软件工程笔记(完整版)

第一章软件工程概述

1.软件危机(software crisis):就是指在计算机软件得开发与维护过程中所遇到得一系列严

重问题。即“两低一高”问题:质量低、效率低、成本高。

软件危机也成为“软件萧条(depression)”或“软件困扰(afflication)”

2.软件危机主要表现

1)开发成本与进度估计不准

2)用户对“已完成得”软件系统不满意

3)软件质量往往靠不住

4)软件常常就是不可维护得

5)软件通常没有适当得文档资料

6)软件成本逐年上升

7)软件开发生产率滞后于硬件与计算机应用普及得趋势

3.产生软件危机得原因

1)与软件本身得特点有关

a、软件不同于硬件,就是逻辑部件而不就是物理部件

缺乏可见性

难于测试

管理与控制开发过程困难

不会因使用时间过长而被“用坏”

难以维护

b、软件不同于一般程序,规模庞大,而且程序复杂性随着程序规模得增加而呈指数上升

2)与软件开发与维护得方法不正确有关

a、对软件开发与维护有关得错误认识与作法

忽视软件需求分析得重要性

认为软件开发就就是写程序

轻视软件维护

b、对软件开发过程与方法得认识与应用

软件开发要经历一个漫长得时期(编程占10-20%)

程序仅就是完成软件配置得一个组成部分

软件开发方法要有利于软件维护

4.软件得特点

(1)软件就是无形得(intangible)

(2)软件副本得大批量生产轻而易举

(3)软件业就是劳动密集型得

(4)一个没有经过充分训练得软件开发人员很容易编写出难以理解与修改得软件

(5)软件本身很容易修改。但由于它得复杂性,又很难正确地修改。

(6)软件不像其她得工业产品那样会因使用而磨损,随着反复修改,它得设计会逐渐退化5.消除软件危机得途径

1)对计算机软件得正确认识

2)认识到软件开发不就是个体劳动得神秘技巧,而就是一种组织良好、管理严密、各类人

员协同配合、共同完成得工程项目

3)推广使用成功得软件开发技术与方法

4)开发与使用更好得软件开发工具

总之, 为了消除软件危机,既要有技术措施(方法与工具),又要有必要得组织管理措施。

6.对“工程”得理解:大事情,施工得过程,工程学科。

施工得过程:分析→设计→实现→维护

7.软件得概念

经典定义:软件= 程序+ 文档+ 数据

软件就是计算机程序及其有关得数据与文档得完整集合。

计算机程序就是能够完成功能得可执行得指令序列

数据就是程序能适当处理得信息,具有适当得数据结构

软件文档就是开发、使用与维护程序所需要得图文资料

8.软件工程得概念

概括地说,软件工程就是指导计算机软件开发与维护得工程学科。

采用工程得概念、原理、技术与方法来开发与维护软件,把经过时间考验而证明正确得管理技术与当前能够得到得最好得技术方法结合起来,以经济地开发出高质量得软件并有效地维护它,这就就是软件工程。

目标:项目成功(BFC,Better、Faster、Cheaper)

9.软件工程得本质特征

(1)软件工程关注于大型程序得构造

(2)软件工程得中心课题就是控制复杂性

(3)软件经常变化

(4)开发软件得效率非常重要

(5)与谐地合作就是开发软件得关键

(6)软件必须有效地支持它得用户

(7)在软件工程领域中通常由具有一种文化背景得人替具有另一种文化背景得人创造

产品

10.软件工程得基本原理

(1)用分阶段得生命周期计划进行严格管理

(2)坚持进行阶段评审

(3)实行严格得产品控制

(4)采用现代程序设计技术

(5)结果应能清楚地审查

(6)开发小组得人员应该少而精

(7)承认不断改进软件工程实践得必要性

11.软件工程方法学

通常把在软件生命周期全过程中使用得一整套技术得集合称为方法学(methodology),也称为范型(paradigm)。

1)传统方法学(结构化方法学):SA,SD,SP,ST

2)面向对象方法学:OOA,OOD,OOP,OOT

S:结构化,structured

OO:面向对象,Object Oriented

A:分析,Analysis

D:设计,Design

P:编程,Programming

T:测试,Test

12.软件工程方法学三要素,这就就是方法、工具与过程。其中:

1)方法就是完成软件开发任务得技术方法,回答“如何做”得问题;

2)工具就是为方法得运用提供自动得或半自动得软件支撑环境;

3)过程规定了完成各项任务得工作阶段、工作内容、产品、验收得步骤与完成准则。

第二章软件过程

1.过程(process):ISO9000把过程定义为,把输入转化为输出得一组彼此相关得资源与活动。

2.软件过程(Software Process): 就是为了获得高质量软件所需要完成得一系列任务得框架

(Framework),它规定了完成各项任务得工作步骤。

3.软件生命周期

软件生命周期由软件定义、软件开发、与运行维护三个时期组成,每个时期又可进一步划分成若干个阶段。(三个时期八个阶段)

三个时期八个阶段:

三个时期:软件定义、软件开发、运行维护

八个阶段:(1)问题定义(2)、可行性研究(3)、需求分析(4)、概要设计(5)、详细设计

(6)、编码与单元测试(7)、综合测试(8)、软件维护

4.软件开发模型(在课本得14—33页,了解一下)

1）瀑布模型(Waterfall)

2）快速原型模型Prototype

3）增量模型(Incremental Models)

4）喷泉模型

5）螺旋模型

6）统一过程(rational unified process,RUP)

