目? 錄

一、實驗目的

二、實驗環境

三、實驗內容與步驟

四、實驗心得

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一、實驗目的

????????1. 理解軟件工程的基本概念，熟悉軟件，軟件生命周期，軟件生存周期過程和軟件生命周期各階段的定義和內容。

????????2. 了解軟件工程文檔的類別、內容及撰寫軟件工程文檔的方法。

????????3. 通過Internet搜索與瀏覽，了解網絡環境中主流的軟件工程技術網站，掌握通過專業網站不斷豐富軟件工程最新知識的學習方法，嘗試通過專業網站的輔助與支持開展軟件工程應用實踐。

????????4. 熟悉軟件工具、軟件開發環境和CASE工具。

????????5. 了解《GB/T15853－1995軟件支持環境》相關內容。

二、實驗環境

????????1. 操作系統：Windows?操作系統。

????????2. 操作軟件：WPS文檔編輯器、谷歌瀏覽器。

????????3. 學時分配：2學時。

三、實驗內容與步驟

????????1. 查閱有關資料，給出“軟件”的權威定義，請標明出處。

軟件（中國大陸及香港用語，臺灣稱作軟體，英文：software）是一系列按照特定順序組織的計算機數據和指令的集合；在國標中對軟件的定義為與計算機系統操作有關的計算機程序、規程、規則，以及可能有的文件、文檔及數據；以開發語言作為描述語言可以認為：軟件=程序+數據+文檔。簡單的說軟件就是程序加文檔的集合體。

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????????2. 查閱有關資料，給出“軟件生命周期”的權威定義，請標明出處。

軟件生命周期也稱為軟件過程模型，是指從軟件定義、開發、使用、維護到報廢為止的整個過程，一般包括問題定義、可行性分析、需求分析、總體設計、詳細設計、編碼、測試和維護。

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????????3. 查閱有關資料，給出“軟件生存周期過程”的權威定義，請標明出處。

軟件生存周期(SDLC，軟件生命周期)是軟件的產生直到報廢的生命周期，周期內有問題定義、可行性分析、總體描述、系統設計、編碼、調試和測試、驗收與運行、維護升級到廢棄等階段，這種按時間分程的思想方法是軟件工程中的一種思想原則，即按部就班、逐步推進，每個階段都要有定義、工作、審查、形成文檔以供交流或備查，以提高軟件的質量。

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????????4. 查閱有關資料，給出軟件工程文檔的類別、內容及撰寫文檔的方式。

（1）軟件工程文檔大致分為：開發文檔、管理文檔、用戶文檔三類。

（2）可行性研究報告——可行性分析（技術上、經濟上、社會條件上）；實施方案；論證選定方案。

（3）項目開發計劃——將開發過程中有關各項工作的負責人員、開發進度、經費預算、軟硬件等問題做出的安排記載下來，以便根據本計劃開展和檢查本項目的開發工作。

（4）軟件需求說明書——使用戶和軟件開發者雙方對軟件的初始規定有一個共同的理解，使之成為整個開發工作的基礎。明確本系統的詳細需求，供使用單位確認系統的功能和性能，并作為軟件設計人員的設計依據和使用單位的驗收標準。

（5）概要設計說明書——對系統設計的考慮，并且完成系統的大致設計、明確該系統的數據結構與軟件結構，進一步細化該系統設計階段得出的總體概貌。從該報告中能夠看出該系統的組織結構、模塊劃分、功能分配和接口設計，為該系統的詳細設計提供基礎。

（6）詳細設計說明書——說明一個軟件系統各個層次的每一個程序（每個模塊或者子程序）的設計考慮。對概要設計中產生的功能模塊進行過程描述，設計功能模塊的內部細節，包括算法和詳細數據結構，為編寫源代碼提供必要的說明。

（7）數據庫設計說明書——對于設計中的數據庫的所有標識符、邏輯結構和物理結構做出具體的設計規定。用于指導該系統在數據庫存儲各方面的內容，為系統開發的程序員、系統分析員做為基準文檔。

（8）數據要求說明書——向整個開發時期提供關于被處理數據的描述和數據采集要求的技術信息。明確《各項功能和非功能性需求實現時所需要的數據，并可以此數據為根據設計數據庫。同時為概要設計和詳細設計人員提供設計依據，其他本項目組的開發人員也可參閱。

（9）測試計劃——提供對該軟件的測試計劃。對項目進行測試，詳細記錄測試過程，對軟件的質量進行評估，同時為我們提供了更正系統漏洞的依據。本測試計劃文檔作為指導此測試項目循序漸進的基礎，幫助我們安排合適的資源和進度，避免可能的風險。

