软件技术课程学习简介

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1、软件技术课程学习简介一 、 课 程 理 论 学 习 内 容1 VB程 序 设 计 语 言2 数 据 库 原 理3 VB数 据 库 设 计4 网 络 编 程 基 础 ， 补 充 内 容 ASP技 术二 、 课 程 实 验 学 习 内 容1 要 求 掌 握 科 研 课 题 开 题 报 告 的 一 般 写 作 方 法2 完 成 一 个 微 小 型 的 微 机 应 用 系 统 的 软 件 设 计 。课 题 按 照 小 组 为 单 位 进 行 ， 每 个 课 题 组 1 3名同 学 。3 学 习 科 研 课 题 结 题 报 告 的 一 般 写 作 方 法 软件技术课程学习简介三 、 课 程 理 论 学

2、习 要 求 VB程 序 设 计 语 言 、 数 据 库 原 理 、 VB数 据 库设 计 、 网 络 编 程 基 础 各 章 的 基 本 概 念 和 基 本 操作 方 法 。 考 核 方 式 ： 机 考四 、 课 程 实 验 学 习 要 求1 学 习 科 研 课 题 开 题 报 告 的 一 般 写 作 方 法 ， 开题 报 告 每 个 课 题 小 组 写 一 份 。2 学 习 一 个 在 可 视 化 软 件 平 台 下 ， 设 计 一 个 微小 型 的 微 机 应 用 系 统 。3 学 习 科 研 课 题 结 题 报 告 的 一 般 写 作 方 法 ， 结题 报 告 每 个 同 学 写 一 份

3、 。 软件技术课程学习简介考 核 内 容 ： 检 查 一 个 微 小 型 的 微 机 应 用 系 统 软 件设 计 的 完 成 情 况 。1 评 价 标 准n创 新 性 、 合 理 性 （ 5）n难 度 、 复 杂 性 （ 15）n完 整 性 （ 20）n完 成 情 况 （ 20）n界 面 可 操 作 性 （ 20）n开 题 报 告 和 结 题 报 告 （ 20） 软件技术课程学习简介考 核 内 容 ： 检 查 一 个 微 小 型 的 微 机 应 用 系 统 软 件设 计 的 完 成 情 况 。2 考 核 方 法n为 了 最 终 成 绩 的 公 平 性 ， 由 课 题 小 组 组 长 组 成的

4、 评 议 小 组 ， 给 出 一 个 平 时 成 绩 。n每 次 实 验 课 ， 由 实 验 老 师 检 查 进 度 ， 并 进 行 记录 。n课 题 完 成 答 辩 ， 每 个 同 学 当 堂 演 示 你 完 成 的 内容 检 查 内 容 ， 并 对 于 你 所 使 用 平 台 工 具 的 基 本技 术 理 论 、 课 题 中 使 用 技 术 ， 以 及 功 能 和 性 能等 方 面 的 问 题 进 行 提 问 。 第1章 概论1 1 程 序 设 计 语 言1 2 程 序 的 基 本 概 念1 3 软 件 的 基 本 概 念1 4 应 用 系 统 软 件 的 开 发 11 程序设计语言 程序

5、设计语言的分类n 程 序 设 计 语 言 可 以 从 不 同 的 角 度 进 行 分 类 。n 从 发 展 过 程 分 ， 第 一 代 语 言 (机 器 语 言 )、 第 二 代 语 言（ 汇 编 语 言 ） 、 第 三 代 语 言 （ 高 级 语 言 ） 、 第 四 代 与第 五 代 计 算 机 语 言 (可 视 化 、 面 向 对 象 、 网 络 )n 从 应 用 范 围 来 分 ， 分 为 通 用 语 言 与 专 用 语 言 ； 再 可 细分 为 系 统 程 序 设 计 语 言 、 科 学 计 算 语 言 、 事 务 处 理 语言 、 实 时 控 制 语 言 、 脚 本 语 言 、 教

6、学 用 语 言 以 及 用 于解 决 非 确 定 性 问 题 的 语 言 等 。n 从 程 序 设 计 方 法 上 来 分 ， 分 为 结 构 化 语 言 、 模 块 化 语言 与 面 向 对 象 语 言 。 113 程序设计语言的评价标准n程 序 设 计 语 言 7种 基 本 评 价 标 准 ： (1)用 户 界 面 好 ， 操 作 简 便 ; (2)对 硬 件 、 软 件 环 境 要 求 低 ; (3)对 硬 件 资 源 利 用 的 程 度 高 ; (4)代 码 质 量 高 ， 目 标 程 序 运 行 速 度 快 ， 可 靠 性 高 ，结 构 化 性 能 高 ， 可 读 性 好 ; (5)

7、应 用 范 围 广 泛 ; (6)调 用 其 它 软 件 容 易 ; (7)自 身 发 展 快 。n如 果 一 种 程 序 设 计 语 言 ， 能 在 上 述 7个 方 面 都 有 较高 的 得 分 ， 那 它 就 是 一 种 比 较 理 想 的 语 言 。 114程序设计语言的选择标准n开 发 软 件 时 的 程 序 设 计 语 言 4个 选 择 标 准 ：1） 应 用 范 围 各 种 程 序 设 计 语 言 都 有 自 己 的 适 用 范 围 。n在 科 学 计 算 领 域 ， FORTRAN常 常 是 首 选 语 言 。n在 事 务 处 理 方 面 ， Visual Basic语 言 是

