軟件工程基礎(chǔ)知識點(diǎn)整理免費(fèi)版

1、軟件工程基礎(chǔ)知識點(diǎn)整理一.軟件工程基本概念:1.軟件定義:是計算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分,是包括程序、數(shù)據(jù)以及相關(guān)文檔的完整集合。(1程序是軟件開發(fā)人員根據(jù)用戶需求開發(fā)的、用程序設(shè)計語言描述的、適合計算機(jī)執(zhí)行的指令(語句序列。(2數(shù)據(jù)是使程序能夠正常操作信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。(3文檔是與程序開發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文資料。注:國標(biāo)(GB計算機(jī)軟件的定義:與計算機(jī)系統(tǒng)的操作相關(guān)的計算機(jī)程序、規(guī)程、規(guī)則以及可能有的文件、文檔及數(shù)據(jù)。2.軟件特點(diǎn):(1軟件是一種邏輯實體,而不是物理實體,具有抽象性,是計算機(jī)的無形部分;(2軟件的生產(chǎn)與硬件不同,它沒有明顯的制作過程;(3軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨

2、損、老化問題;(4軟件的開發(fā)、運(yùn)行對計算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性,受計算機(jī)系統(tǒng)的限制,這導(dǎo)致了軟件移植的問題;(5軟件復(fù)雜性高,成本昂貴;(6軟件開發(fā)涉及諸多的社會因素3.軟件分類:按照功能可以分為:應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件、支撐軟件(或工具軟件(1應(yīng)用軟件是為解決特定領(lǐng)域的應(yīng)用而開發(fā)的軟件。如:教務(wù)管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)等。(2系統(tǒng)軟件是計算機(jī)管理自身資源,提高計算機(jī)使用效率并為計算機(jī)用戶提供各種服務(wù)的軟件。如:操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。(3支撐軟件是介于系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之間,協(xié)助用戶開發(fā)軟件的工具軟件。比如:編碼工具軟件、測試工具軟件。4.軟件危機(jī):軟件危機(jī)是指在軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列

3、嚴(yán)重問題。軟件危機(jī)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:軟件開發(fā)的實際成本和進(jìn)度估計不準(zhǔn)確開發(fā)出來的軟件常常不能使用戶滿意軟件產(chǎn)品的質(zhì)量不高,存在漏洞,需要經(jīng)常打補(bǔ)丁大量已有的軟件難以維護(hù)軟件缺少有關(guān)的文檔資料開發(fā)和維護(hù)成本不斷提高,直接威脅計算機(jī)應(yīng)用的擴(kuò)大軟件生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步緩慢,跟不上硬件的發(fā)展和人們需求增長5.軟件工程的定義和目的:(1定義:軟件工程是指應(yīng)用計算機(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開發(fā)與維護(hù)軟件的學(xué)科。(2目的:研究軟件工程的主要目的就是在規(guī)定的時間、規(guī)定的開發(fā)費(fèi)用內(nèi)開發(fā)出滿足用戶需求的高質(zhì)量的軟件系統(tǒng)(高質(zhì)量是指錯誤率低、好用、易用、可移植、易維護(hù)等。(3軟件工程的三個要

4、素:方法、工具和過程。方法:完成軟件工程項目的技術(shù)手段;工具:支持軟件的開發(fā)、管理、文檔生成;過程:支持軟件開發(fā)的各個環(huán)節(jié)的控制、管理。(4核心思想:把軟件產(chǎn)品看作是一個工程產(chǎn)品來處理。二.軟件工程概述:1.軟件生命周期:(1定義:將軟件產(chǎn)品從提出、實現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過程稱為軟件生命周期。(2軟件生命周期一般劃分為定義、開發(fā)和維護(hù)3個階段:定義階段:可行性研究、需求分析2個階段;開發(fā)階段:概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、編碼實現(xiàn)和測試4個階段;維護(hù)階段:使用、維護(hù)、退役階段。詳解:a.軟件定義階段:包括制定計劃和需求分析。制定計劃:確定總目標(biāo);可行性研究;探討解決方案;制定開發(fā)計劃。需求分析:

5、對待開發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)的定義。需求分析方法有:1結(jié)構(gòu)化需求分析方法;2面向?qū)ο蟮姆治龇椒?。需求分析的任?wù)就是導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型,解決“做什么”的問題。需求分析一般分為需求獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格說明書和需求評審四個步驟進(jìn)行。b.軟件開發(fā)階段:軟件設(shè)計:分為概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計兩個部分。軟件實現(xiàn):把軟件設(shè)計轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可以接受的程序代碼。軟件測試:在設(shè)計測試用例的基礎(chǔ)上檢驗軟件的各個組成部分。c.軟件運(yùn)行維護(hù)階段:軟件投入運(yùn)行,并在使用中不斷地維護(hù),進(jìn)行必要的擴(kuò)充和刪改。注:軟件生命周期中所花費(fèi)最多的階段是軟件運(yùn)行維護(hù)階段。2.軟件工程原則:抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化

6、、確定性、一致性、完備性和可驗證性。3.軟件工具與軟件開發(fā)環(huán)境:(1軟件工具就是幫助開發(fā)軟件的軟件。它們對提高軟件生產(chǎn)率,促進(jìn)軟件生產(chǎn)的自動化都有重要的作用。(2軟件開發(fā)環(huán)境(或稱軟件工程環(huán)境是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具的集合,這些軟件工具按照一定的方法和模式組合起來,共同支持軟件生命周期內(nèi)的各個階段和各項任務(wù)的完成。三.軟件設(shè)計基本概念:軟件工程過程軟件設(shè)計目的:確定軟件的總體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、用戶界面和算法細(xì)節(jié)任務(wù):將需求階段產(chǎn)生的軟件需求說明轉(zhuǎn)換為用適當(dāng)手段表示的軟件設(shè)計文檔軟件設(shè)計分為總體設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計四.軟件設(shè)計的基本原理:1.總體設(shè)計目的:要解決的問題是“怎樣實現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)”任務(wù)

7、:確定軟件的總體結(jié)構(gòu),進(jìn)行模塊劃分,確定每個模塊的功能、接口及模塊之間的調(diào)用關(guān)系,并對全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,同時產(chǎn)生概要設(shè)計說明書2.詳細(xì)設(shè)計目的:要解決的問題是“應(yīng)該怎樣具體實現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)”任務(wù):在概要設(shè)計的基礎(chǔ)上,設(shè)計每個模塊實現(xiàn)的細(xì)節(jié)及對局部數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(包括模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和所需的算法,同時產(chǎn)生詳細(xì)設(shè)計說明書3.軟件編碼目的:產(chǎn)生能在計算機(jī)上執(zhí)行的程序任務(wù):根據(jù)系統(tǒng)的要求和開發(fā)環(huán)境,選用合適的程序設(shè)計語言,把詳細(xì)設(shè)計的結(jié)果翻譯成用該程序設(shè)計語言編寫的程序代碼(源程序4.軟件測試軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤而執(zhí)行程序的過程目的和任務(wù):通過在計算機(jī)上執(zhí)行程序來盡可能多地發(fā)現(xiàn)軟件產(chǎn)品中的錯誤和

8、缺陷,并改正程序中的錯誤,以保證程序的可靠運(yùn)行。5.軟件維護(hù)軟件維護(hù)階段是長期的過程,因為,經(jīng)過測試的軟件還可能有錯,用戶的要求還會發(fā)生變化,軟件運(yùn)行的環(huán)境也可能變化等等。因此,交付使用的軟件仍然需要繼續(xù)排錯、修改和擴(kuò)充,這就是軟件維護(hù)。注:(1軟件維護(hù)的目的是滿足用戶對已開發(fā)產(chǎn)品的性能與運(yùn)行環(huán)境不斷提高的需要,進(jìn)而達(dá)到延長軟件的壽命。軟件維護(hù)就是在軟件交付使用之后,為了改正錯誤或滿足新的需要而修改軟件的過程。(2軟件維護(hù)的類型有如下幾種:1改正性維護(hù):診斷和改進(jìn)錯誤的過程(。2適應(yīng)性維護(hù):為與變化的環(huán)境適當(dāng)?shù)嘏浜隙M(jìn)行的修改軟件的活動。3完善性維護(hù):為了滿足用戶提出的增加新功能或修改已有功能