（10）測試分析報告——把集成測試和確認測試的結果、發現以及分析寫成文件加以記載。根據測試計劃報告，對軟件進行測試，詳細記錄測試過程，以對軟件的質量進行測評，為軟件設計人員提供BUG依據，故編寫了此文檔。

（11）項目開發總結報告——總結本項目開發工作的經驗，說明實際取得的開發結果以及對整個開發工作的各個方面的評價。

（12）?操作手冊——向操作人員提供該軟件每一個運行的具體過程的有關知識，包括操作方法的細節。

（13）用戶手冊——使用非專門術語，給使用者一個使用指南，充分描述該軟件系統所具有的功能以及基本的使用方法，并為用戶提供遇到問題時的解決方法。使用戶了解該軟件的用途，正確使用它。

（14）開發進度月報——及時向有關管理部門匯報項目開發的進度和情況，以便及時發現和處理開發過程中出現的問題。

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????????5. 查閱有關資料，給出“軟件工具”、“軟件開發環境”、“CASE工具”的定義，并標明出處。

（1）軟件工具是指為支持計算機軟件的開發、維護、模擬、移植或管理而研制的程序系統。它是為專門目的而開發的，在軟件工程范圍內也就是為實現軟件生存期中的各種處理活動（包括管理、開發和維護）的自動化和半自動化而開發的程序系統。

（2）軟件開發環境(Software Development Environment，SDE)是指在基本硬件和數字軟件的基礎上，為支持系統軟件和應用軟件的工程化開發和維護而使用的一組軟件，簡稱SDE。它由軟件工具和環境集成機制構成，前者用以支持軟件開發的相關過程、活動和任務，后者為工具集成和軟件的開發、維護及管理提供統一的支持。

（3）CASE代表的是計算機輔助軟件工程（Computer?Aided?Software?Engineering）。CASE工具是一組軟件應用程序，用于自動化SDLC活動。 CASE工具被軟件項目經理，分析師和工程師用來開發軟件系統。

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????????6. 填寫下列學術術語的英文簡寫，并思考、理解其含義

（1）軟件開發環境（Software Development Environment）：

軟件開發環境（簡稱SDE）指的是開發人員在創建、測試和部署軟件應用程序時所需的一系列硬件、軟件、工具和流程的集合。它是為了支持軟件開發過程而構建的基礎設施，旨在提供開發人員所需的資源和工具，以便高效地開發、測試和交付軟件。

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（2）軟件工程環境（Software Engineering Environment）：

軟件工程環境(簡稱SEE)是指在構筑一個新軟件時所依賴的條件工具和基礎設施等，包括軟環境和硬環境。SEE具有多維性，表現在不僅要集成與軟件開發技術相關的工具，還要集成與支持技術、管理技術相關的工具，并將它們有機地結合在一起，強調支持軟件生產的全過程。

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（3）軟件支持環境（Software Support Environment）：

軟件支援環境（簡稱SSE）是指輔助技術人員及管理人員更加高效、可靠地開發各類軟件，并對已有軟件進行維護的完整的軟件系統，具有實用性、集成性、開放性、可移植性的特點。

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（4）集成開發環境（Integrated Development Environment）：

集成開發環境（簡稱IDE）是用于提供程序開發環境的應用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面等工具。集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調試功能等一體化的開發軟件服務套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以叫集成開發環境。讓開發更加快捷方便，通過提供工具和各種性能來幫助開發者組織資源，減少失誤，提供捷徑。

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????????7. 通過查閱資料給出GB/T15853－1995《軟件支持環境》規定的軟件支持環境的基本要求。

GB/T15853—1995《軟件支持環境》規定的軟件支持環境的基本要求是承辦單位必須規定、實現并集成全部軟件及有關項目，以用于開發和支持按合同應交付的軟件。承辦單位還必須確定應推薦給軟件支持部門的全部軟件，以便于支持按合同交付的軟件在整個生存期內正常運行。此外，還必須向軟件生存期支持部門提供一些方法，以保證其有能力執行對按合同交付的軟件的支持。

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????????8. 了解Microsoft Visio的基本情況，試列出優勢。

（1）Microsoft Visio是最流行的圖表軟件之一，可以在熟悉的界面中實現圖表，數據可視化和流程建模。帶有一系列模板和內置形狀，幾乎可以創建任何復雜的圖表，允許用戶定義自己的形狀并將其導入到圖形中。Microsoft Visio 是一款功能強大、操作簡單的圖表制作工具，可以滿足用戶制作各種圖表和流程圖的需要，是企業和個人進行圖表制作的首選工具之一。

