软件工程概念.doc

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软件工程概念

第一章：

软件定义

1.软件（Software）：

计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序（Program），数据（Data）及其相关文档（Document）的完整集合。

2.软件的特征：

逻辑复杂，开发复杂，成本高，风险大，维护困难。

3.按软件功能分类：

系统软件，支撑软件，应用软件。

系统软件：

操作系统，数据库管理系统，设备驱动程序，通信处理程序等。

支撑软件：

文本编辑程序，文件格式化程序，程序库系统等

应用软件：

商业数据处理软件，工程与科学计算软件，计算机辅助设计／制造软件，系统仿真软件，智能嵌入软件，医疗、制药软件，事务管理、办公自动化软件。

按软件规模分类：

微型，小型，中型，大型，甚大型，极大型。

按软件工作方式分：

实时处理软件，分时软件，交互式软件，批处理软件

4.软件危机：

是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题

5.软件危机主要是两个问题：

1.如何开发软件，以满足对软件的日益增长的需求？

2.如何维护数量不断膨胀的已有软件？

5.软件危机的表现：

1.成本高，开发成本估计不准确2.软件质量不高、可靠性差3.进度难以控制4.维护非常困难5.用户不满意6.由于软件质量问题导致失败的软件项目非常多。

6.产生软件危机的原因：

1.与软件本身的特点有关2.与软件开发与维护的方法不正确有关.

软件工程学的目的：

以较低的成本研制具有较高质量的软件

软件工程技术的两个明显特点：

1.强调规范化2.强调文档化

软件工程的基本原理（7条）：

1.用分阶段的生命周期计划严格管理2.坚持进行阶段评审3.实严格的产品控制4.采用现代程序设计技术5.结果应能清楚地审查6.开发小组的人员应该少而精7.承认不断改进软件工程实践的必要性

8.软件工程方法学包含3个要素：

方法、工具和过程

9.软件生命周期：

软件定义（问题定义，可行性研究，需求分析），软件开发（总体设计，详细设计，编码和单元测试，集成测试），运行维护（持久满足用户需求）

10.软件过程模型：

瀑布模型，快速原型模型，增量模型，螺旋模型，喷泉模型。

11.软件过程模型RUP：

初始阶段，细化阶段，构造阶段，移交阶段

第二章：

可行性研究的任务

1.可行性研究的五个方案：

技术可行性，经济可行性，操作可行性，法律可行性，社会效益

2.可行性研究过程：

1.复查系统规模与目标、2.研究目前的系统、3.导出新系统的高层逻辑模型、4.进一步定义问题、5.导出和评价供选择的解法、6.推荐行动方针、7.草拟开发计划、8.书写文档提交审查

3.系统流程图：

用来描述物理系统的工具。

4.系统流程图表达：

是数据在系统各部件之间流动的情况，而不是对数据进行加工处理的控制过程。

即：

系统流程图≠程序流程图。

5.系统流程图的基本思想：

用图形符号以黑盒子形式描绘组成系统的每个部件

6.系统流程图元素：

处理，输入输出，连接，换页连接，数据流。

7.数据流图：

用来描述逻辑系统的工具。

数据流图（DFD）是一种图形化技术，它描绘信息流和数据从输入移动到输出的过程中所经受的变换，即数据流图描绘数据在软件中流动和被处理的逻辑过程。

8.数据流图四种基本符号：

数据加工/处理/变换，数据源点或终点（外部实体），数据存储，数据流。

9.数据字典的组成：

数据流，数据流分量（数据元素），数据存储，处理。

10.数据元素：

顺序，选择，重复，可选。

第三章：

需求分析

1.需求分析：

软件定义时期的最后一个阶段，

2.需求分析的基本任务：

不是确定系统怎样完成它的工作，而是确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。

3.软件需求的组成：

业务需求，用户需求，系统需求。

4.需求分析方法：

面向数据流的结构化分析方法（SA），面向对象的分析方法（OOA）等

5.逻辑模型：

数据流图（DFD），数据字典（DD），实体-关系图（ERD），状态转换图（STD）

6.物理模型：

系统流程图，

7.需求分析的基本思想:

“自顶向下，逐步求精”，抽象和分解

8.需求分析;功能模型—数据流图，数据模型—实体-关系图，行为模型—状态转换图

9.实体-关系图（ERD）：

描述数据对象及数据对象之间的关系

10.数据流图（DFD）：

描述数据在系统中如何被传送或变换，以及描述如何对数据流进行变换的功能（子功能）

11.状态转换图（STD）：

描述系统对外部事件如何响应，如何动作

模型的核心是数据字典

12.实体-联系图（ER）组成：

:

