软件系统分析与体系结构设计_计算机科学

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内容提要

本书旨在从基础着手，系统地介绍软件系统分析和体系结构设计的原理、方法和实践。全书分为11章，主要内容包括软件工程基础概述（第1章）、结构化分析和设计方法（第2章

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前　言

软件系统分析与设计是软件工程的核心内容之一，也是软件工程等计算机相关专业本科生的一门重要必修课。分析和设计由于处在软件开发的前期，对软件产品的质量保障起着关键的

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第1章　软件工程概述

自1968年“软件工程”的概念提出至今，已有近半个世纪。作为一门从实践中抽象出来的年轻学科，软件工程的理论并未完全成熟，仍在实践中不断向前发展。软件系统的分析和

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1.1　软件危机与软件工程

从1946年第一台计算机发明以来，微电子学技术的不断进步使得计算机硬件的性能和质量有了巨大且持续稳定的提高，著名的摩尔定律即描述了硬件发展的情况。与此同时，软件

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1.1.1　软件危机

软件危机泛指软件开发和维护过程中遇到的一系列严重的问题，概括来说包含两个方面：（1）如何开发软件，以满足不断增长的、日趋复杂的要求；（2）如何维护规模不断庞

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1.1.2　软件工程的定义

在1968年联邦德国召开的国际会议上正式提出并使用了软件工程这个术语，即运用工程学的基本原理和方法来组织和管理软件生产，从此人们对于软件开发是否已符合工程化思想

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1.2　软件开发过程模型

经典的软件工程思想将软件开发分为5个基本阶段，即需求分析、系统设计、系统实现、测试和维护，如图1－4所示。采用软件生命周期来划分软件的工程化开发，使得软件开发能

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1.2.1　线性模型

线性模型即瀑布模型，又称生存周期模型，由温斯顿·罗伊斯（Winston Royce）在1970年提出。其核心思想是采用结构化的分析与设计方法将软件过程工序化，将

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1.2.2　增量模型

增量模型是一种演化模型，其融合了线性模型的基本成分（重复应用）和原型实现模型的迭代特征，采用随着日程时间的进展而交错的线性序列，每一个线性序列产生软件的一个可发

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1.2.3　螺旋模型

螺旋模型由Barry Boehm在1988年提出，是一种演进式软件开发过程模型。整个模型紧密围绕开发中的风险分析，强调持续的判断、确定和修改用户的任务目标，并按

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1.3　软件系统分析与设计的重要性

需求分析阶段中分析人员根据计划阶段产生的可行性研究报告以及项目开发计划等，从系统的角度理解软件并确定目标系统的综合需求，提出这些需求的实现条件以及需求应达到的标

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1.4　软件开发方法

从20世纪60年代的手编程序到70年代的结构化分析和设计方法，到80年代CASE工具和环境的研制，再到20世纪90年代至今的软件复用和构件框架技术的广泛应用，越

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1.4.1　结构化方法

结构是指系统内各组成要素之间相互联系、相互作用的框架。结构化方法也称面向过程的方法或传统软件工程开发方法，由E.Yourdon和L.L.Constantine于

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1.4.2　面向对象方法

面向对象（OO）方法是当前计算机界关心的重点，已经深入到软件领域几乎所有分支，是软件开发方法的一次飞跃。面向对象方法认为：现实客观世界是由对象组成的，任何客观的

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1.5　软件工程工具

这里所讨论的软件工程工具泛指软件开发全过程中使用的各种程序系统，具体来讲就是开发人员在系统分析、设计、编程、测试等过程中应用的一系列辅助软件工具。例如，在设计、

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1.5.1　计算机辅助软件工程

计算机辅助软件工程（Computer－Aided Software Engineering，CASE），原指支持管理信息系统开发的、由各种计算机辅助软件和工具组

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1.5.2　CASE工具的分类

支持软件工程活动的软件工具品种多、数量大，都是在软件工程信息库的支持下工作的。可以根据软件工具的功能、作用、使用方式等对其进行分类。一般来说，按照CASE工具的

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1.5.3　集成化CASE环境

集成工具与提高工具的互操作性是当前CASE发展的主要趋势。20世纪90年代，CASE工具逐渐发展成为集成化的CASE环境。 1.CASE集成环境的定义 “集成”

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1.6　本章小结

本章回顾了软件工程产生的背景、软件工程的定义，以及软件工程学中的三个核心元素：开发过程模型、方法和工具。对于开发过程模型，重点介绍了经典的线性模型、增量模型以及

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1.7　思考与练习

（1）简述软件危机的原因和表现。（2）简述软件工程的定义。（3）简述软件系统分析与设计在软件开发中的重要性。(https://www.daowen.com)

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第2章　结构化分析和设计方法

结构是指系统内各组成要素之间相互联系、相互作用的框架。结构化方法也常被称为面向过程的方法或传统软件工程开发方法，由E.Yourdon和L.L.Constanti

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2.1　结构化分析

需求分析的过程可以分成四个阶段： 1）问题识别（需求获取）（1）研究系统的可行性分析报告和软件项目实施计划。（2）从系统角度来理解软件并评审用于产生计划估算

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2.1.1　功能建模

最初，结构化分析方法仅讨论数据流建模。目标系统被表示成如图2－2所示的数据变换流程图，系统的功能体现在核心的数据变换中。功能建模就是用抽象模型的概念，按照软件

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2.1.2　数据流图

图2－3　DFD的组成元素数据流图的组成元素有且仅有4个，即数据加工数据源、数据流和数据存储（如图2－3所示）。其中数据加工是核心，它将数据源或上级数据加工传

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2.1.3　层次化数据流图

当系统的需求比较复杂的时候，为了更清楚地表达数据处理过程，需要采用层次化数据流图。在需求分析时应按照系统需求的层次结构逐步分解，并以分层的数据流图反映这种结构关

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2.2　概要设计

结构化设计方法是在模块化思想、自顶向下逐步细化原则和结构化程序设计的基础上发展起来的。结构化设计与结构化分析密不可分，设计中的每一个步骤及产生的模型、文档都必须

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2.3　模块详细设计

(https://www.daowen.com)

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2.3.1　流程图

流程图是所有程序设计的基础，结构化的程序设计分为“顺序”“选择”和“循环”三种基本结构。更细地，可以分为如图2－11所示的5种基本控制结构。图2－11　流程

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2.3.2　N－S图

N－S图也叫做盒图，由美国学者I.Nassi和B.Shneiderman在1973年提出。N－S图中将全部算法写在一个矩形框内，在框内还可以包含其他从属于它的框

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《软件系统分析与体系结构设计》简介