9、的建議而進(jìn)行維護(hù)。4預(yù)防性維護(hù):為了改進(jìn)未來的可維護(hù)性和可靠性。軟件開發(fā)時期要完成設(shè)計和實現(xiàn)兩大任務(wù),其中設(shè)計任務(wù)用需求分析和軟件設(shè)計兩個階段完成,實現(xiàn)任務(wù)用編碼和測試兩個階段完成。開發(fā)任務(wù)完成的好與壞,關(guān)系到軟件產(chǎn)品的質(zhì)量,完成開發(fā)任務(wù)的關(guān)鍵是選擇好的軟件開發(fā)方法。目前,軟件開發(fā)方法主要有結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法和面向?qū)ο箝_發(fā)方法。五.結(jié)構(gòu)化分析方法1.結(jié)構(gòu)化分析(簡稱SA方法是面向數(shù)據(jù)流進(jìn)行需求分析的方法。該方法使用簡單易讀的符號,運(yùn)用抽象的概念模型,根據(jù)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,描繪出滿足功能要求的軟件模型2.結(jié)構(gòu)化分析方法的常用工具:數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、結(jié)構(gòu)化語言、判定樹、

10、判定表3.SA的基本步驟如下:自頂向下對系統(tǒng)進(jìn)行功能分解,畫出分層的數(shù)據(jù)流圖由后向前定義系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和加工,編制數(shù)據(jù)字典和加工說明寫出需求規(guī)格說明書(SRS4.數(shù)據(jù)流圖(1數(shù)據(jù)流圖是以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在軟件系統(tǒng)中流動和處理的過程,由于它只反映系統(tǒng)必須完成的邏輯功能,所以它是一種功能模型。(2數(shù)據(jù)流圖由數(shù)據(jù)流、加工(又稱數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(又稱文件、數(shù)據(jù)源點(diǎn)或終點(diǎn)四種基本成分組成。(3數(shù)據(jù)流圖(簡稱DFD圖形元素:數(shù)據(jù)流:是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑。使用箭頭代表數(shù)據(jù)的流向,數(shù)據(jù)名稱標(biāo)在箭頭的邊上加工:輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過加工變換產(chǎn)生輸出。使用圓框代表加工數(shù)據(jù)存儲:指處理過程中存放各種數(shù)據(jù)。使用雙杠(或單杠

11、表示數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫。文件與加工之間用箭頭線連接,單向表示只讀或只寫,雙向表示可讀可寫數(shù)據(jù)源點(diǎn)或終點(diǎn):指軟件系統(tǒng)外部環(huán)境中的實體(包括人員、組織或其他軟件系統(tǒng),統(tǒng)稱為外部實體。使用方框表示數(shù)據(jù)的源點(diǎn)和終點(diǎn)(4建立數(shù)據(jù)流圖的步驟第一步:由外向里:先畫系統(tǒng)的輸入輸出,然后畫系統(tǒng)的內(nèi)部。第二步:自頂向下:順序完成頂層、中間層、底層數(shù)據(jù)流圖。第三步:逐層分解。5.DFD圖的數(shù)據(jù)流可分為兩種類型:變換流和事務(wù)流(1變換流:信息沿著輸入通路進(jìn)入系統(tǒng),同時將信息的外部形式轉(zhuǎn)換成內(nèi)部形式,通過變換中心處理之后,再沿著輸出通路轉(zhuǎn)換成外部形式輸出(2事務(wù)流:信息沿著輸入通路到達(dá)一個事務(wù)中心,事務(wù)中心根據(jù)輸入信息的

12、類型在若干個動作序列中選擇一個來執(zhí)行,這種信息流稱為事務(wù)流6.數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典就是用來定義數(shù)據(jù)流圖中的各個成分的具體含義和詳細(xì)的描述。它和數(shù)據(jù)流圖共同構(gòu)成了系統(tǒng)的邏輯模型,是需求規(guī)格說明書的主要組成部分。是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心。數(shù)據(jù)字典是為分析人員查找數(shù)據(jù)流圖中有關(guān)名字的詳細(xì)定義而服務(wù)的。數(shù)據(jù)字典有四類條目:數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)存儲和基本加工。7.判定表舉例(1年交易額在5萬或5萬以下,則不給予折扣;(2對于年交易額在5萬以上時:如果無欠款,則給予15%的折扣;如果有欠款,而且與本公司的交易關(guān)系在20年以上,則折扣為10%;如果有欠款,而且與本公司交易關(guān)系在20年以下,則折扣為5%。8.軟件需

