一、软件工程就如何利用面向对象的软件开发方法来开发软件,谈自己的心得体会
随着计算机世界的高速发展，软件事业的增强，软件在我们生活中的运用随处都是，但软件业也因此兴起，但作为it业内人士则考虑的不是这些问题，而是如何用一个好的软件开发方法去开发好一个软件。现在，在众多的软件开发方法中，选择了面向对象的的方法来谈谈我的个人见解。为什么要选它呢，因为这种方法在现在是最常用的一种，大多数的开发商都采用了面向对象的方法。
谈到面向对象，这方面的文章非常多。但是，明确地给出对象的定义或说明对象的定义的非常少——至少我现在还没有发现。其初，“面向对象”是专指在程序设计中采用封装、继承、抽象等设计方法。可是，这个定义显然不能再适合现在情况。面向对象的思想已经涉及到软件开发的各个方面。如，面向对象的分析（ooa，object oriented analysis），面向对象的设计（ood，object oriented design）、以及我们经常说的面向对象的编程实现（oop，object oriented programming）。许多有关面向对象的文章都只是讲述在面向对象的开发中所需要注意的问题或所采用的比较好的设计方法。看这些文章只有真正懂得什么是对象，什么是面向对象，才能最大程度地对自己有所裨益。这一点，恐怕对初学者甚至是从事相关工作多年的人员也会对它们的概念模糊不清。
面向对象是当前计算机界关心的重点，它是90年代软件开发方法的主流。面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发，扩展到很宽的范围。如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、cad技术、人工智能等领域。
不论采用哪种方法来开发软件，分析的过程都是提取系统需求的过程。分析工作主要包括3项内容，这就是理解，表达和验证。首先，系统分析员通过用户及领域专家的充分交流，力求完全理解用户需求和该应用邻域中的关键性的背景知识，并用某种无二义性的方式把这种理解表达成文档资料。分析过程得出的最重要的文档资料是软件需求规格说明（在面向对象分析中，主要由对象模型，动态模型和功能模型组成）。
由于问题复杂，而且人与人之间的交流带有随意性和非形式化的特点，上述理解过程通常不能一次就达到理解的效果。因此，还必须进一步验证软件需求规格说明的正确性，完整性和有效性，如果发现了问题则进行修正。显然，需求分析过程是系统分析员与用户及领域专家反复交流和多次修正的过程。也就是说，理解和验证的过程通常交替进行，反复迭代，而且往往需要利用原型系统作为辅助工具。
面向对象分析（ooa）的关键是识别出问题域内的类与对象，并分析它们相互间的关系，最终建立起问题域的简洁，精确，可理解的正确模型。在用面向对象观点建立起的3种模型中，对象模型是最基本，最重要，最核心的。
下面我们来看看面向对象的开发方法。
一 .首相让我们来了解什么是面向对象：
(1)对象：对象是人们要进行研究的任何事物，从最简单的整数到复杂的飞机等均可看作对象，它不仅能表示具体的事物，还能表示抽象的规则、计划或事件。
(2)对象的状态和行为。
对象具有状态，一个对象用数据值来描述它的状态。
对象还有操作，用于改变对象的状态，对象及其操作就是对象的行为。
对象实现了数据和操作的结合，使数据和操作封装于对象的统一体中
(3)类：具有相同或相似性质的对象的抽象就是类。因此，对象的抽象是类，类的具体化就是对象，也可以说类的实例是对象。
类具有属性，它是对象的状态的抽象，用数据结构来描述类的属性。
类具有操作，它是对象的行为的抽象，用操作名和实现该操作的方法来描述。
(4)类的结构：在客观世界中有若干类，这些类之间有一定的结构关系。通常有两种主要的结构关系，即一般--具体结构关系，整体--部分结构关系。
①一般——具体结构称为分类结构，也可以说是“或”关系，或者是“is a”关系。
②整体——部分结构称为组装结构，它们之间的关系是一种“与”关系，或者是“has a”关系。
