軟件工程導(dǎo)論知識(shí)點(diǎn)概要

1、1.1 軟件危機(jī)軟件危機(jī)的表現(xiàn)軟件危機(jī)是指在計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)過(guò)程中遇到的一系列嚴(yán)重問(wèn)題。1）成本難以估計(jì)、成本高。2）軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)度估計(jì)不準(zhǔn)確，項(xiàng)目延期比比皆是。3）軟件質(zhì)量得不到保證（功能和性能）。4）用戶(hù)對(duì)“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。5）維護(hù)非常困難(多樣性 、復(fù)雜性、 副作用)。6）軟件通常沒(méi)有適當(dāng)?shù)奈臋n。7）軟件產(chǎn)品供不應(yīng)求，跟不上計(jì)算機(jī)普及速度。產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因（1）與軟件本身的特點(diǎn)有關(guān) (邏輯復(fù)雜，成本高，風(fēng)險(xiǎn)大,難于維護(hù))。（2）與軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)的方法不正確有關(guān)：軟件程序（軟件是程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合）急于求成=拔苗助長(zhǎng)(軟件從定義、開(kāi)發(fā)、使用和

2、維護(hù)、廢棄要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的生命周期)各自為陣無(wú)方法學(xué)（應(yīng)要組織良好、管理嚴(yán)密、各類(lèi)人員協(xié)作共同完成的工程項(xiàng)目）1.2 軟件工程定義軟件工程是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)及管理科學(xué)等原理開(kāi)發(fā)軟件的工程。它借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，以提高質(zhì)量、降低成本和提高效率為目的。軟件工程包括技術(shù)和管理兩方面的內(nèi)容，是技術(shù)與管理緊密結(jié)合所形成的工程學(xué)科。軟件工程的特性：1. 軟件工程關(guān)注于大型程序的構(gòu)造（傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)和工具是支持小型程序設(shè)計(jì)的）2. 軟件工程的中心課題是控制復(fù)雜性（問(wèn)題分解）3. 軟件經(jīng)常變化（考慮將來(lái)要發(fā)生的變化）4. 開(kāi)發(fā)軟件的效率非常重要（尋求更好、更有效的工具）5. 和諧地合作是

3、開(kāi)發(fā)軟件的關(guān)鍵（運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程）6. 軟件必須有效地支持它的用戶(hù)（軟件要服務(wù)于用戶(hù)）7. 在軟件工程領(lǐng)域中通常是由具有一種文化背景的人替具有另一種文化背景的人創(chuàng)造產(chǎn)品軟件工程的7條基本原理1.用分階段的生命周期計(jì)劃嚴(yán)格管理2.堅(jiān)持進(jìn)行階段評(píng)審3.實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制4.采用現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)5.結(jié)果應(yīng)能清楚地審查6.開(kāi)發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精7.承認(rèn)不斷改進(jìn)軟件工程實(shí)踐的必要性軟件工程方法學(xué) 通常把在軟件生命周期全過(guò)程中使用的一整套技術(shù)方法的集合稱(chēng)為方法學(xué)(methodology)，也稱(chēng)為范型(paradigm)。目前使用得最廣泛的軟件工程方法學(xué)，分別是傳統(tǒng)方法學(xué)和面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)。軟件工程方法學(xué)包含

4、3個(gè)要素：方法、工具和過(guò)程。1.3 軟件生命周期每階段的基本任務(wù):1. 問(wèn)題定義2. 可行性研究3. 需求分析4. 總體設(shè)計(jì)5. 詳細(xì)設(shè)計(jì)6. 編碼和單元測(cè)試7. 綜合測(cè)試8. 軟件維護(hù)1.4 軟件過(guò)程軟件過(guò)程是為了獲得高質(zhì)量軟件所需要完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項(xiàng)任務(wù)的工作步驟。通常包括四種基本的過(guò)程活動(dòng)： （）軟件規(guī)格說(shuō)明；（）軟件開(kāi)發(fā)；（）軟件確認(rèn)；（）軟件演進(jìn)軟件過(guò)程模型: 軟件開(kāi)發(fā)程模型是軟件開(kāi)發(fā)全部過(guò)程、活動(dòng)和任務(wù)的結(jié)構(gòu)框架。它能直觀表達(dá)軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程，明確規(guī)定要完成的主要活動(dòng)、任務(wù)和開(kāi)發(fā)策略。幾種典型的模型：瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型、噴泉模型、RUP等

5、。軟件過(guò)程模型的選擇基于項(xiàng)目和應(yīng)用的性質(zhì)、采用的方法工具以及需要的控制和交付的產(chǎn)品。瀑布模型(Waterfall Model ）:傳統(tǒng)瀑布模型：規(guī)定了各項(xiàng)軟件工程活動(dòng)，包括：制定開(kāi)發(fā)計(jì)劃、需求分析和說(shuō)明、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)。并且規(guī)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(jí)下落。特點(diǎn)：1、階段間具有順序性和依賴(lài)性。2、推遲實(shí)現(xiàn)。3、質(zhì)量保證。優(yōu)點(diǎn):1、可強(qiáng)迫開(kāi)發(fā)人員采用規(guī)范的方法（例如，結(jié)構(gòu)化技術(shù)）； 嚴(yán)格地規(guī)定了每個(gè)階段必須提交的文檔；要求每個(gè)階段交出的所有產(chǎn)品都必須經(jīng)過(guò)質(zhì)量保證小組的仔細(xì)驗(yàn)證。2、瀑布模型的成功在很大程度上是由于它基本上是一種文檔驅(qū)動(dòng)的模型。3、

