復(fù)試軟件工程

1、軟件工程基本概念1、軟件的相關(guān)概念計(jì)算機(jī)軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。軟件的特點(diǎn)包括：1）軟件是一種邏輯實(shí)體，而不是物理實(shí)體，具有抽象性；2）軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒有明顯的制作過程；3）軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問題；4）軟件的開發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性，受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問題；5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；6）軟件開發(fā)涉及諸多的社會(huì)因素。2、軟件危機(jī)與軟件工程軟件工程源自軟件危機(jī)。所謂軟件危機(jī)是泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。軟件工程的主要思想是將工程化原則運(yùn)用到軟件開發(fā)過程，它包括3個(gè)要素：方法、工具和過程。方法是

2、完成軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段；工具是支持軟件的開發(fā)、管理、文檔生成；過程支持軟件開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、管理。軟件工程過程是把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動(dòng)。3、軟件生命周期軟件生命周期：軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過程。軟件生命周期分為軟件定義、軟件開發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù)三個(gè)階段：1）軟件定義階段：包括制定計(jì)劃和需求分析。制定計(jì)劃：確定總目標(biāo)；可行性研究；探討解決方案；制定開發(fā)計(jì)劃。需求分析：對(duì)待開發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)的定義。2）軟件開發(fā)階段：軟件設(shè)計(jì)：分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。軟件實(shí)現(xiàn)：把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的程序代碼。軟件測(cè)試：在設(shè)計(jì)測(cè)試用

3、例的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成部分。3）軟件運(yùn)行維護(hù)階段：軟件投入運(yùn)行，并在使用中不斷地維護(hù)，進(jìn)行必要的擴(kuò)充和刪改。4、軟件工程的目標(biāo)和與原則（1）軟件工程目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。及時(shí)（2）軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)應(yīng)是：付出較低的開發(fā)成本；達(dá)到要求的軟件功能；取得較好的軟件性能；開發(fā)的軟件易于移植；需要較低的維護(hù)費(fèi)用；能按時(shí)完成開發(fā)，交付使用。（3）軟件工程原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗(yàn)證性。1）抽象：2）信息隱蔽：3）模塊化：4）局

4、部化：5）確定性：6）一致性：7）完備性：8）可驗(yàn)證性：結(jié)構(gòu)化分析方法1、需求分析需求分析方法有：1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；2）面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?、結(jié)構(gòu)化分析方法4）結(jié)構(gòu)化分析方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論在軟件需求分析階段的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化分析方法的實(shí)質(zhì)：著眼于數(shù)據(jù)流，自頂向下，逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流程，以數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工具，建立系統(tǒng)的邏輯模型。結(jié)構(gòu)化分析的常用工具：1）數(shù)據(jù)流圖（DFD）；2）數(shù)據(jù)字典（DD）；3）判定樹；判定表。數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素：加工（轉(zhuǎn)換）：輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出。數(shù)據(jù)流：沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，一般在旁邊標(biāo)注數(shù)據(jù)流名。存儲(chǔ)文件（數(shù)據(jù)源）：表示處理過程

5、中存放各種數(shù)據(jù)的文件。源，潭：表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口，屬系統(tǒng)之外的實(shí)體。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法1、軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)從技術(shù)觀點(diǎn)來看，軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)。從工程角度來看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成，即概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)：又稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)級(jí)接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式。詳細(xì)設(shè)計(jì)：確定每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用適當(dāng)方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。軟件設(shè)計(jì)的基本原理包括：抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。1）抽象。抽象是一種思維工具，就是把事物本質(zhì)的共同特性提取出來而不考慮其他細(xì)節(jié)。2）模塊化。解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下逐步把軟件

6、系統(tǒng)劃分成一個(gè)個(gè)較小的、相對(duì)獨(dú)立但又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。3）信息隱蔽。每個(gè)模塊的實(shí)施細(xì)節(jié)對(duì)于其他模塊來說是隱蔽的。4）模塊獨(dú)立性。軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊只涉及軟件要求的具體的子功能，而和軟件系統(tǒng)中其他的模塊的接口是簡(jiǎn)單的。*：模塊分解的主要指導(dǎo)思想是信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。模塊的耦合性和內(nèi)聚性是衡量軟件的模塊獨(dú)立性的兩個(gè)定性指標(biāo)。內(nèi)聚性：是一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素間彼此結(jié)合的緊密程度的度量。*：按內(nèi)聚性由弱到強(qiáng)排列，內(nèi)聚可以分為以下幾種：過程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚及功能內(nèi)聚。耦合性：是模塊間互相連接的緊密程度的度量。*：按耦合性由高到低排列，耦合可以分為以下幾種：控制耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合以及非

