軟件工程考試復習

第一章、軟件工程概述

🌟軟件=程序+數據+文檔（考點）

🌟計算機程序及其說明程序的各種文檔稱為?（?文件?）?。計算任務的處理對象和處理規則的描述稱為?（? 程序）。有關計算機程序功能、設計、編制、使用的文字或圖形資料稱為?(?文檔 )?。

🌟軟件與物質產品有很大的區別，軟件是一種（?邏輯?）產品。

💯軟件按功能劃分可以分為：

系統軟件

BI0S（基本輸入輸出系統）
Windows操作系統
設備驅動程序

支撐軟件

軟件開發環境
數據庫管理系統
網絡軟件

應用軟件

軟件工程（1968年）方法學包含三個元素：🌟方法，工具和過程（考點）。

方法是軟件完成軟件開發的各項任務的技術方法，
工具是為運用方法而提供的自動的或半自動的軟件工程支撐環境；
過程是為了獲得高質量的軟件所需要完成的一系列任務的框架，它規定了完成各項任務的工作步驟。

🌟軟件工程的出現主要是由于軟件危機的出現（考點）

🌟軟件工程的出現是為了解決生成工程化的問題（考點）

目前最廣泛使用的軟件工程方法學是，傳統方法學和面向對象方法學。

傳統方法學：傳統方法學又稱生命周期方法學或結構化范型。一個軟件從開始計劃起，到廢棄不用止，稱為軟件的生命周期。在傳統的軟件工程方法中，軟件的生存周期分為🌟問題定義、需求分析、總體設計、詳細設計、編程和測試幾個階段。

優點：降低了軟件產品的復雜性；提高了軟件的可理解性；簡化了軟件的開發和維護工作；促進了軟件重用。

缺點：不能適應事務變化的要求；開發周期長；當軟件規模龐大時，使用傳統方法學開發往往不成功，此外使用傳統方法學開發出的軟件難以維護。

面向對象方法學：（強調的是對象的數據結構）

優點：

1、易維護

采用面向對象思想設計的結構，可讀性高，由于繼承的存在，即使改變需求，那么維護也只是在局部模塊，所以維護起來是非常方便和較低成本的。

2、質量高

在設計時，可重用現有的，在以前的項目的領域中已被測試過的類使系統滿足業務需求并具有較高的質量。

3、效率高

在軟件開發時，根據設計的需要對現實世界的事物進行抽象，產生類。使用這樣的方法解決問題，接近于日常生活和自然的思考方式，勢必提高軟件開發的效率和質量。

4、易擴展

由于繼承、封裝、多態的特性，自然設計出高內聚、低耦合的系統結構，使得系統更靈活、更容易擴展，而且成本較低。

1.軟件生命周期：

軟件生存期：🌟三個階段軟件定義期、軟件開發期、運行維護期（考點）

軟件定義時期：問題定義，可行性研究和需求分析。

💯問題定義：要解決的問題是什么

可行性研究：對于上一個階段所確定的問題有行得通的解決辦法嗎？

需求分析：確定目標系統必須具備哪些功能

開發時期：總體設計，詳細設計，編碼和單元測試，綜合測試

💯總體設計：又稱為概要設計，從各種設計方案中選出最佳方案，制定出最佳方案的詳細設計計劃，設計軟件的體系結構，確定程序模塊間的關系。

詳細設計：總體設計以比較抽象的方式提出了解決問題的方法，詳細設計就是把方法具體化。

編碼和單元測試：寫出正確的，容易理解，容易維護的程序模塊，并測試每一個模塊

綜合測試：通過各種類型的測試（以及相應的調試）使軟件達到預定的要求

維護時期：維護

💯維護通常有四類：

改正性維護，診斷和改正軟件使用過程中發現的錯誤。

適應性維護，修改軟件以適應環境的變化。

🌟完善性維護，根據用戶需求擴充軟件，使軟件更完善。也是維護中花費時間最多的（考點）

預防性維護，修改軟件為將來的維護活動預先準備

2.軟件過程：

瀑布模型（文檔驅動）

瀑布模型將軟件生命周期制定計劃、需求分析、軟件設計、程序編寫、軟件測試和運行維護等六個基本活動，并且規定了它們自上而下、相互銜接的固定次序，如同瀑布流水，逐級下落

