軟件工程復習綱要

1、軟件工程復習綱要第1章 、概述1、 軟件危機的概念及主要原因（1）軟件危機是指在計算機軟件開發(fā)和維護時所遇到的一系列問題。（2）軟件危機產生的原因：軟件規(guī)模、方法、技術、軟件開發(fā)人員；客觀：規(guī)模，環(huán)境，需求變化；主觀：開發(fā)技術，管理。ü 軟件產品規(guī)模龐大，開發(fā)和維護帶來客觀困難ü 軟件使用同期相對較長，期間可能出現(xiàn)開發(fā)沒料到的問題，需要及時維護ü 軟件開發(fā)技術落后，生產方式和開發(fā)工具落后ü 軟件開發(fā)人員忽視軟件需求分析的重要性，輕視軟件維護2、軟件、軟件工程、軟件工程學的概念（1）軟件是指計算機程序及其有關的數(shù)據(jù)和文檔。（2）軟件工程（software

2、engineering）是計算機軟件開發(fā)、運行、維護和隱退的系統(tǒng)方法；是指導計算機軟件開發(fā)和維護的工程學科；軟件工程的目標是在規(guī)定的時間、開發(fā)費用內，開發(fā)滿足用戶需求的高質量的軟件。（3）軟件工程學的主要內容是軟件開發(fā)技術（包含軟件工程方法學、軟件工具和軟件開發(fā)環(huán)境）和軟件工程管理（包含軟件工程經濟學和軟件管理學）。更多內容請見P.4；3、軟件生命周期及生命周期各階段的任務（1）軟件生命周期指從設計軟件產品開始到產品不能使用為止的時間周期。包括：定義，開發(fā)，使用，維護，淘汰。（2） 軟件生命周期各階段的任務² 軟件計劃、軟件開發(fā)和軟件運行維護三個時期。² 軟件計劃時期：問題

3、定義、可行性研究、需求分析² 軟件開發(fā)時期：軟件概要設計、軟件詳細設計、軟件實現(xiàn)、綜合測試等階段。² 軟件運行維護時期：需要不斷地進行維護，使軟件持久滿足用戶需要4、 軟件開發(fā)模型的幾種模型及各模型的特征（1） 瀑布模型(Waterfall Model) ：（規(guī)范的、文檔驅動方法。開發(fā)階段按順序進行，適合需求分析較明確、開發(fā)技術較成熟的情況。）特點：階段間具有順序性和依賴性；推遲實現(xiàn)編碼；質量保證。（2） 快速原型模型：（快速原型系統(tǒng)讓用戶試用并收集用戶意見。獲取用戶真實需求。）特點：軟件產品的開發(fā)基本上是線性順序進行的；能減少軟件的總成本，縮短開發(fā)周期。（3） 增量模型：

4、（優(yōu)點是能在早期向用戶提交部分產品和易于維護，缺點是軟件的體系結構必須是開放的。）特點：開發(fā)過程中自始自終都有用戶參與（4） 噴泉模型：開發(fā)過程有分析、系統(tǒng)設計、軟件設計和實現(xiàn)4個階段，各階段相互重疊，反映軟件過程并行性；以分析為基礎，反映了軟件過程迭代性的自然特性，從高層返回低層無資源消耗；強調增量開發(fā)，整個過程是一個迭代的逐步提煉的過程。（適合面向對象方法）（5） 螺旋模型：適用于大規(guī)模內部開發(fā)項目，分析風險和排除風險。（6） 統(tǒng)一過程：適用于面向對象方法，使用統(tǒng)一建模語言UML。采取用例驅動和架構優(yōu)先策略。迭代增量的建造方法。第2章 、軟件計劃（SA）1、 可行性研究的內容和目的可行性研

