軟件工程概論.doc

。軟件工程1、軟件危機：軟件危機是指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中遇到的一系列嚴重問題。包含兩方面的問題：（1）如何開發(fā)軟件，以滿足對軟件日益增長的需求；（2）如何維護數(shù)量不斷膨脹的已有軟件。2、軟件危機的主要表現(xiàn)：（1）對軟件開發(fā)成本和進度的估計經(jīng)常很不準確；（2）用戶對“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生；（3）軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不??；（4）軟件常常是不可維護的；（5）軟件通常沒有適當?shù)奈臋n資料；（6）軟件成本在計算機系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升；（7）軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，遠遠跟不上計算機應用迅速普及深入的趨勢。3、產(chǎn)生軟件危機的原因（1）從軟件特點上看，軟件是邏輯部件，不是物理部件；（2）軟件是很大的程序，復雜且有很多技術(shù)問題，但缺少嚴格而科學的管理；（3）軟件的參與人員多且成分復雜（需求人員，開發(fā)人員，用戶，維護人員等）；（4）在軟件實踐過程中或多或少的采用的錯誤的（但當時無法知曉的）方法和技術(shù)(這是主要原因)4、消除軟件危機的途徑（1）首先應該對計算機軟件有一個正確的認識；（2）更重要的是，必須充分認識到軟件開發(fā)不是某種個體勞動的神秘技巧，而應該是一種組織良好、管理嚴密、各類人員協(xié)同配合、共同完成的工程項目；（3）應該推廣使用在實踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功的技術(shù)和方法，并且研究探索更好更有效的技術(shù)和方法，盡快消除在計算機系統(tǒng)早期發(fā)展階段形成的一些錯誤概念和做法；（4）應該開發(fā)和使用更好的軟件工具總之，為了解決軟件危機，既要有技術(shù)措施（方法和工具），又要有必要的組織管理措施。5、軟件工程：軟件工程是從管理和技術(shù)兩方面研究如何更好地開發(fā)和維護計算機軟件的一門新興學科。（1）1968年NATO會議：軟件工程就是為了經(jīng)濟地獲得可靠的且能在實際機器上有效地運行的軟件，而建立和使用完善的工程原理。（2）1993IEEE定義：軟件工程是把系統(tǒng)的、規(guī)范的、可度量的途徑應用于軟件開發(fā)、運行和維護過程，也就是把工程應用于軟件；研究中提到的途徑。6、軟件工程的本質(zhì)特征（1）軟件工程關(guān)注于大型程序的構(gòu)造；（2）軟件工程的中心課題是控制復雜性；（3）軟件經(jīng)常變化；（4）開發(fā)軟件的效率非常重要；（5）和諧地合作是開發(fā)軟件的關(guān)鍵；（6）軟件必須有效地支持它的用戶；（7）在軟件工程領(lǐng)域中通常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。7、軟件工程的基本原理（1）用分階段的生命周期計劃嚴格管理（2）堅持進行階段評審（3）實行嚴格的（階段性）產(chǎn)品控制（4）采用現(xiàn)代程序設(shè)計技術(shù)（5）結(jié)果應能清楚地審查（6）開發(fā)小組的人員應該少而精（7）承認不斷改進軟件工程實踐的必要性8、軟件生命周期：一個軟件從定義、開發(fā)、使用和維護，直到最終被廢棄，所歷經(jīng)的一個漫長的時期。包括：可行性分析和項目開發(fā)計劃，需求分析，概要設(shè)計，詳細設(shè)計，編碼，測試，維護。（1）軟件定義時期：確定軟件開發(fā)工程必須完成的總目標；確定工程的可行性；導出實現(xiàn)工程目標應該采用的相關(guān)策略及系統(tǒng)必須完成的功能；估計完成該項工程需要的資源和成本，并適當估計完成進度表。（2）軟件開發(fā)時期：總體設(shè)計；詳細設(shè)計；編碼和單元測試；綜合測試。