軟件工程課后參考答案.doc

第一章課后參考答案1.什么是軟件危機(jī)？它們有哪些典型表現(xiàn)？為什么會(huì)出現(xiàn)軟件危機(jī)？“軟件危機(jī)”是指計(jì)算機(jī)軟件的“開發(fā)”和“維護(hù)”過(guò)程中所遇到的一系列“嚴(yán)重問題”。這些問題決不僅僅是不能正常運(yùn)行的軟件才具有的，實(shí)際上，幾乎“所有軟件”都不同程度地存在這些問題?！败浖C(jī)”包含兩方面的問題：（1）如何開發(fā)軟件，以滿足對(duì)軟件日益增長(zhǎng)的需求；（2）如何維護(hù)數(shù)量不斷膨脹的已有軟件。它們有以下表現(xiàn)：（1）對(duì)軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計(jì)常常很不準(zhǔn)確；（2）用戶對(duì)“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生；（3）軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不??；（4）軟件常常是不可維護(hù)的；（5）軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料；（6）軟件成本在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升；（7）軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計(jì)算機(jī)應(yīng)用普及深入的趨勢(shì)。出現(xiàn)軟件危機(jī)的原因（1）開發(fā)人員與客戶認(rèn)識(shí)之間的矛盾（2）開發(fā)人員能力與開發(fā)目標(biāo)之間的矛盾（3）預(yù)估與實(shí)際工作量之間的矛盾（4）客戶認(rèn)識(shí)的提高與軟件維護(hù)之間的矛盾（5）遺產(chǎn)系統(tǒng)與實(shí)施軟件之間的矛盾2.假設(shè)自己是一家軟件公司的總工程師，當(dāng)把圖1.1給手下的軟件工程師們觀看，告訴他們及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改正錯(cuò)誤的重要性時(shí)，有人不同意這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為要求在錯(cuò)誤進(jìn)入軟件之前就清楚它們是不現(xiàn)實(shí)的，并舉例說(shuō)：“如果一個(gè)故障是編碼錯(cuò)誤造成的，那么，一個(gè)人怎么能在設(shè)計(jì)階段清除它呢？”應(yīng)該怎么反駁他？答：在軟件開發(fā)的不同階段進(jìn)行修改付出的代價(jià)是很不相同的，在早期引入變動(dòng)，涉及的面較少，因而代價(jià)也比較低；在開發(fā)的中期，軟件配置的許多成分已經(jīng)完成，引入一個(gè)變動(dòng)要對(duì)所有已完成的配置成分都做相應(yīng)的修改，不僅工作量大，而且邏輯上也更復(fù)雜，因此付出的代價(jià)劇增；在軟件“已經(jīng)完成”是在引入變動(dòng)，當(dāng)然付出的代價(jià)更高。一個(gè)故障是代碼錯(cuò)誤造成的，有時(shí)這種錯(cuò)誤是不可避免的，但要修改的成本是很小的，因?yàn)檫@不是整體構(gòu)架的錯(cuò)誤。3.什么是軟件工程？它有哪些本質(zhì)特征？怎么用軟件工程消除軟件危機(jī)？軟件工程是指導(dǎo)知道計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的一門工程學(xué)科。采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來(lái)開發(fā)與維護(hù)軟件，把經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好技術(shù)方法結(jié)合起來(lái)，以經(jīng)濟(jì)地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護(hù)它，這就是軟件工程。