软件工程理论与实践

本书是国家级一流本科 课程“软件工程”指定教材。 本书利用知识图谱为读者构 建了软件工程理论的清晰框 架，系统地介绍了软件工程 的概念、原理、过程、主要 方法、软件分析与设计的原 则、建模工具和技术，并以 实际的软件项目——“大学 生在线学习系统”为案例， 贯穿每章涉及的理论知识。 本书除介绍经典和常用的软 件工程思想与方法外，还引 入了敏捷软件分析与设计、 面向服务的方法、微服务以 及人工智能大模型下的软件 工程应用新方法和新理念。 本书共10章，第1章介绍了 软件工程的基本概念；第2 ～8章顺序介绍了软件生存 周期各阶段的任务、过程、 方法、工具等，并介绍软件 工程新方法；第9章介绍软 件项目管理；第10章通过综 合实例完整展示软件工程从 分析到维护的整个理论应用 过程。 本书理论与实践结合， 使读者能快速掌握软件工程 的基础知识与项目管理技能 ，适合作为高等院校计算机 科学与技术、软件工程等专 业的教材或教学参考书，也 可作为有一定经验的软件开 发人员的参考用书。

第1章 软件工程概述 1.1 软件和软件工程的概念 1.1.1 软件的概念和特点 1.1.2 软件工程的定义 1.2 软件工程的产生和发展 1.2.1 软件危机与软件工程 1.2.2 软件工程的基本原则 1.2.3 软件工程研究的内容 1.3 软件过程 1.3.1 软件生存周期 1.3.2 软件工程过程及产品 1.4 软件过程模型 1.4.1 瀑布模型 1.4.2 增量模型 1.4.3 螺旋模型 1.4.4 喷泉模型 1.4.5 原型模型 1.4.6 智能模型 1.5 软件开发方法 1.5.1 结构化开发方法 1.5.2 原型化开发方法 1.5.3 面向对象的开发方法 1.5.4 敏捷开发方法 章节习题 第2章 可行性研究 2.1 可行性研究的任务 2.2 可行性研究的过程 2.2.1 复查系统规模和目标 2.2.2 研究目前正在使用的系统 2.2.3 导出新系统的高层逻辑模型 2.2.4 重新定义问题 2.2.5 导出和评价供选择的解法 2.2.6 推荐行动方针 2.2.7 草拟开发计划 2.2.8 书写文档并提交审查 2.3 可行性研究阶段使用的工具 2.3.1 系统流程图 2.3.2 数据流图 2.3.3 数据字典 章节习题 第3章 需求分析 3.1 需求分析的任务 3.1.1 需求分析的任务概述 3.1.2 需求分析的任务详解 3.2 需求分析的步骤 3.2.1 具体步骤 3.2.2 具体例子 3.3 需求获取的方法 3.4 需求分析的方法 3.4.1 结构化分析 3.4.2 面向对象的需求分析 3.4.3 需求分析的新方法 章节习题 第4章 系统概要设计 4.1 概要设计的任务 4.2 概要设计的基本方法 4.2.1 结构化设计方法 4.2.2 面向对象设计方法 4.2.3 面向数据结构设计方法 4.3 概要设计的基本原理 4.3.1 模块化 4.3.2 抽象 4.3.3 逐步求精 4.3.4 信息隐蔽和局部化 4.3.5 模块独立性 4.4 软件结构的优化准则 章节习题 第5章 详细设计 5.1 详细设计的内容 5.2 详细设计工具 5.2.1 结构化详细设计工具 5.2.2 面向对象的详细设计及工具 5.3 数据库设计 5.4 人机界面设计 5.5 程序软件结构复杂性的定量度量 5.5.1 McCabe方法 5.5.2 Halstead方法 5.6 详细设计的原则 5.6.1 面向过程的详细设计的原则 5.6.2 面向对象设计的准则 5.7 详细设计新方法 5.7.1 面向服务的设计 5.7.2 微服务架构 5.7.3 ChatGPT在详细设计中的应用 章节习题 第6章 软件编码 6.1 程序设计语言的分类 6.1.1 程序设计语言软件工程角度划分 6.1.2 程序设计语言代际划分 6.2 程序设计语言的选择 6.3 程序设计风格 章节习题 第7章 软件测试 7.1 软件测试概述 7.1.1 软件测试的重要性 7.1.2 软件测试的概念 7.1.3 软件测试的特点 7.1.4 软件测试的基本原则 7.1.5 软件测试模型 7.2 软件测试步骤 7.2.1 制订软件项目测试计划 7.2.2 软件测试人员管理 7.2.3 进行分阶段测试 7.2.4 软件测试过程文档管理 7.3 软件测试过程 7.3.1 单元测试 7.3.2 集成测试 7.3.3 确认测试 7.3.4 系统测试 7.3.5 验收测试 7.3.6 综合测试策略 7.4 软件测试方法 7.4.1 静态分析 7.4.2 动态测试 7.5 软件调试 7.5.1 软件调试过程 7.5.2 软件调试的困难 7.5.3 软件调试策略 7.6 自动化测试 7.6.1 自动化测试概述 7.6.2 实施自动化测试的前提条件 7.6.3 自动化测试过程 7.6.4 自动化测试的原则 7.6.5 敏捷测试 7.7 人工智能下的软件测试 章节习题 第8章 软件维护 8.1 软件维护概述 8.1.1 软件维护的概念 8.1.2 软件维护的特点 8.1.3 软件的可维护性 8.2 软件维护过程 8.2.1 建立维护组织 8.2.2 维护申请与实施 8.2.3 软件维护记录与文档管理 8.2.4 软件维护活动评价 8.3 用户手册的主要内容及写作要求 章节习题 第9章 软件项目管理 9.1 软件项目管理概述 9.1.1 软件项目管理的特点 9.1.2 软件项目管理的主要活动 9.2 软件项目风险管理 9.2.1 软件项目风险管理概述 9.2.2 风险的特性 9.2.3 风险应对策略 9.3 软件进度计划管理 9.3.1 进度计划管理概述 9.3.2 进度计划编制方法 9.3.3 进度计划控制 9.4 软件质量管理 9.4.1 软件质量 9.4.2 软件质量保证措施 9.4.3 软件能力成熟度模型 9.5 软件成本管理 9.5.1 软 成本分析 9.5.2 软件成本估算 9.5.3 软件成本控制 9.6 配置管理 9.6.1 配置管理概