軟件工程知識(shí)總結(jié)

軟件是⑴能夠完成預(yù)定功能和性能的可執(zhí)行指令⑵使得程序能夠適當(dāng)?shù)牟僮餍畔⒌臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)⑶描述程序的操作和使用的文檔；軟件的特點(diǎn)：⑴是邏輯產(chǎn)品，非物理產(chǎn)品⑵由開發(fā)或工程化而形成，無明顯的制造過程⑶存在退化問題，必須維護(hù)軟件。軟件發(fā)展歷史:程序設(shè)計(jì)階段程序系統(tǒng)階段軟件工程階段強(qiáng)大的桌面系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的時(shí)期軟件工程是研究和應(yīng)用如何以系統(tǒng)化，規(guī)范化，可度量的方法去開發(fā)，運(yùn)行和維護(hù)軟件，即把工程化應(yīng)用到軟件中。衡量軟件質(zhì)量的主要特征有可維護(hù)性，可適用性，可使用性。軟件工程的三要素:工具方法過程還有一個(gè)質(zhì)量焦點(diǎn)軟件工程過程是進(jìn)行一系列有組織的活動(dòng)，從能夠合理和及時(shí)的開發(fā)出軟件。軟件危機(jī):軟件在開發(fā)和維護(hù)過程中遇到的一系列嚴(yán)重問題。軟件危機(jī)包含兩層含義：如何開發(fā)軟件如何維護(hù)數(shù)量不斷膨脹的已有軟件。表現(xiàn)：（1）軟件開發(fā)的進(jìn)度難以控制，經(jīng)常出現(xiàn)經(jīng)費(fèi)超預(yù)算、完成期限一再拖延的現(xiàn)象。（2）軟件需求在開發(fā)初期不明確，導(dǎo)致矛盾在后期集中暴露，從而對(duì)整個(gè)開發(fā)過程帶來災(zāi)難性的后果。（3）由于缺乏完整規(guī)范的資料，加之軟件測試不充分，從而造成軟件質(zhì)量低下，運(yùn)行中出現(xiàn)大量問題。（4）軟件的可維護(hù)性差（5）軟件文檔資料不完整、不合格（6）軟件價(jià)格昂貴，軟件成本在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升。原因：①用戶對(duì)軟件需求的描述不精確，可能有遺漏、有二義性、有錯(cuò)誤，甚至在軟件開發(fā)過程中，用戶還提出修改軟件功能、界面、支撐環(huán)境等方面的要求。②軟件開發(fā)人員對(duì)用戶需求的理解與用戶的本來愿望有差異，這種差異必然導(dǎo)致開發(fā)出來的軟件產(chǎn)品與用戶要求不一致。③大型軟件項(xiàng)目需要組織一定的人力共同完成，多數(shù)管理人員缺乏開發(fā)大型軟件系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，而多數(shù)軟件開發(fā)人員又缺乏管理方面的經(jīng)驗(yàn)。各類人員的信息交流不及時(shí)、不準(zhǔn)確、有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生誤解。④軟件項(xiàng)目開發(fā)人員不能有效地、獨(dú)立自主地處理大型軟件的全部關(guān)系和各個(gè)分支，因此容易產(chǎn)生疏漏和錯(cuò)誤。⑤缺乏有力的方法和工具方面的支持，過分地依靠程序人員在軟件開發(fā)過程中的技巧和創(chuàng)造性，加劇軟件產(chǎn)品的個(gè)性化。⑥軟件產(chǎn)品的特殊性和人智力的局限性，導(dǎo)致人們無力處理“復(fù)雜問題”。所謂“復(fù)雜問題”的概念是相對(duì)的，一旦人們采用先進(jìn)的組織形式、開發(fā)方法和工具提高了軟件的開發(fā)效率和能力，新的、更大的、更復(fù)雜的問題又?jǐn)[在人們面前。軟件工程學(xué)原則：抽象，信息隱藏，模塊化，局部化，一致性，完整性和可驗(yàn)證性。軟件生存周期階段：可行性研究，需求分析，概要設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)，編碼，測試，維護(hù)。軟件開發(fā)模型：邊做邊改模型，瀑布模型，快速原型模型，增量模型，螺旋模型。瀑布模型：是將軟件生存各個(gè)活動(dòng)規(guī)定為依線性順序聯(lián)接的若干階段的模型。