（3）軟件維護時期：主要任務是使軟件更持久地滿足用戶需要。具體地說，當軟件在使用過程中發(fā)現(xiàn)錯誤時應該加以改正；當環(huán)境改變時應該修改軟件以適應新的環(huán)境；當用戶有新要求時應該及時改進軟件以滿足用戶的新需要。9、軟件生命周期每個階段的基本任務（1）問題定義：“要解決的問題是什么？”；（2）可行性研究：“對于上一個階段所確定的問題有行得通的解決方案嗎？”（3）需求分析：“為了解決這個問題，目標系統(tǒng)必須做什么?！保?）總體設(shè)計：“概括地說，應該怎樣實現(xiàn)目標系統(tǒng)？”（5）詳細設(shè)計：“應該怎樣具體地實現(xiàn)這個系統(tǒng)呢？”（6）編碼和單元測試：關(guān)鍵任務是寫出正確的容易理解、容易維護的程序模塊。（7）綜合測試：關(guān)鍵任務是通過各種類型的測試（及相應的調(diào)試）使軟件達到預定的要求。（8）軟件維護：通過各種必要的維護活動使系統(tǒng)持久地滿足用戶的需要。10、什么是軟件生命周期模型？有哪些主要模型？（1）生存周期模型：描述軟件開發(fā)過程中各種活動如何執(zhí)行的模型。對軟件開發(fā)提供強有力的支持，為開發(fā)過程中的活動提供統(tǒng)一的政策保證，為參與開發(fā)的人員提供幫助和指導，是軟件生存周期模型化技術(shù)的基礎(chǔ)，也是建立軟件開發(fā)環(huán)境的核心。（2）主要有：瀑布模型，增量模型，螺旋模型，噴泉模型，基于知識的模型，變換模型。11、可行性研究的任務：用最小的代價在盡可能短的時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。技術(shù)可行性；經(jīng)濟可行性；操作可行性；法律、社會效益、道德、政治等諸多方面的因素。12、可行性研究過程的步驟：（1）復查系統(tǒng)的規(guī)模和目標（2）研究目前正在使用的系統(tǒng)（3）導出新系統(tǒng)的高層邏輯模型（4）進一步定義問題（5）導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13、可行性分析報告的主要內(nèi)容：項目背景；客戶需求；商務前景；市場計劃；技術(shù)方案；實施周期；財務分析；風險管理。14、數(shù)據(jù)流圖（DFD）：以圖形的方式描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動和處理的過程。只反映系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，是一種功能模型。15、畫數(shù)據(jù)流圖應注意的事項：（1）命名：不能使用缺乏具體含義的名字，加工名應能反映出處理的功能。（2）畫數(shù)據(jù)流而不是控制流，一般不畫物質(zhì)流。（3）每個加工至少有一個輸入數(shù)據(jù)流和一個輸出數(shù)據(jù)流，反映出此加工數(shù)據(jù)的來源與加工的結(jié)果 。（4）編號：子圖應編號子圖上的所有加工也應編號，子圖的編號應與父圖的編號相對應。（5）父圖與子圖的平衡：子圖的輸入輸出數(shù)據(jù)流同父圖相應加工的輸入輸出數(shù)據(jù)流必須一致。（6）局部數(shù)據(jù)存儲。 （7）注意數(shù)據(jù)流圖的易理解性。16、數(shù)據(jù)字典：數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(shù)據(jù)的信息的集合，也就是對數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合。內(nèi)容：數(shù)據(jù)流；數(shù)據(jù)流分量（即數(shù)據(jù)元素）；數(shù)據(jù)存儲；處理。17、需求分析的任務（1）確定對系統(tǒng)的綜合要求 （2）分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求（3）導出系統(tǒng)的邏輯模型（4）修正系統(tǒng)開發(fā)計劃18、軟件設(shè)計的目標和任務：根據(jù)用信息域表示的軟件需求，以及功能和性能需求，進行數(shù)據(jù)設(shè)計、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、過程設(shè)計、界面設(shè)計。