对象的设计218

6.3.1　术语218

6.3.2　继承与对象组合221

6.3.3　可替换性222

6.3.4　德米特法则223

6.3.5　依赖倒置223

6.4　在UML中体现面向对象设计225

6.4.1 过程中的UML225

6.4.2　UML类图227

6.4.3　其他UML图232

6.5　面向对象设计模式240

6.5.1　模板方法模式241

6.5.2　工厂方法模式241

6.5.3　策略模式242

6.5.4　装饰者模式242

6.5.5　观察者模式243

6.5.6　组合模式243

6.5.7　访问者模式245

6.6　设计中其他方面的考虑247

6.6.1　数据管理247

6.6.2　异常处理247

6.6.3 用户界面设计249

6.6.4　框架250

6.7　面向对象度量250

6.7.1 面向对象系统规模的度量251

6.7.2　面向对象系统设计质量的度量252

6.7.3　在何处进行面向对象测量258

6.8　设计文档259

6.9　信息系统的例子261

6.10　实时系统的例子262

6.11　本章对单个开发人员的意义263

6.12　本章对开发团队的意义263

6.13　本章对研究人员的意义263

6.14　学期项目263

6.15　主要参考文献264

6.16　练习264

第7章　编写程序267

7.1　编程标准和过程267

7.1.1　对单个开发人员的标准268

7.1.2　对其他开发人员的标准268

7.1.3　设计和实现的匹配269

7.2　编程的指导原则269

7.2.1　控制结构269

7.2.2　算法270

7.2.3　数据结构271

7.2.4　通用性指导原则273

7.3　文档276

7.3.1 内部文档276

7.3.2　外部文档279

7.4　编程过程280

7.4.1　将编程作为问题求解280

7.4.2　极限编程281

7.4.3　结对编程281

7.4.4　编程向何处去282

7.5　信息系统的例子282

7.6　实时系统的例子283

7.7　本章对单个开发人员的意义284

7.8　本章对开发团队的意义284

7.9　本章对研究人员的意义284

7.10　学期项目285

7.11　主要参考文献285

7.12　练习285

第8章　测试程序287

8.1　软件故障和失效287

8.1.1 故障的类型288

8.1.2　正交缺陷分类289

8.2　测试的相关问题291

8.2.1 测试的组织291

8.2.2　对测试的态度292

8.2.3　谁执行测试293

8.2.4　测试对象的视图293

8.3　单元测试295

8.3.1　检查代码295

8.3.2　证明代码正确性297

8.3.3　测试程序构件301

8.3.4　技术比较304

8.4　集成测试305

8.4.1 自底向上集成305

8.4.2 自顶向下集成306

8.4.3　一次性集成308

8.4.4　三明治集成308

8.4.5　集成策略的比较309

8.5　测试面向对象系统311

8.5.1 代码测试311

8.5.2　面向对象测试和传统测试之间的区别311

8.6　测试计划313

8.6.1 计划的目的313

8.6.2　计划的内容313

8.7 自动测试工具314

8.7.1　代码分析工具314

8.7.2　测试执行工具315

8.7.3　测试用例生成器316

8.8　什么时候停止测试316

8.8.1　故障播种317

8.8.2　软件中的可信度318

8.8.3　其他的停止测试的标准319

8.8.4　识别易出故障的代码319

8.9　信息系统的例子320

8.10　实时系统的例子321

8.11　本章对单个开发人员的意义321

8.12　本章对开发团队的意义322

8.13　本章对研究人员的意义322

8.14　学期项目322

8.15　主要参考文献322

8.16　练习323

第9章　测试系统325

9.1　系统测试的原则325

9.1.1　软件故障根源325

9.1.2　系统测试过程327

9.1.3　配置管理329

9.1.4　测试小组333

9.2　功能测试334

9.2.1 目的与职责334

9.2.2 因果图335

9.3　性能测试338

9.3.1 目的和职责338

9.3.2　性能测试的类型338

9.4　可靠性、可用性以及可维护性339

9.4.1 定义339

9.4.2　失效数据340

9.4.3　测量可靠性、可用性和可维护性341

9.4.4　可靠性稳定性和可靠性增长342

9.4.5　可靠性预测343

9.4.6　操作环境的重要性345

9.5　验收测试346

9.5.1 目的和职责346

9.5.2　验收测试的种类346

9.5.3　验收测试的结果347

9.6　安装测试348

9.7 自动化系统测试348

9.8　测试文档349

9.8.1 测试计划349

9.8.2　测试规格说明和评估351

9.8.3　测试描述353

9.8.4　测试分析报告355

9.8.5　问题报告表355

9.9　测试安全攸关的系统357

9.9.1　设计多样性358

9.9.2　软件安全性案例359

9.9.3　净室方法361

9.10　信息系统的例子364

9.11　实时系统的例子366

9.12　本章对单个开发人员的意义367

9.13　本章对开发团队的意义367

9.14　本章对研究人员的意义367

9.15　学期项目367

9.16　主要参考文献368