13、求規(guī)格說明書:是需求分析階段的最后成果,是軟件開發(fā)中的重要文檔之一。作用:1作為用和開發(fā)人員之間的合同;2作為開發(fā)人員進(jìn)行設(shè)計和編程的根據(jù);3作為軟件開發(fā)完成后驗收的依據(jù)9.結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法(簡稱SD是實現(xiàn)軟件概要設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一, SD方法是一種面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,它與SA方法銜接。SD方法的中心任務(wù)就是把用DFD圖表示的系統(tǒng)分析模型方便地轉(zhuǎn)換為軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計模型。SD方法采用結(jié)構(gòu)圖(簡稱SC來描述程序的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)圖的基本成分有模塊、調(diào)用和數(shù)據(jù)。10.軟件設(shè)計的基本原理包括:抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。1抽象。抽象是一種思維工具,就是把事物本質(zhì)的共同特性提取出來而不考慮其他細(xì)節(jié)。2

14、模塊化。解決一個復(fù)雜問題時自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成一個個較小的、相對獨(dú)立但又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。注:模塊是在程序中數(shù)據(jù)說明、可執(zhí)行語句等程序?qū)ο蟮募稀?信息隱蔽。每個模塊的實施細(xì)節(jié)對于其他模塊來說是隱蔽的。4模塊獨(dú)立性。軟件系統(tǒng)中每個模塊只涉及軟件要求的具體的子功能,而和軟件系統(tǒng)中其他的模塊的接口是簡單的模塊的耦合性和內(nèi)聚性是衡量軟件的模塊獨(dú)立性的兩個定性指標(biāo)。a.內(nèi)聚性:是對模塊功能強(qiáng)度的度量,即對一個模塊內(nèi)部各個元素(語句之間、程序段間彼此結(jié)合的緊密程度的度量。b.耦合性:是模塊間互相連接的緊密程度的度量。模塊之間聯(lián)系越緊密,其耦合性就越強(qiáng),模塊的獨(dú)立性則越差。注:一個設(shè)計良好的

15、軟件系統(tǒng)應(yīng)具有高內(nèi)聚、低耦合的特征。在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計中,模塊劃分的原則是:模塊內(nèi)具有高內(nèi)聚度,模塊間具有低耦合度。軟件設(shè)計有兩個步驟:概要設(shè)計(總體設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計(過程設(shè)計。(1概要設(shè)計(又稱結(jié)構(gòu)設(shè)計是將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)、確定系統(tǒng)級接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式;(2詳細(xì)設(shè)計是確定每個模塊的實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),通過對結(jié)構(gòu)表示進(jìn)行細(xì)化,得到軟件的詳細(xì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。11.軟件概要設(shè)計的基本任務(wù)是:1設(shè)計軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu);2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計;3編寫概要設(shè)計文檔;4概要設(shè)計文檔評審。概要設(shè)計的圖形工具:層次圖、HIPO圖和結(jié)構(gòu)圖12.結(jié)構(gòu)圖是常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計工具,相關(guān)術(shù)語如下:1深度

16、:表示控制的層數(shù)。2上級模塊、從屬模塊:上、下兩層模塊a和b,且有a調(diào)用b,則a是上級模塊,b是從屬模塊。3寬度:整體控制跨度(最大模塊數(shù)的層的表示。4扇入:調(diào)用一個給定模塊的模塊個數(shù)。5扇出:一個模塊直接調(diào)用的其他模塊數(shù)。6原子模塊:樹中位于葉子結(jié)點(diǎn)的模塊。13.詳細(xì)設(shè)計的常用工具:1.程序流程圖(程序框圖2.N-S圖,也稱盒圖3.PAD問題分析圖4、PDL過程設(shè)計語言六.了里軟件測試的目的和準(zhǔn)則1.軟件測試就是保證軟件質(zhì)量的重要手段,其主要過程涵蓋了整個軟件生命周期的過程,包括需求定義階段的需求測試、編碼階段的單元測試、集成測試以及后期的確認(rèn)測試、系統(tǒng)測試、驗證軟件是否合格、能否交付給用戶