6、瀑布模型適合于用戶(hù)需求明確、完整、無(wú)重大變化的軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)!問(wèn)題：1、不適應(yīng)需求經(jīng)常發(fā)生變更的環(huán)境：在項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，變更可能會(huì)引起混亂。所以，有人形象地把采用線性模型進(jìn)行商業(yè)軟件工程稱(chēng)之為“在沙灘上蓋樓房”。（適合于用戶(hù)需求明確、完整、無(wú)重大變化的軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)）2、線性順序模型每一步的工作都必須以前一階段的輸出為輸入，這種特征會(huì)導(dǎo)致工作中發(fā)生“阻塞”狀態(tài)。3、由于瀑布模型幾乎完全依賴(lài)于書(shū)面的規(guī)格說(shuō)明，很可能導(dǎo)致最終開(kāi)發(fā)出的軟件產(chǎn)品不能真正滿足用戶(hù)的需要。 4、是一種整體開(kāi)發(fā)模型，程序的物理實(shí)現(xiàn)集中在開(kāi)發(fā)階段的后期，用戶(hù)在最后才能看到自己的產(chǎn)品。在可運(yùn)行的軟件產(chǎn)品交付給用戶(hù)之前，用戶(hù)只能通過(guò)

7、文檔來(lái)了解產(chǎn)品是什么樣的?？焖僭湍Ｐ停≧apid Prototype Model）步驟：第一步進(jìn)行試驗(yàn)開(kāi)發(fā)，得出產(chǎn)品的“原型”，其目的在于弄清軟件需求并探索可行性；第二步在原型的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出較為滿意的軟件產(chǎn)品。該模型克服了瀑布模型的部分缺陷，減少了軟件需求不明確給開(kāi)發(fā)工作帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。前提:(1)是用戶(hù)必須積極參與原型的建造，建造原型僅僅是為了定義需求，之后就必須被全部拋棄(至少是部分拋棄)，實(shí)際的軟件必須在充分考慮到軟件質(zhì)量和可維護(hù)性之后才被開(kāi)發(fā)。從這個(gè)意義上說(shuō)，原型模型又往往被稱(chēng)為“拋棄原型模型”。(2)是必須有快速開(kāi)發(fā)工具可供使用。 增量模型 (Incremental Model)是一種

8、漸進(jìn)地開(kāi)發(fā)逐步完善的軟件版本的模型，該模型一般首先開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的基本部，然后再逐步開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的附加部分。整個(gè)軟件產(chǎn)品被分解成許多個(gè)增量構(gòu)件。每個(gè)構(gòu)件由多個(gè)相互作用的功能模塊構(gòu)成，并能夠完成特定的功能。該增量模型表明：必須在開(kāi)始實(shí)現(xiàn)各個(gè)構(gòu)件之前就全部完成需求分析、規(guī)格說(shuō)明和概要設(shè)計(jì)，因此風(fēng)險(xiǎn)較小。優(yōu)點(diǎn)：是十分有用的一種模型。在克服瀑布模型缺點(diǎn)、減少由于軟件需求不明確而給開(kāi)發(fā)工作帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)方面，確有顯著的效果；縮短產(chǎn)品提交時(shí)間都能夠起到良好的作用。困難：1、在把每個(gè)新的增量構(gòu)件集成到現(xiàn)有軟件體系結(jié)構(gòu)中時(shí)，必須不破壞原來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品。此外，必須把軟件的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得便于按這種方式進(jìn)行擴(kuò)充，向現(xiàn)有產(chǎn)品中加

9、入新構(gòu)件的過(guò)程必須簡(jiǎn)單、方便，也就是說(shuō)，軟件體系結(jié)構(gòu)必須是開(kāi)放的。2、開(kāi)發(fā)人員既要把軟件系統(tǒng)看作整體。又要看成可獨(dú)立的構(gòu)件，因此相互矛盾。除非開(kāi)發(fā)人員有足夠的技術(shù)能力協(xié)調(diào)好。3、多個(gè)構(gòu)件并行開(kāi)發(fā)，具有無(wú)法集成的風(fēng)險(xiǎn)螺旋模型 (Spiral Model)優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)的大型軟件，螺旋模型是一個(gè)理想的開(kāi)發(fā)方法。缺點(diǎn)：風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)，需要相當(dāng)豐富的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)門(mén)知識(shí)，否則風(fēng)險(xiǎn)更大。適合場(chǎng)合：主要適用于內(nèi)部開(kāi)發(fā)的大規(guī)模軟件項(xiàng)目，隨著過(guò)程的進(jìn)展演化，開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)能夠更好地識(shí)別和對(duì)待每一個(gè)演化級(jí)別上的風(fēng)險(xiǎn)。只有內(nèi)部開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目，才能在風(fēng)險(xiǎn)過(guò)大時(shí)方便地中止項(xiàng)目。如果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的費(fèi)用接近整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)預(yù)算，則

