軟件工程筆記

（建筑工程管理）軟件工程

筆記整理

2020年4月

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軟件工程概論

1、軟件危機(jī)

11軟件工程的目的：倡導(dǎo)以工程的原理、原則和方法進(jìn)行軟件開發(fā)，以解決當(dāng)時出現(xiàn)的軟

件危機(jī)。

21軟件危機(jī)：指在計算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列問題。

A、如何開發(fā)軟件以滿足對軟件日益增長的需求。

B、如何維護(hù)數(shù)量不斷增長的已有軟件。

3I軟件危機(jī)的主要表現(xiàn)形式

A、軟件開發(fā)成本高，研制進(jìn)度無法準(zhǔn)確估計，用戶不滿意。

B、軟件產(chǎn)品的可靠性得不到保證。

C、軟件產(chǎn)品難以維護(hù)。

D、軟件發(fā)展跟不上硬件的發(fā)展和用戶的要求，硬件成本逐年下降，軟件成本越來越昂貴。

2、軟件工程概念

11軟件：計算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔。程序是計算任務(wù)的處理對象和處理規(guī)則的描述；

文檔是為了便于理解程序所需的闡明性資料。細(xì)言之，軟件有三層含義：

A、個體含義：即指計算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔。

B、整體含義：即指在特定計算機(jī)系統(tǒng)中所有上述個體含義下的軟件的總稱。

C、學(xué)科含義：即指在研究、開發(fā)、維護(hù)以及使用前述含義下的軟件所涉及的理論、方法、

技術(shù)所構(gòu)成的學(xué)科。21工程：將理論和所學(xué)的知識應(yīng)用于實踐的科學(xué)。

3X軟件工程：應(yīng)用計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等原理，開發(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，降低成本為目的。其中，計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)用于構(gòu)造模型與

算法，工程科學(xué)用于制定規(guī)范、設(shè)計范型、評估成本及確定權(quán)衡，管理科學(xué)用于計劃、資源、

質(zhì)量、成本等管理。

3、軟件工程框架（參見附圖軟件工程框架示意圖）

1X軟件工程目標(biāo)：生產(chǎn)具有正確性、可用性和開銷合宜的產(chǎn)品。

A、正確性：是指軟件產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期功能的程度。

B、可用性：是指軟件基本結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)以及文檔為用戶可用的程度。

C、開銷合宜：是指軟件開發(fā)、運行的整個開銷滿足用戶要求的程度。

21軟件開發(fā)活動：生產(chǎn)一個最終滿足需求且達(dá)到工程目標(biāo)的軟件產(chǎn)品所需要的活動。軟件

開發(fā)的基本活動包括：需求、設(shè)計、實現(xiàn)、確認(rèn)、和支持。

A、需求：就是定義問題。

B、設(shè)計：在需求的基礎(chǔ)上，給出被建系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案。

C、實現(xiàn)：在軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上，編碼被建系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中的每一模塊或構(gòu)件。

D、確認(rèn)：需求復(fù)審、設(shè)計復(fù)審及程序測試。

E、支持：為系統(tǒng)的運行提供糾錯性維護(hù)和完善性維護(hù)。

3\軟件工程原則：圍繞軟件開發(fā)，提出了以下基本原則。

A、選取適宜的開發(fā)范型：在系統(tǒng)設(shè)計中，經(jīng)常需要權(quán)衡軟件需求、硬件需求以及其它因素

之間的相互制約和影響，適應(yīng)需求的易變性。選用適宜的開發(fā)范型，以保證軟件開發(fā)的可持

續(xù)性，并使最終的軟件產(chǎn)品滿足客戶的要求。

B、采用好的設(shè)計方法：在軟件設(shè)計中，通常需要考慮軟件的模塊化、信息隱蔽、局部化、

一致性以及適應(yīng)性等問題。采用合適的設(shè)計方法，支持這些問題的解決和實現(xiàn)。

C、提供高質(zhì)量的工程支持：如其它工程一樣，需要提供高質(zhì)量的工程支持，例如配置管理、

質(zhì)量保證等，才能按期交付高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。

D、有效的軟件工程管理：軟件工程的管理，直接影響可用資源的有效利用，提高軟件組織

的生產(chǎn)能力。僅當(dāng)對軟件過程實施有效管理時，才能實現(xiàn)有效的軟件工程。

4X軟件工程學(xué)科研究的內(nèi)容：軟件開發(fā)模型、軟件開發(fā)方法、軟件過程、軟件工具、軟件

開發(fā)環(huán)境、計算機(jī)輔助軟件工程以及軟件經(jīng)濟(jì)學(xué)等。

51軟件開發(fā)方法學(xué)：是一種已定義好的技術(shù)集和符號表示習(xí)慣，來組織軟件開發(fā)的過程，

一般表示為一系列步驟，包括結(jié)構(gòu)化方法、面向?qū)ο蠓椒āackson方法、Warnier方法、

PAM方法、可視化方法等。

軟件開發(fā)模型

1、軟件開發(fā)模型：軟件開發(fā)全部過程、活動、任務(wù)的結(jié)構(gòu)框架。

2、軟件生存周期：軟件產(chǎn)品從定義開始，經(jīng)過開發(fā)、使用和維護(hù)，直到最后被淘汰的整個

過程。

3、軟件過程：是為了獲得高質(zhì)量的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

項任務(wù)的工作步驟。

4、瀑布模型（參見瀑布模型示意圖）

1\概述：將軟件生存周期的各項活動規(guī)定為依固定順序連接的若干階段工作，形如瀑布流

水，最終得到軟件產(chǎn)品，是一種線性模型。

2X各階段活動：提出系統(tǒng)需求、提出軟件需求、需求分析、設(shè)計、編碼、測試和運行。

3X每一階段的特征

A、從上一階段接受本階段工作的對象，作為輸入。

B、對上述輸入實施本階段的活動。

C、給出本階段的工作成果，作為輸出傳入下一階段。

D、對本階段工作進(jìn)行評審，若本階段工作得到確認(rèn)，則繼續(xù)下階段工作；否則返回前一階

段，甚至更前階段。

4X優(yōu)缺點

A、優(yōu)點：在支持結(jié)構(gòu)化軟件開發(fā)、控制軟件開發(fā)的復(fù)雜性、促進(jìn)軟件開發(fā)工程化等方面起

著顯著作用。

B、缺點：缺乏靈活性，無法通過開發(fā)活動澄清本來不夠確切的軟件需求。

5、演化模型（參見演化模型示意圖）

1）概述：演化模型主要針對事先不能完整定義需求的軟件開發(fā)。

2X開發(fā)過程：首先開發(fā)核心系統(tǒng)，當(dāng)核心系統(tǒng)投入運行后，開發(fā)人員根據(jù)用戶的反饋，實

施開發(fā)的迭代過程。每一迭代過程均由需求、設(shè)計、編碼、測試、集成等階段組成，直到軟

件開發(fā)結(jié)束。

3X優(yōu)點：一定程度上減少了軟件開發(fā)活動的盲目性。

6、螺旋模型（參見螺旋模型示意圖）

1）概述：在瀑布模型和演化模型的基礎(chǔ)上，加入兩者所忽略的風(fēng)險分析所建立的一種軟件

開發(fā)模型。

21特點：沿螺旋模型順時針方向，依次表達(dá)了四個方面的活動，制定計劃、風(fēng)險分析、實

施工程、客戶評估。

7、噴泉模型：它體現(xiàn)了軟件創(chuàng)建所固有的迭代和無間隙特征。主要用于面向?qū)ο箝_發(fā)過程。

（參見噴泉模型示意圖）

8、增量模型：在設(shè)計了軟件系統(tǒng)整體體系結(jié)構(gòu)之后，首先完整的開發(fā)系統(tǒng)的一個初始子集，

繼之，根據(jù)這一子集，建造一個更加精細(xì)的版本，如些不斷地進(jìn)行系統(tǒng)的增量開發(fā)。（參見

增量模型示意圖）

9、各種模型之間的區(qū)別與聯(lián)系

IX瀑布模型、演化模型、螺旋模型之間的異同。

A、相同點：都分為多個階段。

B、不同點：瀑布模型一次完成軟件；演化模型分為多次完成，每次迭代完成軟件的一個部

分；螺旋模型也分為多次完成，每次完成軟件的一個新原型，并考慮風(fēng)險分析。

2X演化模型和增量模型的區(qū)別

A、演化模型：首先開發(fā)核心系統(tǒng)，每次迭代為系統(tǒng)增加一個子集，整個系統(tǒng)是增量開發(fā)和

增量提交。

B、增量模型：首先完整的開發(fā)系統(tǒng)的一個初始子集，然后不斷的建造更精細(xì)的版本。

3X需要完整定義需求的模型：瀑布模型、增量模型。

4X屬于迭代風(fēng)范的模型：演化模型、增量模型、噴泉模型、螺旋模型。

第三章結(jié)構(gòu)化需求分析

L需求分析

1）、基本任務(wù)：準(zhǔn)確定義未來系統(tǒng)的目標(biāo)，確定為了滿足用戶的需要系統(tǒng)必須

做什么。

2）、承擔(dān)者：系統(tǒng)分析員。

3）、兩個階段：需求獲取和需求規(guī)約。

2、需求獲取

1）、目的：清楚地理解所要解決的問題，完整地獲取用戶需求。2）、主要活動:

通過學(xué)習(xí)、請教領(lǐng)域?qū)＜摇⑾蛴脩籼釂柕取?/p>

3）、三大挑戰(zhàn)：問題空間理解；人與人之間的通信；需求的不斷變化。

4）、分類及內(nèi)容

A、功能性需求：定義系統(tǒng)做什么。

B、非功能性需求：定義系統(tǒng)工作時的特性。

5）、原則

A、劃分：捕獲問題空間的"整體/部分"關(guān)系。

B、抽象：捕獲問題空間的"一般/特殊"或"特例"關(guān)系。

C、投影：捕獲問題空間的多維"視圖"。

6）、技術(shù)

A、一種好的需求獲取技術(shù)應(yīng)具備的基本特征。

①提供方便的通信；

②提供定義系統(tǒng)邊界的方法；

③提供支持抽象的基本機(jī)制；

④鼓勵分析員使用問題空間的術(shù)語思考問題，編寫文檔；

⑤為分析員提供多種可供選擇的設(shè)計方案；

⑥適應(yīng)需求的變化。

B、Jacobson提出的用況法基本符合以上特征，詳見"第五章面向?qū)ο蠓椒?的

“用況圖"。

3、需求規(guī)約：對需求陳述進(jìn)行分析，解決其中存在的二義性和不一致性，并以

一種系統(tǒng)化的形式準(zhǔn)確地表達(dá)用戶的需求，形成所謂的需求規(guī)格說明書。

4、結(jié)構(gòu)化方法：是一種系統(tǒng)化開發(fā)軟件的方法，該方法基于模塊化的思想，采

用"自頂向下，逐步求精”的技術(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行劃分，分解和抽象是它的兩個基本

手段，結(jié)構(gòu)化方法是結(jié)構(gòu)化分析、結(jié)構(gòu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)化編程的總稱。

6、結(jié)構(gòu)化分析

1）、基本步驟

A、通過對現(xiàn)實系統(tǒng)的了解和分析，或基于需求陳述，建立該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖；

B、基于得到的數(shù)據(jù)流圖，建立該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典；

C、基于得到的數(shù)據(jù)流圖，對最低層的加工給出其控制結(jié)構(gòu)描述；

D、依據(jù)需求，建立人機(jī)接口和其他性能描述；

E、通過分析和驗證，建立系統(tǒng)完整的需求規(guī)約。

2）、結(jié)構(gòu)化分析模型：數(shù)據(jù)流圖（DFD）是一種描述數(shù)據(jù)變換的圖形工具,是

結(jié)構(gòu)化分析方法最普遍采用的表示手段，數(shù)據(jù)字典和小說明為數(shù)據(jù)流圖提供了補(bǔ)

充，并用以驗證圖形表示的正確性、一致性和完整性，以上三者構(gòu)成了結(jié)構(gòu)化分

析的模型。

A、數(shù)據(jù)流圖：是一種描述數(shù)據(jù)變換的圖形工具，系統(tǒng)接受輸入的數(shù)據(jù)，經(jīng)過一

系列的變換（或稱加工），最后輸出結(jié)果數(shù)據(jù)。包括加工、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、

數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)潭。

①加工：是對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的單元；用圓圈表示；頂層的加工名就是軟件系統(tǒng)的

名字，加工的名字最好使用動賓詞組（e.g.計算費用），也可用主謂詞組（e.g.

費用計算），不要使用意義空洞的動詞作為加工名（e.g.計算）。

②數(shù)據(jù)流：表示數(shù)據(jù)（由一組數(shù)據(jù)項組成）和數(shù)據(jù)流向（三種流向：從加工流向

加工；從數(shù)據(jù)源流向加工或從加工流向數(shù)據(jù)潭；從加工流向數(shù)據(jù)存儲或從數(shù)據(jù)存

儲流向加工。兩個加工之間可以有多個數(shù)據(jù)流，這些數(shù)據(jù)流之間沒有任何聯(lián)系，

數(shù)據(jù)流圖不表明它們的先后次序）；用箭頭表示；用名詞或名詞詞組命名，盡量

選用現(xiàn)實系統(tǒng)中已有的名字。

③數(shù)據(jù)存儲：表示信息的靜態(tài)存儲；用兩條平行線表示；其命名方法同數(shù)據(jù)流。

④數(shù)據(jù)源：數(shù)據(jù)的來源；用矩形表示；

⑤數(shù)據(jù)潭：數(shù)據(jù)的最終目的地；用矩形表示。

B、數(shù)據(jù)字典：以一種準(zhǔn)確的和無二義的方式定義所有被加工引用的數(shù)據(jù)流和數(shù)

據(jù)存儲。包括數(shù)據(jù)流條目、數(shù)據(jù)存儲條目、數(shù)據(jù)項條目。常用邏輯操作符："="

等價于（定義為）、"+"與（順序結(jié)構(gòu)）、"{}"重復(fù)（循環(huán)結(jié)構(gòu)）、"［『或

（選擇結(jié)構(gòu)）、"（）"任選、界域。

C、小說明：用于描述底層加工，集中描述一個加工的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏

輯關(guān)系，即加工邏輯，并不描述具體的加工過程。一般用自然語言、結(jié)構(gòu)化自然

語言、判定表和判定樹等描述。

①結(jié)構(gòu)化自然語言：分為內(nèi)外兩層，外層語法描述操作的控制結(jié)構(gòu)，內(nèi)層語法用

自然語言描述。如：在飛機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)中

在旅游旺季的7~9,12月

如果訂票超過20張

優(yōu)惠票價的15%

如果訂票20張以下

優(yōu)惠票價的5%

在旅游淡季的1~6,10,11月份

如果訂票超過20張

優(yōu)惠30%

如果訂票20張以下

優(yōu)惠20%

②判定表：分四個區(qū)，一區(qū)列出所有的條件類別，二區(qū)列出所有的條件組合，三

區(qū)列出所有的操作，四區(qū)列出在相應(yīng)的組合條件下某個操作是否執(zhí)行或執(zhí)行情

況。如：

旅游時間7~9,12月1~6,10,U月

訂票量<=20>20<=20>20

折扣量5%15%20%30%

③判定樹：用圖形形式描述加工邏輯。

3）、建立結(jié)構(gòu)化分析模型的步驟（附實例）

A、確定系統(tǒng)邊界，畫出系統(tǒng)環(huán)境圖（參見系統(tǒng)環(huán)境示意圖）

B、自頂向下，畫出各層數(shù)據(jù)流圖

①功能分解（參見功能分解示意圖）

②數(shù)據(jù)流的分派（參見數(shù)據(jù)流分派示意圖）

③文件引入與精化（參見精化示意圖）

④如果有必要，從①開始對分解后的加工再次進(jìn)行分解，建立更下一層的數(shù)據(jù)流

圖

C、定義數(shù)據(jù)字典

D、定義小說明

E、匯總前面各步驟的結(jié)果

4）、注意事項

A、模型平衡原則

①數(shù)據(jù)流圖中所有的圖形元素必須根據(jù)它們的用法規(guī)則正確使用；

②每個數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲都要在數(shù)據(jù)字典中有定義，數(shù)據(jù)字典將包括各層數(shù)據(jù)流

圖中數(shù)據(jù)元素的定義；

③數(shù)據(jù)字典中的定義使用合法的邏輯構(gòu)造符號；

④數(shù)據(jù)流圖中最底層的加工必須在小說明中有定義；

⑤父圖和子圖必須平衡，即父圖中某加工的輸入輸出（數(shù)據(jù)流）和分解這個加工

的子圖的輸入輸出（數(shù)據(jù)流）必須完全一致；

⑥小說明和數(shù)據(jù)流圖的圖形表示必須一致。

B、控制復(fù)雜性的一些規(guī)則

①上層數(shù)據(jù)流可以打包，上、下層數(shù)據(jù)流的對應(yīng)關(guān)系用數(shù)據(jù)字典描述，同層的數(shù)

