软件工程包含一系列软件开发的基本原理、方法和实践经验，用来指导人们进行正确的软件开发。软件工程强调从工程化的原理出发，按照标准化规程和软件开发实践来引导软件开发人员进行软件开发和实践活动，并进行过程改进，促进软件企业向标准化和成熟化的方向发展。软件工程是一门理论与实践相结合的学科，更注重通过实践来理解原理和方法。为此，我们结合多年的软件工程教学和项目开发经验，通过5个项目实例，从不同的角度、利用不同的方法学来循序渐进地介绍软件开发过程中所涉及的原理、方法和技术。本书的另一个特色是从问题的角度引导学生根据自己的体会来讨论软件开发过程中的问题，进而理解软件工程的概念和原理，总结出一些有效的方法和实践经验。
本书强调以问题为引导的软件工程所涉及的概念和方法，进而讨论具体的过程及其优缺点，并结合具体案例进行解析，让学生对问题产生的原因和新方法的提出有更深入的理解，还支持学生进行深入阅读。我们将传统的结构化方法学和面向对象方法学分开介绍，这有利于学生理解二者的本质区别，厘清其分析与设计模型的不同特点，从而针对不同的项目来选择不同的开发方法学和过程。从结构化到面向对象的路线也便于学生逐步接受软件开发的思想和本质。结构化方法学。重点讨论开发过程、原理和方法，这些都可以推广到面向对象的开发范型中。最后通过胰岛素输送这一高要求系统案例介绍如何将这些方法应用到实践中。面向对象方法学。重点讨论面向对象分析模型和设计模型的构建，强调它们之间的关系，抓住面向对象模型开发的要点，通过UML建模语言来描述分析和设计模型，进一步加深学生对面向对象模型本质的理解，同时也清楚其适用的情况。最后通过POS机这一复杂系统案例帮助学生掌握面向对象分析与设计的主要思想。本书还注重本科生研究性教学实践，针对现代软件开发方法—敏捷方法，重点介绍结对编程，在帮助学生理解结对编程思想的同时，分析其中存在的问题和解决方法，结合系统需求进行设计、实现与测试。通过这一过程可达到研究性教学的目的，也可将结对编程作为学期项目。
本书分为四个部分，共14章内容。第一部分“软件工程基础”（第1～4章）主要从软件危机引出软件工程的基本概念和基本原理，介绍软件开发的工程化思想和开发过程等。第二部分“结构化分析、设计与测试”（第5～9章）针对传统结构化的软件开发方法学，主要介绍其基本概念、分析与设计过程、分析与设计模型、软件测试原理和技术、高要求系统的分析与设计方法等。第三部分“面向对象分析、设计与测试”（第10～12章）将介绍面向对象方法学的基本概念、用例分析模型及其设计过程、面向对象分析与设计模型、面向对象的实现以及测试技术。第四部分“软件维护与项目管理”（第13、14章）主要介绍软件维护策略与方法、软件项目管理概念与原理、软件成本估算以及项目计划与管理。
由于本书分别介绍了传统的结构化方法学和面向对象方法学两大体系，因此专门选择了适合不同方法学的具有代表性的案例进行研究，以便读者能够深入理解其各自的优势。这些案例中既有简单常见的应用系统，如面对面结对编程系统和ATM系统；也有比较实用的系统，如POS机系统；还有一些稍微复杂的系统，如分布式结对编程系统和胰岛素输送系统。这些系统由简单到复杂，循序渐进，引导学生逐步理解系统的开发过程和关键问题。面对面结对编程系统是一个辅助学生进行结对编程和学习的系统，该系统支持角色交换、信息统计和相容性分析等功能，克服了编程过程中的一些不便，如交换位置、相互干扰等。同时，该系统采用一台主机支持结对，还具有节约实验室建设费用等优点。POS机系统是电子收款机系统的简称，通过计算机来处理销售和支付信息。该系统包括计算机终端、条码扫描仪、现金抽屉、票据打印机等硬件以及支持系统运转的软件，能够为不同服务的应用程序提供接口。收银员通过条码扫描仪读取的或键盘输入的商品条码号来记录商品信息，系统自动计算销售总价。收银员通过系统能够处理支付，包括现金支付、信用卡支付和支票支付。