（2）Microsoft Visio 是微軟公司開發的一款專業的繪圖軟件，主要用于制作各種圖表和流程圖，包括組織結構圖、流程圖、數據流圖、網絡拓撲圖、UML圖等。支持多種輸出格式，可以輸出為圖片、PDF、HTML、Visio文件等。

（3）豐富的模板和符號庫：Visio 提供了各種圖表模板和符號庫，包括組織結構圖、流程圖、數據流圖、網絡拓撲圖、UML圖等，可以幫助用戶快速制作各種圖表。

（4）操作簡單：Visio 的操作界面簡單直觀，用戶可以通過拖拽、連接符號等方式快速制作圖表，而且支持快捷鍵操作，提高了工作效率。

（5）支持實時協作：Visio 可以通過 SharePoint 或 OneDrive 進行實時協作，多個用戶可以同時編輯同一個文件，提高了團隊協作效率。

（6）支持數據鏈接：Visio 可以與 Excel、Access、SQL Server 等數據源進行鏈接，可以通過數據綁定的方式動態更新圖表數據，提高了數據可視化的效率。

（7）支持自定義樣式：Visio 提供了各種預設樣式，用戶可以根據自己的需求自定義樣式，以便更好地展現圖表。

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????????9. 列出常用的UML建模工具，選擇一款逐步熟悉它。

（1）UML即Unified Model Language，是一種建模語言，也是標準建模語言。在軟件開發中，當系統規模比較復雜時，需要用圖形抽象地來表達復雜的概念，讓整個軟件設計更具有可讀性，可理解性，以便盡早發現軟件設計時存在的潛在問題，從而降低開發風險。同時，也極大地方便了業務人員與開發人員之間的交流。

（2）Enterprise Architect是一個全功能的、基于UML的visual CASE工具，主要用于設計、編寫、構建并管理以目標為導向的軟件系統。它支持用戶案例、商務流程模式以及動態的圖表、分類、界面、協作、結構以及物理模型。

（3）Umlet是開源的免費UML工具，這個軟件實際上是用JAVA寫的，還有有一套簡化的語言，提供用編碼的方式畫時序圖等各種圖，也可以用code的方式自定義頁面元素。

（4）Rational Rose是直接從UML發展而誕生的設計工具，它的出現就是為了對UML建模的支持，ROSE一開始沒有對數據庫端建模的支持，但是在現在的版本中已經加入數據庫建模的功能。ROSE主要是在開發過程中的各種語義、模塊、對象以及流程，狀態等描述比較好，主要體現在能夠從各個方面和角度來分析和設計，使軟件的開發藍圖更清晰，內部結構更加明朗，對系統的代碼框架生成有很好的支持。

（5）PowerDesigner是對數據庫建模而發展起來的一種數據庫建模工具。直到7.0版才開始對面向對象的開發的支持，后來又引入了對UML的支持。但是由于PowerDesigner側重不一樣，所以它對數據庫建模的支持很好，支持了能夠看到的90%左右的數據庫，對UML的建模使用到的各種圖的支持比較滯后。

（6）Visio 原來僅僅是一種畫圖工具，能夠用來描述各種圖形（從電路圖到房屋結構圖），也是到VISIO2000才開始引進軟件分析設計功能到代碼生成的全部功能，它可以說是目前最能夠用圖形方式來表達各種商業圖形用途的工具。

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????????10、列出主流的數據庫設計工具，簡要分析它們的特點。

（1）思邁特軟件Smartbi——能打通各類數據源，豐富的數據連接能力能夠從各種數據源中抓取數據進行分析，為用戶提供了強大而靈活的數據獲取能力。一方面繼承了需要掌握sql和存儲過程等傾向于技術人員的傳統數據集，另外也具備可視化界面讓業務人員也能實現數據準備。具有Excel融合分析、制作企業報表、圖形可視化、進行地圖分析、數據大屏幕、分析報告、自助查詢、多維分析、移動應用、協同決策、運維可視化的特點。

（2）DbVisualizer集成了一個易用的界面。用戶可以用它來瀏覽復雜的架構和編輯數據，使用戶可以管理數據庫服務器的實例、整體安全性、以及會話存儲。具有友好的用戶界面，并能夠在所有流行的操作系統上運行。

（3）Vertabelo是一款在線的數據庫設計工具，團隊成員既可以通過Vertabelo輕松地在項目上開展協作，也可以通過電子郵件與團隊成員共享訪問的各種權限。目前，Vertabelo提供三種不同的訪問級別：所有者、編輯者和查看者。具有友好且時尚的界面，它不但易于被訪問和使用，并且易于在團隊中實現工作的共享。