10、風(fēng)險(xiǎn)分析是不可行的。噴泉模型 (Fountain Model)特點(diǎn)：噴泉模型的各階段均采用了“對(duì)象”這一統(tǒng)一范式，整個(gè)過(guò)程看起來(lái)像噴泉從噴出到落下再?lài)姵龅闹芏鴱?fù)始過(guò)程產(chǎn)生的光滑水柱，體現(xiàn)了軟件創(chuàng)建所固有的迭代和無(wú)間隙的特征。適合場(chǎng)合：噴泉模型主要用于面向?qū)ο蟮能浖?xiàng)目，軟件的某個(gè)部分通常被重復(fù)多次，相關(guān)對(duì)象在每次迭代中隨之加入漸進(jìn)的軟件成分。Rational統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程RUP軟件開(kāi)發(fā)生命周期是一個(gè)二維的軟件開(kāi)發(fā)模型。橫軸代表時(shí)間，體現(xiàn)生命周期特征；縱軸代表工作流，體現(xiàn)了開(kāi)發(fā)過(guò)程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。RUP中的軟件生命周期在時(shí)間上被分解為四個(gè)順序的階段：初始、細(xì)化、構(gòu)造和移交。每個(gè)階段圍繞著9個(gè)核心工

11、作流分別迭代。適合場(chǎng)合：可開(kāi)發(fā)或大或小、分布在各個(gè)領(lǐng)域的項(xiàng)目，表明了RUP的多功能性和廣泛適應(yīng)性。適合于需求不穩(wěn)定、不全面的軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。1.5 小結(jié)軟件 =程序+數(shù)據(jù)+文檔軟件危機(jī): 原因,現(xiàn)象,辦法 (軟件工程學(xué))軟件工程:指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的一門(mén)工程科學(xué)軟件工程3個(gè)要素：方法、工具和過(guò)程。軟件生命周期:定義,開(kāi)發(fā),運(yùn)行維護(hù)軟件過(guò)程: 瀑布模型，快速原型模型、增量模型、螺旋模型、噴泉模型、RUP等2.1 可行性研究目的：用最小的代價(jià)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)確定問(wèn)題是否能夠解決。2.2 可行性研究的主要內(nèi)容(1) 技術(shù)可行性(2) 經(jīng)濟(jì)可行性(3) 操作可行性(4) 法律可行性(5) 社會(huì)可

12、行性2.3 數(shù)據(jù)流圖1、一種圖形化技術(shù)，它描繪信息流和數(shù)據(jù)從輸入移動(dòng)到輸出的過(guò)程中所經(jīng)受的變換。2、它只是描繪數(shù)據(jù)在軟件中流動(dòng)和被處理的邏輯過(guò)程，是系統(tǒng)邏輯功能的圖形表示。3、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流圖時(shí)只需考慮系統(tǒng)必須完成的基本邏輯功能，完全不需要考慮怎樣具體地實(shí)現(xiàn)這些功能。畫(huà)數(shù)據(jù)流圖的方法：1、自頂向下，逐步求精2、先畫(huà)頂層DFD，描繪系統(tǒng)的整體邏輯概貌；頂層流圖僅包含一個(gè)加工，它代表被開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。它的輸入流是該系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，輸出流是系統(tǒng)所輸出數(shù)據(jù)。3、其次畫(huà)中間層流圖：對(duì)上層父圖的處理的細(xì)化，形成子圖。底層流圖是指其加工不需要在做分解的數(shù)據(jù)流圖，它處在最底層。注意：數(shù)據(jù)流圖應(yīng)該分層，并且在把功能級(jí)數(shù)據(jù)

13、流圖細(xì)化后得到的處理超過(guò)9個(gè)時(shí)，應(yīng)該采用畫(huà)分圖的辦法。當(dāng)把一個(gè)處理分解為一系列處理時(shí)，分解前和分解后的輸入輸出數(shù)據(jù)流必須相同！數(shù)據(jù)流圖用途：1、畫(huà)數(shù)據(jù)流圖的基本目的是利用它作為交流信息的工具。2、分析員把他對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)或?qū)δ繕?biāo)系統(tǒng)的設(shè)想用數(shù)據(jù)流圖描繪出來(lái)，供有關(guān)人員審查確認(rèn)。3、由于在數(shù)據(jù)流圖中通常僅僅使用4種基本符號(hào)，而且不包含任何有關(guān)物理實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，因此，絕大多數(shù)用戶(hù)都可以理解和評(píng)價(jià)它。4、數(shù)據(jù)流圖著重描繪系統(tǒng)所完成的功能，其另一個(gè)主要用途是作為輔助物理系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的工具。2.4 小結(jié)1、可行性研究的任務(wù): 技術(shù), 經(jīng)濟(jì),社會(huì)2、可行性研究過(guò)程: 8 步驟3、數(shù)據(jù)流圖: 源點(diǎn)或終點(diǎn)

14、，處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)流4、數(shù)據(jù)字典: 是分析階段的工具，包括流，元素，存儲(chǔ)，處理4類(lèi)元素組成。5、成本/效益分析：從經(jīng)濟(jì)角度判斷是否繼續(xù)投資于這項(xiàng)工程的主要依據(jù)。3.1 需求分析的具體任務(wù)確定對(duì)系統(tǒng)的綜合要求：1、功能需求2、性能需求3、可靠性和可用性需求4、出錯(cuò)處理需求5、接口需求6、約束7、 逆向需求8、將來(lái)可能提出的要求分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求:建立數(shù)據(jù)模型，用圖形化的工具描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如層次方框圖和warnier圖）。導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型數(shù)據(jù)流圖、實(shí)體聯(lián)系圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、數(shù)據(jù)字典等。修正系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃：由分析過(guò)程準(zhǔn)確地估計(jì)系統(tǒng)的成本和進(jìn)度，修正以前制定的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。3.2 與用戶(hù)溝通獲取需求的方