数据对象（实体）、数据对象的属性及数据对象彼此间相互连接的关系。

联系：

一对一联系，一对多联系，多对多联系。

通常用矩形框代表实体；用连接相关实体的菱形框表示关系；用椭圆形或圆角矩形表示实体（或关系）的属性；并用直线把实体（或关系）与其属性连接起来。

13.数据规范化目的是：

1.消除数据冗余，即消除表格中数据的重复；2.消除多义性，使关系中的属性含义清楚、单一；3.使关系的“概念”单一化，让每个数据项只是一个简单的数或字符串，而不是一个组项或重复组；4.方便操作。

使数据的插入、删除与修改操作可行并方便；5.使关系模式更灵活，易于实现接近自然语言的查询方式。

14.状态转换图（简称为状态图）：

通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件，来表示系统的行为。

此外，状态图还指明了作为特定事件的结果，系统将做哪些动作（例如，处理数据）。

15.状态：

初态：

一个，终态：

0或多个，中间状态

16.验证软件需求：

一致性，完整性，现实性，有效性。

第五章：

总体设计

1.总体设计（概要设计）：

将软件需求转化为数据结构和软件的系统结构

2.数据库设计包括三个步骤：

模式设计，子模式设计，存储模式设计。

3.软件设计原理：

模块化，抽象，逐步求精，信息隐藏与信息局部化，模块独立

4.模块：

是由边界元素限定的相邻程序元素（例如，数据说明，可执行的语句）的序列，而且有一个总体标识符代表它。

C、C++和Java语言中的{...}对过程、函数、子程序和宏等面向对象方法学中的对象是模块，对象内的方法也是模块

模块化是好的软件设计的一个基本准则

5.模块独立的含义：

模块完成独立的功能，符合信息隐藏和信息局部化原则，模块间关连和依赖程度尽量小。

6.独立性的度量：

耦合、内聚。

7.耦合是对一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。

8.耦合的强弱取决于模块间接口的复杂程度，进入或访问一个模块的点以及通过接口的数据

9.模块间的耦合程度强烈影响系统的可理解性、可测试性、可靠性和可维护性。

耦合性越高，模块独立性越弱

10.耦合强度依赖的因素：

一模块对另一模块的引用

一模块向另一模块传递的数据量

一模块施加到另一模块的控制的数量

模块间接口的复杂程度

11.耦合性由强到弱排列为：

内容耦合，公共耦合，特征耦合，控制耦合，数据耦合。

12.原则：

尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，完全不用内容耦合。

13.内聚（Cohesion）：

标志一个模块内各元素彼此结合的紧密程度。

14.内聚有七种，由弱到强分别为：

偶然内聚->逻辑内聚->时间内聚->过程内聚->通信内聚->顺序内聚->功能内聚。

15.深度=分层的层数。

过大表示分工过细。

16.宽度=同一层上模块数的最大值。

过大表示系统复杂度大。

17.扇出=一个模块直接调用/控制的模块数。

18.扇入=直接调用该模块的模块数。

19控制域：

这个模块本身以及所有直接或间接从属于它的模块的集合。

20.作用域：

受该模块中的一个判定所影响的所有模块的集合。

面向数据流的设计方法：

变换流，事务流。

第六章：

详细设计

1.详细设计：

描述系统的每个程序，包括每个模块和子程序名称、标识符、层次结构系

2.对程序的功能、性能、输入、输出、算法、流程、接口等进行描述

3.程序控制结构：

顺序、选择，循环，（多分支，DOWhile,DOUntil）五种基本控制结构。

4.程序流程图又称为程序框图：

是对一个模块的内部执行过程用图形来描述。

5.盒图:

只能从上边进入，从下边走出，没有其他的入口和出口，

6.盒图的基本符号:

顺序,选择型（If-then-else）,多分支选择型（CASE型）,DO-WHILE循环（先测试循环）,DO-UNTIL循环（后测试循环）.调用子程序.

7.PAD图:

PAD图中竖线的总条数就是程序中的层次数

8.PAD图基本符号:

顺序,选择,循环,Case分支,语句标号,定义.

9.判定表:

左上部列出所有的条件,左下部是所有可能的操作,右上部是各种条件的组合矩阵,右下部是每种条件组合对应的动作

第七章：

软件实现

1.实现：

编码和测试

2编码：

把软件设计结果翻译成用某种程序设计语言书写的程序

3.程序设计语言：

机器语言，汇编语言，高级语言

4.程序内部的文档包括：

恰当的标识符，适当的注释，程序的视觉组织。

5.符号名即标识符;包括模块名、变量名、常量名、标号名、子程序名、数据区名以及缓冲区名等。

6.程序的注释:

程序员与日后的程序读者之间通信的重要手段

7.注释分为序言性注释和功能性注释.