（4）DbSchema具有友好的用戶界面，可簡化數據庫的設計。它能夠為管理大型數據庫提供友好的界面布局，以便用戶更專注于數據庫的特定功能。是一個多合一的數據庫設計器與管理器。它被認為是管理復雜數據庫的一款非常實用的工具。

（5）Toad Data Modeler是一款數據庫建模工具，Toad Data Modeler使用到了自動化且直觀的工作流程，并且內置了專業的知識庫。隨著時間的推移，Toad建立了一個大型開發者社區，并成為了廣受歡迎的數據庫方案。Toad集成了一套用戶界面，它可以幫助用戶更好地了解現有的數據庫和對應的表之間的關系，進而創建各種邏輯和物理的數據模型。Toad是一個具有許多出色功能的數據庫建模平臺。

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????????11. 列出當前流行的原型設計工具，說明應用場景。

（1）摹客RP——具備強大的高保真原型設計能力和團隊協作能力。不僅保證了快速產出和精細設計兩不誤，同時滿足產品經理、設計師的需要，在線工具的協作能力更是不容小覷：多人實時編輯，便捷的團隊評審，工程師查看頁面數據、復制代碼等強大功能非常適合團隊使用。摹客RP 是一款真正完全免費的原型設計工具，不限時長、不限功能、不限頁面，自帶交互效果的預設組件、海量圖標、便捷的編輯方式，快速產出設計；支持頁面交互、狀態交互、組件交互，以及設置多種觸發方式和交互動作，輕松制作精細交互效果；鋼筆工具、鉛筆工具、布爾運算、響應式布局等特色功能，設計創作自由隨心；支持多人同時在線編輯同一項目，共同完成原型設計；設計稿中支持直接繪制流程圖，清晰呈現項目邏輯；強大的協作功能：團隊評審、工程師查看頁面數據、復制代碼、撰寫在線文檔、任務管理。適用于中高保真原型，快速原型， 團隊協作，WEB/移動端/平板原型，線框圖，視覺稿。

（2）墨刀是一款簡單易上手的原型設計工具，內置豐富的組件庫和圖標庫，很適合新手小白使用，當然專業的設計師也適用。可以從頭開始繪制原型，也可以導入設計稿進行完成交互原型。其操作起來比較方便，組件自由拖拽，設置連接效果，添加動作效果，動作+目標+動效，交互邏輯清晰可見。墨刀支持在線團隊協同，多人聚焦討論，打開評論可以在線討論并且第一時間收到產品的新增需求、產品細節和修改建議等等，隨時隨地溝通想法，在有問題時及時修改，免去完成后再回頭改帶來的麻煩。墨刀電腦、手機、微信等多種設備的完美演示，可以將作品分享出去，無論是在手機還是pc端等等都能查看，支持多人同時編輯，項目交接時，無需反復下載和上傳文件，即時同步項目信息，交接流程更加高效。

（3）Axure是一款專業的快速原型設計工具，讓負責定義需求和規格、設計功能和界面的專家能夠快速創建應用軟件或Web網站的線框圖、流程圖、原型和規格說明文檔。Axure使用的人多，范圍廣，使得溝通，傳輸和修改便捷，功能強大，熟練使用庫和自定義控件后，效率大幅提升。Axure主打的Web設計，因此生成的原型在移動端使用不方便。

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????????12. 列出主流的源代碼管理工具，簡要分析它們的特點。

（1）CVS是一個常用的代碼版本控制軟件，主要會在開源軟件管理中使用。一個中心版本控制系統來記錄文件版本，從而達到保證文件同步的目的。CVS版本控制系統是一種GNU軟件包，主要用于在多人開發環境下源碼的維護。在一臺服務器上建立一個源代碼庫，可以存放源程序。由源代碼庫管理員統一管理這些源程序。每個用戶在使用源代碼庫之前，首先要把源代碼庫里的項目文件下載到本地，然后修改，最后用CVS命令提交。這樣一來，就好像只有一個人修改文件，不但避免了沖突，又做到跟蹤文件變化情況。VSS 的費用較低、可以得到穩定的技術支持、安裝和配置非常簡單，對于該產品，不需要外部的培訓。但是VSS 的安全性不高并且配置管理的功能比較基本。

