軟件工程基礎(chǔ)

軟件工程基礎(chǔ)（一）基本概念

軟件工程：軟件工程是指應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等原理，以工程化的原則和方法來(lái)解決軟件問(wèn)題的工程。其目的是提高軟件生產(chǎn)率、提高軟件質(zhì)量、降低軟件成本。

軟件危機(jī)：早期的軟件主要指程序，采用個(gè)體工作方式，缺少相關(guān)文檔，質(zhì)量低，維護(hù)困難，這些問(wèn)題稱(chēng)為“軟件危機(jī)”，軟件工程概念的出現(xiàn)源自于軟件危機(jī)。1ISO9000提出的軟件工程過(guò)程的定義：軟件過(guò)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)。從軟件開(kāi)發(fā)的觀點(diǎn)看，它就是使用適當(dāng)?shù)馁Y源（包括人員、硬軟件工具、時(shí)間等），為開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行的一組開(kāi)發(fā)活動(dòng)，在過(guò)程結(jié)束時(shí)將輸入（用戶(hù)要求）轉(zhuǎn)化為輸出（軟件產(chǎn)品）。軟件工程過(guò)程2軟件工程過(guò)程包含四種基本的過(guò)程活動(dòng)：

Plan

軟件規(guī)格說(shuō)明

Do軟件開(kāi)發(fā)

Check軟件確認(rèn)

Action

軟件演進(jìn)，在使用的過(guò)程中根據(jù)用戶(hù)需求的變更而演進(jìn)3軟件生命周期將軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過(guò)程稱(chēng)為軟件生命周期。分為軟件定義、軟件開(kāi)發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù)3個(gè)時(shí)期。維護(hù)是持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，花費(fèi)代價(jià)最大的一個(gè)時(shí)期，軟件工程學(xué)的一個(gè)目的就是提高軟件的可維護(hù)性，降低維護(hù)代價(jià)。生命周期的主要6個(gè)活動(dòng)階段：可行性研究與計(jì)劃制定：確定系統(tǒng)的總體目標(biāo)。參加人員有用戶(hù)、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和系統(tǒng)分析員，產(chǎn)生文檔有可行性分析報(bào)告、項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)等。需求分析：確定系統(tǒng)的邏輯模型。參加人員有用戶(hù)、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和系統(tǒng)分析員。產(chǎn)生文檔為需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)，其作用：（1）便于用戶(hù)、開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行理解交流；（2）反映用戶(hù)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，可以作為軟件開(kāi)發(fā)工作的基礎(chǔ)和依據(jù)；（3）作為確認(rèn)測(cè)試和驗(yàn)收的依據(jù)。4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)和過(guò)程設(shè)計(jì)。其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是定義軟件系統(tǒng)各部件之間的關(guān)系；數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是將分析時(shí)創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義；接口設(shè)計(jì)是描述軟件內(nèi)部、軟件和操作系統(tǒng)之間及軟件與人之間如何通信；過(guò)程設(shè)計(jì)則是把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過(guò)程性描述。軟件設(shè)計(jì)分概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。參加人員有系統(tǒng)分析員和高級(jí)程序員。產(chǎn)生的文檔有設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明書(shū)。編碼：編程。高級(jí)程序員和程序員產(chǎn)生源程序清單。測(cè)試：由另一部門(mén)的高級(jí)程序員或系統(tǒng)分析員產(chǎn)生軟件測(cè)試計(jì)劃和軟件測(cè)試報(bào)告。運(yùn)行維護(hù)5軟件工程需要解決的問(wèn)題主要有：軟件成本、軟件可靠性、軟件維護(hù)、軟件生產(chǎn)率和軟件復(fù)用。

軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)：付出較低的開(kāi)發(fā)成本達(dá)到要求的軟件功能取得較好的軟件性能開(kāi)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(kāi)發(fā)，及時(shí)交付使用軟件工程的目標(biāo)6

軟件工程三要素方法：完成軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段。工具：支持軟件的開(kāi)發(fā)、管理、文檔生成。過(guò)程：支持軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、管理。

軟件工程的理論和技術(shù)研究的內(nèi)容軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)和軟件工程管理。