8、 较 理 想 的 选 择n在 实 时 处 理 方 面 ， 选 择 汇 编 语 言 及 C语 言 比 较 合 适 。n在 开 发 系 统 软 件 方 面 ， 可 选 择 Visual C+、 Visual J+、 Borland C+、 Visual Basic、 JBuilder、Delphi及 C+ Builder等 语 言 。 n如 果 开 发 的 软 件 中 含 有 大 量 的 数 据 操 作 ， 则 可 采用 SQL、 Visual Foxpro等 数 据 库 语 言 。n在 网 络 开 发 中 ， Web服 务 器 软 件 可 以 选 择Microsoft公 司 的 IIS、 Apa

9、che组 织 开 发 的 Apache服务 器 等 。2)算 法 及 计 算 复 杂 性nFORTRAN、 Pascal、 C、 C+等 语 言 都 能 支 持 较复 杂 的 算 法 与 计 算 。n而 绝 大 多 数 数 据 库 语 言 都 只 能 支 持 较 简 单 的 算 法与 计 算 。 3)数 据 结 构nC、 C+、 Pascal语 言 都 提 供 了 数 组 、 记 录 数 据 结构 及 带 指 针 的 动 态 数 据 结 构 。 它 们 适 合 于 设 计 系统 程 序 以 及 需 要 复 杂 数 据 结 构 的 应 用 程 序 。4)效 率n 有 些 实 时 应 用 系 统

10、要 求 具 有 很 快 的 响 应 速 度 ， 可以 选 择 汇 编 语 言 或 C语 言 。 有 时 应 用 系 统 中 只 是某 一 部 分 要 求 具 有 很 快 的 响 应 速 度 ， 在 这 种 情 况下 ， 可 以 选 用 汇 编 语 言 来 编 写 这 一 部 分 程 序 . 12 程序的基本概念 1. 程序是由程序设计语言的抽象符号的集合n程 序 设 计 语 言 有 面 向 机 器 的 汇 编 语 言 ， 以 及 面 向过 程 和 面 向 对 象 的 高 级 程 序 设 计 语 言 。2程序是对数据施行算法的过程n算 法 决 定 了 程 序 的 质 量 ： 同 样 的 数 据

11、用 不 同 的 算法 实 现 ， 其 所 需 的 时 空 开 销 大 不 相 同 。 要 达 到 时间 和 空 间 性 能 的 最 佳 ， 需 要 遵 循 一 定 的 算 法 来 编写 程 序 。 在 不 同 情 况 下 需 要 选 用 不 同 算 法 来 达 到效 率 、 质 量 的 最 佳 。 n面 向 对 象 的 程 序 也 需 要 算 法 ： 从 对 象 的 角 度 来 看 ，程 序 是 对 对 象 的 行 为 和 状 态 及 对 象 间 关 系 的 描 述 。在 面 向 对 象 的 程 序 里 ， 同 样 需 要 算 法 ， 因 为 ， 状态 和 属 性 是 用 数 据 表 示 的

12、， 状 态 改 变 的 方 法 就 包含 了 算 法 。 只 是 面 向 对 象 语 言 提 供 了 更 高 抽 象 的对 象 概 念 。 13 软件的基本概念n软 件 的 定 义 ： 计 算 机 程 序 、 方 法 、 规 则 、 程 序 有 关的 各 种 文 档 以 及 在 计 算 机 上 运 行 所 必 需 的 数 据 的 总称 。n软 件 不 仅 是 程 序 ， 还 包 括 其 功 能 和 性 能 的 说 明 性 信息 。 软 件 不 仅 有 功 能 和 性 能 要 求 ， 还 有 质 量 、 成 本 、交 货 期 、 使 用 寿 命 要 求 。 1 软件质量的评价标准 软 件 的 质

13、 量 10条 主 要 的 标 准 。1） 可 理 解 性 (Understandablity)n一 个 软 件 产 品 具 有 可 理 解 性 ， 主 要 指 的 是 该 软 件的 用 途 对 用 户 来 说 是 十 分 清 楚 的 。 除 了 软 件 的 功能 之 外 ， 软 件 各 部 分 之 间 、 各 子 系 统 之 间 的 分 工 ，及 其 相 互 关 系 也 应 该 是 清 楚 的 。 当 用 户 按 规 定 调用 软 件 的 某 个 部 分 时 ， 软 件 应 能 按 用 户 的 要 求 作出 明 确 的 响 应 ， 解 决 用 户 的 问 题 。 2） 可 靠 性 (Relia

14、blity)n 软 件 产 品 的 可 靠 性 主 要 是 指 在 软 件 整 个 生 命 周 期内 ， 它 能 否 按 照 设 计 的 要 求 ， 实 现 所 需 要 的 各 功能 。 即 软 件 设 计 的 功 能 是 否 能 正 确 实 现 ， 运 行 中会 有 多 少 隐 藏 的 错 误 出 现 ， 错 误 出 现 的 后 果 是 什么 等 。3） 效 率 (Efficiency)n 软 件 产 品 的 效 率 指 的 是 完 成 给 定 功 能 时 所 需 占 用的 资 源 (时 间 和 空 间 )。 在 这 里 ， 资 源 主 要 指 的 是 存储 空 间 、 CPU时 间 、 接

15、 口 占 用 等 等 。 4） 可 维 护 性 (Maintainablity)n软 件 产 品 的 可 维 护 性 是 指 为 了 满 足 新 的 要 求 ， 软件 产 品 应 该 是 很 容 易 修 改 和 维 护 的 。 5） 完 整 性 (Completencess)n完 整 性 要 求 软 件 自 成 体 系 ， 即 软 件 应 该 具 备 问 题处 理 的 全 部 环 节 (如 输 入 、 编 辑 、 处 理 、 输 出 等 等 )。此 外 ， 完 整 性 还 要 求 软 件 应 具 有 相 应 的 容 错 能 力 ，即 自 动 排 除 错 误 和 恢 复 工 作 的 能 力 。