15、法1、訪談2、面向數(shù)據(jù)流自頂向下逐步求精3、簡(jiǎn)易的應(yīng)用規(guī)格說(shuō)明技術(shù)4、快速建立軟件原型（它應(yīng)該實(shí)現(xiàn)用戶(hù)看得見(jiàn)的功能，原型要具有快速并容易修改的特點(diǎn)）3.3 數(shù)據(jù)規(guī)范化規(guī)范化的目的是：1、消除數(shù)據(jù)冗余，即消除表格中數(shù)據(jù)的重復(fù)；2、消除多義性，使關(guān)系中的屬性含義清楚、單一；3、使關(guān)系的“概念”單一化，讓每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)或字符串，而不是一個(gè)組項(xiàng)或重復(fù)組；4、方便操作。使數(shù)據(jù)的插入、刪除與修改操作可行并方便；5、使關(guān)系模式更靈活，易于實(shí)現(xiàn)接近自然語(yǔ)言的查詢(xún)方式。3.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(狀態(tài)圖)通過(guò)描繪系統(tǒng)的狀態(tài)及引起系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件，來(lái)表示系統(tǒng)的行為。狀 態(tài)1、狀態(tài)規(guī)定了系統(tǒng)對(duì)事件的響應(yīng)方式。

16、2、系統(tǒng)對(duì)事件的響應(yīng)，既可以是做一個(gè)(或一系列)動(dòng)作，也可以是僅僅改變系統(tǒng)本身的狀態(tài)，還可以是既改變狀態(tài)又做動(dòng)作。3、可分為：初態(tài)(初始狀態(tài))；終態(tài)(最終狀態(tài))；中間狀態(tài)4、一張狀態(tài)圖中只能有一個(gè)初態(tài)，而終態(tài)則可以有0至多個(gè)。事 件 事件就是引起系統(tǒng)做動(dòng)作或(和)轉(zhuǎn)換狀態(tài)的控制信息。符 號(hào)1、初態(tài)用實(shí)心圓表示，終態(tài)用一對(duì)同心圓(內(nèi)圓為實(shí)心圓)表示2、中間狀態(tài)用圓角矩形表示，分成上、中、下3個(gè)部分。3、 活動(dòng)表的語(yǔ)法格式：事件名(參數(shù)表)/動(dòng)作表達(dá)式(1)“事件名”可以是任何事件的名稱(chēng)。在活動(dòng)表中經(jīng)常使用下述3種標(biāo)準(zhǔn)事件：entry，exit和do。(2) entry事件指定進(jìn)入該狀態(tài)的動(dòng)作，e

17、xit事件指定退出該狀態(tài)的動(dòng)作，而do事件則指定在該狀態(tài)下的動(dòng)作。需要時(shí)可以為事件指定參數(shù)表。(3) 動(dòng)作表達(dá)式描述應(yīng)做的具體動(dòng)作。4、事件表達(dá)式的語(yǔ)法：事件說(shuō)明守衛(wèi)條件/動(dòng)作表達(dá)式(1) 事件說(shuō)明：事件名（參數(shù)表）(2) 動(dòng)作表達(dá)式：當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)執(zhí)行該表達(dá)式。(3) 守衛(wèi)條件是一個(gè)布爾表達(dá)式，如果既有事件說(shuō)明又有守衛(wèi)條件，則當(dāng)事件發(fā)生且守衛(wèi)條件為真是狀態(tài)轉(zhuǎn)換才發(fā)生，如果只有守衛(wèi)條件沒(méi)有事件說(shuō)明，則守衛(wèi)條件為真時(shí)，發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換。5.1 設(shè)計(jì)過(guò)程1. 設(shè)想供選擇的方案；2. 選取合理的方案；3. 推薦最佳方案；4.功能分解；5. 設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)；6. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)；7. 制定測(cè)試計(jì)劃；8. 書(shū)寫(xiě)

18、文檔；9. 審查和復(fù)審5.2 設(shè)計(jì)原理模塊化1、把程序劃分成獨(dú)立命名且可獨(dú)立訪問(wèn)的模塊，每個(gè)模塊完成一個(gè)子功能，這些模塊集成起來(lái)構(gòu)成一個(gè)整體，可以完成指定的功能以滿足用戶(hù)的需求。2、模塊是由邊界元素限定的相鄰程序元素的序列，而且有一個(gè)總體標(biāo)識(shí)符代表它。模塊是構(gòu)成程序的基本構(gòu)件。3、過(guò)程、函數(shù)、子程序和宏等，都可作為模塊。4、面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)中的對(duì)象是模塊，對(duì)象內(nèi)的方法（或稱(chēng)為服務(wù)）也是模塊。模塊化的好處: 1、可以降低軟件開(kāi)發(fā)的難度；2、可以使程序結(jié)構(gòu)清晰，增加易讀性和易修改性；3、模塊化還有利于提高代碼的可重用性及團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)大型軟件的可行性。抽象抽象是人類(lèi)在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)經(jīng)常采用的一種思維方