8.软件测试是保证软件质量的关键步骤，是对软件规格说明、设计和编码的最后复审，其工件量约占总工作量40%以上（对于人命关天的情况，测试相当于其它部分总成本的3－5倍）。

8.软件测试方法:

静态测试方法,,动态测试方法

9.静态测试方法:

人工测试方法,计算机辅助静态分析方法

10.动态测试方法:

白盒测试方法,黑盒测试方法.

11.黑盒测试法又称功能测试:

把程序看作一个黑盒子，完全不考虑程序的内部结构和处理过程

12.白盒测试法又称为结构测试：

把程序看成装在一个透明的白盒子，测试者完全知道程序的结构和处理算法

13.软件测试步骤：

1.模块测试又称（单元测试），2.子系统测试，3.系统测试称为集成测试，4.验收测试也称为确认测试，5.平行运行

14.单元测试主要使用白盒测试技术。

15.单元测试重点：

模块接口，局部数据结构，重要的执行通路，出错处理通路，边界条件。

16.集成测试方法：

非渐增式测试方法，渐增式测试方法

17.渐增式测试策略：

可使用深度优先的策略，或宽度优先的策略

18.回归测试：

是指重新执行已经做过的测试的某个子集，以保证修改变化没有带来非预期的副作用。

19.白盒测试技术：

逻辑覆盖

20.逻辑覆盖是以程序内部的逻辑结构为基础的设计测试用例的技术。

21.逻辑覆盖：

语句覆盖，判定覆盖，条件覆盖，判定－条件覆盖，条件组合覆盖，21.路径覆盖，点覆盖=语句覆盖，边覆盖=判定覆盖，路径覆盖与条件组合覆盖。

22.语句覆盖：

每条语句至少执行一次

23.判定覆盖：

每一判定的每个分支至少执行一次

24.条件覆盖：

每一判定中的每个条件，分别按“真”、“假”至少各执行一次

25.判定－条件覆盖：

同时满足判定覆盖和条件覆盖的要求

26.条件组合覆盖：

求出判定中所有条件的各种可能组合值，每一可能的条件组合至少执行一次。

27.路径覆盖：

每条可能的路径都至少执行一次，若图中有环，则每个环至少经过一次

28.黑盒测试着重测试软件功能。

29.黑盒测试技术：

等价类划分，边界值分析法，错误推测法

30.等价类：

有效等价类和无效等价类

31.边界值分析法，应该选取刚好等于、稍小于和稍大于等价类边界值的数据作为测试数据

32.调试途径—调试策略：

蛮干法，回溯法，原因排除法--

33.原因排除法-包括：

对分查找法、归纳法、演绎法

34.软件可靠性：

可靠性，可用性，正确性

35.可靠性和可用性的区别是：

可靠性是在0到t时间间隔内，系统没有失效的概率。

而可用性是在t时刻，系统正常运行的概率。

第九章：

软件维护

1.软件维护的定义：

在软件已经交付使用之后，为了改正错误或满足新的需要而修改软件的过程。

2.软件维护的原因：

在运行中发现软件错误和设计缺陷，这些错误和缺陷在测试阶段未能发现。

3.软件维护的类型：

改正性维护，适应性维护，完善性维护，预防性维护

4.软件维护的内容：

程序维护，数据维护，硬件维护

5.软件维护的特点：

结构化维护与非结构化，维护的代价分（有形代价和无形代价），维护的问题。

6.软件维护过程：

建立维护组织，维护报告，维护的事件流，保存维护记录，评价维护活动，

7.软件的可维护性：

1.决定软件可维护性的因素（可理解性，可测试性，可修改性，可移植性，可重用性）2.文档——影响可维护性的决定因素，比代码更重要。

3.复审

2、某银行计算机储蓄系统的工作流程大致如下：

储户填写的存款单或取款单由业务员键入系统，如果是存款则系统记录存款人的姓名、住址（或电话号码）、身份证号码、存款类型、存款日期、到期日期、利率及密码（可选）等信息，并印出存款单给储户；如果是取款而且存款时留有密码，则系统首先核对储户密码，若密码正确或存款时未留密码，则系统计算利息并印出利息清单给储户。

请用数据流图描绘本系统的功能。

并画出系统的E-R图。

DFD图：

ER图：

3、试用N-S图和PAD表示下面程序流程图，并计算它们的McCabe复杂性度量.（基本路径测试法的　环复杂度）。

（10%）

解答：