軟件工程概念

1、 軟件工程概念 第一章：軟件定義1.軟件（ Software）：計算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，它是包括程序（Program） ，數(shù)據(jù)（Data）及其相關(guān)文檔（ Document）的完整集合。2.軟件的特征：邏輯復(fù)雜，開發(fā)復(fù)雜，成本高，風(fēng)險大，維護(hù)困難。3.按軟件功能分類：系統(tǒng)軟件，支撐軟件，應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，設(shè)備驅(qū)動程序，通信處理程序等。支撐軟件：文本編輯程序，文件格式化程序，程序庫系統(tǒng)等應(yīng)用軟件：商業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件，工程與科學(xué)計算軟件，計算機(jī)輔助設(shè)計制造軟件，系統(tǒng)仿真軟件，智能嵌入軟件，醫(yī)療、制藥軟件，事務(wù)管理、辦公自動化軟件。按軟件規(guī)模分類：微型，小型，中

2、型，大型，甚大型，極大型。按軟件工作方式分：實時處理軟件，分時軟件，交互式軟件，批處理軟件4.軟件危機(jī)：是指在計算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題5.軟件危機(jī)主要是兩個問題：1.如何開發(fā)軟件，以滿足對軟件的日益增長的需求？2.如何維護(hù)數(shù)量不斷膨脹的已有軟件？5.軟件危機(jī)的表現(xiàn)：1.成本高，開發(fā)成本估計不準(zhǔn)確2.軟件質(zhì)量不高、可靠性差3.進(jìn)度難以控制4.維護(hù)非常困難5.用戶不滿意6. 由于軟件質(zhì)量問題導(dǎo)致失敗的軟件項目非常多。6.產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因：1.與軟件本身的特點有關(guān) 2.與軟件開發(fā)與維護(hù)的方法不正確有關(guān).軟件工程學(xué)的目的：以較低的成本研制具有較高質(zhì)量的軟件軟件工程技術(shù)的兩個

3、明顯特點：1.強(qiáng)調(diào)規(guī)范化2. 強(qiáng)調(diào)文檔化軟件工程的基本原理(7條)：1.用分階段的生命周期計劃嚴(yán)格管理2.堅持進(jìn)行階段評審3.實嚴(yán)格的產(chǎn)品控制4.采用現(xiàn)代程序設(shè)計技術(shù)5.結(jié)果應(yīng)能清楚地審查6.開發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精7.承認(rèn)不斷改進(jìn)軟件工程實踐的必要性8.軟件工程方法學(xué)包含3個要素：方法、工具和過程9.軟件生命周期：軟件定義（問題定義，可行性研究，需求分析），軟件開發(fā)（ 總體設(shè)計，詳細(xì)設(shè)計，編碼和單元測試，集成測試），運行維護(hù) （ 持久滿足用戶需求）10.軟件過程模型：瀑布模型，快速原型模型，增量模型 ，螺旋模型，噴泉模型。11.軟件過程模型RUP：初始階段，細(xì)化階段，構(gòu)造階段，移交階段 第二

4、章：可行性研究的任務(wù)1.可行性研究的五個方案：技術(shù)可行性，經(jīng)濟(jì)可行性，操作可行性，法律可行性，社會效益2.可行性研究過程：1.復(fù)查系統(tǒng)規(guī)模與目標(biāo)、2.研究目前的系統(tǒng)、3. 導(dǎo)出新系統(tǒng)的高層邏輯模型、4. 進(jìn)一步定義問題、5. 導(dǎo)出和評價供選擇的解法、6. 推薦行動方針、7. 草擬開發(fā)計劃、8.書寫文檔提交審查3.系統(tǒng)流程圖：用來描述物理系統(tǒng)的工具。4.系統(tǒng)流程圖表達(dá)：是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)各部件之間流動的情況，而不是對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的控制過程。即：系統(tǒng)流程圖程序流程圖。 5.系統(tǒng)流程圖的基本思想：用圖形符號以黑盒子形式描繪組成系統(tǒng)的每個部件6.系統(tǒng)流程圖元素：處理，輸入輸出，連接，換頁連接，數(shù)據(jù)流。7

