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1、软件技术基础软件技术基础 第第1 1章章 概述概述 河南工业大学电气工程学院 本章要点本章要点 软件的概念，软件与程序的关系 了解软件技术规范 掌握问题求解过程与方法 理解软件开发过程 第1章 概述 2010-82 河南工业大学电气工程学院 软件与软件技术 问题求解方法 主 要 内 容 重 点 与 难 点 1.11.1程序与软件程序与软件程序程序 程序：是一组计算机指令的集合，是解 决问题过程的描述。 程序的特征： 静态和动态属性 用程序语言抽象的符号表达 是对数据实施算法的过程 具有层次性、结构性 第1章 概述 2010-83 河南工业大学电气工程学院 1.11.1程序与软件程序与软件软件软
2、件 软件：是计算机系统中与硬件相互依存 的另一部分，它是包括程序、数据及其 相关文档的完整集合 文档是指编制程序所使用的技术资料和 使用该程序的说明性资料如使用说明书 等。即开发、使用和维护程序所需要的 一切资料。 第1章 概述 2010-84 河南工业大学电气工程学院 1.1 程序与软件 第1章 概述 2010-85 河南工业大学电气工程学院 软件的特征 软件是有生命周期的商品 软件是逻辑的而不是物理的 软件是功能、性能完备的软件系统 软件不会磨损，它故障率随时间的推移 而降低 软件的故障就是软件中的错误。 1.11.1程序与软件程序与软件软件软件 软件危机：是指在软件开发过程中遇到 的一系
3、列问题。如开发周期长、成增加 、可靠性降低等。 造成软件危机的原因： 如何开发软件？ 如何满足软件不断增长的需求 如何维护现有的、容量在不断增加的软件？ 第1章 概述 2010-86 河南工业大学电气工程学院 1.11.1程序与软件程序与软件软件软件 造成软件危机的原因： 软件成本、开发成本和开发进度的估计不够准确 用户对已完成的软件系统不满意的现象经常发生 软件产品质量靠不住 软件常常是不可维护的 软件通常没有适当的文档资料 软件的开发成本占计算机系统的总成本比例逐年上升 第1章 概述 2010-87 河南工业大学电气工程学院 1.2 软件分类 系统软件 实时软件 嵌入式软件 商业软件 过程
4、和科学计算软件 个人软件 人工智能软件等。 有太多的软件需要大家去开发开发 软件困难吗？ 第1章 概述 2010-88 河南工业大学电气工程学院 1.31.3软件技术规范软件技术规范 软件工程技术 程序设计技术 软件工具环境技术 系统软件技术 数据库技术 实时软件技术 网络软件技术 与实际工作相关的软件技术 第1章 概述 2010-89 1 1. .3.13.1软件工程技术软件工程技术 软件开发的原则与策略 软件开发过程(需求、设计、实现、测试和维护) 软件开发方法与软件过程模型 软件标准与软件质量的衡量 软件开发的组织与项目管理 软件版权等 第1章 概述 2010-810 河南工业大学电气工
5、程学院 1.31.3.2 .2 程序设计程序设计技术技术 程序结构与算法设计 程序设计风格 程序设计语言 程序设计方法 程序设计自动化 程序的正确性证明 程序的变换。 第1章 概述 2010-811 河南工业大学电气工程学院 1.3.31.3.3 软件工具环境技术软件工具环境技术 人机接口技术 软件自动生成 软件工具的集成和软件开发环境 软件的复用 逆向工程等 第1章 概述 2010-812 河南工业大学电气工程学院 1.3.41.3.4 系统软件技术系统软件技术 操作系统 编译方法 分布式处理与并行计算 多媒体软件处理技术等 第1章 概述 2010-813 河南工业大学电气工程学院 1.3.
6、51.3.5 数据库技术数据库技术 数据模型 数据库与数据库管理系统 分布式数据库 面向对象数据库技术 工程数据库 多媒体数据库等 第1章 概述 2010-814 河南工业大学电气工程学院 1.3.61.3.6 实时实时软件技术软件技术 实时监控软件技术 嵌入式实时软件技术 第1章 概述 2010-815 河南工业大学电气工程学院 1.3.71.3.7 网络网络软件技术软件技术 网络管理 局域网技术 网络互连技术 智能网络 无线网络 移动网络 协议工程等 第1章 概述 2010-816 河南工业大学电气工程学院 1.3.81.3.8 与实际工作相关软件技术与实际工作相关软件技术 如何延长软件的
7、使用时间 如何适应不断增强的软件性能 如何控制软件的质量 如何改变管理和配置记录 如何设计用户的在线帮助文档和图表 如何控制软件规模 软件评估和软件开发计划的制订 软件需求的表示和软件规格说明书的确定等 第1章 概述 2010-817 河南工业大学电气工程学院 1.4基于计算机的问题求解方法 就是建立求解问题的模型。 把描述实际对象的数据及其 相互关系映射到计算机的存 储器上，编程序模拟对象领 域中的求解过程。 第1章 概述 2010-818 河南工业大学电气工程学院 问题域中的信息 表示和处理 计算机中的数据 表示和处理 问题求解 问 题 求 解 目 标 数据 表示 、 处理？ 如何表示要处
8、理的数据 如何处理数据 第1章 概述 2010-819 河南工业大学电气工程学院 数据结构的问题 算法的问题 计算机求解过程计算机求解过程 vs vs 软件工程的方法软件工程的方法 （1）问题分析：弄清所要解的问题是什么；并且 把它用一种语言（自然语言、说明语言或数 学语言）清楚地描述出来 （2）设计：建立程序系统的结构，重点是数据结 构的设计和算法的设计 （3）程序编码：采用适当的程序设计语言，编写 出可执行的程序 （4）程序测试和维护：发现和排除在前几个阶段 中产生的错误，在使用中不断维护和完善 第1章 概述 2010-820 河南工业大学电气工程学院 需求分析 软件设计 软件实现 软件测