據(jù)流也可編號對應(yīng)在，包內(nèi)流的性質(zhì)（輸入/輸出）必須一致；

②為便于理解，一幅圖中的圖元個數(shù)控制在7±2以內(nèi)；

③檢查同每個加工相關(guān)的數(shù)據(jù)流，并尋找是否有其他可降低界面復(fù)雜性的劃分方

法；

④分析數(shù)據(jù)內(nèi)容，確定是否所有輸入信息都用于產(chǎn)生輸出信息；相應(yīng)地，由一個

加工產(chǎn)生的所有信息是否都能由進(jìn)入該加工的信息導(dǎo)出。

7、需求驗證：就是對軟件需求規(guī)格說明書（SRS）加以驗證，需要從以下方面進(jìn)

行：正確性，無二義性，完整性，可驗證性，一致性，可理解性，可修改性，可

被跟蹤性，可跟蹤性，設(shè)計無關(guān)性，注釋。

8、需求規(guī)格說明書

1）、概述：是需求分析階段產(chǎn)生的一份最重要的文檔，它以一種一致的、無二

義的方式準(zhǔn)確的表達(dá)用戶的需求。

2）、作用

A、作為軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)和用戶之間一份事實上的技術(shù)合同書；

B、作為軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)下一步進(jìn)行設(shè)計和編碼的基礎(chǔ)；

C、作為測試和驗收目標(biāo)系統(tǒng)的依據(jù)。

3）、基本結(jié)構(gòu)：引言、概述、數(shù)據(jù)流圖與數(shù)據(jù)字典、接口、性能需求、屬性、

其他需求。

9、需求分析階段的另外兩份文檔：初步測試計劃和用戶系統(tǒng)描述。

結(jié)構(gòu)化設(shè)計

1、軟件設(shè)計階段：需求分析階段的主要任務(wù)是確定系統(tǒng)必須"做什么"，形成軟件的需求

規(guī)格說明書，軟件設(shè)計階段主要任務(wù)是確定系統(tǒng)"怎么做"，從軟件需求規(guī)格說明書出發(fā),

形成軟件的具體設(shè)計方案，軟件設(shè)計可以采用多種方法，如結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法、面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

的設(shè)計方法、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法等，結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計可以分為總體設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計兩個階

段。

2、數(shù)據(jù)流圖的類型

1X變換型數(shù)據(jù)流圖：具有較明顯的輸入、變換、輸出界面的數(shù)據(jù)流圖。（參見變換型數(shù)據(jù)

流圖示意圖）

2X事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖：當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)一個處理T后，該處理T根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的類型或數(shù)據(jù)值，

在其后的若干動作序列（稱為一個事務(wù)）中選出一個來執(zhí)行。（參見事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖示意圖）

3、設(shè)計類型（以上面兩圖為實例）

1X變換設(shè)計：對應(yīng)于變換型數(shù)據(jù)流圖。其步驟如下：

A、確定輸入、變換、輸出的邊界：邏輯輸入就是離物理輸入端最遠(yuǎn)的，但仍被看作是系統(tǒng)

輸入的數(shù)據(jù)流；邏輯輸出就是離物理輸出端最遠(yuǎn)的，但仍被看作是系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)流。

B、"第一級分解"-系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖頂層和第一層的設(shè)計：主模塊位于最頂層，一般以所建

系統(tǒng)的名字命名；輸入模塊部分，一般有幾個不同的邏輯輸入，就設(shè)計幾個輸入模塊；變換

模塊部分；輸出模塊部分，一般有幾個不同的邏輯輸出，就設(shè)計幾個輸出模塊。（參見變換

設(shè)計之第一級分解示意圖）

C、"第二級分解"-自頂向下，逐步求精：輸入模塊部分，通?？煞纸鉃閮蓚€下屬模塊：一

個是接收數(shù)據(jù)模塊，另一個是把接收的數(shù)據(jù)變換成它的上級模塊所需的數(shù)據(jù)的模塊，繼之，

對下屬的輸入模塊以同樣方式進(jìn)行分解，直到一個輸入模塊為物理輸入為止；輸出模塊部分,

通常也可分解為兩個下屬模塊：一個將得到的數(shù)據(jù)向輸出形式轉(zhuǎn)換的模塊，另一個將轉(zhuǎn)換后

的數(shù)據(jù)輸出，對下屬的模塊以同樣方式進(jìn)行分解，直到一個輸出模塊為物理輸出為止；中心

變換模塊，通常依據(jù)數(shù)據(jù)流圖的具體情況，并以功能分解的原則，考慮如何對中心變換模塊

進(jìn)行分解。這樣就得到了初始模塊結(jié)構(gòu)圖。（參見變換設(shè)計之第二級分解示意圖）

D、使用設(shè)計度量和啟發(fā)式規(guī)則，對初始模塊結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行精化。（參見變換設(shè)計之精化示意圖）

2X事務(wù)設(shè)計：對應(yīng)于事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖，其步驟如下：

A、確定事務(wù)處理中心。

B、"第一級分解"-系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖頂層和第一層的設(shè)計：首先為事務(wù)中心設(shè)計一個主模塊；

然后，為每一條活動路徑設(shè)計一個事務(wù)處理模塊；一般來說，事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖都有輸入部分,

對其輸入部分設(shè)計一個輸入模塊；如果一個事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖的各活動路徑又集中于一個加

工，則為此設(shè)計一個輸出模塊；如果各活動路徑是發(fā)散的，則在第一層設(shè)計中就不必為其設(shè)

計輸出模塊。（參見事務(wù)設(shè)計之第一級分解示意圖）

C、"第二級分解"-自頂向下，逐步求精：關(guān)于輸入模塊、輸出模塊的細(xì)化，如同變換設(shè)計

對輸入模塊、輸出模塊的細(xì)化。關(guān)于各條活動路徑的細(xì)化，則要根據(jù)具體情況進(jìn)行。

D、使用設(shè)計度量和啟發(fā)式規(guī)則，對初始的模塊結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行精化。

4、設(shè)計評價準(zhǔn)則

1X模塊化：把一個待開發(fā)的軟件分解成若干簡單的模塊，即為模塊化。

2X信息隱蔽：在自頂向下逐步求精時，其較低層的設(shè)計細(xì)節(jié)都被“隱蔽"起來，只給出模

塊的接口，這樣不僅使功能的執(zhí)行機(jī)制被隱蔽起來，而且控制流程的細(xì)節(jié)和一些數(shù)據(jù)也被隱

蔽起來。

31模塊：是執(zhí)行一個特殊任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)一個特殊的抽象數(shù)據(jù)類型的一組例程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通

常由兩部分組成：接口和實現(xiàn)模塊功能的執(zhí)行機(jī)制。

4X評價軟件設(shè)計的基本準(zhǔn)則是“高內(nèi)聚"、"低耦合"。

51耦合：是對不同模塊之間相互依賴程度的度量。緊密耦合是指兩個模塊之間存在著很強(qiáng)

的依賴關(guān)系；松散耦合是指兩個模塊之間存在一些依賴關(guān)系，但它們之間的連接比較弱；無

耦合是指模塊之間根本沒有任何連接。

A、耦合的強(qiáng)度依賴的因素

①一個模塊對另一個模塊的引用。

②一個模塊向另一個模塊傳遞的數(shù)據(jù)量。

③一個模塊施加到另一個模塊的控制的數(shù)量。

④模塊之間接口的復(fù)雜程度。

B、耦合從強(qiáng)到弱分類

①內(nèi)容耦合：一個模塊直接修改或操作另一個模塊的數(shù)據(jù)，就發(fā)生了內(nèi)容耦合，被修改的模

塊完全依賴于修改它的模塊。

②公共耦合：兩個以上的模塊共同引用一個全局?jǐn)?shù)據(jù)項就稱為公共耦合，對全局?jǐn)?shù)據(jù)項的修

改作用于所有訪問該數(shù)據(jù)項的模塊，所以模塊間的依賴關(guān)系依舊存在。

③控制耦合：一個模塊在界面上傳遞一個信號控制另一個模塊，接收信號的模塊的動作根據(jù)

信號值進(jìn)行調(diào)整，稱為控制耦合。

④標(biāo)記耦合：若兩個模塊至少有一個通過界面?zhèn)鬟f的公共參數(shù)包含內(nèi)部結(jié)構(gòu)，則為標(biāo)記耦合。

⑤數(shù)據(jù)耦合：模塊間通過參數(shù)傳遞基本類型的數(shù)據(jù)。

C、原則：如果模塊間必須存在耦合，就盡量使用數(shù)據(jù)耦合，少用控制耦合，限制公共耦合

的范圍，堅決避免使用內(nèi)容耦合。

61內(nèi)聚：度量的是一個模塊內(nèi)部各成分之間相互關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度。