5、.數(shù)據(jù)流圖：用來描述邏輯系統(tǒng)的工具。數(shù)據(jù)流圖(DFD)是一種圖形化技術(shù)，它描繪信息流和數(shù)據(jù)從輸入移動到輸出的過程中所經(jīng)受的變換，即數(shù)據(jù)流圖描繪數(shù)據(jù)在軟件中流動和被處理的邏輯過程。8.數(shù)據(jù)流圖四種基本符號：數(shù)據(jù)加工/處理/變換，數(shù)據(jù)源點或終點 (外部實體），數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)流。9.數(shù)據(jù)字典的組成：數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流分量（數(shù)據(jù)元素），數(shù)據(jù)存儲，處理。10.數(shù)據(jù)元素：順序，選擇，重復(fù)，可選。 第三章：需求分析1.需求分析：軟件定義時期的最后一個階段，2.需求分析的基本任務(wù)：不是確定系統(tǒng)怎樣完成它的工作，而是確定系統(tǒng)必須完成哪些工作，也就是對目標(biāo)系統(tǒng)提出完整、準(zhǔn)確、清晰、具體的要求。3.軟件需求的組成：業(yè)務(wù)

6、需求， 用戶需求，系統(tǒng)需求。4.需求分析方法：面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法 (SA)，面向?qū)ο蟮姆治龇椒?(OOA) 等5.邏輯模型：數(shù)據(jù)流圖(DFD)，數(shù)據(jù)字典(DD)，實體-關(guān)系圖(ERD)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(STD)6.物理模型：系統(tǒng)流程圖，7.需求分析的基本思想:“自頂向下，逐步求精”，抽象和分解8.需求分析;功能模型數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)模型實體-關(guān)系圖，行為模型狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖9.實體-關(guān)系圖(ERD)：描述數(shù)據(jù)對象及數(shù)據(jù)對象之間的關(guān)系10.數(shù)據(jù)流圖(DFD)：描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中如何被傳送或變換，以及描述如何對數(shù)據(jù)流進(jìn)行變換的功能（子功能）11.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(STD)：描述系統(tǒng)對外部事件如何響應(yīng)，如何動作模

7、型的核心是數(shù)據(jù)字典 12.實體-聯(lián)系圖(ER)組成：:數(shù)據(jù)對象（實體）、數(shù)據(jù)對象的屬性及數(shù)據(jù)對象彼此間相互連接的關(guān)系。聯(lián)系：一對一聯(lián)系，一對多聯(lián)系，多對多聯(lián)系。通常用矩形框代表實體；用連接相關(guān)實體的菱形框表示關(guān)系；用橢圓形或圓角矩形表示實體(或關(guān)系)的屬性；并用直線把實體(或關(guān)系)與其屬性連接起來。13.數(shù)據(jù)規(guī)范化目的是：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，讓每個數(shù)據(jù)項只是一個簡單的數(shù)或字符串，而不是一個組項或重復(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，易于實現(xiàn)接近自然語言的

8、查詢方式。14.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(簡稱為狀態(tài)圖)：通過描繪系統(tǒng)的狀態(tài)及引起系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件，來表示系統(tǒng)的行為。此外，狀態(tài)圖還指明了作為特定事件的結(jié)果，系統(tǒng)將做哪些動作(例如，處理數(shù)據(jù))。15.狀態(tài)：初態(tài)：一個，終態(tài)：0或多個，中間狀態(tài)16. 驗證軟件需求：一致性，完整性，現(xiàn)實性， 有效性。 第五章：總體設(shè)計1.總體設(shè)計（概要設(shè)計）：將軟件需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計包括三個步驟：模式設(shè)計，子模式設(shè)計，存儲模式設(shè)計。3.軟件設(shè)計原理：模塊化，抽象，逐步求精，信息隱藏與信息局部化，模塊獨立4.模塊：是由邊界元素限定的相鄰程序元素(例如，數(shù)據(jù)說明，可執(zhí)行的語句)的序列，而且有一個總體