5、究內容包括：技術可行性、經濟可行性、社會因素方面的可行性，目的是通過對用戶詳細的調查研究，確定所開發(fā)軟件的系統(tǒng)功能、性能、目標、規(guī)模，該系統(tǒng)同其他系統(tǒng)或其他軟件之間的相互關系。2、 需求分析的任務，及其要完成三個模型（1）需求分析的基本任務是研究用戶對系統(tǒng)的確切要求，是理解、分析和表達“系統(tǒng)必須做什么”的過程。（2）需求分析具體任務包括：確定目標系統(tǒng)的具體要求、建立目標系統(tǒng)的邏輯模型、書寫“軟件需求規(guī)格說明”、修正系統(tǒng)的開發(fā)計劃、制定初步的系統(tǒng)測試計劃、編寫初步的用戶手冊、編寫數(shù)據(jù)要求說明書。（3）三個模型：數(shù)據(jù)模型、功能模型和行為模型。3、數(shù)據(jù)流圖（DFD）的畫法(P.30)，及數(shù)據(jù)字典（D

6、D）的使用(P.36)。（1）數(shù)據(jù)流圖的基本符號（2） 數(shù)據(jù)字典符號4、 狀態(tài)圖總結需求分析的圖形工具：實體-關系圖、數(shù)據(jù)流圖、狀態(tài)轉換圖、數(shù)據(jù)字典、層次圖 ，Warnier圖，PO圖 。5、 課后作業(yè)一（某房地產經營管理系統(tǒng)）（1）DFD圖房地產經營管理系統(tǒng)DFD圖（2） 數(shù)據(jù)字典：房產信息=房產編號+地址+樓房名稱+樓房總數(shù)+總房間數(shù)客戶基本情況=客戶號+姓名+身份證號房間租（售）信息=房產編號+樓房名稱+房間號+房間層次+朝向+規(guī)格+面積+出租單價+出售單價+租售情況+客戶號房產租（售）資金回收情況=房產編號+樓房名稱+房間號+客戶號+租|售+金額+日期記錄存儲規(guī)則：該文件按兩種方法排序

7、，一按客戶號排序，二按”房產編號+樓房名稱+房間號”。 課后作業(yè)2（火車訂票系統(tǒng)）火車訂票系統(tǒng)DFD圖數(shù)據(jù)字典：列車運行目錄=車次號+始發(fā)站+終點站+1途經站+軟臥車廂數(shù)+硬臥車廂數(shù)+一個軟臥車廂數(shù)+發(fā)車日期列車鋪位信息=車次號+車廂號+鋪位號+上鋪|中鋪|下鋪+價格+1=已售|0=未售旅客訂票信息=旅客號+定票日期+預定車票日期+0=票未取|1=票已取+ 車次號+車廂號+鋪位號+上鋪|中鋪|下鋪 +價格 第三章、結構化設計（SD）1、概要設計的任務概要設計的主要任務是確定設計方案、軟件結構設計、數(shù)據(jù)文件設計、制定測試計劃、書寫概要設計文檔和復審。2、 模塊、模塊化的概念，模塊設計啟發(fā)規(guī)則、評

8、價模塊風割好壞的標準（1） 模塊：又稱構件，是能夠單獨命名并獨立地完成一定功能，獨立地設計、編制、調試、查錯、修改和維護的程序語句的集合。（2） 模塊化：把系統(tǒng)按照一定的規(guī)則分割成分割成能完成獨立功能的模塊，明確規(guī)定各模塊及其輸入輸出規(guī)格，使模塊的界面不會產生混亂。（3） 模塊設計啟發(fā)規(guī)則：² 盡力提高模塊獨立性：高內聚、低耦合² 注意模塊的可靠性、通用性、可維護性、簡單性² 模塊的大小應適中規(guī)模² 模塊的深度、寬度、扇出和扇入應適當，通常設計得較好的軟件結構，頂層扇出高，中間扇出較少，下層調用公用模塊。² 模塊接口要簡單、清晰 （4） 評價模

