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第1部分 开始3

第1章 软件工程导论3

1.1导言：软件工程的失误3

1.2什么是软件工程5

1.2.1建模6

1.2.2问题求解7

1.2.3知识获取8

1.2.4基本原理8

1.3软件工程概念9

1.3.1参与者与角色9

1.3.2系统与模型10

1.3.3工作产品11

1.3.4活动、任务与资源11

1.3.5功能性需求与非功能性需求12

1.3.6记号、方法和方法学12

1.4软件工程开发活动13

1.4.1需求获取13

1.4.2分析14

1.4.3系统设计16

1.4.4对象设计16

1.4.5实现16

1.4.6测试17

1.5管理软件开发17

1.5.1沟通17

1.5.2基本原理管理18

1.5.3软件配置管理18

1.5.4项目管理18

1.5.5软件生命周期19

1.5.6总结19

1.6竞技场实例分析19

1.7推荐读物20

1.8练习21

第2章 使用UML进行建模22

2.1导言22

2.2 UML综述23

2.2.1用例图23

2.2.2类图24

2.2.3交互图25

2.2.4状态机25

2.2.5活动图26

2.3建模活动中的概念27

2.3.1系统、模型和视点27

2.3.2数据类型、抽象数据类型和实例29

2.3.3类、抽象类和对象29

2.3.4事件类、事件和消息31

2.3.5面向对象建模过程31

2.3.6约简表达和原型构造33

2.4 UML的深入透视34

2.4.1用例图34

2.4.2类图39

2.4.3交互图47

2.4.4状态机49

2.4.5活动图51

2.4.6图的组织53

2.4.7图的扩展55

2.5推荐读物56

2.6练习56

第3章 项目组织和沟通58

3.1引言：一个有关火箭的例子58

3.2项目综述59

3.3项目管理概念62

3.3.1项目管理62

3.3.2角色65

3.3.3任务和工作产品67

3.3.4进度表68

3.4项目沟通中的概念69

3.4.1计划内沟通69

3.4.2计划外的沟通74

3.4.3沟通机制77

3.5有组织的活动83

3.5.1加入一个项目团队83

3.5.2使用沟通基础设施84

3.5.3参加项目团队情况通气会议84

3.5.4组织客户和项目总结86

3.6推荐读物87

3.7练习87

第2部分 复杂性处理91

第4章 需求获取91

4.1引言：可用性实例91

4.2对需求获取的总的看法92

4.3需求获取概念94

4.3.1功能需求94

4.3.2非功能性需求94

4.3.3完全性、一致性、清晰性和正确性95

4.3.4现实性、确认和可追踪性96

4.3.5绿地工程、再工程和界面工程97

4.4需求获取活动97

4.4.1标识参与者（Actor）98

4.42标识场景99

4.4.3标识用例101

4.4.4求精用例103

4.4.5标识参与者和用例之间的关系105

4.4.6标识初始的分析对象108

4.4.7标识非功能性需求110

4.5需求获取管理111

4.5.1与客户协商规格说明：联合应用设计112

4.5.2追踪性维护113

4.5.3需求获取的编档114

4.6 ARENA实例研究115

4.6.1初始问题陈述115

4.6.2标识参与者和场景117

4.6.3标识用例120

4.6.4求精用例与标识关系122

4.6.5标识非功能性需求126

4.6.6应接受的教训126

4.7推荐读物127

4.8练习128

第5章 分析130

5.1导言：光幻影130

5.2分析概述131

5.3分析的概念132

5.3.1对象模型和动态模型分析132

5.3.2实体、边界和控制对象132

5.3.3泛化和特化134

5.4分析活动：从用例到对象134

5.4.1标识实体对象135

5.4.2标识边界对象137

5.4.3标识控制对象138

5.4.4使用顺序图将用例映射成对象139

5.4.5使用CRC卡建模对象之间的交互142

5.4.6标识关联143

5.4.7标识聚集145

5.4.8标识属性146

5.4.9建模单一对象的状态相关的行为147

5.4.10建模对象之间的继承关系148

5.4.11分析模型评审148

5.4.12分析小结149

5.5分析管理150

5.5.1分析文档化151

5.5.2分配责任151

5.5.3对分析的沟通152

5.5.4分析模型的迭代153

5.5.5客户发出的结束信息154

5.6 ARENA案例研究156

5.6.1标识实体对象156

5.6.2标识边界对象159

5.6.3标识控制对象160

5.6.4建模对象之间的交互161

5.6.5评价和加固分析模型163

5.6.6应该吸取的教训165

5.7推荐读物166

5.8练习166

第6章 系统设计：分解系统168

6.1导言：一个地板规划的例子168

6.2系统设计概述170

6.3系统设计概念171

6.3.1子系统与类171

6.3.2服务与子系统接口172

6.3.3耦合与内聚173

6.3.4分层与划分176

6.3.5体系结构风格178

6.4系统设计活动：从对象到子系统184

6.4.1出发点：线路规划系统的分析模型184

6.4.2标识设计目标186

6.4.3标识子系统188