(5)消息和方法:对象之间进行通信的结构叫做消息。在对象的操作中，当一个消息发送给某个对象时，消息包含接收对象去执行某种操作的信息。发送一条消息至少要包括说明接受消息的对象名、发送给该对象的消息名（即对象名、方法名）。一般还要对参数加以说明，参数可以是认识该消息的对象所知道的变量名，或者是所有对象都知道的全局变量名。
二. 下面让我们来认识一下面向对象的特征和几大要素：
(1)对象唯一性。(2)分类性。(3)继承性。(4)多态性(多形性)
面向对象的要素：(1)抽象。 (2)封装性（信息隐藏）。(3)共享性
三. 面向对象和基于对象的区别：
很多人没有区分“面向对象”和“基于对象”两个不同的概念。面向对象的三大特点（封装，继承，多态）却一不可。通常“基于对象”是使用对象，但是无法利用现有的对象模板产生新的对象类型，继而产生新的对象，也就是说“基于对象”没有继承的特点。而“多态”表示为父类类型的子类对象实例，没有了继承的概念也就无从谈论“多态”。现在的很多流行技术都是基于对象的，它们使用一些封装好的对象，调用对象的方法，设置对象的属性。但是它们无法让程序员派生新对象类型。他们只能使用现有对象的方法和属性。所以当你判断一个新的技术是否是面向对象的时候，通常可以使用后两个特性来加以判断。“面向对象”和“基于对象” 都实现了“封装”的概念，但是面向对象实现了“继承和多态”，而“基于对象”没有实现这些，的确很饶口。
从事面向对象编程的人按照分工来说，可以分为“类库的创建者”和“类库的使用者”。使用类库的人并不都是具备了面向对象思想的人，通常知道如何继承和派生新对象就可以使用类库了，然而我们的思维并没有真正的转过来，使用类库只是在形式上是面向对象，而实质上只是库函数的一种扩展。
面向对象是一种思想，是我们考虑事情的方法，通常表现为我们是将问题的解决按照过程方式来解决呢，还是将问题抽象为一个对象来解决它。很多情况下，我们会不知不觉的按照过程方式来解决它，而不是考虑将要解决问题抽象为对象去解决它。有些人打着面向对象的幌子，干着过程编程的勾当。
在对面向对象方法学有了一定的理解后，我们可以知道，面向对象方法学的出发点和根本原则，是尽量可能模拟人类习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程尽可能接近人类认识世界解决问题的方法与过程，也就是使描述问题的问题空间（也称为问题域）与实现解决的解空间（也称为求解域）在结构上尽可能一致。
四 .面向对象方法学和传统方法学较之有了很大的优点：
1.它与人习惯的思维方法一致。
传统的程序设计技术是面向过程的设计方法，这种方法以计算为中心，把数据和过程作为相互独立的部分，数据代表问题空间中的客体，程序代码则用于处理这些数据。而面向对象的方法学是以对象为核心，用这种技术开发出的软件系统由对象组成的。
2.稳定性好。
传统的软件开发方法以计算法为核心，开发过程基于功能分析和功能分解，所以它很不稳定。而面向对象的方法学是基于构造问题邻域的对象模型，以对象为中心构造软件系统，它的基本做法是对象模拟问题邻域中的实体，以对象间的联系刻画实体间的联系。由于现实世界中的实体是相对稳定的，因此，以对象为中心构造的软件系统也是比较稳定的。
3.可重用性好。
传统的软件重用技术是利用标准函数库，也就是试图用标准函数库中的函数作为“预制件”来建造新的软件系统，但是，标准函数缺乏必要的“柔性”，不能适应不同应用场合的不同需要，并不时理想的可重用的软件成分。而在实际开发一个新的软件系统时，通常多数函数是开发者自己编写的，甚至绝大多数的函数都是新编的。
面向对象的软件技术在利用可用的软件成分构造新的软件系统时，有很大的灵活性。它有两种方法可以重复使用一个对象类：一种方法是创建该类的实例，从而直接使用它，另一种方法是从它派生出一个满足当前需要的新类。它所实现的重用性是自然的和准确的，不像传统的方法是刻意的。
4.较易开发大型软件产品。
在开发大型软件产品时，组织开发人员的方法不恰当往往是出现问题的主要原因。用面向对象方法学时，构成软件系统的每一个对象就像一个微型程序，有自己的数据，操作，功能和用途，因此，可以把一个大型软件产品分解成一系列本质上相互独立的向产品来处理，故它比较容易开发大型软件。
5.可维护性好。