9、標(biāo)識符代表它。C、C+和Java語言中的 . 對過程、函數(shù)、子程序和宏等面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)中的對象是模塊，對象內(nèi)的方法也是模塊模塊化是好的軟件設(shè)計的一個基本準(zhǔn)則5.模塊獨立的含義：模塊完成獨立的功能，符合信息隱藏和信息局部化原則，模塊間關(guān)連和依賴程度盡量小。6.獨立性的度量：耦合、內(nèi)聚。7.耦合是對一個軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互連程度的度量。8.耦合的強(qiáng)弱取決于模塊間接口的復(fù)雜程度，進(jìn)入或訪問一個模塊的點以及通過接口的數(shù)據(jù) 9.模塊間的耦合程度強(qiáng)烈影響系統(tǒng)的可理解性、可測試性、可靠性和可維護(hù)性。耦合性越高，模塊獨立性越弱10.耦合強(qiáng)度依賴的因素：一模塊對另一模塊的引用一模塊向另一模塊傳遞的數(shù)據(jù)量一模

10、塊施加到另一模塊的控制的數(shù)量模塊間接口的復(fù)雜程度11.耦合性由強(qiáng)到弱排列為：內(nèi)容耦合，公共耦合，特征耦合，控制耦合，數(shù)據(jù)耦合。12.原則：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，完全不用內(nèi)容耦合。13.內(nèi)聚 (Cohesion)：標(biāo)志一個模塊內(nèi)各元素彼此結(jié)合的緊密程度。14.內(nèi)聚有七種，由弱到強(qiáng)分別為：偶然內(nèi)聚-邏輯內(nèi)聚-時間內(nèi)聚-過程內(nèi)聚-通信內(nèi)聚-順序內(nèi)聚-功能內(nèi)聚。15.深度 = 分層的層數(shù)。過大表示分工過細(xì)。16.寬度 = 同一層上模塊數(shù)的最大值。過大表示系統(tǒng)復(fù)雜度大。17.扇出 = 一個模塊直接調(diào)用/控制的模塊數(shù)。18.扇入 = 直接調(diào)用該模塊的模塊數(shù)。19控制域：這個模

11、塊本身以及所有直接或間接從屬于它的模塊的集合。20.作用域：受該模塊中的一個判定所影響的所有模塊的集合。面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法：變換流，事務(wù)流。 第六章：詳細(xì)設(shè)計1.詳細(xì)設(shè)計：描述系統(tǒng)的每個程序，包括每個模塊和子程序名稱、標(biāo)識符、層次結(jié)構(gòu)系2.對程序的功能、性能、輸入、輸出、算法、流程、接口等進(jìn)行描述3.程序控制結(jié)構(gòu)：順序、選擇，循環(huán)，(多分支，DO While ,DO Until)五種基本控制結(jié)構(gòu)。4.程序流程圖又稱為程序框圖：是對一個模塊的內(nèi)部執(zhí)行過程用圖形來描述。5.盒圖:只能從上邊進(jìn)入，從下邊走出，沒有其他的入口和出口，6.盒圖的基本符號:順序,選擇型(If-then-else),多分支

12、選擇型(CASE型),DO-WHILE循環(huán)(先測試循環(huán)), DO-UNTIL循環(huán)(后測試循環(huán)). 調(diào)用子程序.7.PAD圖:PAD圖中豎線的總條數(shù)就是程序中的層次數(shù)8.PAD圖基本符號:順序,選擇,循環(huán),Case分支,語句標(biāo)號,定義.9.判定表:左上部列出所有的條件,左下部是所有可能的操作,右上部是各種條件的組合矩陣,右下部是每種條件組合對應(yīng)的動作 第七章：軟件實現(xiàn)1.實現(xiàn)：編碼和測試2編碼：把軟件設(shè)計結(jié)果翻譯成用某種程序設(shè)計語言書寫的程序3.程序設(shè)計語言：機(jī)器語言，匯編語言，高級語言4.程序內(nèi)部的文檔包括：恰當(dāng)?shù)臉?biāo)識符，適當(dāng)?shù)淖⑨?，程序的視覺組織 。5.符號名即標(biāo)識符;包括模塊名、變量名、常

13、量名、標(biāo)號名、子程序名、數(shù)據(jù)區(qū)名以及緩沖區(qū)名等。6.程序的注釋:程序員與日后的程序讀者之間通信的重要手段7.注釋分為序言性注釋和功能性注釋. 8.軟件測試是保證軟件質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，是對軟件規(guī)格說明、設(shè)計和編碼的最后復(fù)審，其工件量約占總工作量40%以上（對于人命關(guān)天的情況，測試相當(dāng)于其它部分總成本的35倍）。8.軟件測試方法:靜態(tài)測試方法,動態(tài)測試方法9.靜態(tài)測試方法:人工測試方法,計算機(jī)輔助靜態(tài)分析方法10.動態(tài)測試方法:白盒測試方法,黑盒測試方法.11.黑盒測試法又稱功能測試:把程序看作一個黑盒子，完全不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和處理過程12.白盒測試法又稱為結(jié)構(gòu)測試：把程序看成裝在一個透明的白盒