軟件工程的目標(biāo)在給定的成本、進(jìn)度的前提下，開(kāi)發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護(hù)性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿(mǎn)足用戶(hù)需求的產(chǎn)品。軟件工程鼓勵(lì)研制和采用各種先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)方法、工具和環(huán)境。7

軟件工程的原則抽象：抽取事物最基本的特性和行為，忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié)。自頂向下，逐層細(xì)化。信息屏蔽：封裝技術(shù)，將模塊內(nèi)的細(xì)節(jié)隱藏。模塊化：將程序劃分成多個(gè)獨(dú)立的模塊。局部化：在模塊內(nèi)集中相互關(guān)聯(lián)的資源。確定性：保證所有概念表達(dá)準(zhǔn)確無(wú)歧義。一致性：軟件中所有部分使用相同的概念，符號(hào)術(shù)語(yǔ)等。完備性：完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需功能?？沈?yàn)證性：系統(tǒng)功能模塊分解清晰，易于檢查、測(cè)評(píng)、評(píng)審。8軟件工具和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件工具：用來(lái)輔助軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)、管理、支持等過(guò)程中的活動(dòng)的軟件。軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境：支持軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)，它由軟件工具集和環(huán)境集成機(jī)制構(gòu)成軟件工程基礎(chǔ)9（二）結(jié)構(gòu)化分析方法

軟件工程基礎(chǔ)基本思想將系統(tǒng)分析看成工程項(xiàng)目，有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行工作。開(kāi)發(fā)策略自頂向下，逐層分解分析常用工具數(shù)據(jù)流圖(DFD)：用來(lái)描述數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的變換流程數(shù)據(jù)字典(DD)：用來(lái)描述DFD中的每個(gè)數(shù)據(jù)流、文件以及組成數(shù)據(jù)流或文件的數(shù)據(jù)項(xiàng)判定樹(shù)：用樹(shù)形結(jié)構(gòu)描述判定條件及判定結(jié)果判定表：用表結(jié)構(gòu)描述判定條件及判定結(jié)果10概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù)

1．設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)2．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)3．編寫(xiě)總體設(shè)計(jì)文檔4．概要設(shè)計(jì)文檔評(píng)審11模塊的獨(dú)立性耦合度（coupling）是模塊間聯(lián)系強(qiáng)弱的度量。所謂“緊耦合”是模塊間的聯(lián)系強(qiáng)，“松耦合”就是模塊間的連接弱，“無(wú)耦合”就是模塊間無(wú)連接，也就是模塊間相互獨(dú)立。軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的目標(biāo)是努力實(shí)現(xiàn)松耦合系統(tǒng)。

內(nèi)聚標(biāo)志一個(gè)模塊內(nèi)各個(gè)元素彼此結(jié)合的緊密程度，它是信息隱蔽和局部化概念的自然擴(kuò)展，一個(gè)好的內(nèi)聚模塊應(yīng)當(dāng)恰好做一件事。它描述的是模塊內(nèi)的功能聯(lián)系。內(nèi)聚度（cohesion）是模塊所執(zhí)行任務(wù)的整體統(tǒng)一性的度量。

12（三）結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法、總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)

軟件工程基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)圖：

基本成分：模塊、調(diào)用、輸入輸出數(shù)據(jù)模塊用矩形表示，模塊間用線段連接，表示調(diào)用關(guān)系，輸入輸出數(shù)據(jù)可寫(xiě)在調(diào)用線段的旁邊

信息流的類(lèi)型

變換型事務(wù)型13詳細(xì)設(shè)計(jì)根本目標(biāo)：

確定應(yīng)用怎樣具體的實(shí)現(xiàn)所要求的系統(tǒng)，不是具體的編寫(xiě)程序，而是要設(shè)計(jì)程序的“藍(lán)圖”自頂向下的原則。此階段的結(jié)果基本上決定了最終的程序代碼的質(zhì)量。包括內(nèi)容：代碼設(shè)計(jì)輸入設(shè)計(jì)輸出設(shè)計(jì)處理過(guò)程設(shè)計(jì)用戶(hù)界面設(shè)計(jì)安全控制設(shè)計(jì)14詳細(xì)設(shè)計(jì)常用工具