16、6） 简 明 性 (concisess)n 软 件 的 简 明 性 指 的 是 其 本 身 和 其 表 现 形 式 的 能见 度 ， 使 用 户 对 发 生 的 事 情 一 目 了 然 ， 知 道 是 否出 了 问 题 ， 问 题 出 在 什 么 地 方 ， 以 及 如 何 解 决 问题 ;简 明 性 的 另 一 层 含 义 是 指 用 软 件 书 写 的 程 序 具有 较 少 的 命 令 行 数 。7） 可 移 植 性 (Portability)n 可 移 植 性 是 指 软 件 在 多 种 类 型 的 计 算 机 配 置 上 都能 容 易 而 有 效 地 操 作 。 广 义 地 说 ， 软

17、 件 应 在 任 何硬 件 配 置 与 操 作 系 统 下 都 能 正 常 有 效 地 运 行 。 8） 可 测 试 性 (Testablity)n软 件 的 可 测 试 性 是 指 对 该 软 件 的 技 术 性 能 及 质 量是 否 能 够 确 定 测 试 的 手 段 和 方 法 。 一 个 可 测 试 性好 的 软 件 ， 能 够 比 较 容 易 地 对 它 确 定 出 测 试 的 方法 ， 以 便 对 它 的 技 术 性 能 作 出 评 价 。9） 结 构 性 (Structuredness)n软 件 相 互 依 赖 的 部 分 ， 其 结 构 应 具 有 确 定 的 形 式 。一 般

18、 所 说 的 结 构 性 指 的 是 模 块 化 的 程 度 ， 其 编 制是 否 符 合 结 构 化 和 模 块 化 的 原 则 等 。 当 然 ， 在 追求 高 可 靠 性 ， 高 运 行 效 率 时 可 能 会 使 结 构 性 能 变差 。 10） 友 好 性 (Friendliness) 一 个 优 秀 的 软 件 产 品 应 该 具 有 友 好 的 用 户 界 面 。有 丰 富 的 操 作 提 示 和 联 机 帮 助 信 息 ， 使 用 户 能 够随 时 得 到 提 示 和 帮 助 。 2 软件的特征n软 件 主 要 包 括 程 序 和 相 关 文 档 。n从 静 态 角 度 来 看

19、 ， 程 序 是 求 解 客 观 问 题 的 逻 辑 描述 ， 需 检 查 程 序 的 语 法 是 否 符 合 规 则 形 式 要 求 ；n从 动 态 角 度 来 看 ， 需 要 验 证 程 序 的 所 有 逻 辑 流 结构 和 数 据 结 构 是 否 正 确 。 是 否 能 够 完 成 特 定 的 操作 和 数 据 处 理 。n软 件 的 核 心 是 其 运 行 过 程 中 动 态 变 化 的 处 理 过 程 。n软 件 生 产 属 于 资 金 密 集 和 人 力 密 集 的 行 业 。 大 型软 件 开 发 投 入 人 力 较 多 ， 时 间 长 ， 费 用 高 。 1） 软 件 是 一

20、种 逻 辑 产 品n软 件 和 硬 件 是 截 然 不 同 的 两 种 产 品 和 概 念 。 软 件是 一 种 逻 辑 产 品 ， 具 有 无 形 性 ， 是 脑 力 劳 动 的 结晶 。n软 件 产 品 在 设 计 和 生 产 过 程 中 ， 首 先 要 抽 象 出 问题 求 解 的 数 学 模 型 或 逻 辑 模 型 ， 再 把 这 些 模 型 转化 为 求 解 模 型 ， 然 后 根 据 求 解 模 型 写 出 程 序 ， 经过 调 试 和 运 行 程 序 ， 最 后 得 到 求 解 的 结 果 。n整 个 开 发 过 程 是 通 过 人 脑 进 行 的 逻 辑 思 维 完 成 的 ，

21、其 无 形 化 的 特 征 给 软 件 的 开 发 、 生 产 过 程 的 管 理带 来 不 便 ， 进 度 难 以 控 制 ， 开 发 质 量 难 以 评 价 和保 证 。 n如 果 在 软 件 运 行 中 发 现 错 误 ， 很 可 能 是 一 个 在 开 发阶 段 隐 藏 的 、 在 测 试 阶 段 没 能 检 测 出 来 的 故 障 。 因此 ， 软 件 维 护 通 常 意 味 着 修 改 原 来 的 设 计 ， 这 就 在客 观 上 决 定 了 软 件 维 护 是 相 当 复 杂 的 工 作 。2） 软 件 产 品 的 质 量 需 通 过 实 践 来 验 证n软 件 产 品 在 设

22、计 、 编 程 和 实 现 过 程 中 的 各 个 阶 段 其质 量 难 以 保 证 和 检 验 ， 只 有 在 实 际 问 题 求 解 过 程 中被 证 实 是 可 行 的 ， 才 能 成 为 产 品 。 3） 软 件 产 品 的 成 本 构 成 具 有 上 升 的 趋 势n在 软 件 产 品 生 存 周 期 中 ， 其 成 本 构 成 中 人 力 资 源占 了 相 当 大 的 比 重 。 这 其 中 ， 设 计 和 生 产 只 占 很小 比 重 ， 而 维 护 却 占 了 很 大 比 重 ， 据 统 计 数 据 表明 ， 软 件 维 护 的 费 用 占 软 件 总 费 用 的 55%70%