19、什么是軟件概要設(shè)計？該階段的基本任務是什么？（1）把一個軟件需求轉(zhuǎn)換為軟件表示時，首先設(shè)計出軟件總的體系結(jié)構(gòu)。稱為概要設(shè)計或結(jié)構(gòu)設(shè)計。（2）基本任務：設(shè)計軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計編寫概要設(shè)計的文檔評審。20、總體設(shè)計（概要設(shè)計）原理：（1）模塊化：把程序劃分成若干個模塊，每個模塊完成一個子功能，把這些模塊集總起來組成一個整體，可以完成指定的功能，滿足問題的功能。（2）抽象：抽出事物的本質(zhì)特性而暫時不考慮它們的細節(jié)。（3）逐步求精（4）信息隱蔽和局部化（5）模塊獨立：每個模塊完成一個相對獨立的子功能，并且和其他模塊之間的關(guān)系很簡單。21、模塊獨立程度的衡量標準：耦合和內(nèi)聚（1）耦合：也稱塊間聯(lián)系，模塊之間相互聯(lián)系程度的度量，聯(lián)系越緊密，耦合性越強，獨立性越差，以低耦合為設(shè)計目標。內(nèi)容耦合、公共耦合、控制耦合、標記耦合、數(shù)據(jù)耦合、無耦合。（2）內(nèi)聚：又稱為塊內(nèi)聯(lián)系，指模塊內(nèi)部各成分之間相互關(guān)聯(lián)的程度，以高內(nèi)聚為設(shè)計目標。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。22、概要設(shè)計的啟發(fā)式準則：（1）改進軟件結(jié)構(gòu)，提高模塊獨立性（2）模塊規(guī)模應該適中（3）深度、寬度、扇出和扇入都應適當（4）模塊的作用域應該在控制域之內(nèi)（5）力爭降低模塊借口的復雜程度（6）設(shè)計單入口單出口的模塊（7）模塊功能應該可以預測23、面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法：把信息流映射成軟件結(jié)構(gòu)。有兩種類型：（1）交換流：根據(jù)基本系統(tǒng)模型，信息通常以“外部世界”的形式進入軟件系統(tǒng)，經(jīng)過處理以后再以“外部世界”的形式離開系統(tǒng)。由輸入、輸出、變換（或稱處理）三部分組成，是一順序結(jié)構(gòu)。（2）事務流：數(shù)據(jù)沿輸入通路到達一個處理T，這個處理根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的類型在若干個動作序列中選出一個來執(zhí)行，這類數(shù)據(jù)流稱為事務流。處理T稱為事務中心。24、詳細設(shè)計的基本任務：（1）為每個模塊進行詳細的算法設(shè)計 （2）為模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計（3）對數(shù)據(jù)庫進行物理設(shè)計（4）其他設(shè)計（5）編寫詳細設(shè)計說明書（6）評審25、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計：（1）如果一個程序的代碼塊僅僅通過順序、選擇和循環(huán)這3種基本控制結(jié)構(gòu)進行連接，并且每個代碼塊只有一個入口和一個出口，則稱這個程序是結(jié)構(gòu)化的。（2）結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本要點：采用自頂向下、逐步求精的程序設(shè)計方法使用三種基本控制結(jié)構(gòu)構(gòu)造程序主程序員組的組織形式。