（2）SVN是一個開放源代碼的版本控制系統，是采用分支管理系統的高效管理。它管理著隨時間改變的數據。這些數據放置在一個檔案庫中。這個檔案庫像一個普通的文件服務器，但是它會記住程序源碼的修改以及變動。這樣的話，不僅可以把程序源碼恢復到改動之前的版本，也可以瀏覽程序源碼的變動歷史。SVN系統實現對項目軟件的版本控制，一方面是通過實現歷史操作記錄查閱，而另一方面是通過進行組員間的協同開發以實現對項目軟件的版本控制。可以完成精細的權限控制，還能完成更加個性化的功能、是開發源碼軟件，無需支付購買費用。但是SVN 的權限設置單一，無法完成復雜的權限控制、沒有生產廠家為其提供技術的支持，如發現問題，通常只能靠自己查找網上的資料進行解決。

（3）GitHub是一個面向開源及私有軟件項目的托管平臺，因為只支持Git作為唯一的版本庫格式進行托管，因此叫做GitHub。GitHub除了Git代碼倉庫托管及基本的Web管理界面以外，還提供了訂閱、討論組、文本渲染、在線文件編輯器、協作圖譜、代碼片段分享等功能。其作為一個分布式的版本控制系統，在Git中并不存在主庫這樣的概念，每一份復制出的庫都可以獨立使用。GitHub可以托管各種git庫，并提供一個web界面，并且在GitHub上，使用者可以找到海量的開源代碼。

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????????13. 列出主流的單元測試、集成測試、性能測試工具，簡要說明各自特點。

（1）單元測試工具——JUnit針對被測對象再重新編寫調用斷言程序，從而驗證被測函數或類的正確性，項目規模小的時候測試人員尚能承受，隨著項目的不斷復雜化，工作量呈數量級增加，測試人員需要投入更多的精力，而企業也需要投入更多的成本，而Junit的出現，解決了之前的一切問題，使得單元測試變得非常簡單，易于實施。

（2）單元測試工具——TestNG與JUnit一樣，屬于Java語言中的一個測試框架，TestNG與JUnit相比功能更為強大，JUnit目前僅能實現單元測試，并且在編程語法上具有一定的局限性，而TestNG更為簡潔，同時支持多組測試Case及更多的測試應用，如功能測試、自動化測試等。

（3）集成測試工具——Selenium 是一個用于 Web 應用程序自動化測試的工具，支持跨瀏覽器和跨平臺測試，并提供豐富的 API 和測試腳本編寫方式。

（4）集成測試工具—— JMeter 是一個 Apache 項目，用于進行負載測試、性能測試和壓力測試，支持多種協議和測試腳本編寫。

（5）性能測試工具——LoadRunner是一種評測軟件系統性能的負載/壓力測試工具。測試工程師利用該工具模擬成千上萬個終端用戶實施并發負載查找問題，并利用其自帶的Analysis模塊進行確認問題。LoadRunner適用于各種體系架構的軟件系統性能測試，利用LoadRunner能最大限度地縮短測試時間，優化性能和加速應用系統的發布周期。

（6）性能測試工具——JMeter和Loadrunner區別是，一個是開源免費，一個是收費，不開源。但是Loadrunner比Jmeter更加穩定，數據監控的報表也比Jmeter豐富。還有LoadRunner的IP欺騙功能可以更好地模擬實際用戶場景。

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四、實驗心得

? ? ? ? 1、通過學習實驗中給出的軟件的權威定義，我認識到軟件不僅僅是計算機程序的集合，還包括相關的文檔、數據和配置文件等組成部分。軟件是通過軟件工程的生命周期過程進行開發和維護的，而軟件工程文檔的撰寫是必不可少的一部分。了解了軟件工程文檔的類別、內容以及撰寫方式，我意識到合適的文檔可以提高團隊協作和溝通效率，同時也對軟件開發的質量控制起到重要作用。

? ? ? ? 2、實驗讓我深入了解了軟件工程的基本概念和軟件開發過程，對軟件的生命周期及每個階段的定義和內容有了清晰的認識。

? ? ? ? 3、通過使用適當的測試工具進行測試，可以幫助我更全面地了解軟件的運行情況、發現潛在問題，并及時進行修復，保證開發的質量和效率。

? ? ? ? 4、通過查閱資料對軟件工具、軟件開發環境和CASE工具的定義和特點的了解，我發現在軟件開發過程中，合適的工具和環境能夠提高開發效率、簡化開發流程并保證質量。

????????5、通過完成實驗并總結經驗，我對軟件工程的知識有了更加系統和清晰的認識。我明白了軟件開發過程中的各個環節和文檔的重要性，同時也明確了需要使用適當的工具和環境來支持開發工作。作為一個軟件工程師，我將在今后的學習和實踐中更加注重對軟件工程的規范和流程的遵循，同時也將積極利用各種工具和資源來提高自己的技術能力和工作效率。