23、。n软 件 的 费 用 具 有 上 升 的 趋 势 。 这 是 因 为 实 际 问 题的 复 杂 性 决 定 了 实 用 软 件 的 系 统 规 模 庞 大 ， 软 件结 构 复 杂 。 例 如 ， 庞 大 系 统 中 各 个 模 块 之 间 逻 辑接 口 的 定 义 、 数 据 结 构 的 描 述 、 所 有 开 发 人 员 的协 调 和 组 织 等 等 。 4） 软 件 产 品 的 故 障 率 随 着 软 件 维 护 而 下 降n在 软 件 产 品 生 存 周 期 中 ， 软 件 在 其 生 命 周 期 的 初始 阶 段 存 在 较 高 的 故 障 率 ， 当 开 发 过 程 中 的 错

24、误被 纠 正 后 ， 其 故 障 率 下 降 到 一 定 的 水 平 并 保 持 相对 稳 定 ， 直 到 该 软 件 被 废 弃 不 用 。n软 件 是 只 有 过 时 而 无 “ 磨 损 ” 的 商 品 。 所 谓 过 时往 往 是 它 所 在 的 硬 件 环 境 升 级 ， 导 致 配 套 软 件 必须 做 相 应 的 升 级 ， 否 则 不 能 再 用 ； 或 者 同 类 软 件产 品 功 已 更 新 换 代 ， 使 得 本 产 品 不 具 备 竞 争 力 。 3软件的分类 按 软 件 功 能 划 分 和 按 软 件 规 模 划 分 。 1） 按 软 件 的 功 能 划 分n按 功 能

25、 划 分 ， 软 件 通 常 可 以 分 为 系 统 软 件 和 应 用软 件 两 大 类 。 如 下 图 所 示 。 软 件 系 统 软 件应 用 软 件 操 作 系 统网 络 系 统编 译 系 统工 具 软 件信 息 管 理实 时 控 制科 学 计 算人 工 智 能专 用 领 域嵌 入 式 软 件多 媒 体 技 术 (1)系 统 软 件 ：n系 统 软 件 定 义 ： 是 为 计 算 机 系 统 提 供 基 本 功 能 服务 的 程 序 集 合 ；n系 统 软 件 的 功 能 ： 支 持 计 算 机 系 统 的 正 常 运 行 ，并 实 现 用 户 提 交 的 各 种 操 作 。n系 统

26、软 件 的 主 要 特 征 ： 与 计 算 机 硬 件 系 统 有 很 强的 交 互 性 ， 能 对 共 享 资 源 进 行 调 度 管 理 ， 能 解 决并 发 性 操 作 处 理 中 存 在 的 协 调 问 题 。n系 统 软 件 的 用 户 接 口 ： 一 般 为 用 户 提 供 多 样 化 的外 部 接 口 ， 便 于 用 户 管 理 和 使 用 系 统 资 源 。 n系 统 软 件 主 要 包 括 ： 操 作 系 统 、 网 络 系 统 、 计 算机 语 言 编 译 (解 释 )系 统 以 及 实 用 工 具 软 件 系 统 等 。n操 作 系 统 是 计 算 机 软 件 系 统 的

27、 核 心 ， 是 对 计 算 机系 统 的 全 部 硬 、 软 件 资 源 (如 CPU、 内 存 、 硬 盘 、打 印 机 等 外 部 设 备 和 各 种 软 件 )进 行 统 一 管 理 、 调度 和 分 配 的 软 件 系 统 ， 并 向 上 层 软 件 提 供 服 务 ，各 种 应 用 程 序 都 是 在 操 作 系 统 的 支 持 下 运 行 的 ，用 户 是 通 过 操 作 系 统 对 计 算 机 进 行 操 作 的 。n操 作 系 统 ： 包 括 CPU及 进 程 管 理 、 内 存 管 理 、 外 设管 理 、 文 件 系 统 管 理 。 n网 络 系 统 ： 承 担 着 整

28、个 网 络 范 围 内 的 任 务 管 理 和资 源 管 理 ， 帮 助 用 户 共 享 整 个 网 络 中 的 信 息 资 源 ，对 网 络 内 的 共 享 设 备 进 行 访 问 ， 并 支 持 网 络 中 各个 站 点 之 间 的 通 信 ， 使 网 络 中 各 个 部 分 遵 守 协 议 ，协 调 一 致 ， 有 条 不 紊 地 工 作 。n程 序 设 计 语 言 编 译 系 统 ： 把 该 语 言 编 写 的 程 序“ 翻 译 ” 成 计 算 机 能 直 接 执 行 的 机 器 指 令 。n工 具 软 件 ： 帮 助 操 作 系 统 更 有 效 地 完 成 计 算 机 系统 的 管

29、理 和 维 护 ， 提 高 工 作 效 率 ， 实 现 普 通 用 户无 法 实 现 的 一 些 操 作 。 n数 据 库 管 理 系 统 ： DBMS是 专 门 用 于 数 据 库 定 义 、管 理 和 维 护 的 系 统 软 件 ， 是 用 户 和 数 据 库 间 的 接口 。n微 机 Windows平 台 的 数 据 库 管 理 系 统 有 Access、Visual FoxPro、 Paradox等 ， 常 见 的 大 型 关 系 数 据库 系 统 有 SQL Server、 Infomix、 Oracale以 及Sybase等 。n随 着 多 媒 体 、 Internet和 WWW