26、選擇程序設(shè)計語言基本原則：（1）系統(tǒng)用戶的要求（2）可以使用的編譯語言（3）可以得到的軟件工具（4）工程規(guī)模（5）程序員的知識（6）軟件可移植性要求（7）軟件的應用領(lǐng)域27、為了編制出清晰、緊湊、高效的程序，一般應依次考慮下列原則：（1）編制易于修改和維護的代碼（2）編制易于測試的代碼（3）必須將編程和編文檔的工作統(tǒng)一起來（4）編程中采用統(tǒng)一的標準和約定，降低程序復雜性（5）限定每一層的副作用，減少耦合度（6）盡可能地復用28、軟件測試的目標：（1）測試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤而執(zhí)行程序的過程（2）好的測試方案是極可能發(fā)現(xiàn)迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試方案（3）成功的測試是發(fā)現(xiàn)了至今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試29、軟件測試的準則：（1）所有測試都應該能追溯到用戶需求（2）應該遠在測試開始之前就制定出測試計劃（3）把Pareto原理應用到軟件測試中（4）應該從“小規(guī)模”測試開始，并逐步進行“大規(guī)?！睖y試（5）窮舉測試是不可能的（6）為了達到最佳的測試效果，應該由獨立的第三方從事測試工作。30、測試的步驟：（1）模塊測試：保證每個模塊作為一個單元能夠正確運行，又稱為單元測試（2）子系統(tǒng)測試：集成測試、組裝測試、聯(lián)合測試；重點在于測試模塊之間的接口；（3）系統(tǒng)測試：將經(jīng)過測試的子系統(tǒng)裝配成一個完整的系統(tǒng)來測試；發(fā)現(xiàn)設(shè)計和編碼的錯誤，驗證系統(tǒng)是否滿足需求說明所定義的功能及其動態(tài)特性；也稱為集成測試。（4）驗收測試：有用戶參加的系統(tǒng)測試；驗證是否滿足用戶的需要（5）平行運行：同時運行新舊兩個系統(tǒng)，并且對處理的結(jié)果進行比較，以確定新系統(tǒng)是否滿足相關(guān)性能指標。31、非漸增式和漸增式測試方法（1）非漸增式測試方法：先分別測試每個模塊，再把所有模塊按設(shè)計要求放在一起結(jié)合成所要的程序，這種方法稱為非漸增式測試方法。（2）漸增式測試方法：把下一個要測試的模塊同已經(jīng)測試好的那些模塊結(jié)合起來進行測試，測試完以后再把下一個應該測試的模塊結(jié)合進來測試。這種每次增加一個模塊的方法稱為漸增式測試。（3）非漸增式和漸增式測試方法的優(yōu)缺點比較：非漸增式方法要對每個模塊編寫驅(qū)動模塊和樁模塊，工作量較大；而漸增式方法可以利用部分已測試過的模塊作為測試軟件；非漸增式方法發(fā)現(xiàn)模塊間的接口錯誤較晚，而漸增式方法則要早一些；非漸增式方法發(fā)現(xiàn)錯誤后較難定位；而漸增式方法則要容易一些；非漸增式方法可以并行測試所有模塊，可充分利用人力，加快工程進度；漸增式方法接近全真運行環(huán)境，需要較多的測試運行時間，但對程序模塊的測試較為徹底。32、什么是白盒測試法?有哪些覆蓋標準?試對他們的檢錯能力進行比較?（1）白盒法測試法把測試對象看作一個打開的盒子，測試人員須了解程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和處理過程，以檢查處理過程的細節(jié)為基礎(chǔ)，對程序中盡可能多的邏輯路徑進行測試，檢驗內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否有錯，實際的運行狀態(tài)與預期的狀態(tài)是否一致。（2）白盒法的覆蓋標準：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（3）從上到下的覆蓋標準其檢錯能力也從弱到強，其中條件組合發(fā)現(xiàn)錯誤的能力較強，凡滿足其標準的測試用例，也必然滿足前四種覆蓋標準。在實際的邏輯測試中，一般以條件組合覆蓋為主設(shè)計測試用例，然后再補充部分用例來達到路徑覆蓋的測試標準。33、什么是黑盒測試法?采用黑盒技術(shù)測試用例有哪幾種方法?這些方法各有什么特點?