9、塊風割好壞的標準：模塊的大小、模塊之間的聯(lián)系程度（耦合性）、模塊內元素聯(lián)系程度（內聚性）、模塊信息的隱蔽程度。3、 耦合的幾種定義² 耦合（Coupling)是模塊之間依賴程度的度量。² 數(shù)據(jù)耦合：模塊間通過參數(shù)傳遞基本類型的數(shù)據(jù)。² 控制耦合（中等程度耦合）：兩個模塊之間傳遞的信息中有控制信息。² 特征耦合：被調用模塊可以使用數(shù)據(jù)多于實際需要的數(shù)據(jù)。² 公共耦合：兩個或多個模塊都能夠存取同一公共數(shù)據(jù)環(huán)境，包括變量、公共內存緩沖區(qū)、物理設備。² 內容耦合：下列情況之一會產生內容耦合Ø 某個模塊直接訪問另一模塊的內部數(shù)據(jù)

10、16; 兩個模塊有相同的程序段Ø 一個模塊直接進入另一模塊的內部；Ø 一個模塊有多個入口，即模塊有多個功能4. 內聚的幾種定義² 內聚（cohesion）：一個模塊內各個元素彼此結合的緊密程度。² 偶然內聚（concidental cohesion）：一個模塊完成多個完全不相關的功能。 ² 邏輯內聚( logical cohesion)：一個模塊完成的任務在邏輯上屬于相同或相似的一類任務。² 時間內聚(temporal cohesion)：一個模塊完成多個具有時間相關性的功能，需要同時執(zhí)行。² 過程內聚：處理元素是相關，必須

11、以特定次序執(zhí)行 。² 通信內聚（communicational cohesion）：一個模塊內包含需多個功能，并且這些功能的完成都依賴于相同的公用數(shù)據(jù)，即同一數(shù)據(jù)文件。各個成分合用同一個數(shù)據(jù)，或者產生同一個輸出數(shù)據(jù)。 ² 順序內聚(sequential cohesion)：各成分順序執(zhí)行，前一個成分的輸出是后一個成分的輸入。² 功能內聚(functional cohesion)：所有成分共同完成一個單一的功能。5、 系統(tǒng)結構圖（SC）的畫法，及與交換型、事務性之間的轉換，深度、寬度、扇入、扇出的概念² 結構圖符號（P.55）² 交換型數(shù)據(jù)流圖、

12、事務型數(shù)據(jù)流圖的畫法（P.57）² 深度：指軟件結構中模塊的層數(shù)。² 寬度：指軟件結構內同一層次的模塊數(shù)的最大值。² 扇出：指一個模塊所調用的模塊數(shù)。² 扇入：指有多少上級模塊調用它6、 詳細設計的基本任務² 數(shù)據(jù)結構設計和數(shù)據(jù)庫設計² 接口設計² 過程設計² 代碼設計、輸入輸出設計、網(wǎng)絡設計等² 編寫詳細設計說明書、編寫軟件系統(tǒng)的操作手冊等文檔² 復審7. 詳細設計的工具的使用² 流程圖、N-S圖、問題分析圖（PAD圖）、判定樹、判定表、過程設計語言（PDL）²²

13、8、 Jackson方法(P.74)² 面向數(shù)據(jù)結構的設計方法有兩種：Jackson方法和Warnier方法。² JACKSON方法中數(shù)據(jù)結構通常表示為樹型結構，有順序、選擇和循環(huán)三種基本結構第4章 、軟件編碼和軟件測試1、 設計語言：哪些屬于/不屬于面向對象的語言，設計語言的選擇。² 面向對象語言Ø C+、Smalltalk、Eiffel、Actor、Ada是面向對象型語言Ø Object Pascal、Objective-C是混合型面向對象語言Ø Java在網(wǎng)絡上廣泛使用² 如何選擇設計語言Ø 主要考慮項目應用

14、領域、軟件開發(fā)環(huán)境、用戶的知識以及程序員的知識等2、 程序的注釋² 程序的注釋分為兩種：序言性注釋和功能性注釋。l 序言性注釋通常安排在每個程序模塊的起始部分，它是對程序的整體說明，對于理解程序本身具有引導作用。l 功能性注釋嵌入在源程序體內，用以描述其后的語句或程序段的處理功能。3、測試目標、測試關鍵問題、測試原則² 測試目標Ø 精心設計測試方案, 力爭盡可能少的次數(shù),測出盡可能多的錯誤.Ø 程序測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程.Ø 好的測試方案是極可能發(fā)現(xiàn)迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試方案；Ø 成功的測試是發(fā)現(xiàn)了至今為止尚未發(fā)現(xiàn)的