6.5推荐读物190

6.6练习190

第7章 系统设计：选择设计目标192

7.1介绍：一个冗余系统的例子192

7.2系统设计活动概述193

7.3概念：UM L部署图195

7.4系统设计活动：选择设计目标196

7.4.1将子系统映射到处理器和构件上196

7.4.2标识并存储持久性数据197

7.4.3提供访问控制200

7.4.4设计全局控制流205

7.4.5标识服务207

7.4.6标识边界条件208

7.47评审系统设计210

7.5管理系统设计212

7.5.1系统设计编档212

7.5.2责任分配213

7.5.3系统设计交流214

7.5.4系统设计迭代215

7.6 ARENA案例研究216

7.6.1标识设计目标216

7.6.2标识子系统217

7.6.3将子系统映射到处理器和构件218

7.6.4标识并存储持久性数据220

7.6.5提供访问控制220

7.6.6设计全局控制流221

7.6.7标识服务222

7.6.8标识边界条件224

7.6.9课程小结226

7.7推荐读物226

7.8练习227

第8章 对象设计：复用模式解决方法228

8.1导言：挫折228

8.2对象设计总论230

8.3复用的概念：解对象、继承和设计模式232

8.3.1应用对象和解对象232

8.3.2定义继承和实现继承233

8.33授权235

8.3.4 Liskov替换准则235

8.3.5设计模式中的授权和继承236

8.4复用活动：选择设计模式和构件238

8.4.1使用Bridge模式封装数据存储239

8.4.2通过Adapter模式封装遗留构件240

8.4.3用Strategy模式封装上下文242

8.4.4使用Abstract Factory模式封装平台244

8.4.5使用Command模式封装控制流245

8.4.6用Composite设计模式封装层次246

8.4.7选择设计模式的启发式准则248

8.4.8标识和调整应用框架248

8.5管理复用252

8.5.1文档编辑复用253

8.5.2分配责任254

8.6 ARENA案例分析254

8.6.1使用Abstract Factory设计模式255

8.6.2使用Command设计模式256

8.6.3使用Observer设计模式257

8.6.4课程回顾257

8.7推荐读物258

8.8习题258

第9章 对象设计：说明接口260

9.1导言：一个铁路的例子260

9.2接口规格说明概述261

9.3接口规格说明概念262

9.3.1类实现者、类扩展者和类用户263

9.3.2类型、签名和可见性264

9.3.3契约：不变式、前置条件和后置条件265

9.3.4对象约束语言266

9.3.5 OCL集合：集合、袋以及序列269

9.3.6 OCL量词：全称量词forAll和存在量词exists272

9.4接口规格说明活动272

9.4.1标识遗漏的属性和操作273

9.4.2说明类型、签名和可见性274

9.4.3说明前置条件和后置条件275

9.4.4说明不变式277

9.4.5继承契约278

9.5对象设计管理280

9.5.1对象设计编档280

9.5.2分配责任285

9.5.3在需求分析中使用契约285

9.6 ARENA案例分析286

9.6.1标识在系列赛风格TournamentStyle和回合Round中遗漏的操作286

9.6.2定义说明系列赛风格TournamentStyle和回合Round中的契约288

9.6.3定义说明淘汰赛风格KnockOutStyle和淘汰回合KnockOutRound契约290

9.6.4课程回顾291

9.7推荐读物291

9.8练习292

第10章 将模型映射到代码294

10.1导言：一个关于书的例子294

10.2映射的概述295

10.3映射的概念296

10.3.1模型转换296

10.3.2重构297

10.3.3正向工程299

10.3.4逆向工程300

10.3.5转换原则300

10.4映射活动301

10.4.1优化对象设计模型301

10.4.2将关联映射到集合304

10.4.3将契约映射到异常308

10.4.4将对象模型映射到持久存储模式312

10.5管理实现317

10.5.1编档过程转换317

10.5.2指派职责318

10.6 ARENA案例研究318

10.6.1竞技场系统ARENA中的统计类Statistics319

10.6.2将关联映射到集合320

10.6.3将契约映射到异常322

10.6.4将对象模型映射到数据库模式323

10.6.5课程回顾324

10.7推荐读物324

10.8练习325

第11章 测试327

11.1导言：测试航天飞机327

11.2测试概述329

11.3测试概念332

11.3.1故障、错误状态和失效333

11.3.2测试用例335

11.3.3测试桩和测试驱动337

11.3.4更正337

11.4测试活动338

11.4.1构件检查338

11.4.2可用性测试339

11.4.3单元测试340

11.4.4集成测试348

11.4.5系统测试352

11.5管理测试356

11.5.1制定测试计划356

11.5.2编写测试文档357

11.5.3分配职责359

11.5.4回归测试360

11.5.5使测试自动化361