A、從低到高分類

①偶然內(nèi)聚：一個模塊的各成分之間毫無關(guān)系。

②邏輯內(nèi)聚：幾個邏輯上相關(guān)的功能被放在同一模塊中。

③時間內(nèi)聚：如果一個模塊完成的功能必須在同一時間內(nèi)執(zhí)行（如初始化系統(tǒng)或一組變量）,

但這些功能只是因為時間因素關(guān)聯(lián)在一起。

④過程內(nèi)聚：如果一個模塊內(nèi)部的處理成分是相關(guān)的，而且這些處理必須以特定的次序進(jìn)行。

⑤通信內(nèi)聚：如果一個模塊的所有成分都操作同一數(shù)據(jù)集或生成同一數(shù)據(jù)集。

⑥順序內(nèi)聚：如果一個模塊的各個成分和同一個功能密切相關(guān)，而且一個成分的輸出作為另

一個成分的輸入，則稱為順序內(nèi)聚。

⑦功能內(nèi)聚：模塊的所有成分對于完成單一的功能都是基本的。

5、啟發(fā)式規(guī)則

IX改進(jìn)軟件結(jié)構(gòu)提高模塊獨立性。

2X模塊規(guī)模應(yīng)該適中。

3\深度、寬度、扇出和扇入應(yīng)適中。

A、深度：表示軟件結(jié)構(gòu)中控制的層數(shù)。

B、寬度：軟件結(jié)構(gòu)同一個層次上的模塊總數(shù)的最大值。

C、扇出：一個模塊直接控制（調(diào)用）的下級模塊數(shù)目。

D、扇入：表明有多少個上級模塊直接調(diào)用它。

4\模塊的作用域應(yīng)該在控制域之內(nèi)。

A、作用域：受該模塊內(nèi)一個判定影響的所有模塊的集合。

B、控制域：這個模塊本身以及所有直接或間接從屬于它的模塊的集合。

5\力爭降低模塊接口的復(fù)雜性。

6X模塊功能應(yīng)該可以預(yù)測。

6、總體設(shè)計

11主要任務(wù)：把系統(tǒng)的功能需求分配給軟件結(jié)構(gòu)，形成軟件的模塊結(jié)構(gòu)圖（MSD\

2\表示工具

A、層次圖：用來描繪軟件的層次結(jié)構(gòu)，很適合于在自頂向下設(shè)計軟件的過程中使用。

B、HIPO圖：由H圖（層次圖）和IPO圖（輸入/處理/輸出圖）兩部分組成。

C、結(jié)構(gòu)圖：通常用帶注釋的箭頭表示模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息，尾部是空心圓表示

傳遞的是數(shù)據(jù)，實心圓表示傳遞的是控制信息。

3\方法：首先對需求規(guī)約所產(chǎn)生的DFD分類，然后將不同類型的DFD,采用不同方法進(jìn)

行映射M各DFD轉(zhuǎn)換為初始模塊結(jié)構(gòu)圖，再根據(jù)基本的模塊化設(shè)計原則高內(nèi)聚，低耦合”，

精化初始模塊結(jié)構(gòu)圖，使之成為最終可供詳細(xì)設(shè)計使用的模塊結(jié)構(gòu)圖。

7、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)采用自頂向下逐步求精的設(shè)計方法和單入口單出

口的控制結(jié)構(gòu)，并且只包含順序、選擇和循環(huán)三種結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的目標(biāo)之一是使程

序的控制流程線性化，即程序的動態(tài)執(zhí)行順序符合靜態(tài)書寫結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的觀點是

要求設(shè)計好結(jié)構(gòu)的程序。

8、詳細(xì)設(shè)計

IX目標(biāo)：確定怎樣具體實現(xiàn)所要求的系統(tǒng)。

2X詳細(xì)設(shè)計包含實現(xiàn)對應(yīng)的總體設(shè)計的模塊所需要的處理邏輯，主要有，詳細(xì)的算法；數(shù)

據(jù)表示和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實施的功能和使用的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

3X工具

A、程序流程圖（程序框圖，參見程序流程圖示意圖）

B、盒圖（N-S圖，參見盒圖示意圖）

C、PAD圖（參見PAD圖示意圖）

D、類程序設(shè)計語言（PDL）（偽碼）

9、軟件方法學(xué)：是以軟件方法為研究對象的學(xué)科。主要涉及指導(dǎo)軟件設(shè)計的原理和原則，

以及基于這些原理、原則的方法和技術(shù)。狹義的軟件方法學(xué)也指某種特定的軟件設(shè)計指導(dǎo)原

則和方法體系。

面向?qū)ο蠓椒?/p>

1、構(gòu)造模塊的四種基本觀點

1\以"過程"或"函數(shù)"為基點，使每一模塊實現(xiàn)一項功能；

2X以一個“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”為基點，使每一模塊實現(xiàn)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作功能；

3\以"事件驅(qū)動”為基點，使每一模塊識別一個事件并對該事件作出響應(yīng)；

41以"問題域中的一個成分"為基點，使每一模塊對應(yīng)現(xiàn)實世界中的一個事物。

2、用況圖

1\概述：就是由參與者、用況以及它們之間的關(guān)系所構(gòu)成的圖。作用：主要用來明確需求；

用來輔助分析；用來輔助設(shè)計，特別是用戶界面的設(shè)計；用來指導(dǎo)測試。

2\概念

A、系統(tǒng)邊界：一個系統(tǒng)所包含的所有系統(tǒng)成分與系統(tǒng)以外各種事物的分界線。

B、參與者：在系統(tǒng)邊界以外，與系統(tǒng)進(jìn)行交互的事物-人員、設(shè)備、外系統(tǒng)。一個參與者定

義了一組功能上密切相關(guān)的角色，當(dāng)一個事物與系統(tǒng)交互時，該事物可以扮演這樣的角色。

C、用況：對參與者使用系統(tǒng)的一項功能時所進(jìn)行的交互過程的描述。

31關(guān)系

A、參與者之間的關(guān)系

①泛化（繼承）：如果一組參與者具有共同的性質(zhì)，可以把這些性質(zhì)抽取出來放在另一個參

與者中，它們再從中繼承。

B、用況之間的關(guān)系

①泛化（繼承）：子用況繼承父用況的行為和含義；子用況可以增加或覆蓋父用況的行為；

子用況可以出現(xiàn)在父用況出現(xiàn)的任何位置。

②擴(kuò)展：從用況A到用況B的擴(kuò)展關(guān)系是指，用況B的實例是可以被用況A指定的行為擴(kuò)

充（服從于在擴(kuò)展中指定的特定條件），行為被插入到由B中的擴(kuò)展點定義的位置。

③包含：從用況A到用況B的包含關(guān)系表明，用況A的一個實例也包含了用況B所指定的

行為，在用況A中定義的位置包含該行為。

④擴(kuò)展與包含的異同

同：都是不完整的；都離不開基本用況；都可實現(xiàn)為子程序。

異：方向不同；1對多選包含關(guān)系；多對1選擴(kuò)展；包含處理一般的情況；擴(kuò)展處理特殊的

情況。

C、參與者與用況之間的關(guān)系

①關(guān)聯(lián)：連接參與者與用況之間的線段，表示參與者實例與用況實例之間的交互。

4X實例（參見用況圖實例）

3、類圖

1\概述：類圖用以表示模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，即表示靜態(tài)元素及其之間各種靜態(tài)關(guān)系。為了控

制信息組織的復(fù)雜性，可以把類圖組織成包，但這并不表示對構(gòu)成模型的基本元素的劃分。

2\概念

A、類：是具有相同結(jié)構(gòu)、行為和關(guān)系的一組對象的描述符。

B、屬性：是一些有著確定值的、用于描述對象狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)。

C、服務(wù)：為了完成某一任務(wù)，一個對象所提供的、并體現(xiàn)其責(zé)任的操作。

D、對象：在系統(tǒng)分析和系統(tǒng)構(gòu)造中，對象是對客觀世界事物的一種抽象，是由數(shù)據(jù)（屬性）

和其上操作（行為）組成的封裝體，是類的一個實例。對象的特點：自治性，對象具有一定

的獨立計算能力；封閉性，對象具有信息隱蔽的能力；通信性，對象具有與其他對象通信的

能力。

E、接口：是指描述類中提供給另一個類使用的一組操作。

總結(jié)：上述五個概念圍繞一個問題，即如何描述客觀事物對象"展開的：如何抽象對象

的"結(jié)構(gòu)"：屬性，操作；如何描述一組具有相似性質(zhì)的對象：類；如何抽象并描述在特定

環(huán)境中對象的功能：接口。

F、關(guān)聯(lián)：把對一組具有相同結(jié)構(gòu)特性、行為特性和語義的鏈的描述稱為關(guān)聯(lián)。

G、聚合：是一種特殊的關(guān)聯(lián)，表示整體類和部分類之間的"整體-部分"關(guān)系，其中的整體

類稱為聚集。

H、組合：是一種關(guān)聯(lián)，是聚合的一種形式，其部分和整體之間具有很強(qiáng)的“屬于"關(guān)系，

并且他們的生存期是一致的。這種聚集稱為組成。

I、鏈：是對象引用的元組（列表），是關(guān)聯(lián)的一個實例。

J、泛化：是一般元素（父親）和特殊元素（兒子）之間的一種分類關(guān)系，其中特殊元素的結(jié)

