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第1章　软件工程的基本概念1

1.1 引言1

1.1.1　什么是软件1

1.1.2　软件危机1

1.1.3　什么是软件工程2

1.2　软件工程2

1.2.1　软件工程的目标2

1.2.2　软件工程技术3

1.2.3　软件工程管理4

1.2.4　软件工程文化4

1.3　软件开发过程5

1.3.1　软件开发的特点5

1.3.2　软件开发规格文档5

1.3.3　软件复用技术6

1.3.4　计算机辅助软件工程7

1.4　软件生命周期8

1.5.1　瀑布模型9

1.5　软件开发模型9

1.5.2　原型进化模型10

1.5.3　螺旋模型11

习题12

第2章　需求工程14

2.1　需求工程的任务14

2.1.1　软件需求的定义14

2.2　需求获取15

2.1.2　需求工程的任务15

2.2.1　通过业务需求确定系统目标和范围16

2.2.2　制订调研计划17

2.2.3　组织实施调研18

2.2.4　编写调研报告19

2.3　需求分析19

2.3.1　需求分析的任务20

2.3.2　需求分析的原则20

2.3.3　需求分析方法22

2.3.4　结构化分析方法23

2.3.5　定义软件的质量属性27

2.3.6　确定需求优先级29

2.4　需求文档30

2.5　需求评审30

2.6　需求管理31

2.6.1　需求变更管理31

2.6.2　需求跟踪33

习题34

3.1.1　测试目标35

3.1　软件测试目标与测试方法35

第3章　软件测试35

3.1.2　测试方法36

3.1.3　测试阶段的信息流36

3.2　软件测试过程37

3.2.1　单元测试38

3.2.2　集成测试39

3.2.3　确认测试42

3.2.4　系统测试43

3.3.1　黑盒测试44

3.3　软件测试44

3.3.2 白盒测试49

3.4　软件调试51

3.4.1　调试的过程52

3.4.2　测试和调试的区别53

3.4.3　调试的方法54

3.5　软件可靠性评估55

3.5.1　基本概念55

3.5.2　估算平均无故障时间的方法56

习题58

第4章　软件维护与软件进化59

4.1　软件的可维护性59

4.1.1　软件维护的概念59

4.1.2　软件可维护性的定义62

4.1.3　提高可维护性的方法64

4.2　软件维护的实施65

4.2.2　软件维护的工作流程66

4.2.1　软件维护的申请报告66

4.2.3　维护文档整理67

4.2.4　维护评价68

4.3　逆向工程与重构工程69

4.4　软件配置管理71

4.4.1　基线71

4.4.2　软件配置标识72

4.4.3　变更控制72

4.4.5　配置审核74

4.4.4　版本控制74

4.4.6　配置状态报告75

4.5　软件进化75

习题76

第5章　软件工程管理77

5.1　项目可行性分析77

5.1.1　可行性分析的任务77

5.1.2　可行性分析的步骤78

5.2.1　计算机软件系统79

5.2　计算机系统分析79

5.2.2　系统分析方法81

5.2.3　系统流程图81

5.3　项目规划83

5.3.1　项目规划的内容83

5.3.2　项目进度表84

5.4　软件质量管理86

5.4.1　软件质量的概念86

5.4.2　软件质量保证86

5.5　软件经济学88

5.5.1　软件规模估算88

5.5.2　软件效益估算90

5.5.3　软件开发成本估算90

习题94

第6章　软件设计基础95

6.1　系统的概要设计95

6.1.1　概要设计过程95

6.1.2　概要设计的内容96

6.1.3　软件的构架设计98

6.2　软件结构设计98

6.2.1　软件的模块化98

6.2.2　结构建模103

6.2.3　软件结构的优化105

6.3　数据库结构设计107

6.3.1　数据库结构设计概述107

6.3.2　概念结构设计108

6.3.3　逻辑结构设计111

6.3.4　物理结构设计114

6.4　面向对象分析与设计115

6.4.1　面向对象的概念115

6.4.2　面向对象的分析118

6.4.3　面向对象的设计121

6.5　人-机界面设计124

6.5.1　用户使用需求分析124

6.5.2　界面类型126

6.5.3　界面的基本原则128

6.5.4　界面设计过程130

6.6　快速原型设计方法130

6.6.1　原型方法概述131

6.6.2　快速原型开发方法134

习题136

7.1　基于UML的软件开发过程137

7.1.1　过程概述137

第7章　UML建模语言137

7.1.2　初始阶段138

7.1.3　细化阶段138

7.1.4　构造阶段142

7.1.5　移交阶段143

7.1.6　何时使用迭代式开发方法143

7.2　基于UML的需求分析144

7.2.1　建立用例模型145

7.2.2 UML静态建模机制147

7.2.4　完善静态模型148

7.2.3 UML动态建模机制148

7.2.5　需求分析总结149

7.3　UML建模与类图设计149

7.3.1　类和对象149

7.3.2　类图151

习题158

第8章　实时系统软件设计160

8.1　什么是实时系统160

8.2　实时操作系统161

8.2.1　任务管理162

8.2.2　时钟管理164

