软件工程
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2023年2月12日发(作者：)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局部，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，本钱高，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.本钱高，开发本钱估计不准确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工程非常多。
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：以较低的本钱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.强调标准化2.强调文档化
软件工程的根本原理(7条)：1.用分阶段的生命周期方案严格管理2.坚持进展阶段评审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.成认不断改良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
方案、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，而不是对数据进展加工处理的控
制过程。即：系统流程图≠程序流程图。
5.系统流程图的根本思想：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.数据流图四种根本符号：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.需求分析的根本任务：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：面向数据流的构造化分析方法(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.需求分析的根本思想:“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展变换
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.数据标准化目的是：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构造和软件的系统构造
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根本准那么
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那么，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.耦合是对一个软件构造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.原那么：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严密程度。
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附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、层次构造
系
2.对程序的功能、性能、输入、输出、算法、流程、接口等进展描述
3.程序控制构造：顺序、选择，循环，(多分支，DOWhile,DOUntil)五种根本控制构造。
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.盒图的根本符号: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.
图:PAD图中竖线的总条数就是程序中的层次数
图根本符号: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，测试相当于其它局部总本钱的
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构
造和处理过程
12.白盒测试法又称为构造测试：把程序看成装在一个透明的白盒子，测试者完
全知道程序的构造和处理算法
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，局部数据构造，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构造为根底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，假设图中有环，那么每个环至少经过
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：构造化维护与非构造化，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，如果是存款那么系统记录存款人的姓名、住址〔或号码〕、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，那么系统首先核对储户密码，假设密码正确或存款时未留密码，
那么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.〔根本路径测试法的
环复杂度〕。〔10%〕
解答：