14、子，測試者完全知道程序的結(jié)構(gòu)和處理算法13.軟件測試步驟：1.模塊測試又稱（單元測試），2.子系統(tǒng)測試，3.系統(tǒng)測試稱為集成測試，4.驗收測試也稱為確認(rèn)測試，5.平行運行14.單元測試主要使用白盒測試技術(shù)。15.單元測試重點：模塊接口，局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，重要的執(zhí)行通路，出錯處理通路，邊界條件。16.集成測試方法：非漸增式測試方法，漸增式測試方法17.漸增式測試策略：可使用深度優(yōu)先的策略，或?qū)挾葍?yōu)先的策略18.回歸測試：是指重新執(zhí)行已經(jīng)做過的測試的某個子集，以保證修改變化沒有帶來非預(yù)期的副作用。19.白盒測試技術(shù)：邏輯覆蓋20.邏輯覆蓋是以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的設(shè)計測試用例的技術(shù)。 21.邏輯

15、覆蓋：語句覆蓋， 判定覆蓋 ，條件覆蓋，判定條件覆蓋， 條件組合覆蓋，21.路徑覆蓋，點覆蓋= 語句覆蓋，邊覆蓋=判定覆蓋，路徑覆蓋 與條件組合覆蓋。22.語句覆蓋：每條語句至少執(zhí)行一次23.判定覆蓋 ：每一判定的每個分支至少執(zhí)行一次24.條件覆蓋：每一判定中的每個條件，分別按“真”、“假”至少各執(zhí)行一次25.判定條件覆蓋：同時滿足判定覆蓋和條件覆蓋的要求26.條件組合覆蓋：求出判定中所有條件的各種可能組合值，每一可能的條件組合至少執(zhí)行一次。27.路徑覆蓋：每條可能的路徑都至少執(zhí)行一次，若圖中有環(huán)，則每個環(huán)至少經(jīng)過一次28.黑盒測試著重測試軟件功能。29.黑盒測試技術(shù)：等價類劃分，邊界值分析法

16、，錯誤推測法30.等價類：有效等價類和無效等價類31.邊界值分析法，應(yīng)該選取剛好等于、稍小于和稍大于等價類邊界值的數(shù)據(jù)作為測試數(shù)據(jù)32.調(diào)試途徑調(diào)試策略：蠻干法，回溯法，原因排除法-33.原因排除法-包括：對分查找法、歸納法、演繹法34.軟件可靠性：可靠性，可用性，正確性35.可靠性和可用性的區(qū)別是：可靠性是在0到t時間間隔內(nèi)，系統(tǒng)沒有失效的概率。而可用性是在t時刻，系統(tǒng)正常運行的概率。 第九章：軟件維護(hù)1.軟件維護(hù)的定義：在軟件已經(jīng)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)的原因：在運行中發(fā)現(xiàn)軟件錯誤和設(shè)計缺陷，這些錯誤和缺陷在測試階段未能發(fā)現(xiàn)。3.軟件維護(hù)的類型：改正性維護(hù)，適應(yīng)性維護(hù)，完善性維護(hù)，預(yù)防性維護(hù)4.軟件維護(hù)的內(nèi)容：程序維護(hù)，數(shù)據(jù)維護(hù)，硬件維護(hù)5.軟件維護(hù)的特點：結(jié)構(gòu)化維護(hù)與非結(jié)構(gòu)化，維護(hù)的代價分（有形代價和無形代價），維護(hù)的問題。6.軟件維護(hù)過程：建立維護(hù)組織，維護(hù)報告，維護(hù)的事件流，保存維護(hù)記錄，評價維護(hù)活動，7.軟件的可維護(hù)性：1.決定軟件可維護(hù)性的因素（可理解性，可測試性，可修改性，可移植性， 可重用性）2.文檔 影響可維護(hù)性的決定因素，比代碼更重要。3.復(fù)審2、某銀行計算機(jī)儲蓄系統(tǒng)的工作流程大致如下：