1．程序流程圖2．PAD圖3．N-S圖4.PDL偽代碼15（四）軟件測(cè)試

軟件工程基礎(chǔ)

意義目的為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤；希望能以最少的人力和時(shí)間發(fā)現(xiàn)潛在的各種錯(cuò)誤和缺陷；保證系統(tǒng)質(zhì)量和可靠性的關(guān)鍵步驟。

測(cè)試方法人工測(cè)試；機(jī)器測(cè)試。提問(wèn)：測(cè)試能否發(fā)現(xiàn)程序中的所有錯(cuò)誤？答案：不能。16

白盒測(cè)試結(jié)構(gòu)測(cè)試將軟件看成透明的白盒，根據(jù)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試?yán)?，?duì)程序的路徑和過(guò)程進(jìn)行測(cè)試，檢查是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求

黑盒測(cè)試功能測(cè)試將軟件看成黑盒子，在完全不考慮軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特性的情況下，測(cè)試軟件的外部特性

軟件測(cè)試的實(shí)施單元測(cè)試（模塊測(cè)試）：白盒測(cè)試法組裝測(cè)試（集成測(cè)試）確認(rèn)測(cè)試：檢查軟件產(chǎn)品是否符合需求定義，黑盒測(cè)試法系統(tǒng)測(cè)試17適合于黑盒測(cè)試的測(cè)試方案：等價(jià)類(lèi)劃分、邊界值分析法和錯(cuò)誤推測(cè)法三種。適合于白盒測(cè)試的測(cè)試方案：主要有邏輯覆蓋法。邏輯覆蓋法包括：語(yǔ)句覆蓋、判定覆蓋（也稱(chēng)為分支覆蓋）、條件覆蓋、判定/條件覆蓋、條件組合覆蓋。軟件工程基礎(chǔ)18（五）程序調(diào)試

軟件工程基礎(chǔ)

任務(wù)根據(jù)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，找出原因和具體的位置，進(jìn)行改正由程序開(kāi)發(fā)人員來(lái)進(jìn)行，誰(shuí)開(kāi)發(fā)的程序就由誰(shuí)來(lái)進(jìn)行調(diào)試方法：

強(qiáng)行排錯(cuò)法

回溯法

原因排除法（演繹、歸納、二分法)19

靜態(tài)調(diào)試通過(guò)人的思維來(lái)分析源程序代碼和排錯(cuò)，是主要的調(diào)試手段。動(dòng)態(tài)調(diào)試輔助靜態(tài)調(diào)試。軟件工程基礎(chǔ)20（六）例題講解

為了提高測(cè)試的效率，應(yīng)該（）

A)隨機(jī)選取測(cè)試數(shù)據(jù)

B)取一切可能的輸入數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)

C)在完成編碼以后制定軟件的測(cè)試計(jì)劃

D)選擇發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤可能性大的數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)軟件生命周期中所花費(fèi)用最多的階段是（）

A)詳細(xì)設(shè)計(jì) B)軟件編碼C)軟件測(cè)試D)軟件維護(hù)軟件工程基礎(chǔ)21（六）例題講解

為了提高測(cè)試的效率，應(yīng)該（D

）

A)隨機(jī)選取測(cè)試數(shù)據(jù)

B)取一切可能的輸入數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)

C)在完成編碼以后制定軟件的測(cè)試計(jì)劃

D)選擇發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤可能性大的數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)軟件生命周期中所花費(fèi)用最多的階段是（D

）

A)詳細(xì)設(shè)計(jì) B)軟件編碼C)軟件測(cè)試D)軟件維護(hù)軟件工程基礎(chǔ)√

√

22下列敘述中，不屬于軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的作用的是(D

)

A)便于用戶(hù)、開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行理解和交流

B)反映出用戶(hù)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，可以作為軟件開(kāi)發(fā)工作的基礎(chǔ)和依據(jù)

C)作為確認(rèn)測(cè)試和驗(yàn)收的依據(jù)