经理通过系统能够处理顾客退货。ATM系统即自动柜员机系统，能够自动处理银行储户的各种业务，如取款、存款、转账、查询、修改密码等。ATM软件系统使客户能够直接访问银行计算机完成交易，无需银行工作人员的介入。分布式结对编程系统支持跨地域的结对编程或学习。为了支持异地结对者像在本地一样方便地工作，系统通过文本、音频和视频进行交流。系统与集成开发环境进行集成，包括VC++、Eclipse等开发环境。系统支持角色交换，但通常不严格遵循“驱动者”和“领航者”的角色，所以分布结对编程的工具应该允许合作者很容易地访问控制键盘。胰岛素输送系统是关于人体胰腺操作（一种体内组织）的仿真，其目标是帮助那些糖尿病患者控制血糖水平。该系统用于监控血糖浓度，根据需要输送正确剂量的胰岛素，对安全性的要求非常高。
前言第一部分 软件工程基础第1章 软件工程概述1.1 引言1.2 什么是软件1.2.1 软件的定义与特性1.2.2 软件技术的演化1.3 什么是软件工程1.3.1 软件危机1.3.2 解决软件危机的途径1.3.3 软件工程的定义1.4 软件工程的基本原理与基本原则1.4.1 基本原理1.4.2 基本原则1.5 软件工程开发方法学1.5.1 结构化开发方法学1.5.2 面向对象开发方法学1.5.3 重型软件工程与轻型软件工程1.6 小结习题第2章 软件过程2.1 引言2.2 什么是软件过程2.2.1 软件过程的定义2.2.2 软件过程框架2.3 软件产品与过程2.4 软件生存周期2.5 软件工程活动2.6 小结习题第3章 软件过程模型3.1 引言3.2 什么是软件过程模型3.3 传统的软件过程模型3.3.1 瀑布模型3.3.2 增量模型3.3.3 螺旋模型3.4 面向对象模型3.4.1 构件集成模型3.4.2 统一过程模型3.5 小结习题第4章 敏捷软件开发方法4.1 引言4.2 敏捷软件开发过程4.2.1 敏捷过程4.2.2 敏捷开发原则4.3 Scrum开发过程4.3.1 Scrum的特点4.3.2 Scrum模型与过程4.4 极限编程4.4.1 什么是极限编程4.4.2 极限编程的要素4.5 结对编程4.5.1 什么是结对编程4.5.2 结对编程的优势分析4.5.3 结对编程的分类4.5.4 结对编程的方式4.6 小结习题第二部分 结构化分析、设计与测试第5章 软件需求分析5.1 引言5.2 什么是软件需求5.3 需求分析过程5.4 会谈技术5.4.1 非正式会谈5.4.2 正式会谈5.5 调查技术5.5.1 确定调查内容5.5.2 可靠可信分析5.6 场景分析技术5.7 小结习题第6章 结构化分析6.1 引言6.2 结构化分析模型6.3 面向数据流的建模方法6.3.1 数据流建模方法6.3.2 实例分析6.4 面向数据的建模方法6.4.1 数据建模方法6.4.2 实例分析6.5 面向状态的建模方法6.5.1 状态建模方法 6.5.2 实例分析6.6 规格说明书编写示例6.7 小结习题第7章 结构化设计7.1 引言7.2 软件设计过程7.3 软件模块化设计7.4 软件结构7.5 结构化概要设计7.5.1 数据流模型7.5.2 数据流设计方法7.5.3 实例分析7.6 概要设计文档编写示例7.7 详细设计7.8 结构化详细设计7.9 详细设计文档编写示例7.10 编码实现7.10.1 编码语言7.10.2 编码风格7.11 小结习题第8章 结构化软件测试8.1 引言8.2 软件测试的目的和原则8.3 软件测试的基本过程8.3.1 单元测试8.3.2 集成测试8.3.3 确认测试8.3.4 系统测试8.4 测试用例设计8.5 黑盒测试技术8.5.1 等价类划分8.5.2 边界值分析8.5.3 错误推测8.5.4 因果图8.6 白盒测试技术8.6.1 逻辑覆盖8.6.2 路径覆盖8.6.3 循环路径测试策略8.7 