15、錯誤的測試。² 測試關鍵問題（查無資料）² 測試原則l 測試工作不能由設計和編碼人員進行；l 測試用例既要有輸入數(shù)據(jù)，也得有對應預期結果l 既有合理數(shù)據(jù)，也得有不合理數(shù)據(jù)的處理能力l 檢查是否處理了多余的工作l 精心設計測試方案，盡量把測試出軟件的錯誤l Pareto原理：80 錯誤可能由程序20的模塊造成l 需求分析階段，應制定測試計劃，甚至測試用例l 長期保存測試用例，直至程序廢棄4、集成測試，存根模塊、驅動模塊² 集成測試（Integration Testing）也稱為聯(lián)合測試或組裝測試，有組裝和檢驗兩重意義。測試者：獨立的測試小組；測試策略：測試方法以黑盒

16、法為主。² 驅動模塊驅動模塊（driver）：模擬主程序或者調用模塊的功能，用于向被測模塊傳遞數(shù)據(jù)，接收、打印從被測模塊返回的數(shù)據(jù)。一般只設計一個驅動模塊。² 存根模塊用于模擬那些由被測模塊所調用的下屬模塊的功能?？梢栽O計一個或者多個模塊。5、 黑盒測試，等價類劃分法、邊界值分析法。² 黑盒測試。又稱功能測試、數(shù)據(jù)驅動測試、基于規(guī)格說明書的測試，不考慮程序的內部結構與特性，只根據(jù)程序功能或程序的外部特性設計測試用例。² 等價類劃分方法。等價類劃分屬于黑盒測試，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的特點，將程序輸入域劃分成若干個部分，即子集，每個子集中的一個典型值在測試

17、中的作用與這一類中所有其他值的作用相同。因此從每個子集中選取具有代表性的數(shù)據(jù)作為代表進行測試來發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤。Ø 有效等價類：符合需求規(guī)格及軟件設計規(guī)定的數(shù)據(jù)子集。Ø 無效等價類：不符合需求規(guī)格及軟件設計規(guī)定的數(shù)據(jù)子集。² 邊界值分析法邊界值分析也屬于黑盒測試，邊界值分析不是從某等價類中隨便挑一個作為代表，而是使這個等價類的每個邊界都要作為測試條件；邊界值分析不僅考慮輸入條件，還要考慮輸出空間產生的測試情況。6、 白盒測試，邏輯覆蓋法、因果圖法。² 白盒測試又稱結構測試，其測試用例根據(jù)程序內部的邏輯結構和執(zhí)行路勁來設計的。² 邏輯覆蓋法邏輯覆

18、蓋是以程序的內部邏輯結構為基礎的測試用例設計技術，屬于白盒測試。 語句覆蓋:設計足夠的測試用例，使得程序中的每個語句至少執(zhí)行一次。 判定覆蓋:設計足夠的測試用例，使得程序中每個判定的取“真”分支和取“假”分支至少都執(zhí)行一次，判定覆蓋又稱分支覆蓋。 條件覆蓋:設計足夠的測試用例，使得程序判定中的每個條件能獲得各種可能的結果。 判定/條件覆蓋:設計足夠的測試用例，使得判定中的每個條件都取到各種可能的值，而且每個判定表達式也都取到各種可能的結果。 條件組合覆蓋:設計足夠的測試用例，使得每個判定中的條件的各種可能組合都至少出現(xiàn)一次。² 因果圖法因果圖適合于描述對于多種輸入條件的組合，相應產生