用传统的方法和面向过程语言开发出来的软件很难维护，然而面向对象的方法由于存在下面几种原因故维护性好。
因素：面向对象的软件稳定性比较好。
面向对象的软件比较容易修改。
面向对象的软件比较容易理解。
面向对象的软件易于测试和调试。
最后：
目前，面向对象开发方法的研究已日趋成熟，国际上已，有不少面向对象产品出现。我相信这种方法在不断地完善下不仅现在适用，就算再将来，它也会被相当多的开发商使用的。
二、软件工程课后作业:软件工程第4版课后答案
第一章
一、什么是软件危机？它有哪些典型表现？为什么会出现软件危机？ 软件危机是指在计算机软件开发、使用与维护过程中遇到的一系列严重问题和难题。它包括两方面：如何开发软件，已满足对软件日益增长的需求；如何维护数量不断增长的已有软件。 软件危机的典型表现：
(1) 对软件开发成本和进度的估计常常很不准确 (2) 用户对已完成的软件不满意的现象时有发生 (3) 软件产品的质量往往是靠不住的 (4) 软件常常是不可维护的。
(5) 软件通常没有适当的文档资料。
(6) 软件成本、软件维护费在计算机系统总成本中所占比例逐年上升。 (7) 开发生产率提高的速度远跟不上计算机应用普及的需求。 软件危机出现的原因：
(1) 来自软件自身的特点：是逻辑部件，缺乏可见性；规模庞大、复杂，修改、维护困难。 (2) 软件开发与维护的方法不当：忽视需求分析; 认为软件开发等于程序编写; 轻视软件维护。 (3) 供求矛盾将是一个永恒的主题：面对日益增长的软件需求，人们显得力不从心。 四、简述结构化范型和面向对象范型的要点，并分析他们的优缺点。 1. 传统方法学：也称为生命周期方法学或结构化范型。
优点：把软件生命周期划分成若干个阶段，每个阶段的任务相对独立，而且比较简单，便于不同人员分工协作，从而降低了整个软件开发过程的困难程度。
缺点：当软件规模庞大时，或者对软件的需求是模糊的或会承受时 间而变化的时候，开发出的软件往往不成功；而且维护起来仍然很困难。 2. 面向对象方法学：
优点：降低了软件产品的复杂性；提高了软件的可理解性；简化了软件的开发和维护工作；促进了软件重用。
七、什么是软件生命周期模型？试比较瀑布模型、快速原型模型、增量模型和螺旋模型的优缺点，说明每种模型的使用范围。
软件生命周期模型是跨越整个生存期的系统开发、运作和维护所实施的全部过程、活动和任务的结构框架。 瀑布模型
优点：它提供了一个模板，这个模板使得分析、设计、编码、测试和支持的方法可以在该模板下有一个共同的指导。虽然有不少缺陷但比在软件开发中随意的状态要好得多。 缺点：
(1) 实际的项目大部分情况难以按照该模型给出的顺序进行，而且这种模型的迭代是间接的，这很容易由微小的变化而造成大的混乱。
(2) 经常情况下客户难以表达真正的需求，而这种模型却要求如此，这种模型是不欢迎具有二义性问题存在的。
(3) 客户要等到开发周期的晚期才能看到程序运行的测试版本，而在这时发现大的错误时，可能引起客户的惊慌，而后果也可能是灾 难性的。
快速原型模型
优点：使用户能够感受到实际的系统，使开发者能够快速地构造出系统的框架。
缺点：产品的先天性不足，因为开发者常常需要做实现上的折中，可能采用不合适的操作系统或程序设计语言，以使原型能够尽快工作。
增量模型 优点：
(1) 人员分配灵活，刚开始不用投入大量人力资源，当核心产品很受欢迎时，可增加人力实现下一个增量。
(2) 当配备的人员不能在设定的期限内完成产品时，它提供了一种先推出核心产品的途径，这样就可以先发布部分功能给客户，对客户起到镇静剂的作用。 缺点：
(1) 至始至终开发者和客户纠缠在一起，直到完全版本出来。
(2) 适合于软件需求不明确、设计方案有一定风险的软件项目。该模型具有一定的市场。 螺旋模型
优点：对于大型系统及软件的开发，这种模型是一个很好的方法。开发者和客户能够较好地对待和理解每一个演化级别上的风险。 缺点：
(1) 需要相当的风险分析评估的专门技术，且成功依赖于这种技术。
(2) 很明显一个大的没有被发现的风险问题，将会导致问题的发生，可能导致演化的方法失去控制。
(3) 这种模型相对比较新，应用不广泛，其功效需要进一步的验证。 该模型适合于大型软件的开发