9、试 软件维护 实例：设计一个多岔路口 交通信号灯管理系统 l 首先需要分析一下所有车辆行驶路线的 冲突问题。 l这个问题可以归结为对车辆的可能行驶方 向作某种分组。 l分组的原则是使任一个组中各个方向行驶 的车辆可以同时安全行驶而不发生碰撞。 第1章 概述 2010-821 河南工业大学电气工程学院 问题分析问题分析 第1章 概述 2010-822 河南工业大学电气工程学院 可通行方向 AB AC AD BA BC BD DA DB DC EA EB EC ED ABACADBABC BDDADBDCEA EBECED 构造结点 结点间不可通行者连 线如图1.2所示 图1.1多岔路口示意图 问
10、题抽象问题抽象 第1章 概述 2010-823 河南工业大学电气工程学院 把图中的结点进行分组，无 关性结点分在一组，使得有 连线的结点不在同一个组里 。 ABAC ADBA DCED BCBD EA DADB EBEC 第1章 概述 2010-824 ABACAD BABCBD DAD BDC EA ECED EB 着色 数学模型数学模型四色定理四色定理 如果把上图中的一个结点理解为一个 国家，结点之间的连线看作两国有共 同边界，上述问题就变成著名的“地图 着色问题”。 即求出最少要几种颜色可将图中所有 国家着色，使得任意两个相邻的国家 颜色都不相同 第1章 概述 2010-825 河南工业
11、大学电气工程学院 设计：实现上述问题抽象过程设计：实现上述问题抽象过程 算法设计算法设计 对n个结点，逐个测试其所有组 合； 逐个穷举所有可能的分组方法 ，分一组可不可以？若不可以 ，二组呢？若再不可以，三组 呢？ 第1章 概述 2010-826 河南工业大学电气工程学院 方法：穷举法和贪心法 穷 举 法 思想 先用一种颜色给尽可能多的不相邻的结点 着色； 然后对剩下的结点，再用一种颜色给尽可 能多的不相邻的结点着色； 如此反复，直到所有结点都已经着色。 第1章 概述 2010-827 河南工业大学电气工程学院 贪心算法 思想 抽象描述抽象描述 while 有结点未着色 选择一种新颜色； 在未
12、着色的结点中，给尽可能多的彼 此之间没有边的连接结点着色； 第1章 概述 2010-828 河南工业大学电气工程学院 算法描述算法描述 假设图G，集合V包括图中的结点v，着色开始时 V是G所有结点集合，NEW表示已确定可用新颜 色着色的结点集合。 while V != NEW= ; for 每个v V do if v与NEW中所有结点没有边连接 V=V v ; NEW=NEWv ; 第1章 概述 2010-829 河南工业大学电气工程学院 实现、测试与维护 选择一种程序设计语言编写代码，完 成上述算法，调试程序 使用前测试程序 投入使用维护 第1章 概述 2010-830 河南工业大学电气工程
13、学院 第1章 概述 2010-8 用软件开发过程思考上述问题用软件开发过程思考上述问题 第1章 概述 2010-832 河南工业大学电气工程学院 软软软软件需求分析件需求分析 目的：系统“要解决什么问题？”、“做 什么？” 任务：收集、分析、理解、确定用户 的要求；然后把用户的要求精确、完 整地描述表达出来。 结果：可行性报告、软件计划、撰写 需求说明书 第1章 概述 2010-833 河南工业大学电气工程学院 “什么是他们真正需 要的” 软软软软件件设计设计设计设计 目的：要回答“如何解决该问题 ？”、“怎样 做？”。 任务务：给出实现 系统的实施蓝图 。功能分 解：设计 每个模块的功能及接
14、口。主要工 作是完成软件系统结 构(软件结构) 设计 、 数据设计 、界面设计 和过程设计 。 结结果：系统设计说 明书和模块功能说明 书 第1章 概述 2010-834 河南工业大学电气工程学院 概要设计 详细设计 软软软软件构造件构造 目的：选择一种程序设计语言写出高 质量的代码和相应的文档。 任务：根据设计说明书中每个模块的 控制流程编写出相应的源程序。 结果：源程序和文档 第1章 概述 2010-835 河南工业大学电气工程学院 注意使系统更易于使用和 系统的可重用性 软软软软件件测测测测 试试试试 目的：保证系统的正确性、可靠性和 可用性。 任务：检查、发现程序中的错误，提 高系统可
15、靠性。 结果：测试报告和软件修改报告等。 第1章 概述 2010-836 河南工业大学电气工程学院 系统是否能实 现规定的操作 ？ 软件维护软件维护 目的：维护软维护软 件系统统的正常运行。 任务务：改正软软件系统统在使用过过程中发现发现 的隐隐 含错误错误 ，扩扩充在使用过过程中新的功能要求。 阶阶段结结果：软软件系统统的问题报问题报 告和软软件修 改报报告。 第1章 概述 2010-837 河南工业大学电气工程学院 是否满足用户 的应用要求 思考与练习 进一步讨论课堂讲授的求解问题方法 写出你的解决方法和思路 第1章 概述 2010-838 河南工业大学电气工程学院 软件技术基础课程实验项 目 项目名称： 班 级： 学 号： 完成时间 ： 指导教师： 2010年 月 日 第1章 概述 2010-839 河南工业大学电气工程学院 封面要求 实验项实验项实验项实验项 目文档目文档规规规规范范 l封面 l目录 l主体内容包括： 1.需求分析 2.技术路线 3.工程进度 4.测试报告 5.个人小结 第1章 概述 2010-840 河南工业大学电