1.階段間具有順序性和依賴性

2.推遲實現的觀點（不過早編程）

3.質量保證的觀點

瀑布模型早期不可逆（考試中一般認定不可逆）

快速原型模型（用戶需求驅動）

是用戶和設計變換最頻繁的方法

快速建立一個能反應用戶需求的原型系統，讓用戶試用，通過實踐了解系統概貌。（第四代技術4GL）

增量模型（非整體開發模型（考點））

增量模型也稱漸增模型。使用增量模型開發軟件時，把軟件產品作為一系列的增量構件來設計、編碼、集成和測試。每個構件由多個相互作用的模塊構成，并且能夠完成特定的功能使用增量模型時，第一個增量構件往往實現軟件的基本需求，提供最核心的功能。

瀑布模型或快速原型模型目標是一次就把一個滿足所有需求的產品提交給用戶

增量模型把整個軟件產品分解成許多個增量構件，分批地逐步向用戶提交產品

增量模型的特點

把瀑布模型的順序特征與快速原型法的迭代特征相結合

噴泉模型（用戶驅動）

噴泉模型（Fountain Model）是一種以用戶需求為動力，以對象為驅動的模型（考點），主要用于采用對象技術的軟件開發項目。在噴泉模型中，軟件開發過程的各階段是相互迭代的、無間隙的。軟件的某個部分常常被重復工作多次，相關對象在每次迭代中加入漸進的軟件成分。無間隙是指在各項活動之間無明顯邊界，如分析和設計活動之間沒有明顯的界線。由于對象概念的引入，表達分析、設計、實現等活動只用對象類和關系，從而可以較容易地實現活動的迭代和無間隙，使其開發自然地包括復用。噴泉模型如下圖所示。

螺旋模型（風險驅動）

主要用于內部開發的大規模軟件項目，每個階段都要進行風險評估，快速原型模型以進化的開發方式為中心，在每個項目階段使用瀑布模型法。該模型的每一個周期都包括需求定義、風險分析、工程實現和評審4個階段，由這4個階段進行迭代。軟件開發過程每迭代一次，軟件開發又前進一個層次。

敏捷過程（適用于中小型項目）

1.個體和交互勝過過程和工具

2.可以工作的軟件勝過面面俱到的文本

3.客戶合作勝過合同談判

4.響應變化勝過遵循計劃

極限編程?客戶作為開發團隊的成員

短期交付

結對編程：一人編碼一人審查和測試，兩人角色可交換

簡單設計，及時調整計劃。

rup模型（面向對象）

UP,Rational Unified Process,統一軟件開發過程，是一個面向對象且基于網絡的程序開發方法論，它可以為為所有方面和層次的程序開發提供指導方針，模版以及事例支持。

RUP的二維開發模型

RUP軟件開發生命周期是一個二維的軟件開發模型。如圖：橫軸通過時間組織，是過程展開的生命周期特征，體現開發過程的動態結構，用來描述它的術語主要包括周期(Cycle)、階段(Phase)、迭代(Iteration)和里程碑(Milestone)；縱軸以內容來組織為自然的邏輯活動，體現開發過程的靜態結構，用來描述它的術語主要包括活動(Activity)、產物(Artifact)、工作者(Worker)和工作流(Workflow)。

