1、軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展進程與案例軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展進程與案例 小組成員：蔡海飛 陳飛 崔松松 李巖 王喆 目錄 軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展史軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展史 軟件危機軟件危機 軟件工程軟件工程 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法 面向?qū)ο蟮姆椒嫦驅(qū)ο蟮姆椒?框架式設(shè)計方法框架式設(shè)計方法 大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù) 軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展史軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展史社會應(yīng)用需求的驅(qū)動是推進軟件發(fā)展進程的主線: 從軟件發(fā)展早期的按個人意愿編寫代碼，到按軟件工程的理論生產(chǎn)大型應(yīng)用系統(tǒng)； 從手工作坊式的封閉性制作到按標(biāo)準(zhǔn)制式、大工業(yè)生產(chǎn)的開放系統(tǒng)； 從注重個人精雕細(xì)琢地編寫代碼的技巧到注重工程項目的管理和開發(fā)團隊的協(xié)作； 從為特定應(yīng)用定制設(shè)計到以復(fù)

2、用為目標(biāo)的組件式開發(fā)； 從由少數(shù)軟件天才的編程藝術(shù)到由廣大用戶直接參與的應(yīng)用開發(fā)。 軟件危機軟件危機 20 世紀(jì)60年代中期，大容量、高速度計算機的出現(xiàn)，使計算機的應(yīng)用范圍迅速擴大，軟件開發(fā)急劇增長。高級語言開始出現(xiàn)；操作系統(tǒng)的發(fā)展引起了計算機應(yīng)用方式的變化；大量數(shù)據(jù)處理導(dǎo)致第一代數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的誕生。軟件系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，復(fù)雜程度越來越高，軟件可靠性問題也越來越突出。原來的個人設(shè)計、個人使用的方式不再能滿足要求，迫切需要改變軟件生產(chǎn)方式，提高軟件生產(chǎn)率，軟件危機（Software Crisis）開始爆發(fā)。 主要表現(xiàn)1）軟件開發(fā)費用和進度失控。2）軟件的可靠性差。3）生產(chǎn)出來的軟件難以維護。

3、4）用戶對軟件功能難以滿足。5）軟件通常缺少適當(dāng)?shù)奈臋n資料。6）生產(chǎn)率提高的速度不能滿足社會需要。7）軟件產(chǎn)品質(zhì)量無法保證。 爆發(fā)原因產(chǎn)生軟件危機有兩個方面的原因：產(chǎn)生軟件危機有兩個方面的原因：1） 與軟件本身的特點有關(guān)；是內(nèi)在因素、客觀的存在，只能因勢利導(dǎo)加以解決。2）與軟件開發(fā)和維護的技術(shù)方法有關(guān)；是外在因素，可以完善、提高。 解決軟件危機的途徑采用現(xiàn)代化、社會化的組織管理方式采用現(xiàn)代化、社會化的組織管理方式使用成功技術(shù)和方法（面向過程、面向?qū)ο蟮龋┦褂贸晒夹g(shù)和方法（面向過程、面向?qū)ο蟮龋┦褂酶玫能浖_發(fā)工具（匯編、使用更好的軟件開發(fā)工具（匯編、C C、VCVC、JAVAJAVA等）等

4、） 軟件工程誕生軟件工程誕生 軟件工程 1968 年北大西洋公約組織的計算機科學(xué)家在聯(lián)邦德國召開國際會議，第一次討論軟件危機問題，并正式提出“軟件工程（Software Engineering）”一詞，從此一門新興的工程學(xué)科軟件工程學(xué)為研究和克服軟件危機應(yīng)運而生。 軟件工程的定義著名軟件工程專家著名軟件工程專家BoehmBoehm定義定義運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識來運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識來設(shè)計并且構(gòu)造設(shè)計并且構(gòu)造計算機程序以及為開發(fā)、運行和維計算機程序以及為開發(fā)、運行和維護這些程序所必需的相關(guān)文件資料。護這些程序所必需的相關(guān)文件資料。IEEEIEEE給出的定義給出的定義以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本為目標(biāo)，研究