九、试讨论rational 统一过程的优缺点。
优点：提高了团队生产力，在迭代的开发过程、需求管理、基于组建的体系结构、可视化软件建模、验证软件质量及控制软件变更等方面、针对所有关键的开发活动为每个开发成员提供了必要的准则、模版和工具指导，并确保全体成员共享相同的知识基础。它建立了简洁和清晰的过程结构，为开发过程提供较大的通用性。 十．rational 统一过程主要适用于何种项目？ 大型的需求不断变化的复杂软件系统项目 第二章
1. 在软件开发的早期阶段为什么要进行可行性研究? 应该从哪些方面研究目标系统的可行性？ 答：（1）开发一个软件时，需要判断原定的系统模型和目标是否现实，系统完成后所能带来的效益是否大到值得投资开发这个系统的程度，如果做不到这些，那么花费在这些工程上的任何时间、人力、软硬件资源和经费，都是无谓的浪费。可行性研究的实质是要进行一次大大压缩简化了的系统分析和设计过程，就是在较高层次上以较抽象的方式进行的系统分析和设计的过程。可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。（2）一般说来，至少应该从以下三个方面研究每种解法的可行性： a. 技术可行性。b. 经济可行性。 c. 操作可行性。 第三章
一、为什么要进行需求分析？通常对软件系统有哪些要求？
答：1) 为了开发出真正满足用户需求的软件产品，首先必须知道用户的需求。对软件需求的深入理解是软件开发工作获得成功的前提条件，不论我们把设计和编码工作做得如何出色，不能真正满足用户需求的程序只会令用户失望，给开发者带来烦恼。
2) 确定对系统的综合要求：1、功能需求；2、性能需求；3、可靠性和可用性需求；4、出错处理需求；5、接口需求；6、约束；7、逆向需求；8、将来可以提出的要求，分析系统的数据要求。
三、1 银行计算机储蓄系统的工作过程大致如下：储户填写的存款单或取款单由业务员键入系统，如果是存款则系统记录存款人姓名、住址、身份证号码等存款信息，并打印出存款存单给储户；如果是取款且存款时留有密码，则系统首先核对储户密码，若密码正确或存款时未留密码，则系统计算利息并打印出利息清单给储户。 用数据流图描绘本系统的功能，并用e-r 图描绘本系统的数据对象 数据流图：
e-r 图：
四、为方便旅客，某航空公司拟开发一个机票预定系统。旅行社把预定机票的旅客信息（姓名、性别、工作单位、身份证号码、旅行时间、旅行目的地等）输入进入该系统，系统为旅客安排航班，印出取票通知和账单，旅客在飞机起飞的前一天凭取票通知和账单交款取票，系统校对无误即印出机票给旅客。
用数据流图描绘本系统的功能，并用e-r 图描绘本系统的数据对象 数据流图：
e-r 图：
五、目前住院病人主要由护士护理，这样做不仅需要大量护士，而且由于不能随时观察危病人的病情变化，还可能会延误抢救时机。某医院打算开发一个以计算机为中心的患者监护
系统。
用数据流图描绘本系统的功能，并用e-r 图描绘本系统的数据对象，画出本系统的ipo 图。
数据流图：
e-r 图：
ipo 图：
第四章
一，举例说明形式化说明技术和欠形式化方法的优缺点。
二、在什么情况下应该使用形式化说明技术？使用形式化说明技术应遵守哪些规则？
答： 在用非形式化的方式描述时，存在矛盾，二义性，含糊性，不完整性级抽象层次混乱等问题时用形式化说明技术。
应用形式化方法的准则：
a ，应该选用适当的表示方法；b ，应该形式化，但不要过分形式化； c ，应该估算成本； d ，应该有形式化的方法顾问随时提供咨询； e ，不应该放弃传统的开发方式；f ，应该建立详尽的文档； g ，不应该放弃质量标准；h ，不应该盲目依赖形式化方法； i ，应该测试；j ，应该重用。
4，考虑下述的自动化图书馆流通系统：每本书都有一个条形码，每个人都有一个带条形码的卡片。但一个借阅人想借一本书时，图书管理员扫描书上的条形码和借阅人卡片的条形码，然后在计算机终端上输入c ；当归还一本书时，图书管理员将再次扫描，并输入r 。图书管理员可以把一些书加到（+）图书集合中，也可以删除（—）它们。借阅人可以再终端上查找到某个作者所有的书（输入“a=”和作者名字），或具有指定标题的所有书籍（输入“t=”和标题），或属于特定主题范围内的所有图书（输入“s=”加主题范围）。最后，如果借阅人想借的书已被别人借走，图书管理员将给这本书设置一个预约，以便书归还时把书留给预约的借阅人（输入“h=”加书号）。 试用有穷状态机说明上述的图书流通系统