7、直接耦合。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有高內(nèi)聚、低耦合的特征。在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，模塊劃分的原則是：模塊內(nèi)具有高內(nèi)聚度，模塊間具有低耦合度。2、總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）和詳細(xì)設(shè)計(jì)（1）總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）軟件概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是：1）設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；編寫概要設(shè)計(jì)文檔；4）概要設(shè)計(jì)文檔評(píng)審。常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具是結(jié)構(gòu)圖，也稱程序結(jié)構(gòu)圖。程序結(jié)構(gòu)圖的基本圖符：偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時(shí)間內(nèi)聚、內(nèi)容耦合、公共耦合、外部耦合、2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)；3）模塊用一個(gè)矩形表示，箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。在結(jié)構(gòu)圖中還可以用帶注釋的箭頭表示模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。還可用帶實(shí)心圓的箭頭表示傳遞的是控制信息，心

8、圓箭心表示傳遞的是數(shù)據(jù)信息。（2）詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)模塊確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用某種選定的表達(dá)工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。常用的過程設(shè)計(jì)（即詳細(xì)設(shè)計(jì)）工具有以下幾種：+輸入/圖形工具：程序流程圖、NS（方盒圖）、PAD（問題分析圖）和HIPOU層次圖處理/輸出圖）。表格工具：判定表。語言工具：PDLDDDD軟件測(cè)試1、軟件測(cè)試定義：使用人工或自動(dòng)手段來運(yùn)行或測(cè)定某個(gè)系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗(yàn)它是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。軟件測(cè)試的目的：盡可能地多發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤，不能也不可能證明程序沒有錯(cuò)誤。軟件測(cè)試的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)測(cè)試用例，一個(gè)好的測(cè)試用

9、例能找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。2、軟件測(cè)試方法：靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。靜態(tài)測(cè)試：包括代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量。不實(shí)際運(yùn)行軟件，主要通過人工進(jìn)行。動(dòng)態(tài)測(cè)試：是基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試，主要包括白盒測(cè)試方法和黑盒測(cè)試方法。（1）白盒測(cè)試白盒測(cè)試方法也稱為結(jié)構(gòu)測(cè)試或邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試。它是根據(jù)軟件產(chǎn)品的內(nèi)部工作過程，檢查內(nèi)部成分，以確認(rèn)每種內(nèi)部操作符合設(shè)計(jì)規(guī)格要求。白盒測(cè)試的基本原則：保證所測(cè)模塊中每一獨(dú)立路徑至少執(zhí)行一次；保證所測(cè)模塊所有判斷的每一分支至少執(zhí)行一次；保證所測(cè)模塊每一循環(huán)都在邊界條件和一般條件下至少各執(zhí)行一次；驗(yàn)證所有內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。*：白盒測(cè)試法的測(cè)試用例是根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來

10、設(shè)計(jì)的，主要用軟件的單元測(cè)試，主要方法有邏輯覆蓋、基本路徑測(cè)試等。A、邏輯覆蓋。邏輯覆蓋泛指一系列以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測(cè)試用例設(shè)計(jì)技術(shù)。通常程序中的邏輯表示有判斷、分支、條件等幾種表示方法。語句覆蓋：選擇足夠的測(cè)試用例，使得程序中每一個(gè)語句至少都能被執(zhí)行一次。路徑覆蓋：執(zhí)行足夠的測(cè)試用例，使程序中所有的可能的路徑都至少經(jīng)歷一次。判定覆蓋：使設(shè)計(jì)的測(cè)試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)取值分皿T或F）至少經(jīng)歷一次。條件覆蓋：設(shè)計(jì)的測(cè)試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)條件的可能取值至少執(zhí)行一次。判斷-條件覆蓋：設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，使判斷中每個(gè)條件的所有可能取值至少執(zhí)行一次，同時(shí)每個(gè)判斷的所有可能取值

11、分支至少執(zhí)行一次。*：邏輯覆蓋的強(qiáng)度依次是：語句覆蓋路徑覆蓋判定覆蓋條件覆蓋判斷-條件覆蓋。B、基本路徑測(cè)試。其思想和步驟是，根據(jù)軟件過程性描述中的控制流程確定程序的環(huán)路復(fù)雜性度量，用此度量定義基本路徑集合，并由此導(dǎo)出一組測(cè)試用例，對(duì)每一條獨(dú)立執(zhí)行路徑進(jìn)行測(cè)試。（2）黑盒測(cè)試黑盒測(cè)試方法也稱為功能測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試。黑盒測(cè)試是對(duì)軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能是否滿足需求進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。黑盒測(cè)試主要診斷功能不對(duì)或遺漏、接口錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯(cuò)誤、性能錯(cuò)誤、初始化和終止條件錯(cuò)誤。黑盒測(cè)試不關(guān)心程序內(nèi)部的邏輯，只是根據(jù)程序的功能說明來設(shè)計(jì)測(cè)試用例，主要方法有等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測(cè)法等，主要用軟件的確認(rèn)測(cè)試。3、軟件測(cè)試過程一般按4個(gè)步驟進(jìn)行：?jiǎn)卧獪y(cè)試、集成測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。程序的調(diào)試程序調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤，主要在開發(fā)階段進(jìn)行，調(diào)試程序