5、開發(fā)、運行和維護軟件以及使之退以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本為目標(biāo)，研究開發(fā)、運行和維護軟件以及使之退役的系統(tǒng)方法。役的系統(tǒng)方法。 軟件工程的目標(biāo) 開發(fā)生產(chǎn)盡可能多的軟件產(chǎn)品 提高軟件的生產(chǎn)效率 滿足應(yīng)用的功能需要和具有較好的軟件性能 能按時、按質(zhì)完成軟件開發(fā)任務(wù) 降低軟件開發(fā)成本 軟件開發(fā)方法一、結(jié)構(gòu)化方法二、面向?qū)ο蠓椒ㄈ⒖蚣苁介_發(fā)四、大數(shù)據(jù)開發(fā) 結(jié)構(gòu)化方法（SASD）結(jié)構(gòu)化方法的基本要點是： 1）自頂向下 2）逐步求精 3）模塊化設(shè)計 4）結(jié)構(gòu)化編碼按軟件生命周期劃分： 1）有結(jié)構(gòu)化分析（SA） 2）結(jié)構(gòu)化設(shè)計（SD） 3）結(jié)構(gòu)化實現(xiàn)（SP） 1978年，EYourdon和LLConstanti

6、ne提出了結(jié)構(gòu)化方法，即SASD方法，也可稱為面向功能的軟件開發(fā)方法或面向數(shù)據(jù)流的軟件開發(fā)方法。1979年TomDeMarco對此方法作了進一步的完善。 結(jié)構(gòu)化分析（SA）分析當(dāng)前的情況，做出反映當(dāng)前物理模型的DFD；推導(dǎo)出等價的邏輯模型的DFD；設(shè)計新的邏輯系統(tǒng)，生成數(shù)據(jù)字典和基元描述；建立人機接口，提出可供選擇的目標(biāo)系統(tǒng)物理模型的DFD；確定各種方案的成本和風(fēng)險等級，據(jù)此對各種方案進行分析；選擇一種方案；建立完整的需求規(guī)約。 結(jié)構(gòu)化設(shè)計（SD）評審和細(xì)化數(shù)據(jù)流圖；確定數(shù)據(jù)流圖的類型；把數(shù)據(jù)流圖映射到軟件模塊結(jié)構(gòu)，設(shè)計出模塊結(jié)構(gòu)的層；基于數(shù)據(jù)流圖逐步分解高層模塊，設(shè)計中下層模塊；對模塊結(jié)構(gòu)進

7、行優(yōu)化，得到更為合理的軟件結(jié)構(gòu)；描述模塊接口。設(shè)計原則（1）使每個模塊盡量只執(zhí)行一個功能（堅持功能性內(nèi)聚）；（2）每個模塊用過程語句（或函數(shù)方式等）調(diào)用其他模塊；（3）模塊間傳送的參數(shù)作數(shù)據(jù)用；（4）模塊間共用的信息（如參數(shù)等）盡量少。 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法圖 面向?qū)ο蠓椒ǎ╫o） 隨著隨著OOPOOP（面向?qū)ο缶幊蹋┫颍嫦驅(qū)ο缶幊蹋┫騉ODOOD（面向?qū)ο笤O(shè)計）和（面向?qū)ο笤O(shè)計）和OOAOOA（面（面向?qū)ο蠓治觯┑陌l(fā)展，最終形成面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法向?qū)ο蠓治觯┑陌l(fā)展，最終形成面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法OMT(Object OMT(Object Modelling TechniqueModellin

8、g Technique）。這是一種自底向上和自頂向下相結(jié)合的方法，而）。這是一種自底向上和自頂向下相結(jié)合的方法，而且它以對象建模為基礎(chǔ)，從而不僅考慮了輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實際上且它以對象建模為基礎(chǔ)，從而不僅考慮了輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實際上也包含了所有對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所以也包含了所有對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所以O(shè)MTOMT徹底實現(xiàn)了徹底實現(xiàn)了PAMPAM沒有完全實現(xiàn)沒有完全實現(xiàn)的目標(biāo)。不僅如此，的目標(biāo)。不僅如此，OOOO技術(shù)在需求分析、可維護性和可靠性這三個軟技術(shù)在需求分析、可維護性和可靠性這三個軟件開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和質(zhì)量指標(biāo)上有了實質(zhì)性的突破，徹底地解決了在這件開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和質(zhì)量指標(biāo)上有了實質(zhì)性的突破

9、，徹底地解決了在這些方面存在的嚴(yán)重問題，從而宣告了軟件危機末日的來臨。些方面存在的嚴(yán)重問題，從而宣告了軟件危機末日的來臨。 基本特征1）抽象性 抽象性是對事物的抽象概括描述，實現(xiàn)了客觀世界向計算機世界的轉(zhuǎn)化。2）封裝性 封裝（Encapsulation）就是把對象的屬性和行為結(jié)合成一個獨立的單位，并盡可能隱蔽對象的內(nèi)部細(xì)節(jié)。3）繼承性 繼承（Inheritance）是一種聯(lián)結(jié)類與類的層次模型。繼承性是指特殊類的對象擁有其一般類的屬性和行為。4）多態(tài)性 多態(tài)性（Polymorphism）是指類中同一函數(shù)名對應(yīng)多個具有相似功能的不同函數(shù)，可以使用相同的調(diào)用方式來調(diào)用這些具有不同功能的同名函數(shù)。優(yōu)點