構(gòu)完全與一般元素一致，并附加了一些信息。

K、依賴：一個依賴規(guī)約了兩個模型元素（或兩個模型元素集合）之間的一種語義關(guān)系，即：

對目標(biāo)元素的改變可能需要改變該依賴中的源元素。

總結(jié)：給出了表達(dá)客觀事物之間關(guān)系的基本概念：鏈；給出了關(guān)聯(lián)的語義；還給出了一些特

定的關(guān)聯(lián)（分類），主要包括：二元關(guān)聯(lián)與N元關(guān)聯(lián)、聚合與組合、泛化、依賴。

L、包：模型元素的一個分組。

M、訪問依賴：目標(biāo)包的內(nèi)容可以被客戶包引用，或被遞歸嵌套在客戶包中的其它包引用。

N、引入依賴：一個引入依賴獲得訪問，并將目標(biāo)名字空間中的那些具有合適可見性的名字

引入到客戶包（即對它們的引用可不需要一個路徑名X

總結(jié)：包是控制文檔組織復(fù)雜性的機(jī)制；包也可以作為"模塊化"、"構(gòu)件化"機(jī)制；包之

間（在包的層次上）存在兩種依賴：訪問和引入。

0、注釋：是一個符號項，用以表示某一語義元素的一些文本信息。

3\表示法

A、類（參見類的表示法）

B、屬性：可見性名稱［多重性］:類型表達(dá)式=初始值｛性質(zhì)串｝。

C、服務(wù)：可見性名字（參數(shù)列表）：返回類型表達(dá)式｛性質(zhì)字符串｝。

D、對象（參見對象的表示法）

E、接口（參見接口的表示法）

F、關(guān)聯(lián)

①二元關(guān)聯(lián)（參見二元關(guān)聯(lián)的表示法）

②N元關(guān)聯(lián)（參見N元關(guān)聯(lián)的表示法）

G、聚合（參見聚合的表示法）

H、組合（參見組合的表示法）

I、鏈（參見鏈的表示法）

J、泛化（參見泛化的表示法）

K、依賴（參見依賴的表示法）

L、包（參見包的表示法）

4、順序圖

1\概述：是一種表達(dá)對象間交互的圖，由一組對象（參與者）以及其間順序發(fā)送的消息組

成。

2\概念和表示法

A、對象生命線：在順序圖中，對象生命線表示扮演特定角色的對象。”對象生命線”表示

為垂直虛線。

B、激活（控制焦點）：表示一個對象直接或者通過從屬例程執(zhí)行一個行為的時期。它既表示

了行為執(zhí)行的持續(xù)時間，也表示了活動和它的調(diào)用者之間的控制關(guān)系。用一個窄長的矩形表

示激活（活化1

C、消息：是兩個對象間的通訊，這樣的通訊用于傳輸將產(chǎn)生的動作所需要的信息。一個消

息會引起一個被調(diào)用的操作，產(chǎn)生一個信號，或者引起一個對象被創(chuàng)建或者被消除。在順序

圖中，把消息表示為從一個對象生命線到另一個對象生命線的一個水平實線箭頭。

D、轉(zhuǎn)換時間：消息可以指定幾個不同的時間（例如，發(fā)出時間和接受時間X這些時間可以

用在約束表達(dá)式中。用戶可以按需要為特定的目的給出時間表達(dá)，如elapsedTime（占用時

間）和startExecutionTime（開始執(zhí)行時間\可以在約束中使用這些表達(dá)式，以給消息指

派有效的具體時間約束?？梢再x予消息一個名字。把時間約束寫成為一個基于消息名字的表

達(dá)式。例如，如果消息的名字是stim,用stim.sendTime（）表示發(fā)送時間，用

stim.receiveTime（）表達(dá)接收時間。可以把時間約束表示在與箭頭對齊的圖的左邊上，也

可以通過把布爾表達(dá)式（可能包括時間表達(dá)式）放在括號中表示約束。

3X實例（參見順序圖實例）

5、狀態(tài)圖

1X概述：通過描述對事件實例接收的響應(yīng)，狀態(tài)圖描述了具有動態(tài)行為能力的實體之行為。

通常用狀態(tài)圖描述類的行為，也可以用它描述其它模型實體（如用況、參與者、子系統(tǒng)、操

作或方法）的行為。

2\概念與表示法

A、狀態(tài)：一個狀態(tài)是對象（類）生命期的一個階段，在該階段中該對象要滿足一些特定的

條件，并可從事特定的活動。把一個狀態(tài)表示成一個四角均為圓角的矩形。

B、事件：是指可以引發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的所發(fā)生的事情。事件有信號事件、調(diào)用事件、時間事件、

條件事件。

C、轉(zhuǎn)換：是兩個狀態(tài)之間的關(guān)系，表示當(dāng)一個特定事件出現(xiàn)時，如果滿足一定的條件，對

象就從第一個狀態(tài)進(jìn)入第二個狀態(tài)，并執(zhí)行一定的動作。把轉(zhuǎn)換表示成從源狀態(tài)出發(fā)并在目

標(biāo)狀態(tài)上終止的帶箭頭的實線。

3\舉例（參見狀態(tài)圖實例）

6、面對對象方法

11派別

A、”方法驅(qū)動的方法”：在給出符號體系的基礎(chǔ)上，明確規(guī)定進(jìn)行的"步驟"，并在每一

步中給出"實現(xiàn)策略"。如Coad-Yourdon方法。

B、"模型驅(qū)動的方法"：給出模型化概念，即符號體系以及目標(biāo)模型；而不明確規(guī)定實現(xiàn)

目標(biāo)的"步驟"，但給出一些必要的指導(dǎo)。如D.W.Embley的OSA方法和J.Rumbaugh的

OMT方法。

2\同結(jié)構(gòu)化方法的比較

A、結(jié)構(gòu)化方法：強(qiáng)調(diào)過程抽象和模塊化，將現(xiàn)實世界映射為數(shù)據(jù)流和加工，加工之間通過

數(shù)據(jù)流進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)作為被動的實體被主動地操作所加工，是以過程（或操作）為中心來

構(gòu)造系統(tǒng)和設(shè)計程序的。

B、面向?qū)ο蠓椒ǎ喊咽澜缈闯墒仟毩ο蟮募?，對象將?shù)據(jù)和操作封裝在一起，提供有

限的接口，其內(nèi)部的實現(xiàn)細(xì)節(jié)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及對它們的操作是外部不可見的。能較好的適應(yīng)復(fù)

雜大系統(tǒng)不斷發(fā)展和變化的要求。優(yōu)點：更好的刻畫問題域，減少映射誤差，控制變化性,

便于同用戶交流，消除或減少了軟件開發(fā)各個階段的鴻溝，便于復(fù)用。

7、Coad-Yourdon方法

1\概述：該方法認(rèn)為，人類在認(rèn)識和理解現(xiàn)實世界的過程中，普遍運用著下面三個構(gòu)造法

則：區(qū)分對象及其屬性；區(qū)分整體對象及其組成部分；不同對象類的形成及區(qū)分。

2X00A:利用五個層次和活動定義和記錄系統(tǒng)行為，輸入和輸出。

A、發(fā)現(xiàn)類及對象：描述如何發(fā)現(xiàn)類及對象。從應(yīng)用領(lǐng)域開始識別類及對象，形成整個應(yīng)用

的基礎(chǔ)，然后，據(jù)此分析系統(tǒng)的責(zé)任。兩層矩形表示類及對象：內(nèi)層矩形表示類，分為三部

分，類名、屬性名、服務(wù)名，外層矩形表示該類的對象。

B、識別結(jié)構(gòu)：該階段分為兩個步驟。第一，識別一般/特殊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)捕獲了識別出的類