它包括可行性分析、項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測試和維護(hù)。它規(guī)定了由前至后，相互銜接的固定次序，如同瀑布流水，逐級(jí)下落。本質(zhì)：工序線性化。10軟件開發(fā)的基本策略：復(fù)用，分而治之，優(yōu)化與折中。11可行性研究的任務(wù)：經(jīng)濟(jì)，技術(shù)，運(yùn)行，法律和開發(fā)方案可行性。需求的概念：⑴用戶解決問題或達(dá)到目標(biāo)所需的條件或能力⑵系統(tǒng)或系統(tǒng)部件要滿足合同，標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范或其他正式文檔規(guī)定的條件和能力⑶一種滿足⑴或⑵所描述的條件或能力的文檔說明。數(shù)據(jù)字典是對(duì)系統(tǒng)所用到的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)和結(jié)構(gòu)的定義，以確保開發(fā)人員使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義。系統(tǒng)流程圖：是描述物理系統(tǒng)的傳統(tǒng)工具，它用圖形符號(hào)來表示系統(tǒng)中的各個(gè)元素，例如人工處理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫、文件、設(shè)備等。它表達(dá)了系統(tǒng)中各個(gè)元素之間的信息流動(dòng)的情況。需求工程的基本活動(dòng)：需求的獲取，分析，傳遞，認(rèn)可，進(jìn)化。需求管理:包括變更控制、版本控制和需求跟蹤等活動(dòng)需求層次:業(yè)務(wù)需求：描述了組織結(jié)構(gòu)或客戶對(duì)系統(tǒng)的高層次的目標(biāo)要求。用戶需求：描述了用戶使用產(chǎn)品必須要完成的任務(wù)，使用實(shí)例模型描述。功能需求：定義了開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)的軟件的功能。非功能需求：描述系統(tǒng)的約束和限制條件。需求錯(cuò)誤的原因：缺乏足夠用戶的參與、用戶需求不斷增加、需求模棱兩可、添加不必要的特性、規(guī)格說明過于簡單、忽略了用戶分類結(jié)構(gòu)化分析方法就是用抽象模型的概念，按照軟件內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞、變換的關(guān)系，自頂向下逐層分解，直到找到滿足功能要求的所有可實(shí)現(xiàn)的軟件為止結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的主要思想:(1）自頂向下、逐步求精的程序設(shè)計(jì)方法（2）使用3種基本控制結(jié)構(gòu)、單入口、單出口來構(gòu)造程序。結(jié)構(gòu)化分析過程是創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型E-R圖、功能模型DFD圖和行為模型STD圖的過程結(jié)構(gòu)化分析方法使用工具:ERDSTD數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)詞典判定表與判定樹、結(jié)構(gòu)化英語概要設(shè)計(jì)的任務(wù)：設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫；編寫概要設(shè)計(jì)文檔；評(píng)審；概要設(shè)計(jì)的說明書。軟件設(shè)計(jì)原則:抽象化自頂向下，逐步細(xì)化模塊化程序結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)劃分軟件過程信息隱蔽程序結(jié)構(gòu)的深度：程序結(jié)構(gòu)的層次數(shù)稱為結(jié)構(gòu)的深度。結(jié)構(gòu)的深度在一定意義上反映了程序結(jié)構(gòu)的規(guī)模和復(fù)雜程度程序結(jié)構(gòu)的寬度：層次結(jié)構(gòu)中同一層模塊的最大模塊個(gè)數(shù)稱為結(jié)構(gòu)的寬度。