（1）黑盒測試法：把被測試對象看成是一相黑盒子，測試人員完全不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和處理過程，只在軟件接口處進行測試，依據(jù)需求規(guī)格說明書，檢查程序是否滿足功能要求。（2）采用黑盒技術(shù)測試用例的方法有：等價類的劃分、邊界值分析、錯誤推測和因果圖。等價類的劃分，是將輸入數(shù)據(jù)按有效的或無效的(也稱合理的或不合理的)劃分成若干個等價類，測試每個等價類的代表值就等于對該類其他值的測試。這樣就把漫無邊跡的隨機測試改為有針對性的等價類測試，用少量有代表性的例子代替大量測試目的相同的例子，能有效地提高測試效率。但這個方法的缺點是沒有注意選擇某些高效的、能夠發(fā)現(xiàn)更多錯誤的測試用例。邊界值分析法一般與等價類劃分結(jié)合起來。但它不是從一個等價類中任選一個例子做代表，而是將測試邊界情況作為重點目標，選取正好等于、剛剛大于和剛剛小于邊界值的測試數(shù)據(jù)。(邊界情況是指輸入等價類和輸入等價類邊界上的情況。)這種方法可以查出更多的錯誤，因為在程序中往往在處理邊界情況時易發(fā)生錯誤。錯誤推測法是在測試程序時，人們根據(jù)經(jīng)驗或直覺推測程序中可能存在的錯誤，從而有針對性地編寫檢查這些錯誤的測試用例。因果圖能夠有效地檢測輸入條件的各種組合可能會引起的錯誤。它的基本原理是通過畫因果圖，把用自然語言描述的功能說明轉(zhuǎn)換為判定表，最后為判定表的每一列設(shè)計一個測試用例。34、軟件維護：就是在軟件已經(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。軟件維護工作分為以下四類：（1）矯正性維護：目標是識別和矯正功能錯誤、性能錯誤和實現(xiàn)錯誤。（2）適應性維護：使軟件適應于外界環(huán)境的改變而對軟件所做的修改工作。（3）完善性維護：為了擴充軟件的功能或改善軟件的性能對軟件所做的改變。（4）預防性維護：為了以后更便于維護，或者為了改進可靠性，或者提供更好的基礎(chǔ)便于將來提高性能而修改軟件。35、決定軟件可維護性的因素：可理解性；可測試性；可修改性；可移植性；可重用性。36、提高可維護性的方法 （1）建立明確的軟件質(zhì)量目標和優(yōu)先級（2）使用提高軟件質(zhì)量的技術(shù)和工具（3）進行明確的質(zhì)量保證審查（4）選擇可維護的程序設(shè)計語言（5）改進程序的文檔 37、軟件維護的副作用有哪些？（1）編碼副作用。在使用程序設(shè)計語言修改源代碼時可能引入的錯誤。（2）數(shù)據(jù)副作用。在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，有可能造成軟件設(shè)計與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不匹配，因而導致軟件錯誤。數(shù)據(jù)副作用是修改軟件信息結(jié)構(gòu)導致的結(jié)果。但它可以通過詳細的設(shè)計文檔加以控制。（3）文檔副作用。如果對可執(zhí)行軟件的修改沒有反映在文檔中，就會產(chǎn)生文檔副作用。（以上根據(jù)老師課件和軟件工程概論整理）38、某廠對部分職工重新分配工作的政策是：年齡在20歲以下者，初中文化程度脫產(chǎn)學習，高中文化程度當電工。20歲至40歲之間，中學文化程度，男性當鉗工，女性當車工，大學文化程度都當技術(shù)員。年齡在40歲以上者，中學文化程度當材料員，大學文化程度當技術(shù)員。請用結(jié)構(gòu)化語言判定表或判定樹描述上述問題的加工邏輯。（1）判定樹（2）判定表（3）結(jié)構(gòu)化語言： 精選資料，歡迎下載CASE 年齡20CASE 文化程度 初中 分配工種 脫產(chǎn)學習 CASE 文化程度 高中 分配工種 電工ENDCASECASE 年齡=20CASE 文化程度 初中.OR.高中 CASE 性別 男 分配工種 鉗工CASE 性別 女 分配工種 車工ENDCASEENDCASECASE 文化程度 大學分配工種 技術(shù)員ENDCASEENDCASECASE 年齡40CASE 文化程度 初中.OR.高中 分配工種 材料員CASE 文化程度 大