🌟開發過程四個階段：初始、細化、構造、交付（考點）

第二章、可行性研究

1.技術可行性

軟件、硬件、人員

- 使用現有的技術能否實現這個系統？
- 是否有勝任開發該項目的熟練技術人員？
- 能否按期得到開發該項目所需的軟件、硬件資源？

2.經濟可行性

是否可以賺到錢

3.操作可行性

操作可行性評價系統運行后會引起的各方面變化，如：對組織機構管理模式、用戶工作環境等產生的影響。

4.法律可行性

社會可行性主要討論法律方面和使用方面的可行性。

例如，被開發軟件的權利歸屬問題、軟件所使用的技術是否會造成侵權等問題。

1.什么是可行性分析：檢查并確定是否值得為項目或產品投入時間、金錢和資源。這樣的評估活動稱為“可行性分析”。

2.為什么要進行可行性分析：由于受到資源和交付時間的限制，使得軟件系統的開發變得越來越困難。因此，盡早對軟件項目的可行性進行細致而謹慎的分析是十分必要的。

3.可行性分析主要任務是什么：用最小的代價在盡可能短的時間內確定問題是否可以解決

系統流程圖是一種極好的分析和設計工具，它有助于開發人員和用戶交流，在可行性分析中，可以通過繪制系統（業務）流程圖了解要開發的系統的大概的業務處理流程、范圍和功能等。🌟是用來描述物理系統的工具（考點）

數據流圖

業務流程圖

組織結構圖

第三章、需求分析

需求分析不是在項目前期進行的工作

軟件定義時期的最后一個階段，基本目的：回答“系統必須怎么做”，任務是：確定軟件系統功能，編寫軟件需求規格說明書；用戶要很好地參與到需求分析過程中來；(需求需要不斷地迭代）

軟件需求分析一般要確定的是用戶對軟件的功能需求和非功能需求

需求分析可以使用的工具：數據流圖（加工規格說明）、實體聯系圖（數據對象的描述）、數據字典

第五章、總體設計

總體設計基本目的：回答“概述的說系統應該怎么實現”，總體設計階段的另一項重要任務是設計軟件的結構，也就是要確定系統中每個程序是由哪些模塊組成的，以及這些模塊相互間的關系。

設計過程：

總體設計通常由兩個階段組成：系統設計階段，確定系統的實現方案；結構設計階段，確定軟件結構。

典型的總體設計過程：

1.設想提供方案

2.選取合理方案

3.推薦最佳方案

4.功能分解

5.設計軟件結構

6.設計數據庫

7.制定測試計劃

8.書寫文檔

9.審查和復查

信息隱藏和局部化：

信息隱藏：指設計和確定模塊時，使得一個模塊內包含的信息（過程和數據）對于不需要這些信息的模塊來說是不能訪問的。這種隱藏可以通過定義一組獨立的模塊來實現，每個模塊僅交換必要的信息，從而避免了修改期間由于疏忽而引入的錯誤傳播到軟件的其他部分。例如，一個計算圓面積的模塊可以隱藏其內部的數學公式和計算過程，對于其他模塊而言只需要知道輸入半徑和輸出面積即可。
局部化：指把一些關系密切的軟件元素物理地放得彼此靠近。這種局部化有助于實現信息隱藏，因為不同模塊之間的緊密聯系被限制在局部范圍內，避免了系統中不必要的耦合和依賴。例如，一個處理用戶輸入的模塊可以與一個處理輸出的模塊放在同一個文件夾內，而與其他模塊放在不同的文件夾內，這樣就實現了局部化。

模塊獨立：🌟高內聚低耦合（考點）🌟模塊獨立性衡量的標志：內聚和耦合（考點）

內聚的定義：度量一個模塊內部各個元素彼此結合的緊密程度。

內聚(考點)（內聚程度依次遞增）

1.偶然內聚：指一個模塊內的各處理元素之間沒有任何聯系。（類似于把一推不相關的代碼都組合在一個類里）

2.邏輯內聚：指模塊內執行若干個邏輯上相似的功能，通過參數確定該模塊完成哪一個功能。（類似于完成加法運算，有多個加法運算代碼塊，分別處理參數為int或float或double等。這些代碼塊之所以聚在一起，只是它們都是為了完成加法運算而已）

3.時間內聚：指把需要同時執行的動作組合在一起形成的模塊。（類似于利用抽象工廠模式生成一碗粥，你可以先放水，也可以先放米，這兩個動作之間沒有必然的順序，但為了生成一碗粥，需要同時執行這兩個動作）

4.過程內聚：指一個模塊完成多個任務，這些任務必須按照指定的過程執行。（類似于利用原生JDBC操縱數據庫。你需要先連接JDBC獲得connection對象，然后才能創建Statement對象，最后才能執行sql語句）