的層次結(jié)構(gòu)；第二，識別整體/部分結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用來表示一個對象如何成為另一個對象的

一部分，以及多個對象如何組裝成更大的對象。

C、定義主題：主題由一組類及對象組成，用于將類及對象模型劃分為更大的單位，便于理

解。精煉主題可以從問題域和接口復(fù)雜性入手。

D、定義屬性：其中包括定義類的實例（對象）之間的實例連接?？梢詮乃姆矫鏄?biāo)識屬性：

原子概念，規(guī)范化，標(biāo)識機(jī)制，保持一個可導(dǎo)出的屬性。

E、定義服務(wù)：其中包括定義對象之間的消息連接。

總結(jié)：在面向?qū)ο蠓治鲭A段，經(jīng)過五個層次的活動后的結(jié)果是一個分成五個層次的問題域

模型，包括主題、類及對象、結(jié)構(gòu)、屬性和服務(wù)五個層次，由類及對象圖表示。五個層次活

動的順序并不重要。

3100D:面向?qū)ο笤O(shè)計模型需要進(jìn)一步區(qū)分以下四個部分。

A、問題域部分（PDC）:面向?qū)ο蠓治龅慕Y(jié)果直接放入該部分。

B、人機(jī)交互部分（HIC）:這部分的活動包括對用戶分類，描述人機(jī)交互的腳本，設(shè)計命令

層次結(jié)構(gòu)，設(shè)計詳細(xì)的交互，生成用戶界面的原型，定義HIC類。

C、任務(wù)管理部分（TMC）:這部分的活動包括識別任務(wù)（進(jìn)程X任務(wù)所提供的服務(wù)、任務(wù)

的優(yōu)先級、進(jìn)程是事件驅(qū)動還是時鐘驅(qū)動、以及任務(wù)與其它進(jìn)程和外界如何通信。

D、數(shù)據(jù)管理部分（DMC）:這一部分依賴于存儲技術(shù)，是文件系統(tǒng)，還是關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理

系統(tǒng)，還是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

8、OSA方法

IXOSA模型

A、對象關(guān)系模型：對象、關(guān)系、對象類、關(guān)系集合、約束。

B、對象行為模型：狀態(tài)、觸發(fā)與轉(zhuǎn)換、動作。

C、對象相互作用模型。

2X特殊的關(guān)系集合

A、一般關(guān)系（isa）:一個對象類中的每一個對象是另一對象類的一個對象。

B、聚合關(guān)系（ispartof）:由一些稱之為成分的對象構(gòu)成稱之為聚合的對象。

C、聯(lián)合關(guān)系（ismemberof）:該關(guān)系用于生成一個由對象構(gòu)成的集合，并把該集合看作是

一個對象。

9、UML

IXUML簡介：UML是一種通用的可視化建模語言，用于對軟件進(jìn)行描述、可視化處理、

構(gòu)造和建立軟件系統(tǒng)的文檔。UML融合了許多面向?qū)ο箝_發(fā)方法的基本概念和優(yōu)點，具有

一致的圖形表示法和語義，同時也出現(xiàn)了許多UML工具，能夠很好地支持軟件開發(fā)，例如

UML的開發(fā)工具RationalRose提供了面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計（00A和00D）到面向?qū)ο?/p>

編程（OOP）的平滑過渡機(jī)制，完整地體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮能浖こ趟枷搿?/p>

2XUML的靜態(tài)建模機(jī)制和動態(tài)建模機(jī)制：靜態(tài)結(jié)構(gòu)定義了系統(tǒng)中重要對象的屬性和操作

以及這些對象之間的相互關(guān)系；動態(tài)行為定義了對象的時間特性和對象為完成目標(biāo)任務(wù)而相

互進(jìn)行通信的機(jī)制。UML定義了9種圖用于系統(tǒng)建模，分為兩類：靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖和動態(tài)行為

圖。

A、靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖：可用于對系統(tǒng)的靜態(tài)方面進(jìn)行可視化、詳述、構(gòu)造和文檔化?？梢园严到y(tǒng)

的靜態(tài)方面看作是對系統(tǒng)的相對穩(wěn)定的骨架的表示，它由類、接口、協(xié)作、構(gòu)件和節(jié)點等事

物的布局組成。結(jié)構(gòu)圖包括：

類圖(Classdiagram)描述系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，它定義了系統(tǒng)中類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及類之間

的聯(lián)系，用來捕獲信息和事件中的對象；對象圖(Objectdiagram)是類的實例化圖；構(gòu)件

圖(Componentdiagram)描述程序代碼的物理結(jié)構(gòu);部署圖(Deploymentdiagram)

描述系統(tǒng)中軟、硬件的物理體系結(jié)構(gòu)，用于捕獲系統(tǒng)硬件和軟件構(gòu)件的部署關(guān)系。

B、動態(tài)行為圖：用于對系統(tǒng)的動態(tài)方面進(jìn)行可視化、詳述、構(gòu)造和文檔化。可以把系統(tǒng)的

動態(tài)方面看作是對系統(tǒng)變化部分的表示，它由諸如隨時間變化的信息流和在網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)件的物

理運動之類的事物組成。行為圖包括：

用例圖(UseCasediagram)從用戶的角度描述系統(tǒng)的功能，并指出各功能的執(zhí)行者，說明

執(zhí)行者與提供的用例之間的某種聯(lián)系；順序圖(Sequencediagram)描述幾個對象之間的

動作協(xié)作關(guān)系；協(xié)作圖(Collaborationdiagram)從另一個角度展示對象之間的動作協(xié)作

關(guān)系。它可以和順序圖相互轉(zhuǎn)換。在RationalRose中可以由順序圖生成協(xié)作圖；狀態(tài)圖

(Statediagram)描述一類對象具有的所有可能的狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系；活動圖

(Activediagram)描述系統(tǒng)中各種活動的執(zhí)行順序。

10、RUP(參見RUP示意圖)

1\概述：RUP,即Rational統(tǒng)一過程，是一種適應(yīng)UML的軟件生命周期方法，是一個通

用的過程框架，可用于各種不同類型的軟件系統(tǒng)、各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域、各種不同類型的組

織、各種不同的功能級別以及各種不同的項目規(guī)模。它是UseCase驅(qū)動的、以體系結(jié)構(gòu)為

中心的、迭代、增量的開發(fā)。

2X階段：初始、細(xì)化、構(gòu)造、移交。

3X核心工作流：捕獲需求、分析、設(shè)計、實現(xiàn)、測試。

軟件測試

1、軟件測試

1X軟件產(chǎn)品與其他產(chǎn)品不同，其最大的成本是檢測軟件錯誤、修正錯誤的成本，以及為了

發(fā)現(xiàn)這些錯誤所進(jìn)行的設(shè)計測試程序和運行測試程序的成本。

2X軟件測試可定義為：按照特定規(guī)程，發(fā)現(xiàn)軟件錯誤的過程。

3X軟件測試的目標(biāo)：一是預(yù)防錯誤；二是發(fā)現(xiàn)錯誤。

2、軟件測試和軟件調(diào)試的區(qū)別

1X測試從一個側(cè)面證明程序員的"失敗"，而調(diào)試是為了證明程序員的正確。

21測試以已知條件開始，使用預(yù)先定義的程序，且有預(yù)知的結(jié)果，不可預(yù)見的僅是程序是

否通過測試。調(diào)試一般是以不可知的內(nèi)部條件開始，除統(tǒng)計性調(diào)試外，結(jié)果是不可預(yù)見的。

3X測試是有計劃的，并要進(jìn)行測試設(shè)計，而調(diào)試是不受時間約束的。

4X測試是一個發(fā)現(xiàn)錯誤、改正錯誤、重新測試的過程，而調(diào)試是一個推理過程。

5\測試的執(zhí)行是有規(guī)程的，而調(diào)試的執(zhí)行往往要求程序員進(jìn)行必要推理以至知覺的“飛

躍"。

61測試經(jīng)常是由獨立的測試組在不了解軟件設(shè)計的條件下完成的，而調(diào)試必須由了解詳細(xì)