本質(zhì)特征：（1） 軟件工程關(guān)注于大型軟件的構(gòu)造（2） 軟件工程的中心課題是控制復(fù)雜性（3） 軟件經(jīng)常變化（4） 開發(fā)軟件的效率非常重要（5） 和諧地合作是開發(fā)軟件的關(guān)鍵（6） 軟件必須有效支持它的用戶（7） 在軟件工程領(lǐng)域通常由一種文化背景的人替代具有另一種文化背景的人創(chuàng)造產(chǎn)品消除軟件危機(jī)的原理：（1） 用分階段的生命周期計(jì)劃嚴(yán)格管理（2） 堅(jiān)持進(jìn)行階段評(píng)審（3） 實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制（4） 采用現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)（5） 結(jié)果應(yīng)能清楚地審查（6） 開發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精（7） 承認(rèn)不斷改進(jìn)軟件工程實(shí)踐的必要性5 根據(jù)歷史數(shù)據(jù)可以做出如下的假設(shè) ：對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的需求大致按下面公式描述的趨勢(shì)逐年增加：M=4080e0.28(Y-1960) 存儲(chǔ)器的價(jià)格按下面公式描述的趨勢(shì)逐年下降：P1=0.30.72Y-1974(美分/位)如果計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)為16位，則存儲(chǔ)器價(jià)格下降的趨勢(shì)為：P2=0.0480.72Y-1974(美元/字)在上列公式中Y代表年份，M是存儲(chǔ)容量(字?jǐn)?shù))，P1和P2代表價(jià)格?；谏鲜黾僭O(shè)可以比較計(jì)算機(jī)硬件和軟件成本的變化趨勢(shì)。要求計(jì)算：1) 在1985年對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的需求估計(jì)是多少?如果字長(zhǎng)為16位，這個(gè)存儲(chǔ)器的價(jià)格是多少?(2) 假設(shè)在1985年一名程序員每天可開發(fā)出10條指令，程序員的平均工資是每月4000美元。如果一條指令為一個(gè)字長(zhǎng)，計(jì)算使存儲(chǔ)器裝滿程序所需用的成本。(3) 假設(shè)在1995年存儲(chǔ)器字長(zhǎng)為32位，一名程序員每天可開發(fā)出30條指令，程序員的月平均工資為6000美元，重復(fù)(1)、(2)題。6 什么是軟件過(guò)程?它與軟件工程方法學(xué)有何關(guān)系?軟件過(guò)程是為了開發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品所需完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項(xiàng)任務(wù)的工作步驟。軟件過(guò)程定義了運(yùn)用技術(shù)方法的順序、應(yīng)該交付的文檔資料、為保證軟件質(zhì)量和協(xié)調(diào)軟件變化必須采取的管理措施，以及標(biāo)志完成了相應(yīng)開發(fā)活動(dòng)的里程碑。軟件過(guò)程是軟件工程方法學(xué)的3個(gè)重要組成部分之一。7.什么是軟件生命周期模型？試比較瀑布模型、快速模型、增量模型和螺旋模型的優(yōu)缺點(diǎn)，說(shuō)明每種模型的適用范圍。通俗的說(shuō)，簡(jiǎn)潔地描述軟件過(guò)程的模型叫做軟件生命周期模型，生命周期模型規(guī)定了把生命周期花費(fèi)成哪些階段及各個(gè)階段執(zhí)行的順序。模型名稱比較特點(diǎn)適用范圍方法學(xué)角度應(yīng)用角度面向結(jié)構(gòu)面型對(duì)象外部項(xiàng)目?jī)?nèi)部產(chǎn)品瀑布模型基礎(chǔ)模型、廣泛使用、標(biāo)準(zhǔn)模式是是快速模型基本需求、原形系統(tǒng)、可行演練是是增量模型需求分解、增量構(gòu)件、并行設(shè)計(jì)面向?qū)ο笫鞘锹菪Ｐ驮蜗到y(tǒng)、風(fēng)險(xiǎn)分析、大規(guī)模 附帶風(fēng)險(xiǎn)分析的快速原形模型是是8.為什么說(shuō)噴泉模型較好地體現(xiàn)了面向?qū)ο筌浖_發(fā)過(guò)程無(wú)縫和迭代的特性？由于在整個(gè)開發(fā)過(guò)程中都使用統(tǒng)一的軟件概念“對(duì)象”，所有其他概念（例如功能、關(guān)系、事件等）都是圍繞對(duì)象組成的，目的是保證分析工作中得到的信息不會(huì)丟失或改變，因此，對(duì)生命周期各個(gè)階段的區(qū)分自然也就不重要了，不明顯了。分析階段的得到的對(duì)象模型也適用于設(shè)計(jì)階段和實(shí)現(xiàn)階段。由于各階段都使用統(tǒng)一的概念和表示符號(hào)，因此，整個(gè)開發(fā)過(guò)程都是吻合一致的，或者說(shuō)是“無(wú)縫”連接的，這自然也就很容易實(shí)現(xiàn)各個(gè)開發(fā)步驟的多次反復(fù)迭代，達(dá)到認(rèn)識(shí)的逐步深化。所以說(shuō)噴泉模型較好的體現(xiàn)了面向?qū)ο筌浖_發(fā)過(guò)程無(wú)縫和迭代的特性。第二章 課后習(xí)題參考答案1、在軟件開發(fā)的早期階段為什么要進(jìn)行可行性研究？應(yīng)從哪些方面研究目標(biāo)系統(tǒng)的可行性？ （1）開發(fā)一個(gè)軟件時(shí)，需要判斷原定的系統(tǒng)模型和目標(biāo)是否現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)完成后所能帶來(lái)的效益是否大到值得投資開發(fā)這個(gè)系統(tǒng)的程度，如果做不到這些，那么花費(fèi)在這些工程上的任何時(shí)間、人力、軟硬件資源和經(jīng)費(fèi)，都是無(wú)謂的浪費(fèi)。可行性研究的實(shí)質(zhì)是要進(jìn)行一次大大壓縮簡(jiǎn)化了的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)過(guò)程，就是在較高層次上以較抽象的方式進(jìn)行的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程?？尚行匝芯康哪康木褪怯米钚〉拇鷥r(jià)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)確定問題是否能夠解決。（2）一般說(shuō)來(lái)，至少應(yīng)該從以下三個(gè)方面研究每種解法的可行性： a.技術(shù)可行性。對(duì)要開發(fā)項(xiàng)目的功能、性能和限制條件進(jìn)行分析，確定在現(xiàn)有的資源條件下，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)有多大，項(xiàng)目是否能實(shí)現(xiàn)，這些即為技術(shù)可行性研究的內(nèi)容。這里的資源包括已有的或可以搞到的硬件、軟件資源，現(xiàn)有技術(shù)人員的技術(shù)水平和已有的工作基礎(chǔ)。 b.經(jīng)濟(jì)可行性。進(jìn)行開發(fā)成本的估算以及了解取得效益的評(píng)估，確定要開發(fā)的項(xiàng)目是否值得投資開發(fā)，這些即為經(jīng)濟(jì)可行性研究的內(nèi)容對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)，一般衡量經(jīng)濟(jì)上是否合算，應(yīng)考慮一個(gè)底線”，經(jīng)濟(jì)可行性研究范圍較廣，包括成本效益分析，長(zhǎng)期公司經(jīng)營(yíng)策略，開發(fā)所需的成本和資源，潛在的市場(chǎng)前景。 c.操作可行性。有時(shí)還要研究社會(huì)可行性問題，研究要開發(fā)的項(xiàng)目是否存在任何侵犯、妨礙等責(zé)任問題。社會(huì)可行性所涉及的范圍也比較廣，它包括合同、責(zé)任、侵權(quán)和其他一些技術(shù)人員常常不了解的陷阱等。必要時(shí)還應(yīng)該從法律、社會(huì)效益等更廣泛的方面研究每種解法的可行性。2、為方便儲(chǔ)戶，某銀行擬開發(fā)計(jì)算機(jī)儲(chǔ)蓄系統(tǒng)。儲(chǔ)戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，如果是存款，系統(tǒng)記錄存款人姓名、住址、存款類型、存款日期、利率等信息，并印出存款單給儲(chǔ)戶；如果是取款，系統(tǒng)計(jì)算利息 并打印出利息清單給儲(chǔ)戶。寫出問題定義病畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖和系統(tǒng)流程圖。問題定義：銀行業(yè)務(wù)員每天手工處理儲(chǔ)戶存取款業(yè)務(wù)，工作量較大，需要業(yè)務(wù)員多。數(shù)據(jù)流圖如下：儲(chǔ)戶儲(chǔ)戶1.1記錄存款信息1.2打印存單2.1驗(yàn)證2.2計(jì)算利息2.3打印利息清單D1 存款信息存款信息息存款信息存款信息存款信息值系統(tǒng)流程圖如下：儲(chǔ)戶填寫存/取款單銀行業(yè)務(wù)員輸入存/取款信息事務(wù)存款事務(wù)存款事務(wù)打印存款單計(jì)算利息存款單利息清單存款人信息文件利息信息文件打印利息清單3、某航空公司擬開發(fā)一個(gè)機(jī)票預(yù)定系統(tǒng)。旅行社把預(yù)訂機(jī)票的旅客信息（姓名、性別等）輸入進(jìn)該系統(tǒng)，系統(tǒng)為旅客安排航班，印出取票通知和賬單，旅客在飛機(jī)起飛的前一天憑取票通知和賬單交款取票，系統(tǒng)核對(duì)無(wú)誤即印出機(jī)票給旅客。寫出問題定義病畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。問題定義：某航空公司，售票工作人員每天手工處理旅客預(yù)訂票、安排航班、取票和收款業(yè)務(wù)，工作量較大，需要工作人員多。