19、式，它是指將現(xiàn)實(shí)世界中具有共性的一類(lèi)事物的相似的、本質(zhì)的方面集中概括起來(lái)，而暫時(shí)忽略它們之間的細(xì)節(jié)差異。結(jié)構(gòu)化程序中自頂向下、逐步求精的模塊劃分思想正是人類(lèi)思維中運(yùn)用抽象方法解決復(fù)雜問(wèn)題的體現(xiàn)。逐步求精定義：為了能集中精力解決主要問(wèn)題而盡量推遲對(duì)問(wèn)題細(xì)節(jié)的考慮。好處：1、降低了軟件開(kāi)發(fā)中每個(gè)階段的工作難度；2、簡(jiǎn)化了軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程；3、有助于提高軟件的可讀性、可測(cè)試性和可維護(hù)性；4、在程序設(shè)計(jì)中運(yùn)用抽象的方法還能夠提高代碼的可重用性。信息隱藏和局部化1、信息隱藏：設(shè)計(jì)和確定模塊，使得一個(gè)模塊內(nèi)包含的信息(過(guò)程和數(shù)據(jù))對(duì)于不需要這些信息的模塊來(lái)說(shuō)，是不能訪問(wèn)的。目的：主要是為了提高模塊的獨(dú)

20、立性，減少將一個(gè)模塊中的錯(cuò)誤擴(kuò)散到其他模塊的機(jī)會(huì)。模塊之間的信息傳遞只能通過(guò)合法的調(diào)用接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。信息隱蔽對(duì)提高軟件的可讀性和可維護(hù)性都是非常重要的。2、局部化：是指把一些關(guān)系密切的軟件元素物理地放得彼此靠近。如模塊中的局部數(shù)據(jù)元素是局部化的一個(gè)例子。3、局部化和信息隱藏概念是密切相關(guān)的，局部化有助于信息隱藏模塊獨(dú)立模塊的獨(dú)立性是指軟件系統(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)中其他模塊的接口是簡(jiǎn)單的。1、耦合：不同模塊之間互連程度的度量。2、內(nèi)聚：模塊功能強(qiáng)度的度量。3、模塊獨(dú)立是模塊化、抽象、信息隱藏和局部化概念的直接結(jié)果。3、優(yōu)點(diǎn)：比較容易開(kāi)發(fā)出有效模塊化(即具有獨(dú)立的模塊

21、)的軟件；獨(dú)立的模塊比較容易測(cè)試和維護(hù)。4、耦合：(1) 數(shù)據(jù)耦合：若兩個(gè)模塊之間僅通過(guò)模塊參數(shù)交換信息，且交換的信息全部為簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)，則稱(chēng)這種耦合為數(shù)據(jù)耦合。耦合性最低。(2) 控制耦合：若模塊之間交換的信息中包含有控制信息(盡管有時(shí)控制信息是以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)的)，則稱(chēng)這種耦合為控制耦合。控制耦合是中等程度的耦合，它會(huì)增加程序的復(fù)雜性。(3) 特征耦合：當(dāng)把整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為參數(shù)傳遞而被調(diào)用的模塊只需要使用其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)元素。(4) 公共環(huán)境耦合：若兩個(gè)或多個(gè)模塊通過(guò)引用公共數(shù)據(jù)相互聯(lián)系。(5) 內(nèi)容耦合：一個(gè)模塊訪問(wèn)另一個(gè)模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)；一個(gè)模塊不通過(guò)正常入口而轉(zhuǎn)到另一個(gè)模塊的內(nèi)部；兩個(gè)模塊有

22、一部分程序代碼重疊；一個(gè)模塊有多個(gè)入口(這意味著一個(gè)模塊有幾種功能)。(6) 盡量使用數(shù)據(jù)耦合，少用控制耦合和特征耦合，限制公共環(huán)境耦合的范圍，完全不用內(nèi)容耦合。5、內(nèi)聚：低內(nèi)聚：偶然內(nèi)聚，邏輯內(nèi)聚，時(shí)間內(nèi)聚中內(nèi)聚：過(guò)程內(nèi)聚，通信內(nèi)聚高內(nèi)聚：順序內(nèi)聚，功能內(nèi)聚6、高內(nèi)聚，低耦合6.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)1、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)技術(shù)：是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量要求的基本保證,是詳細(xì)設(shè)計(jì)的邏輯基礎(chǔ)。2、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)定義： 一個(gè)程序的代碼塊僅僅通過(guò)順序、選擇和循環(huán)這三種基本的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接；并且每個(gè)代碼塊只有一個(gè)入口和一個(gè)出口。- 3、只用三種基本的控制結(jié)構(gòu)(順序,選擇,循環(huán))就能實(shí)現(xiàn)任何單入口單出口的程序。從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)程序設(shè)

23、計(jì)。4、三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)：(1) 只有一個(gè)入口； (2) 只有一個(gè)出口；(3) 結(jié)構(gòu)內(nèi)的每一部分都有機(jī)會(huì)被執(zhí)行到；(4) 結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在“死循環(huán)”(無(wú)終止的循環(huán))。 5、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：(1) 由三種基本結(jié)構(gòu)順序組成的，可以解決任何復(fù)雜的問(wèn)題。(2) 程序內(nèi)不存在無(wú)規(guī)律的轉(zhuǎn)向，只在基本結(jié)構(gòu)內(nèi)才允許存在分支和向前或向后的跳轉(zhuǎn)。6.2 過(guò)程設(shè)計(jì)的工具（1）過(guò)程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)模塊的詳細(xì)步驟（算法），是詳細(xì)設(shè)計(jì)階段應(yīng)完成的主要工作。 （2）過(guò)程設(shè)計(jì)的工具描述程序處理過(guò)程的工具。程序流程圖的優(yōu)缺點(diǎn):主要優(yōu)點(diǎn)：對(duì)控制流程的描繪很簡(jiǎn)明直觀、易于理解，便于初學(xué)者掌握。主要缺點(diǎn)：(1) 本質(zhì)上不是逐步求精的