19、多個動作的形式來設計測試用例。因果圖方法最終生成的是判定表。 Ø 用因果圖法生成測試用例的步驟(1) 分析哪些是原因，哪些是結果，給每個原因、結果一個標識。(2) 分析語義，找出原因與結果、原因與原因之間的關系，畫出因果圖。(3) 在因果圖上標明約束或限制條件。(4) 把因果圖轉化為判定表 。(5) 根據(jù)判定表每一列設計測試用例。Ø 因果圖的基本符號Ø 因果圖的約束符號第五章、軟件維護1、軟件維護和軟件可維護性² 軟件維護就是在軟件已經交付使用以后對其進行修改，以糾正錯誤或改進性能和其他屬性，使產品適應改變了的環(huán)境。² 軟件可維護性是指維護人員

20、對該軟件進行維護的難易程度，具體包括理解、改正、改動和改進軟件的難易程度。2、 軟件維護的種類² 完善性維護:擴充原有系統(tǒng)的功能，提高系統(tǒng)的性能，提高軟件運行的效率，滿足用戶的實際需要而進行的維護活動。 ² 糾錯性維護:對在測試階段未能發(fā)現(xiàn)的，在軟件投入使用后才逐漸暴露出來的錯誤的測試、診斷、定位、糾錯以及驗證、修改的回歸測試過程，稱為糾錯性維護。² 適應性維護:計算機的軟、硬件環(huán)境，數(shù)據(jù)環(huán)境在不斷的變化，使運行的軟件能適應運行環(huán)境或者數(shù)據(jù)的變動而修改軟件的過程稱為適應性維護。² 預防性維護:為了進一步改善軟件的可靠性和易維護性，或者為預見的將來軟件運行

21、和維護打下更好的基礎而對軟件進行修改。第六和第七章、面向對象方法學與UML及UML的應用1、 面向對象語言的特征封裝、繼承、多態(tài)2、 面向對象方法的基本概念² 對象：一個對象代表了一個現(xiàn)實的或虛構的實體，定義一些屬性和方法。² 類：具有相同數(shù)據(jù)和相同操作的一組相似對象的定義。² 類與類之間的關系：關聯(lián)關系、繼承關系、依賴關系、細化關系Ø 類的關聯(lián)關系:Ø 類的一般-特殊關系:Ø 類的依賴關系 ：依賴關系描述的是兩個模型元素（類、用例等）之間的語義上的連接關系.Ø 類細化關系：是對同一事物不同抽象級別的兩種描述。若元素B是對元

22、素A的更詳細的描述，則稱元素B細化了元素A，或稱元素A細化成元素B。 ² 消息：消息，就是要求某個對象執(zhí)行在定義它的那個類中所定義的某個操作的規(guī)格說明。通常，一個消息由下述三部分組成：接收消息的對象；消息標識符(也稱為消息名)；輸入信息和回答信息。² 封裝：封裝就是把對象的屬性和方法結合成一個獨立的單位，盡可能隱藏對象的內部細節(jié)。² 繼承：某些類之間具有結構和行為特征的共性，廣義地說，繼承是指能夠直接獲得已有的性質和特征，而不必重復定義它們。² 多態(tài)：在父類中定義的屬性和服務為其子類繼承后，可以具有相同的消息表現(xiàn)出不同的行為。3、 UML建模圖（P.12

23、7）注釋 (a)/消息 (b)² 五類九種圖：l 用例圖：用于表示系統(tǒng)的功能，并指出各功能的操作者l 靜態(tài)圖：包括類圖、對象圖及包，表示系統(tǒng)的靜態(tài)結構l 行為圖：包括狀態(tài)圖和活動圖，用于描述系統(tǒng)的動態(tài)行為和對象之間的交互關系l 交互圖：包括順序圖和合作圖，用于描述系統(tǒng)的對象之間的動態(tài)合作關系l 實現(xiàn)圖：包括構件圖和配置圖，用于描述系統(tǒng)的物理實現(xiàn)² 用例圖：用例從外部參與者（用戶)的角度描述系統(tǒng)的功能，主要元素有用例、執(zhí)行者和通信聯(lián)系，用例是一個類，代表一類功能，不是一個功能具體實現(xiàn)；執(zhí)行者也是一個類² 類圖和包：類的圖標由類名、類的屬性、類的操作三部分組成。類圖就