D)便于開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行需求分析下列不屬于軟件工程的3個(gè)要素的是（D

）Ａ)工具 Ｂ)過(guò)程Ｃ)方法Ｄ)環(huán)境軟件設(shè)計(jì)包括軟件的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)接口和過(guò)程設(shè)計(jì)，其中軟件的過(guò)程設(shè)計(jì)是指（B

）

A)模塊間的關(guān)系

B)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過(guò)程描述

C)軟件層次結(jié)構(gòu) D)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程√

√

√

23檢查軟件產(chǎn)品是否符合需求定義的過(guò)程稱(chēng)為(Ａ)

Ａ)確認(rèn)測(cè)試Ｂ)集成測(cè)試Ｃ)驗(yàn)證測(cè)試Ｄ)驗(yàn)收測(cè)試開(kāi)發(fā)軟件所需高成本和產(chǎn)品的低質(zhì)量之間有著尖銳的矛盾，這種現(xiàn)象稱(chēng)作(B

)

A)軟件投機(jī)B)軟件危機(jī)

C)軟件工程D)軟件產(chǎn)生軟件設(shè)計(jì)中，有利于提高模塊獨(dú)立性的一個(gè)準(zhǔn)則是（C

）

A)低內(nèi)聚低耦合 B)低內(nèi)聚高耦合

C)高內(nèi)聚低耦合

D)高內(nèi)聚高耦合√

√

√

24下面不屬于軟件設(shè)計(jì)原則的是(Ｃ)Ａ)抽象 Ｂ)模塊化

Ｃ)自底向上Ｄ)信息隱蔽開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)，產(chǎn)生困難的根本原因是(A

)

A）大系統(tǒng)的復(fù)雜性

B）人員知識(shí)不足

C）客觀世界千變?nèi)f化 D）時(shí)間緊、任務(wù)重軟件工程的出現(xiàn)是由于（Ｃ）

A)程序設(shè)計(jì)方法學(xué)的影響 B)軟件產(chǎn)業(yè)化的需要

C)軟件危機(jī)的出現(xiàn) D)計(jì)算機(jī)的發(fā)展√

√

√

25軟件開(kāi)發(fā)離不開(kāi)系統(tǒng)環(huán)境資源的支持，其中必要的測(cè)試數(shù)據(jù)屬于（D

）

A)硬件資源 B)通信資源

C)支持軟件D)輔助資源在數(shù)據(jù)流圖(DFD)中，帶有名字的箭頭表示(D

)

A)模塊之間的調(diào)用關(guān)系B)程序的組成成分

C)控制程序的執(zhí)行順序D)數(shù)據(jù)的流向下列不屬于結(jié)構(gòu)化分析的常用工具的是（D

）

A)數(shù)據(jù)流圖 B)數(shù)據(jù)字典

C)判定樹(shù) D)PAD圖在軟件生產(chǎn)過(guò)程中，需求信息的給出是（D

）

A)程序員B)項(xiàng)目管理者

C)軟件分析設(shè)計(jì)人員 D)軟件用戶(hù)√

√

√

√

26下列工具不是需求分析常用工具的是（D

）Ａ)PAD Ｂ)PFDＣ)N-S Ｄ)DFD

模塊獨(dú)立性是軟件模塊化所提出的要求，衡量模塊獨(dú)立性的度量標(biāo)準(zhǔn)則是模塊的（C

）

A)抽象和信息隱蔽B)局部化和封裝化

C)內(nèi)聚性和耦合性

D)激活機(jī)制和控制方法軟件開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)化生命周期方法將軟件生命周期劃分成（A）

A)定義、開(kāi)發(fā)、運(yùn)行維護(hù)

B)設(shè)計(jì)階段、編程階段、測(cè)試階段

C)總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編程調(diào)試

D)需求分析、功能定義、系統(tǒng)設(shè)計(jì)√

√

√

27在軟件工程中，白箱測(cè)試法可用于測(cè)試程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此方法將程序看做是（A）

A)路徑的集合

B)循環(huán)的集合C)目標(biāo)的集合D)地址的集合完全不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特征，而只是根據(jù)程序功能導(dǎo)出測(cè)試用例的測(cè)試方法是（A）