17、使用。軟件測試就是使用人工或自動手段來運(yùn)行或測定某個系統(tǒng)的過程,其目的在于檢驗它是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果與實際結(jié)果之間的差別。2.軟件測試的原則:1所有測試都應(yīng)追溯到需求2嚴(yán)格執(zhí)行測試計劃,排除測試的隨意性3避免由軟件開發(fā)人員測試自己的程序,充分注意測試中的群集性現(xiàn)象4除了很小的程序外,“徹底”的窮舉測試是不可能的5妥善保存測試計劃、測試用例、出錯統(tǒng)計和最終的分析報告,為維護(hù)提供方便軟件測試的每一次測試都需要準(zhǔn)備好一些測試數(shù)據(jù),與被測程序一起輸入到計算機(jī)中執(zhí)行;一般把程序執(zhí)行一次需要的一組測試數(shù)據(jù)和該組測試數(shù)據(jù)可以得出怎樣的輸出結(jié)果(期望結(jié)果稱為一個“測試用例”,每一個測試用例產(chǎn)生一

18、個相應(yīng)的“測試結(jié)果”,如果它與“期望結(jié)果”不相符合,說明程序中存在錯誤,需要改正錯誤。測試是對軟件規(guī)格說明、設(shè)計和編碼的最后的復(fù)審,所以軟件測試貫穿在整個軟件開發(fā)期的全過程。 七軟件測試的方法和實施 對于軟件測試方法和技術(shù)，可以從不同的角度加以分類。 從是否需要執(zhí)行被測軟件的角度，軟件測試分為靜態(tài)分析和動態(tài)測試 按照功能劃分，動態(tài)測試又分為白盒測試和黑盒測試 靜態(tài)測試一般是指人工評審軟件文檔或程序， 借以發(fā)現(xiàn)其中的錯誤， 由于被評審的文檔或程序不 必運(yùn)行，所以稱為靜態(tài)的。 靜態(tài)測試包括代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量等。 動態(tài)測試是指通過運(yùn)行軟件來檢查軟件中的動態(tài)行為和運(yùn)行結(jié)果的正確性，

19、也就是常說的上機(jī)測 試。 動態(tài)測試一般包括兩個基本要素：被測程序和測試數(shù)據(jù) 測試能否發(fā)現(xiàn)錯誤取決于測試用例的設(shè)計。 動態(tài)測試的設(shè)計測試用例的方法一般分為黑盒測試和白盒測試。 白盒測試也稱結(jié)構(gòu)測試，它與程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)，要利用程序結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)細(xì)節(jié)設(shè)計測試用例，它 涉及程序風(fēng)格、控制方法、源程序、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和編碼細(xì)節(jié)。 黑盒測試 是測試者已經(jīng)知道被測程序的功能， 而對程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)和處理過程完全不用考慮， 只是對 它的每一個功能進(jìn)行測試， 將測試后的結(jié)果與期望的結(jié)果進(jìn)行分析比較， 檢查程序的功能是否符 合規(guī)格說明書的要求。 黑盒測試是在程序接口進(jìn)行的測試 測試用例設(shè)計 測試用例是由測試數(shù)據(jù)和期望

20、結(jié)果組成。 設(shè)計測試用例的目的就是用盡可能少的測試數(shù)據(jù)， 達(dá)到 盡可能大的程序覆蓋面，發(fā)現(xiàn)盡可能多的軟件錯誤和問題 用白盒法設(shè)計測試用例常用以下幾種技術(shù)： 語句覆蓋 判定覆蓋 條件覆蓋 判定條件覆蓋 條件組合覆蓋 路徑覆蓋 用黑盒法設(shè)計測試用例常用以下幾種技術(shù)： 等價類劃分法 邊界值分析法 錯誤推測法 因果圖法 軟件測試的實施 單元測試：是對每一個編制好的模塊進(jìn)行測試，其目的在于發(fā)現(xiàn)和排除各模塊內(nèi)部可能存在 的差錯及詳細(xì)設(shè)計中產(chǎn)生的錯誤。進(jìn)行單元測試時，根據(jù)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計測試用例，主要采 用白盒測試法 軟件測試的實施 集成測試。是在單元測試的基礎(chǔ)上，將所有模塊按照設(shè)計要求組裝成為系統(tǒng)而進(jìn)行的測試， 它的任務(wù)是檢查模塊間的接口和通信、 各子功能的組合能否達(dá)