24、是由這些類框和表明類之間關聯(lián)的連線所組成。 ² 對象圖：對象是類的一個實例，是具有具體值和行為的一個具體事物。l 對象有三種表示方式：對象名：類名；：類名；對象名。² 狀態(tài)圖：狀態(tài)圖（State Diagram）用來描述一個特定對象（通常指某一子系統(tǒng)）的所有可能狀態(tài)及引起其狀態(tài)轉移的事件。² 順序圖：用來描述在一個運行的系統(tǒng)中對象之間動態(tài)交互情況，并且這些交互要經歷一定的時間。² 活動圖：活動圖是狀態(tài)圖的一種特殊情況。不需指明任何事件，只要動作被執(zhí)行，活動圖中的狀態(tài)就自動開始轉換。² 協(xié)作圖：協(xié)作圖用于描述系統(tǒng)中相互協(xié)作的對象之間的交互關系和關

25、聯(lián)鏈接關系。² 構件圖：描述軟件構件之間的相互依賴關系，它表達的是系統(tǒng)代碼本身的結構。² 部署圖：配置圖用來描述計算機和設備，展示它們之間的連接，以及駐留在每臺機器中的軟件。用部署圖描述使用金龍卡的飲食銷售系統(tǒng)。ü 畫出短信系統(tǒng)的以下用例的的順序圖和基本類圖üü 用例腳本：1.發(fā)送短信用例：用戶輸入或讀入發(fā)送內容；用戶選擇一個或多個發(fā)送人員；系統(tǒng)將明文短消息編碼轉換成格式化的短消息串；系統(tǒng)以串口方式將短信串傳入無線移動終端2.接收短信用例的場景描述：用戶向串口發(fā)送指令從無線移動終端讀取一組短消息串；系統(tǒng)將一組短信串分別解碼轉化成明文的短消息；系

26、統(tǒng)將短消息寫入數(shù)據(jù)庫并顯示給用戶；3.人員維護的用例場景描述：用戶添加一個新成員；用戶更新一個成員信息；用戶刪除一個成員4.系統(tǒng)設置用例的場景描述：用戶修改系統(tǒng)信息，如客服中心號碼、端口號、延時；系統(tǒng)保存設置信息üüü 發(fā)送短信üü 接收短信üü 基本類圖üü4、 面向對象分析的目的、原則、完成模型² 面向對象分析的目的：是對客觀世界的系統(tǒng)建立對象模型、動態(tài)模型和功能模型Ø 對象模型：描述系統(tǒng)組成。Ø 動態(tài)模型：描述系統(tǒng)控制結構。Ø 功能模型：描述系統(tǒng)功能的。

27、78; 面向對象分析的原則：l 定義有實際意義的對象l 強調實體的本質、忽略無關的屬性，模型的描述要規(guī)范、準確l 共享性l 封裝性5、面向對象設計的內容、完成模型² 面向對象設計的內容：面向對象設計是把分析階段得到的需求，轉變成符合成本和質量要求的、抽象的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。分為進行系統(tǒng)設計（總體設計）和對象設計（詳細設計）。Ø 系統(tǒng)設計將系統(tǒng)分成幾個子系統(tǒng)，建立系統(tǒng)的基本框架，每個子系統(tǒng)使用與面向對象分析一致的表示方法建立模型，可以說總體設計是逐漸擴充面向對象分析模型的過程；Ø 對象設計則針對每個子系統(tǒng)中的每個類的作用、類的內部構成（屬性和服務）以及類之間關系進行清晰、具體的描述，使得在實現(xiàn)階段程序員根據(jù)該描述能很容易地轉化成程序。6、 面向對象的實現(xiàn)工作：編碼與測試² 面向對象測試的目標與結構化軟件測試的目標相同,都是為了找出軟件開發(fā)中的錯誤,提高軟件的質量。面向對象軟件測試策略也是從組