30、技 术 的 发 展 ， 现 在的 大 型 数 据 库 大 都 支 持 多 媒 体 数 据 类 型 ， 并 以 各种 方 式 提 供 了 对 WWW的 支 持 ， 使 异 地 、 异 构 机之 间 的 数 据 共 享 成 为 现 实 。 (2)应 用 软 件 是 为 满 足 用 户 不 同 领 域 和 不 同 问 题 的 应用 需 求 而 设 计 的 软 件 ， 可 以 拓 宽 计 算 机 系 统 的 应用 领 域 。 应 用 软 件 主 要 包 括 下 列 几 类 软 件 ： 管 理 软 件 系 统 (Management Information System，MIS)软 件nMIS的 核 心

31、 是 数 据 库 管 理 系 统 (DataBase Management System， DBMS)。nMIS的 特 点 是 有 一 个 或 多 个 数 据 库 ， 存 放 所 有 业务 的 信 息 ， 而 应 用 程 序 是 离 散 的 ， 如 工 资 、 会 计 、仓 库 、 生 产 计 划 调 度 ， 彼 此 只 有 数 据 联 系 。 实 时 (Real-time)控 制 软 件n实 时 控 制 软 件 是 对 现 实 世 界 中 随 时 (极 短 时 间 内 )发生 的 事 件 进 行 监 测 、 分 析 和 控 制 的 软 件 ， 其 包 括从 外 部 环 境 收 集 信 息 (

32、模 拟 量 数 据 要 通 过 A/D、D/A变 换 )， 分 析 后 按 应 用 要 求 转 移 信 息 ， 处 理 后作 出 响 应 (到 外 部 的 输 出 )， 实 时 处 理 要 求 即 时 响应 用 户 的 服 务 请 求 ， 并 在 较 短 时 间 内 完 成 数 据 处理 。 科 学 计 算 数 据 处 理 软 件n科 学 计 算 数 据 处 理 软 件 ： 应 用 在 数 值 领 域 ， 解 决数 值 算 法 的 速 度 和 精 度 。 包 括 可 视 化 计 算 、 大 量图 形 的 计 算 机 辅 助 设 计 ， 以 及 在 多 处 理 机 系 统 中实 现 并 行 计

33、算 和 系 统 仿 真 等 技 术 。 人 工 智 能 软 件n人 工 智 能 软 件 建 立 在 基 于 知 识 库 以 及 相 应 规 则 的专 家 系 统 上 。n专 家 系 统 也 称 为 基 于 知 识 的 问 题 求 解 系 统 。n实 用 的 人 工 智 能 软 件 有 模 式 识 别 、 定 理 证 明 、 专家 系 统 、 辅 助 决 策 支 持 、 图 像 语 音 识 别 、 神 经 网络 系 统 等 。 近 年 来 图 像 、 声 音 识 别 、 自 学 习 、 人工 神 经 网 络 也 发 展 迅 速 ， 例 如 ， 语 音 输 入 和 机 器语 言 翻 译 等 。 嵌

34、 入 式 (Embeded)软 件n嵌 入 式 软 件 ： 用 于 工 业 产 品 的 自 动 化 和 智 能 化 ，在 每 个 工 业 产 品 中 嵌 入 一 个 的 单 片 机 ， 其 中 的 软件 可 根 据 传 感 器 传 入 的 数 据 控 制 该 产 品 行 为 。 这些 软 件 首 先 在 宿 主 机 (host)上 以 某 种 语 言 开 发 ， 经交 叉 编 译 后 成 为 单 片 机 的 机 器 码 程 序 ， 烧 入 单片 机 ， 故 为 嵌 入 式 。 应 用 程 序 的 开 发 、 调 试 、 修改 和 升 级 全 在 宿 主 机 上 完 成 。 近 年 来 ， Ja

35、va芯 片和 Java嵌 入 式 应 用 发 展 特 别 迅 速 。 多 媒 体 软 件n多 媒 体 软 件 包 括 多 媒 体 数 据 传 输 和 多 媒 体 数 据处 理 ， 例 如 ， 图 形 处 理 、 图 像 处 理 、 动 画 制 作 、音 频 视 频 播 放 、 音 频 视 频 编 辑 、 电 视 会 议 、 多媒 体 写 作 工 具 以 及 桌 面 排 版 等 应 用 软 件 。 2 按 软 件 规 模 划 分n软 件 系 统 可 以 划 分 为 6种 不 同 的 规 模系 统 规 模 人 年 源 程 序 代 码微 型 系 统 1人 研 制 14周 500行小 型 系 统 1人

36、 研 制 16个 月 10002000行中 型 系 统 25人 研 制 12年 500010000行较 大 型 系 统 520人 研 制 23年 50000100000行大 型 系 统 1001000人 研 制 45年 1 百 万 行 ；极 大 型 系 统 20005000人 研 制 510年 1 百 万 10百 万 行 14 应用系统软件的开发初 学 者 在 软 件 开 发 中 存 在 的 问 题n没 有 准 确 、 完 整 地 了 解 用 户 的 实 际 需 求 ， 就 急 于编 程 。n重 编 程 ， 轻 需 求 分 析 ；n重 开 发 ， 轻 维 护 ；n重 程 序 ， 轻 文 档 。