扇出表示一個(gè)模塊直接調(diào)用（或控制）的其他模塊數(shù)目。扇入則定義為調(diào)用（或控制）一個(gè)給定模塊的模塊個(gè)數(shù)。多扇出意味著需要控制和協(xié)調(diào)許多下屬模塊。而多扇入的模塊通常是公用模塊模塊的獨(dú)立性：指軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊只涉及具體的子功能，而和系統(tǒng)中其他模塊的接口是簡單的。模塊的屬性：功能，邏輯，狀態(tài)。內(nèi)聚分為：功能，信息，通信，過程，時(shí)間，邏輯和巧合內(nèi)聚；耦合分為：非直接，數(shù)據(jù)，標(biāo)記，控制，外部，公共和內(nèi)容耦合。(都是高到低)變換型數(shù)據(jù)處理問題的工作過程大致分為三步，即取得數(shù)據(jù)，變換數(shù)據(jù)和給出數(shù)據(jù)。詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)：確定模塊算法，選擇適當(dāng)工具表達(dá)算法；確定模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；確定模塊接口的細(xì)節(jié)；為模塊設(shè)計(jì)測試用例。詳細(xì)設(shè)計(jì)的描述工具:圖形工具表格工具語言工具結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)采用自頂向下逐步求精的設(shè)計(jì)方法和單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)。測試分為：動(dòng)態(tài)測試（黑盒，白盒）和靜態(tài)測試（代碼審查，靜態(tài)分析）。黑盒測試(功能測試)方法：等價(jià)分類法，邊界值分析，錯(cuò)誤推測，因果圖。白盒測試(結(jié)構(gòu)測試)方法：語句，判定，條件，判定/條件，條件組合覆蓋。點(diǎn)，邊，路徑覆蓋。路徑覆蓋：指設(shè)計(jì)足夠的測試用例，覆蓋被測程序中所有可能的路徑。判定/條件覆蓋：指設(shè)計(jì)足夠的測試用例，使得判定表達(dá)式中的每個(gè)條件的所有可能取值至少出現(xiàn)一次，并使每個(gè)判定表達(dá)式所有可能的結(jié)果也至少出現(xiàn)一次。條件組合覆蓋：是指設(shè)計(jì)足夠的測試用例，使的每個(gè)判定表達(dá)式中條件的各種可能的值的組合都至少出現(xiàn)一次，條件組合覆蓋是比較強(qiáng)的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)。條件覆蓋：是指設(shè)計(jì)足夠的測試用例，使得判定表達(dá)式中每個(gè)條件的各種可能的值至少出現(xiàn)一次。滿足條件覆蓋并不一定滿足判定覆蓋。軟件測試的目的：測試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程；好的測試方案是極有可能發(fā)現(xiàn)迄今尚未發(fā)現(xiàn)的盡可能多的錯(cuò)誤的測試；成功的測試是發(fā)現(xiàn)了迄今尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測試。測試步驟：模塊，系統(tǒng)集成和確認(rèn)測試。黑盒測試(功能測試)方法：等價(jià)分類法，邊界值分析，錯(cuò)誤推測，因果圖。軟件測試的基本原則：1．應(yīng)當(dāng)把“盡早和不斷的測試”作為開發(fā)者的座右銘2．程序員應(yīng)該避免檢查自己的程序，測試工作應(yīng)該由獨(dú)立的專業(yè)的軟件測試機(jī)構(gòu)來完成。3．設(shè)計(jì)測試用例時(shí)應(yīng)該考慮到合法的輸入和不合法的輸入以及各種邊界條件，特殊情況下要制造極端狀態(tài)和意外狀態(tài)，比如網(wǎng)絡(luò)異常中斷、電源斷電等情況。4．一定要注意測試中的錯(cuò)誤集中發(fā)生現(xiàn)象，這和程序員的編程水平和習(xí)慣有很大的關(guān)系。5．