11.5.6基于模型的测试362

11.6推荐读物364

11.7练习365

第3部分 变更管理369

第12章 基本原理管理369

12.1引言：将火腿切成薄片369

12.2基本原理概述370

12.3基本原理概念372

12.3.1集中式的交通控制373

12.3.2定义问题：问题374

12.3.3探索问题空间：提议375

12.3.4评价求解空间：标准和讨论376

12.3.5使求解空间崩溃：解决方案377

12.3.6执行解决方案：活动项378

12.3.7基于问题的模型和系统实例379

12.4基本原理的活动：从问题到决策382

12.4.1 CTC系统设计382

12.4.2在会议中获取基本原理383

12.4.3异步获取基本原理389

12.4.4当讨论变更时获取的基本原理391

12.4.5重新构造基本原理393

12.5管理基本原理395

12.5.1将基本原理文档化395

12.5.2分配任务396

12.5.3关于基本原理交流的启发式规则397

12.5.4问题模型和协商397

12.5.5冲突解决策略399

12.6推荐读物400

12.7练习400

第13章 配置管理402

13.1引言：一个飞机的实例402

13.2配置管理的概要404

13.3配置管理的概念405

13.3.1配置项和CM聚集406

13.3.2版本和配置406

13.3.3变化请求407

13.3.4升级和发布407

13.3.5仓库和工作空间407

13.3.6版本标识方案408

13.3.7变化和变化集409

13.3.8配置管理工具410

13.4配置管理活动411

13.4.1配置项和CM聚集标识413

13.4.2升级管理414

13.4.3发布版本管理415

13.4.4分支管理417

13.4.5不同版本管理419

13.4.6变更管理421

13.5对配置管理的管理422

13.5.1配置管理的文档化422

13.5.2分配配置管理责任423

13.5.3计划配置管理活动424

13.5.4持续集成：测试活动和改进管理424

13.6推荐读物426

13.7练习426

第14章 项目管理428

14.1介绍：STS-51L发射决定428

14.2项目管理概述430

14.3项目管理概念434

14.3.1任务和活动434

14.3.2工作产品、工作包和角色435

14.3.3工作分解结构436

14.3.4任务模型436

14.3.5技能矩阵437

14.3.6组织438

14.3.7可视组织结构440

14.3.8组织结构图谱440

14.3.9软件项目管理计划441

14.4项目管理活动443

14.4.1计划项目444

14.4.2组织项目448

14.4.3控制项目451

14.4.4终结项目455

14.5 Agile项目管理活动456

14.5.1项目计划：创建产品和冲刺后备457

14.5.2组织项目457

14.5.3控制项目：每一天的冲刺和灭火表（burn down charts）458

14.5.4终止项目：对于冲刺的评论459

14.6推荐读物460

14.7练习460

第15章 软件生命周期462

15.1导言：玻利尼西亚航行462

15.2 IEEE 1074：开发软件生命周期过程的标准465

15.2.1过程与活动465

15.2.2软件生命周期建模467

15.2.3项目管理467

15.2.4前期开发468

15.2.5开发过程468

15.2.6后期开发469

15.2.7整体过程（交叉开发过程）470

15.3评价软件生命周期模型的成熟度471

15.4生命周期模型472

15.4.1以顺序活动为中心的模型473

15.4.2以迭代活动为中心的模型475

15.4.3以实体为中心的模型479

15.5推荐读物481

15.6练习481

第16章 方法学：综合考虑各种因素483

16.1导言：首次攀登乔戈里峰（K2峰）483

16.2项目环境486

16.3方法学问题488

16.3.1需要做多少个计划488

16.3.2需要在多大程度上考虑复用489

16.3.3需要建多少种模型489

16.3.4过程包含多少步骤490

16.3.5需要多大程度上的控制和监控491

16.3.6什么时候重定义项目目标492

16.4方法学领域492

16.41 Royce方法学493

16.4.2极限编程（XP）496

16.4.3 Rugby方法学500

16.5案例学习505

16.5.1 XP项目：ATRACT506

16.5.2局部主客户：FRIEND508

16.5.3分布式项目：JAMES513

16.5.4案例学习总结518

16.6推荐读物521

16.7练习521

第4部分 附录525

附录A设计模式525

A.1 Abstract Factory：封装平台525

A.2 Adapter：对遗留代码的包装526

A.3 Bridge：允许选择性实现527

A.4 Command：封装控制流527

A.5 Composite：表示递归的层次结构528

A.6 Facade：封装子系统529

A.7 Observer：将实体从视图中分离出来529

A.8 Proxy：封装开销大的对象530

A.9 Strategy:封装算法531

A.10选择设计模式的启发式准则532

附录B 术语表533

附录C参考文献557