软件工程——第一章（从程序到软件）_程序的外部质量表现为

一、程序及其质量

1.1 何为程序

• 是由程序设计语言所描述的，能为计算机所理解和处理的一组语句序列
• 严格遵循程序设计语言的各种语法和语义规定
• 程序代码可表现为两种形式（源代码、可执行代码）

1.2 程序组成

1.2.1 语句

1） 程序中的语句

• 声明、定义、控制、计算等
• 实现特定功能
• 用程序设计语言来描述

2） 计算机可以理解

• 可编译成二进制代码
• 最终可执行

1.2.2 模块

1 )由诸多相互交互的模块组成（包、类、方法）

2）每个模块实现特定功能

1.3 程序如何编写

• 要实现的功能
• 采用编程语言
• 逻辑思考推理
• 程序设计经验

(程序的编辑、编译、部署和运行）

1.4 程序的二类利益相关者

1）用户

• 程序的运行展示功能和性能
• 满足和实现用户的需求

2）程序员

• 编写、阅读和维护程序
• 发现和修改程序中的缺陷

3）对程序的不同质量需求

用户角度：正确性、高效性、可靠性……

程序员角度：可理解、易修改、可维护……

1.5 程序质量的内在和外在体现

1）外部质量

• 用户视点
• 对外可展示、用户可直接感触到、所关心的
• 使用流畅性、响应速度、界面美观、操作简易性、运行可靠性……

2）内部质量

• 程序员视点
• 体现在程序的内在方面，程序员可以感触到的，所关心的
• 易于理解、结构清晰、易于修改、可重用好

二、程序质量保证方法

2.1 程序质量的语法和语义体现

1）代码风格规范—语法

• 语法和结构层次
• 明确如何来规范程序的书写
• 表现为是否易于阅读和理解

2）代码设计规范—语义

• 语义和内涵层次，外在的
• 明确如何来组织和封装程序语句
• 表现为良好的结构和易于重用

3) 程序质量保证方法

• 遵循编码风格——良好的编程行为
• 采用程序设计方法——模块化设计；高内聚、低耦合原则
• 开展代码重用
• 进行结对编码

三、程序质量分析方法

3.1 程序代码中潜在的质量问题

1）质量问题

• 编写不合理——没有遵循编码规范
• 设计不合理——没有遵循设计规范
• 代码有错误——代码编写的不正确

2）代码质量分析的常用方法

• 人工代码审查
• 自动化工具审查——代码静态分析（无需运行代码；SonarQube工具）
• 软件测试技术

四、软件

4.1 从程序到软件工程开发的启发

• 通过一个步骤就将程序写出来不现实
• 编写高质量的程序需要循序渐进地展开工作

4.2 何为软件

• 软件 = 程序 + 数据 +文档
• 指令的集合（计算机程序）：通过执行这些指令可以满足预期的特征、功能和性能的需求
• 数据：程序的加工处理对象和结果
• 软件描述信息（文档）：记录软件开发活动和阶段性成果、软件配置以及变更的阐述性资料

4.3 软件生命周期

软件生命周期：指一个软件从提出开发开始，到开发完成交付用户使用，及至最后退役不再使用的全过程。

（软件生存周期示意图）

4.4 软件特点

• 1）逻辑性——逻辑产品，思维活动的结果
• 2）设计开发——是设计开发的，而不是生产制造的
• 3）易变性——需求经常变，影响软件的开发过程
• 4）复杂性——规模大（代码行、模块、接入人员等数量大）；运行复杂（状态难以追踪）
• 5）缺陷的隐蔽性——隐藏再抽象代码和复杂的逻辑中

4.5 软件质量

软件质量：指软件满足给定需求的程度，它是产品生命线。

1）operation

• 正确性——在预定环境下正确地完成预期功能和非功能需求
• 可靠性——在规定条件下，完成功能，不引起故障
• 可用性——使用和操作软件系统难易程度
• 健壮性——在故障时，发生意外情况下，仍能做出适当响应
• 有效性——利用计算机资源和存储资源实现功能

2）revision

• 可维护性——是否易于更改，增加功能
• 可理解性——软件开发者理解该软件系统的容易程度

3）transition

• 可移植性——从一种运行环境转移到另一种运行环境的难以程度
• 可重用性——软件模块、设计方案在其他软件开发中再次被使用的程度
• 互操作性——软件系统与其他的系统进行协同工作的能力

4.6 软件形态

1）人机物共生系统：由人、社会组织、物理设备、过程等要素共同组成和相互作用的。

2）系统之系统：由一组面向任务、服务于不同对象的子系统构成。

3）分布式异构系统：拥有大量多样、地理或者逻辑是分布的，分散部署在互联网上的软件实体。

五、开源软件

5.1 闭源软件

1）闭源软件：软件代码不对用户开放的一类软件，购买软件时只提供可运行软件或服务，没有提供源代码。

2）以许可证的方式授权用户使用软件

3）示例：微软、IBM、Oracle

5.2 开源软件

1）开源软件：一种源代码可以自由获取和传播的计算机软件，其拥有者通过开源许可证赋予被许可人对软件进行使用、修改和传播

2）开源软件的推动者：

• 政府组织：MASA（美国）
• 开源组织：Apache基金会、Linux基金会、Eclipse基金会、Open Source Initiative
• 企业：Google、IBM 、Microsoft、Oracle
• 个人开发者：Github、Linus Torvalds

3）开源软件托管平台

Github、SourceForge、Gitee、Stack Overflow

5.3 开源软件许可证

1）开源软件许可证：声明获得开源代码后拥有的权利，界定对别人的开源作品进行何种操作、何种操作是被禁止的。规范开源代码的使用要求和约束

2）二类许可证

• 宽松式开源许可证（对用户限制少，用户自己承担风险，BSD、Apache、MIT）
• Copyleft式开源许可证（可随意复制，更多限制，带有许多条件，GPL、MPL）

3）Apache开源许可证

• 衍生品继续使用许可协议、修改源代码需要声明
• Hadoop、Apache HTTP Server、MongoDB

4）GPL开源许可证

• 自由传播、复制、修改、收费，但需注明可免费获得和依旧采用GPL
• Linux