9.17　练习368

第10章　交付系统372

10.1 培训372

10.1.1　培训的种类373

10.1.2　培训助手374

10.1.3　培训的指导原则375

10.2　文档375

10.2.1　文档的种类375

10.2.2　用户帮助和疑难解答379

10.3　信息系统的例子380

10.4　实时系统的例子381

10.5　本章对单个开发人员的意义381

10.6　本章对开发团队的意义381

10.7　本章对研究人员的意义382

10.8　学期项目382

10.9　主要参考文献382

10.10　练习382

第11章　维护系统384

11.1　变化的系统384

11.1.1 系统的类型384

11.1.2　在系统生命周期过程中发生的变化387

11.1.3　系统生命周期跨度388

11.2　维护的本质389

11.3　维护问题392

11.3.1　人员问题392

11.3.2　技术问题393

11.3.3　必要的妥协394

11.3.4　维护成本395

11.4　测量维护特性397

11.4.1　可维护性的外部视图398

11.4.2　影响可维护性的内部属性398

11.4.3　其他的产品测量400

11.5　维护技术和工具401

11.5.1　配置管理401

11.5.2　影响分析403

11.5.3 自动化维护工具406

11.6　软件再生407

11.6.1　文档重构408

11.6.2　重组409

11.6.3　逆向工程410

11.6.4　再工程410

11.6.5　软件再生的前景411

11.7　信息系统的例子412

11.8　实时系统的例子412

11.9　本章对单个开发人员的意义413

11.10　本章对开发团队的意义413

11.11　本章对研究人员的意义414

11.12　学期项目414

11.13　主要参考文献414

11.14　练习414

第12章　评估产品、过程和资源416

12.1　评估的方法416

12.1.1　特征分析416

12.1.2　调查417

12.1.3　案例研究417

12.1.4　正式试验418

12.1.5　准备评估418

12.2　选择评估技术419

12.2.1　关键选择因素420

12.2.2　相信什么420

12.3　评价与预测423

12.3.1　确认预测系统423

12.3.2　确认测量425

12.3.3　对确认的紧迫需求425

12.4　评估产品426

12.4.1　产品质量模型426

12.4.2　建立基线和设定目标430

12.4.3　软件可复用性431

12.5　评估过程437

12.5.1 事后分析437

12.5.2　过程成熟度模型441

12.6　评估资源448

12.6.1　人员成熟度模型448

12.6.2　投资回报450

12.7　信息系统的例子451

12.8　实时系统的例子452

12.9　本章对单个开发人员的意义452

12.10　本章对开发团队的意义452

12.11 本章对研究人员的意义453

12.12　学期项目453

12.13　主要参考文献453

12.14　练习454

第13章　改进预测、产品、过程和资源455

13.1　改进预测455

13.1.1　预测的精确性455

13.1.2 处理偏误u曲线456

13.1.3　处理噪声：prequential似然度458

13.1.4　重新校准预测459

13.2　改进产品462

13.2.1 审查462

13.2.2　复用464

13.3　改进过程465

13.3.1　过程和能力成熟度465

13.3.2　维护467

13.3.3 净室方法468

13.4 改进资源470

13.4.1　工作环境470

13.4.2　成本和进度的权衡471

13.5　总体改进指导原则472

13.6　信息系统的例子473

13.7　实时系统的例子473

13.8　本章对单个开发人员的意义473

13.9　本章对开发团队的意义474

13.10　本章对研究人员的意义474

13.11 学期项目474

13.12　主要参考文献475

13.13　练习475

第14章　软件工程的未来476

14.1 已经取得的进展476

14.1.1　Wasserman的获得成熟度的措施476

14.1.2　当前要做的工作478

14.2　技术转移478

14.2.1　现在我们怎样做出技术转移的决策479

14.2.2　在技术决策中使用证据479

14.2.3　支持技术决策的证据480

14.2.4　对证据的进一步讨论481

14.2.5　技术转移的新模型483

14.2.6　改进技术转移的下一步483

14.3　软件工程中的决策484

14.3.1　大量的决策484

14.3.2 群体决策486

14.3.3　我们实际上如何决策486

14.3.4　群体实际上如何决策488

14.3.5　一个适度的观察研究489

14.3.6　获得的经验教训492

14.4　软件工程的职业化：执照发放、认证和伦理492

14.4.1 将重点放在人员上493

14.4.2　软件工程教育493

14.4.3　软件工程知识体系495

14.4.4　给软件工程师颁发执照496

14.4.5　认证500

14.4.6　伦理守则502

14.4.7　职业发展503

14.4.8　研究和实践的进一步发展504

14.5　学期项目505

14.6　主要参考文献505

14.7　练习505

参考文献注解507

索引536