37、n这 样 做 的 后 果 就 是 在 软 件 系 统 中 “ 埋 藏 ” 了 许 多故 障 隐 患 ， 直 接 危 害 着 系 统 的 可 靠 性 和 稳 定 性 。 n而 在 软 件 开 发 过 程 中 ， 问 题 发 现 得 越 早 ， 解 决 它所 花 费 的 代 价 就 越 小 ； 而 问 题 发 现 得 越 晚 ， 解 决它 所 花 费 的 代 价 就 越 高 。n在 进 行 软 件 设 计 时 应 当 注 意 以 下 几 点 ：（ 1） 注 重 分 析 解 决 问 题 。n软 件 开 发 过 程 实 际 上 就 是 用 程 序 语 言 来 描 述 解 决问 题 的 方 法 和 步

38、骤 。 所 以 软 件 开 发 的 基 本 过 程 是分 析 用 户 的 需 求 ， 找 出 需 要 解 决 的 问 题 ， 发 现 解决 问 题 的 方 法 。 （ 2） 掌 握 应 用 系 统 设 计 方 法 。n分 析 和 综 合 是 处 理 复 杂 系 统 的 基 本 方 法 ， 面 对 一个 大 的 系 统 ， 应 该 学 会 使 用 分 解 与 综 合 的 应 用 系统 设 计 方 法 ， 把 复 杂 问 题 分 解 为 若 干 子 问 题 ， 分散 难 点 ， 各 个 击 破 ， 再 把 设 计 出 的 各 个 子 模 块 综合 为 一 大 系 统 。（ 3） 广 泛 了 解 当

39、 前 的 最 新 计 算 机 应 用 技 术 。n由 于 计 算 机 技 术 发 展 飞 速 ， 每 年 都 有 新 的 技 术 或者 已 有 技 术 的 升 级 版 本 出 现 ， 选 准 适 合 的 新 技 术来 实 现 设 计 目 标 ， 具 有 事 半 功 倍 的 效 果 。 实 现 一个 系 统 ， 往 往 会 使 用 几 种 程 序 设 计 语 言 或 者 工 具软 件 。 （ 4） 学 会 建 立 抽 象 模 型 。n软 件 设 计 需 要 根 据 物 理 模 型 抽 象 出 其 逻 辑 模 型 ，通 过 建 立 的 模 型 描 述 抽 象 事 物 间 的 关 系 。 例 如 ，

40、建 立 系 统 需 要 分 析 模 型 、 解 题 需 要 算 法 模 型 ， 在算 法 中 采 用 符 号 语 言 代 替 计 算 机 动 作 ； 在 程 序 文档 中 采 用 规 格 说 明 抽 象 软 件 行 为 。 （ 5） 力 求 系 统 结 构 清 晰 。n现 在 的 软 件 越 来 越 复 杂 ， 需 要 重 视 程 序 结 构 、 数据 结 构 、 结 构 化 数 据 、 程 序 的 体 系 结 构 等 软 件 设计 的 关 键 技 术 ， 在 编 写 程 序 代 码 前 ， 要 对 系 统 结构 有 一 个 清 晰 明 了 概 念 ， 设 计 出 一 个 好 的 结 构 可以

41、 使 解 决 问 题 的 步 骤 变 得 清 晰 、 简 洁 、 高 效 。 （ 6） 注 意 形 式 化 、 一 致 性 和 规 范 化 。n程 序 语 言 、 数 学 公 式 都 是 形 式 系 统 ， 只 有 按 照 约定 的 形 式 符 号 才 能 让 计 算 机 理 解 编 程 意 图 。 随 着软 件 系 统 的 越 来 越 复 杂 ， 开 发 人 员 越 来 越 多 ， 需要 符 号 定 义 、 表 示 风 格 、 文 档 格 式 尽 可 能 规 范 和一 致 。 以 利 于 模 块 的 综 合 、 开 发 和 调 试 。（ 7） 重 视 书 写 程 序 文 档 。n以 便 帮

42、助 阅 读 和 发 现 程 序 中 的 错 误 。 一 些 不 正 确 的 观 念 n观 念 之 一 ： 我 们 拥 有 一 套 讲 述 如 何 开 发 软 件 的 书籍 ， 书 中 充 满 了 标 准 与 示 例 ， 可 以 帮 助 我 们 解 决软 件 开 发 中 遇 到 的 任 何 问 题 。n客 观 情 况 ： 好 的 参 考 书 无 疑 能 指 导 我 们 的 工 作 。充 分 利 用 书 籍 中 的 方 法 、 技 术 和 技 巧 ， 可 以 有 效地 解 决 软 件 开 发 中 大 量 常 见 的 问 题 。 但 实 践 者 并不 能 因 此 依 赖 于 书 籍 ， 这 是 因

43、为 ： （ 1） 现 实 的 工作 中 ， 由 于 条 件 千 差 万 别 ， 即 使 是 相 当 成 熟 的 软件 工 程 规 范 ， 常 常 也 无 法 套 用 。 （ 2） 软 件 技 术 日新 月 异 ， 没 有 哪 一 种 软 件 标 准 能 长 盛 不 衰 。 祖 传秘 方 在 某 些 领 域 很 吃 香 ， 而 在 软 件 领 域 则 意 味 着落 后 。 n观 念 之 二 ： 既 然 需 求 分 析 很 困 难 ， 不 管 三 七 二 十一 先 把 软 件 做 了 再 说 ， 反 正 软 件 是 灵 活 的 ， 随 时可 以 修 改 。n客 观 情 况 ： 对 需 求 把 握