設(shè)計的程序員完成。

7X大多數(shù)測試的執(zhí)行和設(shè)計可由工具支持，而調(diào)試時，程序員能利用的工具主要是調(diào)試器。

3、測試過程模型（參見測試過程模型示意圖）

1X程序環(huán)境包括支持其運行的硬件、固件和軟件。一般來說，程序環(huán)境經(jīng)過了生產(chǎn)廠家的

嚴(yán)格測試，出現(xiàn)錯誤的概率比較小，軟件可靠性較好。因此，對環(huán)境的抽象——環(huán)境模型，

只考慮計算機(jī)指令系統(tǒng)、操作系統(tǒng)宏指令、操作系統(tǒng)命令以及高級語言語句等。

2\另外，為了測試，必須簡化程序概念，形成被測試對象的簡化版本，即程序模型。不同

測試技術(shù)，對同一被測對象一一程序，可產(chǎn)生不同的程序模型。這一簡化或著重于程序的控

制結(jié)構(gòu)，或著重于處理過程，于是形成了所謂的“白盒"測試和"黑盒"測試。如果程序的

簡單模型不能解釋未料到的行為，則必須修改程序模型，使其包含更多的事實和細(xì)節(jié)。如果

還有問題，則要考慮是否修改程序。

3X由于參與軟件開發(fā)的人員眾多，且各有各的側(cè)重面，因此，他們對"什么是錯誤"往往

在認(rèn)識上是不一致的。為了統(tǒng)一認(rèn)識，必須定義"什么是錯誤"，即給出"錯誤模型"。

41在建立了環(huán)境模型、程序模型、以及錯誤模型的基礎(chǔ)上，才能執(zhí)行測試及測試結(jié)果的比

較。如果預(yù)料結(jié)果與實際結(jié)果不符，就要考慮是否是環(huán)境模型、程序、程序模型和錯誤模型

的問題。

4、軟件測試技術(shù)

1X軟件測試技術(shù)大體上可分為兩大類：一類是白盒測試技術(shù)，典型的是路徑測試技術(shù)；一

類是黑盒測試技術(shù)，又稱為功能測試技術(shù)，包括事務(wù)處理流程技術(shù)、狀態(tài)測試技術(shù)、定義域

測試技術(shù)等。

2X白盒測試技術(shù)依據(jù)的是程序的邏輯結(jié)構(gòu)，而黑盒測試技術(shù)依據(jù)的是軟件行為的描述。

3X軟件錯誤可分為結(jié)構(gòu)錯誤、數(shù)據(jù)錯誤、編程錯誤和接口錯誤。

4X測試用例指的是為了發(fā)現(xiàn)程序中的故障而專門設(shè)計的一組或多組數(shù)據(jù)。

5、路徑測試技術(shù)

IX基本概念

A、控制流程圖：是程序控制結(jié)構(gòu)的圖形表示，其基本元素是過程塊、結(jié)點、判定。過程塊

是既不能由判定，也不能由結(jié)點分開的一組程序語句，其基本屬性是：如果過程塊中的某個

語句被執(zhí)行，那么塊中的所有語句都被執(zhí)行。判定是一個程序點，此處控制流可以分叉。結(jié)

點是程序中的一個點，此處控制流可以結(jié)合。控制流程圖與程序流程圖之間的差異是在控制

流程圖中，不顯示過程塊的細(xì)節(jié)，而在程序流程圖中，著重于過程屬性的描述。

B、路徑：是一串指令或語句。它在一個入口、結(jié)點、判定處開始，在另一入口（或同一入

口X結(jié)點、判定或出口處結(jié)束。顯然一條路徑可一次或多次地穿過幾個結(jié)點、過程塊或判

定。

2\基本策略

A、路徑測試（PX）和100%路徑覆蓋率：執(zhí)行所有可能的穿過程序的控制流程路徑。該策

略最強(qiáng)，但一般不可實現(xiàn)。

B、語句測試（P1）和100%語句覆蓋率（C1）:至少執(zhí)行程序中所有語句一次。最弱的邏

輯覆蓋準(zhǔn)則。

C、分支測試（P2）和100%分支覆蓋率（C2）:至少執(zhí)行程序中每一分支一次。

D、條件組合測試：設(shè)計足夠的用例，使每個判定的所有可能的條件取值組合至少執(zhí)行一次。

3\路徑測試的目標(biāo)：執(zhí)行足夠的測試，以確保最小的C1+C2覆蓋率。

4\路徑選取的一般規(guī)則

A、選擇最簡單的、具有一定功能含義的入口/出口路徑；

B、對已選的路徑進(jìn)行演化，選取無循環(huán)的路徑；選取短路徑、簡單路徑；

C、選取沒有明顯功能含義的路徑，此時要研究這樣的路徑為什么存在，為什么沒有通過功

能上合理的路徑得到覆蓋。

5）、對于循環(huán)的路徑選取

A、單循環(huán)

最小循環(huán)次數(shù)為0,最大次數(shù)為N,且無"跳躍"值：選取"旁通循環(huán)"（零次循環(huán)）的

路徑；對循環(huán)控制變量指定為負(fù)數(shù)；一次通過循環(huán)；典型的重復(fù)次數(shù)；重復(fù)次數(shù)為N-1;重

復(fù)次數(shù)為N;重復(fù)次數(shù)為N+L

非零最小循環(huán)次數(shù)，且無"跳躍"值：重復(fù)次數(shù)為最小次數(shù)減1；重復(fù)次數(shù)為最小次數(shù)；

重復(fù)次數(shù)為最小次數(shù)加1；一次通過循環(huán)，除非已覆蓋；二次通過循環(huán)，除非已覆蓋；典型

的重復(fù)次數(shù)；重復(fù)次數(shù)為最大次數(shù)減1；重復(fù)次數(shù)為最大次數(shù)；重復(fù)次數(shù)為最大次數(shù)加1?

具有跳躍的單循環(huán)：除把每"跳躍"邊界，按"最小循環(huán)次數(shù)"和"最大循環(huán)次數(shù)"處理

外，其他均同前兩種循環(huán)的路徑選取規(guī)則。

B、嵌套循環(huán)

在最深層的循環(huán)開始，設(shè)定所有外層循環(huán)取它的最小值；

測試最小值，最小值加1,典型值，最大值減1,最大值，與此同時，測試最小值減1,

最大值加1以及“跳躍值"邊界；

設(shè)定內(nèi)循環(huán)在典型值處，按測試處層循環(huán)，直到覆蓋所有循環(huán)。

C、級聯(lián)循環(huán)：如果在退出某個循環(huán)以后，到達(dá)另一個循環(huán)，目還在同一入口/出口路徑上，

則稱這兩個循環(huán)是級聯(lián)的。其中，如果在退出某個循環(huán)以后，到達(dá)另一個循環(huán)，且循環(huán)的重

復(fù)值與另一個循環(huán)的重復(fù)值相關(guān)，該循環(huán)還在同一入口/出口路徑上，則可認(rèn)為是嵌套循環(huán)。

如果兩個循環(huán)不在同一入口/出口路徑上，則可認(rèn)為它們是單循環(huán)。

6X舉例

例如：以下為一個程序流程圖(參見程序流程圖實例)，其中該例子中有兩個判斷，每個判

斷都包含復(fù)合條件的邏輯表達(dá)式。

其控制流程圖為：(參見控制流程圖實例)

A、路徑測試

該控制流程圖有4條不同的路徑。4條路徑可表示為：

LI(a—c—e)簡寫ace、L2(a—b—d)簡寫abd

L3(a—b—e)簡寫abe、L4(a—Ld)簡寫acd

要想實現(xiàn)路徑覆蓋，可選擇以下一組測試用例(規(guī)定測試用例的設(shè)計格式為：【輸入的(A,

B,X),輸出的(A,B,X)]):

測試用例覆蓋路徑

[(2,0,4),(2,0,3)]L1

[(1,1,1),(1,1,1)]L2

[(1,1,2),(1,1,3)]L3

[(3,0,3),(3,0,1)]L4

B、語句測試(P1):

[(2,0,4),(2,0,3)]L1

C、分支測試(P2):

如果選擇路徑L1和L2,就可得到實現(xiàn)分支覆蓋的測試用例：

[(2,0,4),(2,0,3)]L1

[(1,1,1),(1,1,1)]L2

如果選擇路徑L3和L4,還可得另一組可用的測試用例：

[(2,1,1),(2,1,2)]L3

[(3,0,3),(3,1,1)]L4

D、條件組合測試：

要滿足條件組合覆蓋，設(shè)計的測試用例必須滿足以下16種條件組合：

(1)(A>1),(B=O),(A=2),(X>1),可標(biāo)記為Tl、T2、T3、T4;

(2)(A>l),(B=0),(A=2),(X41),可標(biāo)記為Tl、T2、T3、F4;

(3)(A>1),(B=O),(A/2),(X>1),可標(biāo)記為Tl、T2、F3、T4

(4)(A>1),(B=O),(A，2),(XW1),可標(biāo)記為Tl、T2、F3、F4。

(5)(A>1),(B/O),(A=2),(X>1),可標(biāo)記為Tl、F2、T3、T4;