數(shù)據(jù)流圖如下：2.1交款2.2打印機(jī)票1.1錄入信息1.2安排航班1.3打印取票通知信息信息旅客旅客D1 訂票信息息信息旅客訂票信息航班信息值旅行社旅客信息交款信息旅客通知客旅取票通知賬單/票款4、住院病人主要由護(hù)士護(hù)理，這樣做不僅需要大量護(hù)士，而且由于不能隨時(shí)觀察危重病人的病情變化，還會(huì)延誤搶救時(shí)機(jī)。某醫(yī)院打算開發(fā)一個(gè)以計(jì)算機(jī)為中心的患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，請(qǐng)分層次地畫出描述本系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)流圖。 醫(yī)院對(duì)患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的基本要求是隨時(shí)接收每個(gè)病人的生理信號(hào)(脈搏、體溫、血壓、心電圖等)，定時(shí)記錄病人情況以形成患者日志，當(dāng)某個(gè)病人的生理信號(hào)超出醫(yī)生規(guī)定的安全范圍時(shí)向值班護(hù)士發(fā)出警告信息，此外，護(hù)士在需要時(shí)還可以要求系統(tǒng)印出某個(gè)指定病人的病情報(bào)告。符號(hào)說(shuō)明如下：l F1-要求報(bào)告 F2-生理信號(hào) F3-日期、時(shí)間l F4-警告信息 F5-安全范圍 F6-日志l P1-接收信號(hào) P2-分析信號(hào) P3-產(chǎn)生警告l P4-定時(shí)取樣生理信號(hào) P5-更新日志 P6-產(chǎn)生病情報(bào)告l D1-患者日志 D2-患者安全范圍 D3-生理信息l E1-護(hù)士 E2-病人 E3-時(shí)鐘 5、 北京某高?？捎玫碾娫捥?hào)碼有以下幾類：校內(nèi)電話號(hào)碼由4位數(shù)字組成，第1位數(shù)字不是0；校外電話又分為本市電話和外地電話兩類，撥校外電話需先撥0，若是本市電話則再接著撥8位數(shù)字(第1位不是0)，若是外地電話則撥3位區(qū)碼再撥8位電話號(hào)碼(第1位不是0)。請(qǐng)用定義數(shù)據(jù)字典的方法，定義上述的電話號(hào)碼。電話號(hào)碼=校內(nèi)電話號(hào)碼|校外電話號(hào)碼校內(nèi)電話號(hào)碼=非零數(shù)字+ 3 位數(shù)字 /后面繼續(xù)定義校外電話號(hào)碼=本市號(hào)碼|外地號(hào)碼本市號(hào)碼=數(shù)字零+8位數(shù)字外地號(hào)碼=數(shù)字零+3位數(shù)字+8位數(shù)字非零數(shù)字=1|2|3|4|5|6|7|8|9數(shù)字零03位數(shù)字3數(shù)字3 /3至3個(gè)數(shù)字8位數(shù)字=非零數(shù)字+7位數(shù)字7位數(shù)字=7數(shù)字7數(shù)字0|1|2|3|4|5|6|7|8|9第三章課后參考答案3、銀行計(jì)算機(jī)儲(chǔ)蓄系統(tǒng)的工作過(guò)程大致如下：儲(chǔ)戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，如果是存款則系統(tǒng)記錄存款人姓名、住址(或電話號(hào)碼)、身份證號(hào)碼、存款類型、存款日期、到期日期、利率及密碼(可選)等信息，并印出存單給儲(chǔ)戶；如果是取款而且存款時(shí)留有密碼，則系統(tǒng)首先核對(duì)儲(chǔ)戶密碼，若密碼正確或存款時(shí)未留密碼，則系統(tǒng)計(jì)算利息并印出利息清單給儲(chǔ)戶。 請(qǐng)用數(shù)據(jù)流圖描繪本系統(tǒng)的功能，并用實(shí)體-聯(lián)系圖描繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對(duì)象。本系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流圖如下：本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖如下：注意：不能是兩個(gè)分開的子系統(tǒng)，是相同的前臺(tái)單個(gè)處理實(shí)體-聯(lián)系圖如下： 本問題中共有兩類實(shí)體，分別是“儲(chǔ)戶”和“儲(chǔ)蓄所”，在它們之間存在“存取款”關(guān)系。因?yàn)橐晃粌?chǔ)戶可以在多家儲(chǔ)蓄所存取款，一家儲(chǔ)蓄所擁有多位儲(chǔ)戶，所以“存取款”是多對(duì)多（M:N）關(guān)系。 儲(chǔ)戶的屬性主要有姓名、住址、電話號(hào)碼和身份證號(hào)碼，儲(chǔ)蓄所的屬性主要是名稱、地址和電話號(hào)碼，而數(shù)額、類型、到期日期、利率和密碼則是關(guān)系類型存取款的屬性。