24、好工具。 -改進(jìn)：PAD圖(2) 用箭頭代表控制流，描述程序時(shí)可以隨意跳轉(zhuǎn)。 -改進(jìn)：N-S圖(3) 不易表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 -改進(jìn)：PAD圖(4) 嵌套的條件選擇表示不清。 -改進(jìn)：判定樹(shù)、判定表PAD圖（問(wèn)題分析圖）PAD圖的特點(diǎn)：(1) 能展現(xiàn)算法的層次結(jié)構(gòu)；(2) 表示形式直觀易懂；(3) 既可用于表示程序邏輯，又可用于描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；(4) 支持自頂向下，逐步求精的過(guò)程。判定表當(dāng)算法中包含多重嵌套的條件選擇時(shí)，用程序流程圖、盒圖、PAD圖等都不易清楚地描述，然而，判定表能夠清晰地表示復(fù)雜的條件組合與應(yīng)做的動(dòng)作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。判定表的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：判定表能夠簡(jiǎn)潔而無(wú)歧義地描述處理規(guī)則?？梢詫?duì)

25、判定表進(jìn)行校驗(yàn)或化簡(jiǎn)。缺點(diǎn)：并不適于作為一種通用的設(shè)計(jì)工具，直觀性不夠。判定樹(shù)判定樹(shù)是用來(lái)表達(dá)加工邏輯的一種工具。比判定表更直觀，是一種常用的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)工具。判定樹(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：比判定表更直觀。缺點(diǎn)： (1) 不夠簡(jiǎn)潔，數(shù)據(jù)元素重復(fù)多次地寫(xiě)。 (2) 畫(huà)判定樹(shù)時(shí)分枝的次序?qū)?jiǎn)潔程序有影響。PDL程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(1) 是一種非形式化、比較靈活的混雜語(yǔ)言。也稱(chēng)為偽碼。(2) 用于描述模塊內(nèi)部過(guò)程的具體算法，以便在開(kāi)發(fā)人員之間比較精確的進(jìn)行交流。PDL的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)：(1)可以作為注釋直接插入到源程序中。有利于PDL和源程序保持一致性。(2) PDL編寫(xiě)方便。(3)可以由自動(dòng)處理程序?qū)DL生成

26、程序代碼。缺點(diǎn)：(1) 不如圖形工具形象直觀。(2) 描述復(fù)雜的條件組合與動(dòng)作間的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，不如判定表清晰簡(jiǎn)單。6.5 程序復(fù)雜程度的定量度量McCabe方法基本原理：根據(jù)程序控制流的復(fù)雜程度定量度量程序的復(fù)雜程度（稱(chēng)為程序的環(huán)形復(fù)雜度）。采用“流圖”：僅描繪程序的控制流程，完全不表現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的具體操作及分支或循環(huán)的具體條件?；静襟E：(1) 將程序流程圖或PDL等映射為流圖。(2) 基于流圖計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度，以定量度量程序的復(fù)雜程度。 流圖定義： 僅僅描繪程序的控制流程基本符號(hào)： 圓：表示結(jié)點(diǎn)，代表一條或多條語(yǔ)句。 箭頭線：邊 區(qū)域：由邊和圓圍成的面積基本原則:合并原則：順序處理框和菱形判定框

27、、順序處理框序列分別合并映射成流圖中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)。分解原則：復(fù)合條件分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單條件，每個(gè)簡(jiǎn)單條件映射成流圖中一個(gè)結(jié)點(diǎn)。其他情況下的框映射成流圖中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)。計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度的方法：(1) 流圖中的環(huán)形復(fù)雜度V(G)=區(qū)域數(shù)。(2) 流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V(G)=E-N+2,其中，E是流圖中邊的條數(shù)，N是結(jié)點(diǎn)數(shù)。(3) 流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V(G)=P+1，其中，P是流圖中判定結(jié)點(diǎn)的數(shù)目。環(huán)形復(fù)雜度的用途：(1) 可以用于比較兩個(gè)算法的優(yōu)劣。對(duì)測(cè)試難度的一種定量度量。(2) 作為模塊規(guī)模的精確限度。環(huán)形復(fù)雜度高的程序往往是最困難、最容易出問(wèn)題的程序。實(shí)踐表明，模塊規(guī)模以V(G)10為宜。7.1 軟