對(duì)測試錯(cuò)誤結(jié)果一定要有一個(gè)確認(rèn)的過程，一般有A測試出來的錯(cuò)誤，一定要有一個(gè)B來確認(rèn)，嚴(yán)重的錯(cuò)誤可以召開評(píng)審會(huì)進(jìn)行討論和分析。6．制定嚴(yán)格的測試計(jì)劃，并把測試時(shí)間安排的盡量寬松，不要希望在極短的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)高水平的測試。7．回歸測試的關(guān)聯(lián)性一定要引起充分的注意，修改一個(gè)錯(cuò)誤而引起更多的錯(cuò)誤出現(xiàn)的現(xiàn)象并不少見。8．妥善保存一切測試過程文檔，意義是不言而喻的，測試的重現(xiàn)性往往要靠測試文檔。軟件開發(fā)過程是一個(gè)自頂向下，逐步細(xì)化的過程軟件計(jì)劃階段定義軟件作用域軟件需求分析建立軟件信息域、功能和性能需求、約束等軟件設(shè)計(jì)建立軟件體系結(jié)構(gòu)和模塊實(shí)現(xiàn)的算法。把設(shè)計(jì)用某種程序設(shè)計(jì)語言轉(zhuǎn)換成程序代碼測試過程是依相反順序安排的自底向上，逐步集成的過程。軟件開發(fā)過程是一個(gè)自頂向下，逐步細(xì)化的過程軟件計(jì)劃階段定義軟件作用域軟件需求分析建立軟件信息域、功能和性能需求、約束等軟件設(shè)計(jì)建立軟件體系結(jié)構(gòu)和模塊實(shí)現(xiàn)的算法。把設(shè)計(jì)用某種程序設(shè)計(jì)語言轉(zhuǎn)換成程序代碼測試過程是依相反順序安排的自底向上，逐步集成的過程。軟件可靠性:程序在給定的時(shí)間間隔內(nèi),按照規(guī)格說明書的規(guī)定能成功運(yùn)行的概率調(diào)試策略：跟蹤法，演繹法，歸納法，試探法，回溯法和對(duì)分查找法。維護(hù)概念：為了改正錯(cuò)誤或滿足新需要而修改軟件的過程。目的是滿足用戶對(duì)已開發(fā)產(chǎn)品的性能與運(yùn)行環(huán)境不斷提高的要求，延長軟件壽命。分為：完善性，適應(yīng)性，糾錯(cuò)性和預(yù)防性維護(hù)。影響可維護(hù)的因素：可理解性，可測試性，可修改性。維護(hù)的副作用：代碼，數(shù)據(jù)和文檔副作用。軟件維護(hù)特點(diǎn)從三個(gè)方面理解：結(jié)構(gòu)化維護(hù)和非結(jié)構(gòu)化維護(hù)，維護(hù)的代價(jià)，維護(hù)的問題。面向?qū)ο蠓椒ㄊ沁\(yùn)用對(duì)象、類、繼承、封裝、聚合、消息傳遞、多態(tài)性等概念來構(gòu)造系統(tǒng)軟件開發(fā)方法。對(duì)象：是系統(tǒng)中用來描述客觀事物的一個(gè)實(shí)體，是系統(tǒng)的基本單位，由屬性和服務(wù)組成。類：是具有相同屬性和服務(wù)的一組對(duì)象的集合。封裝性:把對(duì)象的全部屬性和全部服務(wù)結(jié)合在一起，形成一個(gè)不可分割的獨(dú)立單位,盡可能隱蔽對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)（信息隱蔽）多態(tài)性：指相同的操作或函數(shù)、過程可作用于多種類型的對(duì)象上并獲得不同結(jié)果。不同的對(duì)象，收到同一消息可以產(chǎn)生不同的結(jié)果繼承性是特殊類的對(duì)象擁有一般類的全部屬性和服務(wù),稱作特殊類對(duì)一般類的繼承消息:對(duì)象之間進(jìn)行通信的構(gòu)造面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn):建立的模型與客觀世界一致便于理解；適應(yīng)變化的需要修改局限在模塊中；具有可復(fù)用性。重用：同一事物不經(jīng)修改或稍加修改就可以多次重復(fù)使用的性質(zhì)?？尚行匝芯浚喊凑崭鞣N有效的方法和工作程序?qū)Υ罱üこ添?xiàng)目在技術(shù)上的先進(jìn)性，適應(yīng)性，經(jīng)濟(jì)上的合理性，法律可行性是否有必要去解決，以及項(xiàng)目的實(shí)施等方面進(jìn)行深入的系統(tǒng)分析。