A)黑箱測(cè)試法

B)白箱測(cè)試法

C)錯(cuò)誤推測(cè)法D)安裝測(cè)試法在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法中，生成的結(jié)構(gòu)圖(SC)中，帶有箭頭的連線表示（A

）

A)模塊之間的調(diào)用關(guān)系

B)程序的組成成分

C)控制程序的執(zhí)行順序 D)數(shù)據(jù)的流向√

√

√

28下列選項(xiàng)中，不屬于模塊間耦合的是（C

）

A)數(shù)據(jù)耦合B)同構(gòu)耦合

C)異構(gòu)耦合

D)公用耦合下列敘述中，不屬于測(cè)試的特征的是（C

）

A)測(cè)試的挑剔性B)完全測(cè)試的不可能性

C)測(cè)試的可靠性

D)測(cè)試的經(jīng)濟(jì)性需求分析中開(kāi)發(fā)人員要從用戶(hù)那里了解（A

）

A)軟件做什么

B)用戶(hù)使用界面

C)輸入的信息 D)軟件的規(guī)模下列不屬于軟件調(diào)試技術(shù)的是（B

）

A)強(qiáng)行排錯(cuò)法 B)集成測(cè)試法

C)回溯法 D)原因排除法√

√

√

√

29為了避免流程圖在描述程序邏輯時(shí)的靈活性，提出了用方框圖來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的程序流程圖，通常也把這種圖稱(chēng)為（B

）

A)PAD圖B)N-S圖

C)結(jié)構(gòu)圖D)數(shù)據(jù)流圖軟件復(fù)雜性度量的參數(shù)包括（B

）

A)效率B)規(guī)模

C)完整性D)容錯(cuò)性下列敘述中，正確的是（D

）

A)軟件就是程序清單B)軟件就是存放在計(jì)算機(jī)中的文件

C)軟件應(yīng)包括程序清單及運(yùn)行結(jié)果

D)軟件包括程序和文檔√

√

√

30下列敘述中，不屬于結(jié)構(gòu)化分析方法的是（D

）

A)面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法

B)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Jackson方法

C)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法

D)面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄔ敿?xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果基本決定了最終程序的（C

）

A)代碼的規(guī)模 B)運(yùn)行速度

C)質(zhì)量

D)可維護(hù)性下列不屬于靜態(tài)測(cè)試方法的是（B

）

A)代碼檢查 B)白盒法

C)靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析D)代碼質(zhì)量度量在軟件生命周期中，能準(zhǔn)確地確定軟件系統(tǒng)必須做什么和必須具備哪些功能的階段是（D

）A）概要設(shè)計(jì)B）詳細(xì)設(shè)計(jì)C）可行性分析D）需求分析√

√

√

√

31程序流程圖（PFD）中的箭頭代表的是（B

）A）數(shù)據(jù)流B）控制流

C）調(diào)用關(guān)系D）組成關(guān)系在結(jié)構(gòu)化方法中，軟件功能分解屬于下列軟件開(kāi)發(fā)中的階段是（C

）A）詳細(xì)設(shè)計(jì)B）需求分析C）總體設(shè)計(jì)

D）編程調(diào)試軟件調(diào)試的目的是（B

）A）發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤B）改正錯(cuò)誤C）改善軟件的性能D）挖掘軟件的潛能√

√

√

32軟件需求分析階段的工作，可以分為四個(gè)方面：需求獲取，需求分析，編寫(xiě)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)，以及（B

）A）階段性報(bào)告B）需求評(píng)審C）總結(jié)D）都不正確通常，將軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過(guò)程稱(chēng)為【1】。【答案】：軟件生命周期耦合和內(nèi)聚是評(píng)價(jià)模塊獨(dú)立性的兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)，其中

【2】

反映了模塊內(nèi)各成分之間的聯(lián)系。

【答案】：內(nèi)聚軟件工程研究的內(nèi)容主要包括：【3】技術(shù)和軟件工程管理?！敬鸢浮浚很浖_(kāi)發(fā)√

33Jackson結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法是英國(guó)