集成测试技术8.7.1 集成策略8.7.2 性能测试8.7.3 实例分析8.8 调试技术8.8.1 调试过程8.8.2 调试策略8.9 软件测试文档8.9.1 软件测试计划文档8.9.2 集成测试文档8.10 小结习题第9章 高要求系统的分析与设计9.1 引言9.2 什么是高要求系统9.3 高要求系统的需求分析9.3.1 风险需求描述9.3.2 安全性描述9.3.3 信息安全描述9.3.4 软件可靠性描述9.3.5 胰岛素输送系统完整的需求描述9.4 形式化描述方法9.4.1 软件过程中的形式化描述9.4.2 接口描述方法9.4.3 行为描述9.5 高要求系统的设计9.6 高要求系统的开发9.7 系统验证9.7.1 可靠性验证9.7.2 安全性保证9.7.3 信息安全评估9.8 小结习题第三部分 面向对象分析、设计与测试第10章 面向对象分析10.1 引言10.2 面向对象模型10.3 UML10.3.1 UML的组成10.3.2 UML的视图10.4 面向对象分析过程10.5 用例驱动分析10.5.1 用例建模分析10.5.2 开发活动图10.5.3 开发泳道图10.6 领域与业务建模10.6.1 识别业务类和领域类10.6.2 业务类图10.6.3 识别属性和操作10.6.4 开发协作图10.6.5 开发包图10.6.6 逻辑架构10.7 系统行为建模10.7.1 系统顺序图10.7.2 建立操作契约10.7.3 建立顺序图10.7.4 系统状态图10.8 POS机系统案例分析10.9 分布式结对编程系统分析10.9.1 项目概述10.9.2 功能描述10.9.3 逻辑分析与建模10.10 小结习题第11章 面向对象设计11.1 引言11.2 面向对象设计模型11.3 构件设计11.3.1 构件设计的步骤11.3.2 构件设计的原则11.4 并发性设计11.5 设计模式11.5.1 基于职责的设计11.5.2 常见的设计模式11.6 面向对象详细设计11.6.1 模型精化11.6.2 逻辑架构精化设计11.6.3 分层设计11.6.4 类操作设计11.7 方法设计11.8 精化设计11.9 数据存储与持久性设计11.10 部署设计与构件图11.11 小结习题第12章 面向对象实现与测试12.1 引言12.2 面向对象实现12.3 POS机系统实现12.4 分布式结对编程系统实现12.5 面向对象测试12.6 面向对象测试策略12.7 测试驱动开发12.7.1 什么是测试驱动开发12.7.2 测试驱动开发的步骤12.7.3 编写测试程序12.7.4 代码重构12.8 小结习题第四部分 软件维护与项目管理第13章 软件维护13.1 引言13.2 软件的可维护性13.3 软件维护的类型13.4 软件维护方法13.5 提高软件的可维护性13.5.1 结构化维护与非结构化维护13.5.2 提高软件可维护性的技术途径13.6 小结习题第14章 软件项目管理14.1 引言14.2 软件项目组织14.3 软件过程管理14.3.1 软件过程度量14.3.2 软件过程改进14.3.3 软件项目度量14.4 软件项目风险管理14.4.1 风险识别14.4.2 风险预测14.4.3 风险管理14.5 软件配置管理14.5.1 基本概念14.5.2 软件配置管理过程14.6 软件项目估算14.6.1 软件项目资源14.6.2 软件规模度量14.6.3 估算管理14.7 分解技术14.7.1 基于问题分解的估算14.7.2 基于过程分解的估算14.8 经验估算技术14.8.1 专家类比推断14.8.2 中级COCOMO估算模型14.9 软件质量管理14.9.1 软件质量保证14.9.2 软件质量度量14.10 项目进度管理14.10.1 项目进度管理计划14.10.2 进度安排14.10.3 进度跟踪管理14.11 小结