28、件測(cè)試基礎(chǔ)根本目標(biāo)盡可能多地發(fā)現(xiàn)并排除軟件中潛藏的錯(cuò)誤，最終把一個(gè)高質(zhì)量的軟件系統(tǒng)交給用戶(hù)使用。軟件測(cè)試準(zhǔn)則(1) 所有測(cè)試都應(yīng)該能追溯到用戶(hù)需求。(2) 應(yīng)該遠(yuǎn)在測(cè)試開(kāi)始之前就制定出測(cè)試計(jì)劃。(3) 把Pareto原理應(yīng)用到軟件測(cè)試中。（測(cè)試發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤中的80%很可能是由程序中20%的模塊造成的。）(4) 應(yīng)該從“小規(guī)模”測(cè)試開(kāi)始，并逐步進(jìn)行“大規(guī)?！睖y(cè)試(5) 窮舉測(cè)試是不可能的。(6) 為了達(dá)到最佳的測(cè)試效果，應(yīng)該由獨(dú)立的第三方從事測(cè)試工作。測(cè)試方法測(cè)試步驟(1) 模塊測(cè)試；(2) 子系統(tǒng)測(cè)試；(3) 系統(tǒng)測(cè)試；(4) 驗(yàn)收測(cè)試；(5) 平行運(yùn)行7.2 白盒測(cè)試技術(shù)邏輯覆蓋 以程序的邏輯

29、結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)測(cè)試用例的技術(shù)。(1)語(yǔ)句覆蓋 使程序中每個(gè)語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。(2)判定覆蓋 使每個(gè)判定的真假分支都至少執(zhí)行一次。(3)條件覆蓋 使每個(gè)判定的每個(gè)條件的可能取值至少執(zhí)行一次。(4)判定/條件覆蓋 每個(gè)條件的所有可能取值至少執(zhí)行一次；使每個(gè)判定的真假分支都至少執(zhí)行一次。(5)條件組合覆蓋 所有可能的條件取值組合至少執(zhí)行一次。滿足條件組合覆蓋的測(cè)試數(shù)據(jù)，也一定滿足判定覆蓋、條件覆蓋和判定/條件覆蓋標(biāo)準(zhǔn)。覆蓋標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較強(qiáng)，但是也不意味著所有的路徑都能被執(zhí)行到。(6)路徑覆蓋 使程序中每條可能路徑都至少執(zhí)行一次?？刂平Y(jié)構(gòu)測(cè)試基本路徑測(cè)試（常用）第1步：畫(huà)出程序流圖 第2步：計(jì)算程序的環(huán)形

30、復(fù)雜度P （表示程序基本路徑集中的獨(dú)立路徑數(shù)的上限）第3步：確定獨(dú)立路徑的基本集合第4步：從該基本集合導(dǎo)出測(cè)試用例第5步：執(zhí)行測(cè)試用例第6步：寫(xiě)測(cè)試報(bào)告條件測(cè)試 條件成分的類(lèi)型包括布爾算符、布爾變量、布爾括?。ɡㄗ『?jiǎn)單條件或復(fù)合條件）、關(guān)系算符及算術(shù)表達(dá)式。循環(huán)測(cè)試 （1）簡(jiǎn)單循環(huán)；（2）嵌套循環(huán)；（3）串接循環(huán)7.3 黑盒測(cè)試技術(shù)黑盒測(cè)試著重測(cè)試軟件功能。黑盒測(cè)試并不能取代白盒測(cè)試，它是與白盒測(cè)試互補(bǔ)的測(cè)試方法，它很可能發(fā)現(xiàn)白盒測(cè)試不易發(fā)現(xiàn)的其他類(lèi)型的錯(cuò)誤。黑盒測(cè)試力圖發(fā)現(xiàn)下述類(lèi)型的錯(cuò)誤： 功能不正確或遺漏了功能； 界面錯(cuò)誤； 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤或外部數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)錯(cuò)誤；性能錯(cuò)誤； 初始化和終止錯(cuò)誤。

31、黑盒測(cè)試技術(shù)：(1)等價(jià)劃分法：把程序的輸入域劃分成若干個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)，據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)導(dǎo)出測(cè)試用例。(2)邊界值分析法。(3)錯(cuò)誤推測(cè)法。(4)因果圖法等9.1 面向?qū)ο蟮母拍?）對(duì)象 對(duì)象是封裝了數(shù)據(jù)和行為的通信單位。2）類(lèi) 類(lèi)是對(duì)具有相同數(shù)據(jù)和相同操作的一組對(duì)象的定義，即類(lèi)是對(duì)具有相同屬性和行為的對(duì)象的描述。3）消息 對(duì)象之間進(jìn)行通信的構(gòu)造或結(jié)構(gòu)。消息分為請(qǐng)求消息和完成消息兩種 (由消息模式描述)。消息模式：發(fā)送對(duì)象、接收對(duì)象、內(nèi)容4）封裝 面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)重要原則。封裝是指在面向?qū)ο蟮某绦蛑?，把?shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)操作的代碼集中起來(lái)放在對(duì)象內(nèi)部。5）繼承 面向?qū)ο竺枋鲱?lèi)之間相似性的重要機(jī)制，子類(lèi)自動(dòng)地共享基類(lèi)中