8.2.3 中断管理164

8.2.4　资源管理164

8.3　实时系统设计165

8.3.1　实时系统的状态机模型165

8.3.2　数据采集系统165

8.3.3　监控系统169

8.3.4　实时软件的设计方法170

习题172

第9章　组态软件技术基础173

9.1　工控组态软件技术概述173

9.2　工控组态软件的结构174

9.3　组态软件的功能和特点175

9.3.1　工控组态软件的特点175

9.3.2　工控组态软件的功能175

9.4.1　实时数据库的主要特征176

9.4　实时数据库176

9.4.2　实时数据库的功能177

9.5　脚本语言178

9.5.1　动作脚本的触发器178

9.5.2　动作脚本的变量和对象179

9.5.3　VBScript脚本语言要素179

9.6　设备驱动186

9.6.1　组态软件与设备的通讯方式186

9.6.2　设备通道与实时数据库的连接187

9.7.1　软件开发平台188

9.7　组态软件的可扩展性和开放性188

9.7.2　构造企业信息平台189

9.7.3　嵌入式应用189

9.8　使用组态软件开发应用系统的步骤189

习题190

第10章　工控过程的图形画面设计191

10.1　组态软件的画面编辑器191

10.1.1 画面编辑器的主要功能及特点191

10.1.2　画面编辑器中的基本概念191

10.1.3　画面编辑器的工作环境192

10.2　图形控件的使用193

10.2.1　内部图形控件193

10.2.2　图库对象的使用194

10.2.3　ActiveX控件的管理和使用195

10.3　图形动画196

10.3.1　图形动画的概念及分类196

10.3.2　参与动画连接的主体变量196

10.3.3　建立图形动画的基本步骤197

10.4.1　报警处理过程198

10.4　报警与事件198

10.4.2　报警的类型和优先级199

10.4.3　报警的组态200

10.4.4　事件的记录和显示201

10.4.5　报警和事件的输出202

10.5　配方管理202

习题203

11.2　变量的类型与类别205

11.2.1　变量的类型205

第11章　实时数据库与变量组态205

11.1　变量管理器205

11.2.2　变量的类别206

11.2.3　变量数组207

11.3　创建与编辑变量208

11.3.1　创建新变量208

11.3.4　搜索变量209

11.3.3　删除变量209

11.3.2　编辑变量209

11.4　实时数据库组态211

11.4.1　实时数据库的数据结构211

11.4.2　实时数据库的组态213

11.5　利用ADO/ODBC访问通用数据库214

11.5.1 ADO/ODBC的基本概念214

11.5.2 ADO/ODBC的使用方法215

11.5.3 ODBC组件的组态和使用方法218

习题220

第12章　输出报表组态221

12.1　报表编辑器221

12.2　组态变量实时记录报表221

12.2.1　报表常用的概念221

12.2.2　万能报表222

12.2.3　总貌报表223

12.2.4　实时趋势、历史趋势及x-y曲线223

12.3.1　历史报表的组态过程225

12.3　组态变量历史记录报表225

12.3.2　查询历史报表228

12.3.3　打印报表229

12.3.4　自绘历史报表表头229

12.4　组态报警消息报表229

习题230

第13章　通讯组态231

13.1　过程通讯原理231

13.1.1　通讯术语231

13.2.1 OPC产生的背景及其特点232

13.1.2　组态软件通讯原理232

13.2 OPC通讯232

13.2.2 OPC体系结构234

13.2.3 OPC的适用范围235

13.3 DDE/OLE通讯标准235

13.3.1 DDE通讯的过程及原理235

13.3.2 OLE概述236

习题237

14.2　安装驱动程序238

第14章　工控系统中的设备管理238

14.1　设备分类238

14.3　设备管理239

14.3.1　增加I/O设备239

14.3.2　连接I/O设备240

14.3.3　修改I/O设备参数或删除设备240

习题241

15.1.2　客户机／服务器组态242

15.1.1　客户机／服务器功能概述242

15.1　客户机／服务器结构242

第15章　工控组态软件的通讯网络242

15.1.3　数据连接243

15.1.4　双机冗余244

15.2　浏览器／服务器结构246

15.2.1 PCAuto的B/S结构组态246

15.2.2 WinCC的B/S结构组态247

习题247

16.1.2　组态步骤248

16.1.1　工程要求248

第16章 工控组态软件设计应用实例248

16.1　行星运动仿真248

16.2 自动板厚控制系统仿真249

16.2.1　板厚控制系统功能及要求249

16.2.2　板厚控制系统的组态过程250

16.2.3　系统的总体组态效果252

16.3　组态软件在工业锅炉控制系统中的应用257

附录1　软件文档格式259

A　可行性研究报告259

B　项目计划说明书263

C　软件需求规格说明书265

附录2　常用组态软件简介267

A　力控组态软件PCAuto简介267

B WinCC组态软件简介273

C MCGS组态软件简介276

参考文献281