白盒測試：按照程序的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，檢驗(yàn)程序中的每條通路是否能夠按照規(guī)格說明書上的規(guī)范正確工作，即把程序看成是裝在一個(gè)透明的盒子里，完全了解程序的結(jié)構(gòu)和處理過程，又稱結(jié)構(gòu)測試。視圖:視圖用來表示被建模系統(tǒng)的各個(gè)方面，視圖由多個(gè)圖構(gòu)成，他不是一個(gè)圖片，而是在某一個(gè)抽象層上對(duì)系統(tǒng)的抽象表示。如果要為系統(tǒng)建立一個(gè)完整的模型圖，只需定義一定數(shù)量的視圖，每個(gè)視圖表示系統(tǒng)的一個(gè)特殊的方面。5種視圖，用例視圖：用于描述系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)該具有的功能集，它是系統(tǒng)的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖。邏輯視圖：展示了系統(tǒng)內(nèi)部如何提供系統(tǒng)的功能，它利用系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為來刻畫系統(tǒng)功能。構(gòu)建視圖：用來顯示代碼構(gòu)件的組織方式，他描述了實(shí)現(xiàn)模塊和他們之間的依賴關(guān)系。并發(fā)視圖：用來顯示系統(tǒng)的并發(fā)工作狀況。部署視圖：用來顯示系統(tǒng)的物理架構(gòu)，及系統(tǒng)的物理部署。UML中包含用例圖，類圖，對(duì)象圖，狀態(tài)圖，順序圖，協(xié)作圖，活動(dòng)圖，構(gòu)件圖，部署圖共九種。用例圖：系統(tǒng)的功能需求。類圖：類與類之間的靜態(tài)關(guān)系。對(duì)象圖：類圖的一個(gè)實(shí)例，反映系統(tǒng)執(zhí)行到某處時(shí)系統(tǒng)的工作狀況。狀態(tài)圖：類的所有對(duì)象可能具有的狀態(tài)以及引起狀態(tài)變化的事件。順序圖：反映若干個(gè)對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)協(xié)作關(guān)系，顯示對(duì)象之間發(fā)送消息的順序，對(duì)象之間的交互。協(xié)作圖：動(dòng)態(tài)協(xié)作，除了顯示消息變化外，協(xié)作圖還顯示了對(duì)象和它們之間的關(guān)系（上下文有關(guān)）?；顒?dòng)圖：一個(gè)連續(xù)的活動(dòng)流。常用于描述某個(gè)操作執(zhí)行時(shí)的活動(dòng)狀況。構(gòu)件圖：反映代碼的物理結(jié)構(gòu)。部署圖用來顯示系統(tǒng)中軟件和硬件的物理架構(gòu)。什么是軟件的可維護(hù)性？軟件的可維護(hù)性與哪些軟件質(zhì)量的特性有關(guān)？如何提高軟件的可維護(hù)性？為什么在軟件開發(fā)過程中，要特別重視軟件的可維護(hù)性？解：①（2分）軟件的可維護(hù)性指軟件能夠被理解、校正、適應(yīng)及增加功能的容易程度。②（2分）軟件的可維護(hù)性與軟件質(zhì)量的下列特性有關(guān)：可理解性、可測試性、可修改性、可靠性、可移植性、可使用性和效率。③（2分）提高軟件的可維護(hù)性方法有：

要建立明確的軟件質(zhì)量目標(biāo)：要程序滿足可維護(hù)性的7個(gè)指標(biāo)是不現(xiàn)實(shí)的，對(duì)于不同性質(zhì)軟件，質(zhì)量重點(diǎn)不一樣。強(qiáng)調(diào)哪個(gè)質(zhì)量特性，視情況而定。

要利用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)和工具：能大大提高軟件質(zhì)量和減少軟件費(fèi)用。例如面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)的軟件系統(tǒng)，穩(wěn)定性好，比較容易修改，比較容易理解，易于測試和調(diào)試，因此可維護(hù)性好。

建立明確的質(zhì)量保證：有4類檢查（在檢查點(diǎn)進(jìn)行檢查、驗(yàn)