答：图书馆流通系统的有穷状态机描述如下：
状态机j ：{书在图书馆s1，书被借出s2，书被预约s3}
输入集k ：{书上条形码，借阅卡条形码，终端输入各种命令} 转换函数t ：如图所示
初始态s ：{书在图书馆s1，书被借出s2} 终态集f ：{书被借出s2，书被预约s3}
第五章
5.4 美国某大学有 200
名教师，校方与教师工会刚刚签订一项协议。按照协议，所有年工资超过$26000（含$26000 ）的教师工资将保持不变，年工资少于$26000 的教师将增加工资，所增加工资数额按下述方法计算：给每位教师所赡养的人（包括教师本人）每年补助$100，此外，教师有一年工龄每年再多补助￥50，但是，增加后的年工资总额不能多于$26000。 教师工资档案存储在行政办公室的磁带上，档案中有目前的年工资、赡养的人数、雇佣日期等信息。需要写一个程序计算并印出每名教师的原工资和调整后的新工资。 要求：
（1）画出此系统的数据流图；
（2）写出需求说明； （3）设计上述的工资调整程序(要求用 hipo 图描绘设计结果) ，设计时分别采用两种算法，并比较两种算法的优缺点： （a ）搜索工资档案数据，找出年工资少于$26000 的人，计算新工资，校核是否超过$26000，存储新工资，印出新旧工资对照表；
（b ）把工资档案数据按工资从最低到最高的次序排序，当工资数额超过$26000 时即停止排序，计算新工资，校核是否超过限额，存储新工资，印出结果。 （4）你所画出的数据流图适应用那种算法？
解：
（1）数据流图：
（2）需求说明：
1. 功能需求：可以输入调资的标准，输入教师档案，经调资给出新的教师档案，需要存储档案
2．性能需求：软件的响应时间应小于0.5s ，更新处理要快
3．灵活需求：当需求发生某些变化时，该软件应该能够适应这些变化 4．故障处理要求：出现错误时，应给予警告或提示 （3） a ：
b ：
a 比较耗时，因为它要检索所有的档案，b 从速度上看比较快，但是b 需要排序算法，比较复杂，a 对于设计来讲比较简。
（4）画出的数据流图比较适合a 的算法
第六章
3、画出下列伪代码程序的流程图和盒图： start if p then while q do f end do else
block g n end block end if sto
解：程序流程图盒图
5、研究下面的伪码程序： loop:set i to(start+finish)/2
if table(i)=itme goto found
if table(i)tme set finsh to (i-1) if (finsh-start)>1 goto loop
if table(start)=item goto found if table(finsh)=item goto found set flag to 0 goto done
found ：set flag to 1 done ：exit 要求： （1）画出流程图。
（2）程序是结构化的吗？说明理由。
（3）若此程序是非结构化，设计一个等价的结构化程序并画出流程图。（4）此程序的功能是什么？它完成预定功能有什么隐含的前提条件吗？ 解：
三、软件工程中随机过程和形式化方法哪个重要
这两类课程我都接触过（一个是我硕士期间的研究方向，一个是现在的研究方向），我说说我的了解，仅供参考~
随机过程是统计学的一门课程，课上会讲一些统计模型和知识（比如马尔科夫模型、随机游走……），这门课对于机器学习、模式识别等方向很重要，如果你对机器学习/人工智能很感兴趣，可以选这门课。
形式化方法是逻辑的一门课程，里面可能会讲到经典逻辑、拉姆达验算…，如果你将来想从事形式化验证（就是用逻辑的方法证明一段程序的正确性），可以选这门课
一般来讲，如果你将来想就业而不想搞科研，可以选随机过程。如果你将来想做科研，那么这两门课你根据自己的兴趣随便选