(6)(A>l),(B/0),(A=2),(X41),可標(biāo)記為Tl、F2、T3、F4;

(7)(A>1),(BWO),(A，2),(X>1),可標(biāo)記為Tl、F2、F3、T4;

(8)(A>1),(BWO),(A，2),(XW1),可標(biāo)記為Tl、F2、F3、F4O

(9)(A41),(B=O),(A=2),(X>1),可標(biāo)記為Fl、T2、T3、T4;

(10)(A41),(B=0),(A=2),(X41),可標(biāo)記為Fl、T2、T3、F4;

(11)(A41),(B=O),(AH2),(X>1),可標(biāo)記為Fl、T2、F3、T4;

(12)(A41),(B=0),(AH2),(X41),可標(biāo)記為Fl、T2、F3、F4O

(13)(A41),(BHO),(A=2),(X>1),可標(biāo)記為Fl、F2、T3、T4;

(14)(A41),(BH0),(A=2),(X41),可標(biāo)記為Fl、F2、T3、F4;

(15)(A41),(BHO),(AH2),(X>1),可標(biāo)記為Fl、F2、F3、T4;

(16)(A41),(B/0),(AH2),(X41),可標(biāo)記為Fl、F2、F3、F40

可以采用以下四組測試數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)條件組合覆蓋：

測試用例覆蓋條件覆蓋組合號通過路徑

[(2,0,4),(2,0,3)]T1T2T3T41,5L1

[(2,1,1),(2,1,2)]T1F2T3F42.6L3

[(1,0,3),(1,0,4)]F1T2F3T43,7L3

[(1,1,1),(1,1,1)]F1F2F3F44,8L2

6、事務(wù)處理流程測試技術(shù)

IX基本概念

A、事務(wù)：是從系統(tǒng)用戶的角度出發(fā)所見到的一個工作單元。

B、事務(wù)處理流程：是系統(tǒng)行為的一種表示方法，為功能測試建立了程序的動作模式。

C、事務(wù)處理流程圖：一個系統(tǒng)的行為表現(xiàn)為多個事務(wù)的執(zhí)行，這一行為可抽象為事務(wù)處理

流程圖。

2\事務(wù)處理流程圖與控制流程圖的異同

A、相同之處：兩者使用了相同的概念成分，例如處理(對應(yīng)于過程塊)、分支、結(jié)點。

B、不同之處：事務(wù)流程圖是一種數(shù)據(jù)流程圖，即從操作應(yīng)用的歷史，觀察數(shù)據(jù)對象；事務(wù)

流程圖中的判定"抽象”了一個復(fù)雜的過程；事務(wù)流程圖存在“中斷"，把一個過程等價地

變換為具有繁多出口的鏈支。

3)、測試步驟

A、獲取事務(wù)流程圖，即建立被測對象模型；

B、瀏覽與復(fù)審，主要對事務(wù)進(jìn)行分類，為設(shè)計用例奠定基礎(chǔ)；

B、用例設(shè)計

4X要解決的問題：路徑選??；激活；測試設(shè)備；測試數(shù)據(jù)庫。

7、其他功能測試技術(shù)

1X等價類劃分

A、等價類劃分是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)即程序的輸入域劃分成若干（即若干等價類）,然后

從每一部分中選取數(shù)據(jù)作為測試用例。

B、有效等價類：指對于程序的規(guī)格說明來說，是合理的、有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合；

無效等價類：指對于程序規(guī)格說明來說，是不合理的、無意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。

C、測試步驟：首先劃分等價類，然后確定測試用例。

D、確定等價類的參考原則

①如果某個輸入條件規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的取值范圍，則可以確立一個有效等價類和兩個無效等

價類；

②如果某個輸入條件規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的個數(shù)，則可劃分一個有效等價類和兩個無效等價類。

③如果輸入條件規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組可能取的值，而且程序可以對每個輸入值分別進(jìn)行處

理，則可為每一個輸入值確立一個有效等價類，而針對這組值確定一個無效等價類。

④如果輸入條件是一個布爾量，則可以確立一個有效等價類和一個無效等價類。

⑤如果某個輸入條件規(guī)定了必須符合的條件，則可劃分一個有效等價類和一個無效等價類。

⑥若在已劃分的某一等價類中各元素在程序中的處理方式不同，則應(yīng)將此等價類進(jìn)一步劃分

為更小的等價類。

E、確立測試用例

①為每一個等價類規(guī)定一個惟一的編號；

②設(shè)計一個新的測試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋的有效等價類，重復(fù)這一步，直

到所有的有效等價類都被覆蓋為止；

③設(shè)計一個新的測試用例，使其僅覆蓋一個尚未被覆蓋的無效等價類，重復(fù)這一步，直到所

有的無效等價類都被覆蓋為止。

2X邊界值分析

A、主要思想：經(jīng)驗表明，大量的錯誤經(jīng)常發(fā)生在輸入或輸出范圍的邊界上。因此，使用等

于、小于或大于邊界值的數(shù)據(jù)對程序進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)錯誤的概率較大。

B、測試原則

①如果某個輸入條件規(guī)定了輸入值的范圍，則應(yīng)選擇正好等于邊界值的數(shù)據(jù)，以及剛剛超過

邊界值的數(shù)據(jù)作為測試數(shù)據(jù)。

②如果某個輸入條件規(guī)定了值的個數(shù)，則可用最大個數(shù)、最小個數(shù)、比最大個數(shù)多1、比最

小個數(shù)少1的數(shù)作為測試數(shù)據(jù)。

③根據(jù)規(guī)格說明的每個輸出條件，使用前面的原則①。

④根據(jù)規(guī)格說明的每個輸出條件，使用前面的原則②。

⑤如果程序的規(guī)格說明中，輸入域或輸出域是有序集合，則選取集合的第一個元素，最后一

個元素以及典型元素作為測試用例。

⑥如果程序中使用了內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)當(dāng)選擇這個內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邊界上的值作為測試用

例。

⑦分析規(guī)格說明，找出其他可能的邊界條件。

3X因果圖：是設(shè)計測試用例的一種工具，它著重檢查各種輸入條件的組合。

8、軟件測試步驟

1）、合理的測試序列：單元測試、集成測試、有效性測試和系統(tǒng)測試。

2X單元測試：主要檢驗軟件設(shè)計的最小單位——模塊。一般采用白盒測試技術(shù)。在單元測

試期間，通常考慮模塊的四個特征：模塊接口；局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；"重要的"執(zhí)行路徑；錯誤

執(zhí)行路徑。單元測試步驟分四部分：首先測試穿過模塊接口的數(shù)據(jù)流；繼之進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的

測試；還要進(jìn)行執(zhí)行路徑的選擇測試；邊界測試是單元測試中的最后工作，也是最重要的工

作。

3X集成測試：是軟件組裝的一個系統(tǒng)化技術(shù)，其目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯誤，將經(jīng)過單

元測試的模塊構(gòu)成一個滿足設(shè)計要求的軟件結(jié)構(gòu)。分為自頂向下的集成測試和自底向上的集

成測試。

4X有效性測試：目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)軟件實現(xiàn)的功能與需求規(guī)格說明書不一致的錯誤，有效性測試

通常采取黑盒測試技術(shù)。

軟件過程與改善

1、軟件過程

1X軟件過程是軟件生存周期中的一系列相關(guān)過程，又稱為軟件生存周期過程。過程是活動

的集合，活動是任務(wù)的集合，任務(wù)是將輸入變換為輸出的操作?；顒拥膱?zhí)行可以是順序的，

可以是重復(fù)的，可以是并行的，也可以是嵌套的。

2X按照不同人員的工作內(nèi)容來分，軟件過程可分為三類：基本過程、支持過程和組織過程。

2、基本過程

1X指那些與軟件生產(chǎn)直接相關(guān)的過程，包括獲取過程、供應(yīng)過程、開發(fā)過程、運行過程和

維護(hù)過程。

2X獲取過程：是獲取者為了得到一個軟件系統(tǒng)或軟件產(chǎn)品所進(jìn)行的一系列活動。它從確定

獲取該系統(tǒng)或軟件產(chǎn)品的需求定義開始，經(jīng)過招標(biāo)準(zhǔn)備，合同的準(zhǔn)備和修改，對供應(yīng)方的監(jiān)

督，直到驗收完成方告結(jié)束。

3X供應(yīng)過程：是供應(yīng)者為獲取者提供軟件產(chǎn)品的一系列活動。它從理解系統(tǒng)或軟件產(chǎn)品的

需求開始，經(jīng)過投標(biāo)準(zhǔn)備，簽訂合同，制定計