10、：(1)是一種全新的系統(tǒng)分析設(shè)計方法（對象、類、結(jié)構(gòu)屬性、方法）。(2)適用于各類信息系統(tǒng)的開發(fā)。(3)實現(xiàn)了對客觀世界描述到軟件結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)換，大大減少后續(xù)軟件開發(fā)量。(4)開發(fā)工作的重用性、繼承性高，降低重復(fù)工作量。(5)縮短了開發(fā)周期。缺點：(1)需要一定的軟件支持環(huán)境。(2)不太適宜大型的MIS開發(fā)，若缺乏整體系統(tǒng)設(shè)計劃分， 易造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理、各部分關(guān)系失調(diào)等問題。(3)只能在現(xiàn)有業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上進行分類整理，不能從科學(xué)管理角度進行理順和優(yōu)化。(4)初學(xué)者不易接受、難學(xué)。 圖書館管理系統(tǒng)類圖 框架式設(shè)計方法框架式設(shè)計方法 軟件框架（Software framework），通常指的是為了實

11、現(xiàn)某個業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)或完成特定基本任務(wù)的軟件組件規(guī)范，也指為了實現(xiàn)某個軟件組件規(guī)范時，提供規(guī)范所要求之基礎(chǔ)功能的軟件產(chǎn)品。 框架的功能類似于基礎(chǔ)設(shè)施，與具體的軟件應(yīng)用無關(guān)，但是提供并實現(xiàn)最為基礎(chǔ)的軟件架構(gòu)和體系。軟件開發(fā)者通常依據(jù)特定的框架實現(xiàn)更為復(fù)雜的商業(yè)運用和業(yè)務(wù)邏輯。這樣的軟件應(yīng)用可以在支持同一種框架的軟件系統(tǒng)中運行。 簡而言之，框架就是制定一套規(guī)范或者規(guī)則（思想），程序員在該規(guī)范或者規(guī)則（思想）下工作。或者說就是使用別人搭好的舞臺，你來做表演。產(chǎn)生原因： 隨著軟件規(guī)模的擴大、應(yīng)用的廣泛和軟件復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，以子程序或類（Class）為單位的軟件復(fù)用有許多不足：（1）子程序庫日趨其龐大以致于使

12、用人員難以掌握；（2）大多數(shù)類粒度很小，且其自身往往不能完成有用的功能。 這一問題迫使人們在復(fù)用中將一組類（或模塊）及其交互作為一個整體來考慮，由此出現(xiàn)了軟件框架。 組成部分（1）一系列完成計算的模塊，成為構(gòu)件;（2）構(gòu)件之間的關(guān)系及交互機制;（3）一系列可變點（熱點、或者稱為調(diào)整點）;（4）可變點的行為調(diào)整機制。 開發(fā)人員通過軟件框架行為調(diào)整機制，將領(lǐng)域中具體應(yīng)用中所特有的軟件模塊綁定到該軟件框架的可變點上，從而得到了最終的應(yīng)用系統(tǒng)，這個過程稱為軟件軟件框架的例化，軟件框架的存在使得開發(fā)人員將主要的精力放在系統(tǒng)所特有的模塊的開發(fā)上，從而提高軟件的生產(chǎn)率和質(zhì)量。行為調(diào)節(jié)機制：（1） 模板參數(shù)化

13、。軟件框架提供代碼自動生成工具，該工具根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)自動生成所需的代碼。（2） 繼承和多態(tài)。通過面向?qū)ο笾械淖宇惱^承和重載，在子類中加入新的功能或改變父類的行為。（3） 動態(tài)綁定。在運行時刻動態(tài)綁定所需的對象服務(wù)，可通過軟件模式技術(shù)實現(xiàn)。（4） 構(gòu)件替換。通過替換框架中可插拔的構(gòu)件來加入業(yè)務(wù)特定的功能。 框架分類 白盒框架 基于繼承的框架被稱為白盒框架（White-Box）。所謂白盒即具備可視性，被繼承的父類的內(nèi)部實現(xiàn)細(xì)節(jié)對子類而言都是可知的。利用白盒框架的應(yīng)用開發(fā)者通過衍生子類或重寫父類的成員方法來開發(fā)系統(tǒng)。子類的實現(xiàn)很大程度上依賴于父類的實現(xiàn)，這種依賴性限制了重用的靈活性和完全性。但解