44、得 越 准 确 ， 软 件 的 修 修 补补 就 越 少 。 有 些 需 求 在 一 开 始 时 很 难 确 定 ， 在 开发 过 程 中 要 不 断 地 加 以 改 正 。 软 件 修 改 越 早 代 价越 少 ， 修 改 越 晚 代 价 越 大 ， 就 跟 治 病 一 样 道 理 。 进 度 安 排 存 在 的 问 题 （ 1） 主 管 臆 断 制 定 了 不 现 实 的 期 限 ， 按 照 不 合 理 的进 度 表 开 展 工 作 。（ 2） 客 户 的 需 求 发 生 了 变 化 ， 但 没 有 对 进 度 表 作 出相 应 的 修 改 。（ 3） 低 估 了 项 目 的 规 模 与

45、难 度 ， 导 致 投 入 的 人 力 和物 力 不 足 。（ 4） 并 未 预 见 到 存 在 难 以 克 服 的 技 术 障 碍 。（ 5） 开 发 人 员 之 间 不 能 很 好 的 交 流 、 协 作 ， 导 致 各阶 段 任 务 难 以 如 期 完 成 。 一 些 有 益 的 建 议 （ 1） 进 度 表 要 经 过 开 发 小 组 的 讨 论 ， 在 得 到 大 部 数人 的 支 持 后 才 能 实 施 。 避 免 出 现 一 厢 情 愿 的 局 面 。（ 2） 进 度 安 排 并 不 见 得 一 定 要 符 合 逻 辑 顺 序 。 应 尽可 能 地 先 做 技 术 难 度 高 的

46、 事 ， 后 做 难 度 低 的 事 。 也就 是 辛 苦 在 前 ， 轻 松 在 后 。（ 3） 开 发 一 个 大 的 软 件 项 目 ， 应 该 将 进 度 表 分 为 若干 个 里 程 碑 。 一 个 里 程 碑 之 内 的 多 个 任 务 可 以 同 步进 行 。（ 4） 进 度 表 中 必 须 留 有 缓 冲 时 间 ， 并 将 缓 冲 时 间 用到 不 确 定 的 事 情 上 。 因 为 人 们 对 即 将 要 做 的 事 情 知之 甚 少 ， 所 以 要 留 一 些 时 间 以 防 不 测 。 Microsoft公 司 的 一 些 开 发 小 组 甚 至 制 定 了 “ 50%

47、 缓 冲 规则 ” 。 零 缺 陷 质 量 管 理 的 观 念 高 目 标n做 一 个 项 目 通 常 需 要 多 个 人 的 协 作 。 假 设 项 目 的 总质 量 （ 最 高 为 1） 是 十 个 开 发 人 员 的 工 作 质 量 之 积 。如 果 每 个 人 的 质 量 目 标 是 0.95， 那 么 十 个 人 的 累 积质 量 不 会 超 过 0.19。 如 果 每 个 人 的 质 量 目 标 是 0.9分 ，那 么 十 个 人 的 累 积 质 量 不 会 超 过 0.03。 只 有 每 个 人都 做 到 1， 项 目 总 质 量 才 会 是 1。 软 件 的 质 量 因 素 n

48、“ 运 行 正 确 ” 的 程 序 不 见 得 就 是 高 质 量 的 程 序 。 这个 程 序 也 许 运 行 速 度 很 低 并 且 浪 费 内 存 ； 也 许 代 码写 得 一 塌 糊 涂 ， 除 了 开 发 者 本 人 谁 也 看 不 懂 也 不 会使 用 。 正 确 性 只 是 反 映 软 件 质 量 的 一 个 因 素 而 已 。n软 件 的 质 量 因 素 很 多 ， 如 正 确 性 、 精 确 性 、 可 靠 性 、容 错 性 、 性 能 、 效 率 、 易 用 性 、 可 理 解 性 、 简 洁 性 、可 复 用 性 、 可 扩 充 性 、 兼 容 性 等 等 （ 还 可 以

49、 列 出 十几 个 ） 。 这 些 质 量 因 素 之 间 “ 你 中 有 我 ， 我 中 有他 ” 。 n为 了 便 于 理 解 ， 可 以 参 照 武 侠 小 说 中 的 武 学 分 类 ，将 质 量 因 素 粗 略 地 分 成 几 大 派 。 正 确 性 与 精 确 性易用性 可 理解 性与 简洁 性性能与效率 可 复用 性与可 扩充 性 少 林 派 、 武 当 派华山派 昆仑派峨嵋派 崆峒派 正 确 性 与 精 确 性 n正 确 性 与 精 确 性 排 在 质 量 因 素 的 第 一 位 ， 因 为 如 果软 件 运 行 不 正 确 或 者 不 精 确 ， 就 会 给 用 户 造 成

50、不 便甚 至 造 成 损 失 。n即 使 一 个 软 件 能 100% 地 按 需 求 规 格 执 行 ， 但 是 如果 需 求 分 析 错 了 ， 那 么 对 客 户 而 言 这 个 软 件 也 存 在错 误 。n即 使 需 求 分 析 完 全 符 合 客 户 的 要 求 ， 但 是 如 果 软 件没 有 100% 地 按 需 求 规 格 执 行 ， 那 么 这 个 软 件 也 存在 错 误 。 开 发 一 个 大 的 软 件 项 目 ， 程 序 员 要 为 “ 正确 ” 、 “ 精 确 ” 四 个 字 竭 尽 精 力 。 容 错 性 和 可 靠 性n容 错 性 和 可 靠 性 是 与 正

51、确 性 、 精 确 性 相 关 的 质 量 因素n容 错 性 承 认 软 件 系 统 存 在 不 正 确 与 不 精 确 的 因 素 ，为 了 防 止 潜 在 的 不 正 确 与 不 精 确 因 素 引 发 灾 难 ， 系统 为 此 设 计 了 安 全 措 施 。 在 一 些 高 风 险 的 软 件 系 统 ，如 航 空 航 天 、 武 器 、 金 融 等 系 统 中 ， 容 错 性 设 计 非常 重 要 。n可 靠 性 是 指 在 一 定 的 环 境 下 ， 在 给 定 的 时 间 内 ， 系统 不 发 生 故 障 的 概 率 。 我 们 无 法 对 软 件 进 行 彻 底 地测 试 ， 无