32、定義的數(shù)據(jù)和方法的機(jī)制。6）多態(tài)性 允許每個(gè)對(duì)象以自己最合適的方式去響應(yīng)共同的消息，從而增強(qiáng)軟件的靈活性和可復(fù)用性。7）重載 函數(shù)重載是指在同一作用域內(nèi)具有多個(gè)同名的函數(shù)，這些函數(shù)具有若干個(gè)不同的參數(shù)特征；運(yùn)算符重載是指同一個(gè)運(yùn)算符可以施加于不同類(lèi)型的操作數(shù)上。9.4 對(duì)象模型對(duì)象模型表示靜態(tài)的、結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)”性質(zhì)。它是對(duì)模擬客觀世界實(shí)體的對(duì)象以及對(duì)象彼此間的關(guān)系的映射，描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。類(lèi)圖的基本符號(hào)1. 定義類(lèi)UML中類(lèi)的圖形符號(hào)為長(zhǎng)方形，分成上、中、下3個(gè)區(qū)域（下面兩個(gè)區(qū)域可省略），分別放類(lèi)的名字、屬性和服務(wù)。類(lèi)名應(yīng)該是富于描述性的、簡(jiǎn)潔的而且無(wú)二義性的。2. 定義屬性UML

33、描述屬性的語(yǔ)法格式如下：可見(jiàn)性 屬性名： 類(lèi)型名=初值 性質(zhì)串屬性的可見(jiàn)性（即訪問(wèn)性）：共有的(public)、私有的(private)和保護(hù)的(protected)，分別用加號(hào)(+)、減號(hào)(-)和井號(hào)(#)表示。3. 定義服務(wù)服務(wù)也就是操作，UML描述操作的語(yǔ)法格式如下：可見(jiàn)性 操作名（參數(shù)表）： 返回值類(lèi)型性質(zhì)串參數(shù)表是用逗號(hào)分隔的形式參數(shù)的序列。描述一個(gè)參數(shù)的語(yǔ)法： 參數(shù)名：類(lèi)型名=默認(rèn)值表示關(guān)系的符號(hào)1. 關(guān)聯(lián) 關(guān)聯(lián)表示兩個(gè)類(lèi)的對(duì)象之間存在某種語(yǔ)義上的聯(lián)系。1）普通關(guān)聯(lián)：類(lèi)與類(lèi)之間存在連接關(guān)系就可以用普通關(guān)聯(lián)表示。2）關(guān)聯(lián)的角色：在任何關(guān)聯(lián)中都會(huì)涉及到參與此關(guān)聯(lián)的對(duì)象所扮演的角色（即起

34、的作用），如果沒(méi)有顯式標(biāo)出角色名，則意味著用類(lèi)名作為角色名。3）限定關(guān)聯(lián)：通常用在一對(duì)多或多對(duì)多的關(guān)聯(lián)關(guān)系中，可以把模型中的重?cái)?shù)從一對(duì)多變成一對(duì)一，或從多對(duì)多簡(jiǎn)化成多對(duì)一。4）關(guān)聯(lián)類(lèi)：說(shuō)明關(guān)聯(lián)的性質(zhì)可能需要一些附加信息。關(guān)聯(lián)類(lèi)通過(guò)一條虛線與關(guān)聯(lián)連接。關(guān)聯(lián)類(lèi)與一般類(lèi)一樣，也有屬性、操作和關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)中的每個(gè)連接與關(guān)聯(lián)類(lèi)的一個(gè)對(duì)象相聯(lián)系。2. 聚集 也稱(chēng)為聚合，是關(guān)聯(lián)的特例。聚集表示類(lèi)與類(lèi)之間的關(guān)系是整體與部分的關(guān)系1）共享聚集：在聚集關(guān)系中處于部分方的對(duì)象可同時(shí)參與多個(gè)處于整體方對(duì)象的構(gòu)成。一般聚集和共享聚集的圖示符號(hào)，都是在表示關(guān)聯(lián)關(guān)系的直線末端緊挨著整體類(lèi)的地方畫(huà)一個(gè)空心菱形。2）組合聚集：如

35、果部分類(lèi)完全隸屬于整體類(lèi)，部分與整體共存，整體不存在了部分也會(huì)隨之消失（或失去存在價(jià)值了），則該聚集稱(chēng)為組合聚集（簡(jiǎn)稱(chēng)為組成）。組成關(guān)系用實(shí)心菱形表示。3. 泛化 就是通常所說(shuō)的繼承關(guān)系，它是通用元素和具體元素之間的一種分類(lèi)關(guān)系。具體元素完全擁有通用元素的信息，并且還可以附加一些其他信息。用一端為空心三角形的連線表示泛化關(guān)系，三角形的頂角緊挨著通用元素。1）普通泛化：普通泛化與繼承基本相同。沒(méi)有具體對(duì)象的類(lèi)稱(chēng)為抽象類(lèi)。抽象類(lèi)通常作為父類(lèi)，用于描述其他類(lèi)（子類(lèi)）的公共屬性和行為。圖示抽象類(lèi)時(shí)，在類(lèi)名下方附加一個(gè)標(biāo)記值abstract。2）受限泛化：給泛化關(guān)系附加約束條件，以進(jìn)一步說(shuō)明該泛化關(guān)系的使用方法或擴(kuò)充方法。3）多重繼承：一個(gè)子類(lèi)可以同時(shí)多次繼承同一個(gè)上層基類(lèi)。9.5 動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型表示瞬時(shí)的、行為化的系統(tǒng)的“控制”性質(zhì)，它規(guī)定了對(duì)象模型中的對(duì)象的合法變化序列。9.6 功能模型用例圖 一幅用例圖包含的模型元素有系統(tǒng)、行為者、用例及用例之間的關(guān)系。1）用例：表示系統(tǒng)提供的服務(wù)，主要刻畫(huà)系統(tǒng)如何被參與者使用。Use Cas