14、決這種局限性的方法可以是只繼承抽象父類，因為抽象類基本上不提供具體的實現(xiàn)。白盒框架是一個程序骨架，而用戶衍生出的子類是這個骨架上的附屬品。 黑盒框架 基于對象構(gòu)件組裝的框架就是黑盒框架（Black -Box）。應(yīng)用開發(fā)者通過整理、組裝對象來獲得系統(tǒng)的實現(xiàn)。用戶只須了解構(gòu)件的外部接口，無須了解內(nèi)部的具體實現(xiàn)。另外，組裝比繼承更為靈活，它能動態(tài)地改變，繼承只是一個靜態(tài)編譯時的概念。 在理想情況下，任何所需的功能都可通過組裝已有的構(gòu)件得到，事實上可獲得的構(gòu)件遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，有時通過繼承獲得新的構(gòu)件比利用已有構(gòu)件組裝新構(gòu)件更容易，因此白盒和黑盒將同時應(yīng)用于系統(tǒng)的開發(fā)中。不過白盒框架趨向于向黑盒框架發(fā)

15、展，黑盒框架也是系統(tǒng)開發(fā)希望達到的理想目標(biāo)。(1) 涉及軟件開發(fā)的全過程。(2) 反向控制( Inversion of Control) ( 常被稱為好萊塢原則( Hollywood Principle) : Dont call us , well call you) 。(3)它是一個模板。(4)框架通常建立在眾多類庫的基礎(chǔ)之上。(5)框架封裝了處理流程的控制邏輯。特點： 軟件框架圖 大數(shù)據(jù) 大數(shù)據(jù)(big data)，或稱巨量資料，指的是所涉及的資料量規(guī)模巨大到無法通過目前主流軟件工具，在合理時間內(nèi)達到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營決策更積極目的的資訊。(在維克托邁爾-舍恩伯格及肯

16、尼斯庫克耶編寫的大數(shù)據(jù)時代中大數(shù)據(jù)指不用隨機分析法（抽樣調(diào)查）這樣的捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)的方法2）。大數(shù)據(jù)的4V特點：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（價值）。4V特點：1）Volume（大量）2）Velocity（高速）3）Variety（多樣）4）Value（價值）大數(shù)據(jù)開發(fā)方法：1）關(guān)聯(lián)分析2）聚類分析3）分類4）偏差分析5）演變分析大數(shù)據(jù)開發(fā)步驟：1、分析原始數(shù)據(jù) 一般從原始數(shù)據(jù)中找出所有相關(guān)度高的數(shù)據(jù)集合L。相關(guān)度高的意思是指某一數(shù)據(jù)集合出現(xiàn)的頻率高于其他數(shù)據(jù)集合，并且達到某一設(shè)定值!。數(shù)據(jù)集合出現(xiàn)的頻率稱為支持度(support），

17、若支持度大于等于所設(shè)定的最小支持度（min Support）時則L稱為相關(guān)度高的數(shù)據(jù)集合。一個滿足最小支持度的 k則稱為高頻 k-集合組L,k算法從L,k的集合組中再產(chǎn)生L,k+1直到無法再找到更大的相關(guān)度高的數(shù)據(jù)集合為止。2、產(chǎn)生關(guān)聯(lián)規(guī)則 從相關(guān)度高的數(shù)據(jù)集合中找出關(guān)聯(lián)規(guī)則， 是利用前一步驟的高頻 k-集合組L,k來產(chǎn)生規(guī)則，在最小信賴度(min confidence)的條件下，若某一規(guī)則所求得的信賴度滿足最小信賴度，則稱此規(guī)則為關(guān)聯(lián)規(guī)則。框架Smal1talk一80用戶界面框架,它開發(fā)于20世紀(jì)70年代后期,被稱為Model/view/Controller(MvC)。MvC框架展示了面向?qū)ο缶幊谭浅＿m合于實現(xiàn)圖形用戶界面。成功的框架促進了其它框架的發(fā)展,框架可以用于軟件開發(fā)的任何領(lǐng)域,從大規(guī)模集成路由算法,到多媒體系統(tǒng)、圖形編輯器、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件等各種不同領(lǐng)域。 MVC把構(gòu)造一個用戶接口所需要的構(gòu)件劃分為3種對象進而確保將其明確分離。這3種類型的對象分別是：）模型(Model)數(shù)據(jù)對象。）視圖(View)對象。）控制器(Controller)對象。每種構(gòu)件類型都有一個明確的責(zé)任。1)模型不含有視圖特定的代碼;2)視圖不含有控制代碼或數(shù)據(jù)訪問代碼,只 集中精力顯示數(shù)據(jù);3)控制器創(chuàng)建并更新模