5.通信內聚：指模塊內的所有處理元素都在同一個數據結構上操作，或者各處理使用相同的輸入數據或者產生相同的輸出數據。（類似于有一個數組，你只把它作為你遍歷數組，增加數組節點，刪除數組節點的參數）

6.順序內聚：指一個模塊中的各個處理元素都密切相關于同一功能且必須順序執行，前一功能元素的輸出就是下一功能元素的輸入。（類似于程序模擬車間生產的某條流水線）

7.功能內聚：指模塊內的所有元素共同作用完成一個功能，缺一不可。

類似于某排序算法的代碼，不能缺少任意一行代碼，否則整個排序功能失效）

耦合定義：度量模塊之間互相連接的緊密程度。

耦合（考點）（耦合度依次遞增）

💯1.無直接耦合：指兩個模塊之間沒有直接的關系，它們分別從屬于不同模塊的控制與調用，它們之間不傳遞任何消息。

2.數據耦合：指兩個模塊之間有調用關系，傳遞的是簡單的數據值。（類似于高級語言中的值傳遞）

3.特征耦合：指兩個模塊之間傳遞的是數據結構。（類似于高級語言中的引用傳遞）

4.控制耦合：指一個模塊調用另一個模塊時，傳遞的是控制變量，被調用模塊通過該控制變量的值有選擇地執行模塊內的某一功能。因此，被調用模塊應具有多個功能，哪個功能起作用受調用模塊控制。（類似于計算工資模塊，調用它的模塊先區別是普通員工還是經理，進而生成控制變量，傳遞給計算工資模塊進而選擇其中一種計算功能）

5.外部耦合：模塊間通過軟件之外的環境聯結。（如I/O將模塊耦合到特定的設備、格式、通信協議上）

6.公共耦合：指通過一個公共數據環境相互作用的那些模塊間的耦合。（例如某一模塊把用戶放到http session后，另外一些模塊需要從http session取用戶，那么它們之間就形成了公共耦合。如果必須存在公共耦合，應限制公共耦合的范圍）

7.內容耦合：當一個模塊直接使用另一個模塊的內部數據，或通過非正常入口轉入另一個模塊內部時。（類似于Java中不通過方法操作另一個類的數據，而是直接以類似于People.foot那樣訪問。）

第六章、詳細設計

詳細設計的任務

1.🌟為每個模塊確定采用的算法（考點）

2.確定每一模塊使用的數據結構

3.確定模塊接口的細節

4.要為滅一個模塊設計出一組測試用例

詳細設計工具

1.圖像工具（程序流程圖、N-S圖（不能實現任意的轉移、可以表示模塊之間的調用關系）、PAD）

2.表格工具判定表（內容是：對象、條件和操作）

3.語言工具 PDL（偽碼）

🌟Jackson圖上下層之間的關系是組成關系（考點）

第七章、實現

編碼（少）

1.選擇程序設計語言

2.編碼風格

測試

🌟測試的目的是發現軟件的錯誤（考點）

🌟軟件測試的關鍵問題是如何選擇測試用例（考點）

集成測試：發現概要設計階段的錯誤

單元測試：主要是在編碼階段進行的，也就是測試寫的代碼有沒有錯誤

驗收測試：要用來滿足用戶的期望的測試，為了驗證有效性

系統測試：通過與系統的需求定義做比較，發現軟件與系統定義不符合或與之矛盾的地方，以驗證軟件的功能和性能等滿足其規約所指定的要求。

白盒測試

?白盒測試：是一種測試用例設計方法，在這里盒子指的是被測試的軟件，白盒，顧名思義即盒子是可視的，你可以清楚盒子內部的東西以及里面是如何運作的，因此白盒測試需要你對系統內部的結構和工作原理有一個清楚的了解，并且基于這個知識來設計你的用例。

覆蓋率低-->高

語句覆蓋

選擇足夠多的測試數據，使程序中每個語句至少執行一次

判定覆蓋

語句覆蓋的基礎上每個判定的每個可能都執行一次

條件覆蓋

不僅每個語句執行一次，并且使判定表達式中每個條件都取到各種可能的結果

條件組合覆蓋

🌟差錯能力最強（考點）