52、 法 根 除 软 件 中 潜 在 的 错 误 。 平 时 软 件 运 行得 好 好 的 ， 说 不 准 哪 一 天 就 不 正 常 了 ， 如 “ 2000年 ”问 题 。 性 能 与 效 率 n用 户 都 希 望 软 件 的 运 行 速 度 高 些 （ 高 性 能 ） ， 并 且占 用 资 源 少 些 （ 高 效 率 ） ， “ 干 活 要 快 点 ， 吃 得 要少 点 ” 。n程 序 员 可 以 通 过 优 化 算 法 、 数 据 结 构 和 代 码 组 织 来提 高 软 件 系 统 的 性 能 与 效 率 。 优 化 的 关 键 工 作 是 找出 限 制 性 能 与 效 率 的 “ 瓶

53、颈 ” ， 不 要 在 无 关 痛 痒 的地 方 瞎 忙 乎 。 易 用 性 n易 用 性 是 指 用 户 感 觉 使 用 软 件 的 难 易 程 度 。 用 户 可能 是 操 作 软 件 的 最 终 用 户 ， 也 可 能 是 那 些 要 使 用 源代 码 的 程 序 员 。 现 代 人 的 生 活 节 奏 快 ， 所 以 把 易 用性 作 为 重 要 的 质 量 因 素 无 可 非 议 。n导 致 软 件 易 用 性 差 的 根 本 原 因 是 开 发 人 员 犯 了 “ 错位 ” 的 毛 病 ： 他 以 为 只 要 自 己 用 起 来 方 便 ， 用 户 也一 定 会 满 意 。n软 件

54、 的 易 用 性 要 让 用 户 来 评 价 。 可 理 解 性 与 简 洁 性 n可 理 解 性 表 达 了 人 们 一 种 质 朴 的 愿 望 ： 我 化 钱 买 了它 ， 总 得 让 我 明 白 它 是 什 么 东 西 。n可 理 解 性 也 是 对 用 户 而 言 的 。 开 发 人 员 只 有 在 自 己思 路 清 晰 时 才 可 能 写 出 让 别 人 能 理 解 的 程 序 。 编 程时 还 要 注 意 不 可 滥 用 技 巧 ， 应 该 用 自 然 的 方 式 编 程 。我 们 的 确 不 知 道 自 己 的 得 意 之 举 究 竟 是 锦 上 添 花 ，还 是 画 蛇 添 足

55、 。n简 洁 是 一 种 美 ， 不 管 是 自 己 还 是 用 户 都 会 有 同 感 。一 个 原 始 的 应 用 问 题 可 能 很 复 杂 ， 但 高 水 平 的 人 就能 够 把 软 件 系 统 设 计 得 很 简 洁 。 如 果 软 件 系 统 臃 肿不 堪 ， 它 迟 早 会 出 问 题 。 简 洁 是 人 们 对 工 作 “ 精 益求 精 ” 的 结 果 。 可 复 用 性 与 可 扩 充 性n将 具 有 一 定 集 成 度 并 可 以 重 复 使 用 的 软 件 组 成 单 元 称 为 软构 件 (Software Component)。n复 用 的 一 种 方 式 是 原

56、封 不 动 地 使 用 现 成 的 软 构 件 ， 另 一 种方 式 是 对 现 成 的 软 构 件 进 行 必 要 的 扩 充 后 再 使 用 。 可 复 用性 好 的 程 序 一 般 也 具 有 良 好 的 可 扩 充 性 。n复 用 方 法 简 化 了 软 件 开 发 过 程 ， 减 少 了 总 的 开 发 工 作 量 与维 护 代 价 ， 既 降 低 了 软 件 的 成 本 又 提 高 了 生 产 率 。 另 一 方面 ， 由 于 软 构 件 是 经 过 反 复 使 用 验 证 的 ， 自 身 具 有 较 高 的质 量 。 因 此 由 软 构 件 组 成 的 新 系 统 也 具 有 较

57、 高 的 质 量 。n软 件 复 用 不 仅 要 使 自 己 拿 来 方 便 ， 还 要 让 别 人 拿 去 方 便 ，是 “ 拿 来 拿 去 主 义 ” 。 面 向 对 象 方 法 ， 能 很 好 地 用 于 实 现大 规 模 的 软 件 复 用 。 n软 件 产 品 从 定 义 、 开 发 、 使 用 和 维 护 ， 直 到 最 终 被废 弃 所 经 历 的 周 期 ， 称 为 软 件 生 存 周 期 。n在 生 存 周 期 的 各 个 阶 段 有 其 具 体 的 任 务 。 为 完 成 各个 阶 段 的 任 务 ， 又 有 各 自 不 同 的 技 术 方 法 和 操 作 步骤 。n只 有 科 学 地 按 生 存 周 期 各 个 阶 段 的 任 务 、 技 术 方 法和 操 作 步 骤 去 实 施 ， 才 能 保 证 软 件 产 品 的 质 量 。 而急 于 求 成 ， 不 按 科 学 方 法 实 施 ， 不 愿 学 习 和 采 用 新的 开 发 技 术 和 开 发 工 具 ， 则 势 必 事 倍 功 半 ， 甚至 断 送 它 。