4、分析習(xí)題2第3題所述的機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)，試用實(shí)體-聯(lián)系圖描述本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對(duì)象。實(shí)體-聯(lián)系圖如下： 本問題中主要有四類實(shí)體，分別是“顧客”、 “旅行社” 、 “飛機(jī)航班信息” 和“飛機(jī)票”， 在它們之間存在的關(guān)系有：“顧客”和、 “旅行社”有“代理”關(guān)系；因?yàn)橐晃活櫩涂梢宰尪嗉衣眯猩绱恚患衣眯猩鐡碛卸辔活櫩?，所以“代理”是多?duì)多（M:N）關(guān)系?！邦櫩汀焙惋w機(jī)票”有“擁有”關(guān)系，是一對(duì)一（1:1）關(guān)系。 “飛機(jī)航班信息” 和“飛機(jī)票”有“包括”關(guān)系，是是一對(duì)多一（1:N）關(guān)系。 顧客的屬性主要有姓名、性別、工作單位、身份證號(hào)碼、旅行時(shí)間、旅行目的地、聯(lián)系電話。 旅行社的屬性主要是旅行社名稱、地址和電話號(hào)碼。 飛機(jī)航班信息的屬性主要是航班號(hào)、飛行時(shí)間、飛行路線、票價(jià)、實(shí)時(shí)折扣信息。 飛機(jī)票的屬性主要是航班號(hào)、座位號(hào)、座位信息、機(jī)票類型。5、分析習(xí)題2第4題所述的患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，試用實(shí)體-聯(lián)系圖描述本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對(duì)象，畫出本系統(tǒng)的頂層IPO圖。實(shí)體-聯(lián)系圖如下：監(jiān)護(hù)護(hù)士病人時(shí)間脈搏體溫血壓心電圖住院號(hào)姓名住址電話編號(hào)姓名科室NM本系統(tǒng)的頂層IPO圖如下：病人生理信號(hào)1、 接受病人生理信號(hào)2、 記錄病人情況（更新患者日志）3、 驗(yàn)證病人生理信號(hào)是否超出安全范圍4、 發(fā)出警告5、 查詢病人情況有效病人生理信號(hào)顯示警告信息打印指定病人情況輸入處理輸出6、復(fù)印機(jī)的工作過(guò)程大致如下：未接到復(fù)印命令時(shí)處于閑置狀態(tài)，一旦接到復(fù)印命令則進(jìn)入復(fù)印狀態(tài)，完成一個(gè)復(fù)印命令規(guī)定的工作后又回到閑置狀態(tài)，等待下一個(gè)復(fù)印命令；如果執(zhí)行復(fù)印命令時(shí)發(fā)現(xiàn)沒紙，則進(jìn)入缺紙狀態(tài)，發(fā)出警告，等待裝紙，裝滿紙后進(jìn)入閑置狀態(tài)，準(zhǔn)備接收復(fù)印命令；如果復(fù)印時(shí)發(fā)生卡紙故障，則進(jìn)入卡紙狀態(tài)，發(fā)出警告等待維修人員來(lái)排除故障，故障排除后回到閑置狀態(tài)。請(qǐng)用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖描繪復(fù)印機(jī)的行為。 從問題陳述可知，復(fù)印機(jī)的狀態(tài)主要有“閑置”、“復(fù)印”、“缺紙”和“卡紙”。引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件主要是“復(fù)印命令”、“完成復(fù)印命令”、“發(fā)現(xiàn)缺紙”、“裝滿紙”、“發(fā)生卡紙故障”和“排除了卡紙故障”。 第五章課后參考答案3、設(shè)計(jì)下列系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)（1）儲(chǔ)蓄系統(tǒng)2-2（2）機(jī)票預(yù)定系統(tǒng)2-3（3）患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)2-4參考答案：使用結(jié)構(gòu)圖表示1、1、儲(chǔ)蓄系統(tǒng)2、機(jī)票預(yù)定系統(tǒng)3、患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)4、美國(guó)某大學(xué)有200名教師，校方與教師工會(huì)剛剛簽訂一項(xiàng)協(xié)議。按照協(xié)議，所有年工資超過(guò)$26000（含$26000 ）的教師工資將保持不變，年工資少于$26000的教師將增加工資，所增加工資數(shù)額按下述方法計(jì)算：給每位教師所贍養(yǎng)的人（包括教師本人）每年補(bǔ)助$100，此外，教師有一年工齡每年再多補(bǔ)助￥50，但是，增加后的年工資總額不能多于$26000。教師工資檔案存儲(chǔ)在行政辦公室的磁帶上，檔案中有目前的年工資、贍養(yǎng)的人數(shù)、雇傭日期等信息。需要寫一個(gè)程序計(jì)算并印出每名教師的原工資和調(diào)整后的新工資。要求：