7）敏捷过程

8）极限编程(extreme programming,XP)

9）能力成熟模型(capability maturity model,CMM)

第三章结构化得分析(SA)

1.需求分析:发现、求精、建模、规格说明、复审得过程。

发现:获取需求,完备、正确、有效

求精:细节

建模:形式化描述

规格说明:详述

复审:批准

2.需求分析得准则

1) 必须理解与表示问题得信息域,根据这条准则应该建立数据模型。

2)必须定义软件应完成得功能,这条准则要求建立功能模型。

3)必须表示作为外部事件结果得软件行为,这条准则要求建立行为模型。

4)必须对描述信息、功能与行为得模型进行分解,用层次得方式展示细节。

3.需求获取得方法

1) 访谈

正式得:事先准备好得

非正式得访谈:开放得,头脑风暴,情景分析

2) 面向数据流自顶向下求精

3) 简易得应用规格说明技术

4) 快速建立软件原型

4.分析建模

结构化分析实质上就是一种创建模型得活动。

通过需求分析而建立得模型必须达到下述得三个基本目标:

描述用户得需求。

为软件设计工作奠定基础。

定义一组需求,一旦开发出软件产品之后,就可以用这组需求为标准来验收该产品。

5.模型(Model):就是为了理解事物而对事物作出得一种抽象,就是对事物得书面上得无歧

义文字或图形得描述、

5.1.模型就是对问题得简化。

5.2.要从多个角度认识事物。

6.分析模型: 数据模型(实体联系图)、功能模型(数据流图)、行为模型(状态转换图)。

7.需求分析成果:软件需求规格说明

8.实体-联系图(ER图,entity-relationship diagram)(P41,要求会画)

(1)数据模型得主要成分:数据对象,数据对象得属性,数据对象彼此间相互连接得关系

数据对象:对软件必须理解得复合信息得抽象。

属性:定义了数据对象得性质。

联系:数据对象彼此之间相互连接得方式称为联系,也称为关系。

类型:一对一联系、一对多联系、多对多联系。联系也可以有属性。

(2):

实体

属性

联系

9.(DFD,Data Flow Diagram):描绘信息流与数据从输入移动到输出得过程中所经

受得变换

(要会画)

10.(DD:,Data Dictionary):就是关于数据得信息得集合,就是对数据流图中包含得

(书本P49—51,要会画)

11.状态转换图(SD,State Diagram):通过描绘系统得状态及引起系统状态转换得事件,来表示

系统得行为。用于建立行为模型。

状态:就是任何可以被观察到得系统行为模式。状态规定了系统对事件得响应方式

事件:就是在某个特定时刻发生得事情,就是引起系统做动作或(与)转换状态得控制信息。

(书本P47—49)

第四章结构化设计

性能

环境功能将来

数据

( 五大需求)

内存DS

数据DB

外存

file

架构C/S,B/S

四大设计构件之间得接口

接口

人—机接口

Process

过程

Procedure(步骤)

三型两化

行为模型

三型功能模型

数据模型

系统化

两化

层次化

如何设计:必须依据原理、原则、规则、准则

模块:就是由边界元素限定得相邻得程序元素得序列,而且有一个整体标识符来代表它。

模块化:就就是把程序划分成可独立命名且独立访问得模块,每个模块完成一个子功能,把这些模块集成起来构成一个整体,可以完成指定得功能满足用户得需求。

（1）一组相邻元素

（2）一个边界

（3）一个名字(标识符ID)

Why模块化？

1）降低复杂度

2）有利于团队分工协作

How to 模块化？

Meyer模块化5标准

1）模块可分解性(降低复杂性)

2）模块可组装性(可重用,reuse)

3）模块可理解性(易于维护)

4）模块连续性(副作用小)

5）模块保护性(屏蔽异常)

抽象(abstract):抽出事物得本质特征,而暂时不考虑它们得细节

找共性,略特性

抓主要,略次要

有效降低模块数量

逐步求精:为了集中精力解决主要问题而尽量推迟对问题细节得考虑。

大小

粗细

Miller法则:一个人在任何时候都只能把精力集中在7±2个知识块上。

7±2

全局变量

信息隐藏

局部变量

块内:高内聚,一个模块只做一件事

模块独立

参数少

块间:低耦合,KIS(keep it simple)

类型简单

结构化设计原理:

1）模块化

2）抽象

3）信息隐藏

4）逐步求精

启发原则:

1）改进软件结构提高模块独立性

2）模块规模应该适中(LOC<30)LOC:lines of code note>code

3）深度、宽度、扇出与扇入都应当适中 (7±2原则)

4）模块得作用域应该在控制域之内

5）力争降低模块接口得复杂度(接口KIS)

6）设计单出口单入口得模块

7）模块得功能应该可以预测

设计结果描述工具:建模工具

软件工具

工具建模工具

开发工具

IPO图(Input Process Output):描述模块(总体)

架构表示:C/S,B/S ,层次

层次图+ IPO图= HIPO图

结构图:(P76)

Yourdon提出得结构图就是进行软件结构设计得另一个有力工具

面向设计流得设计方法

三种设计方法面向数据结构得设计方法

面向对象得设计方法

设计优化:

无有好优精

人—机界面设计问题

MI CUI GUI AUI MMI

1.系统响应时间(长度、易变性)

集成式(内含,开始就设计在软件中)

2.用户帮助措施

嵌入式/附加式(联机文档)

1）完备性

2）选择性(menu, F1 , help)

3）如何显示帮助信息

4）返回/退出(ESC escape , 按钮)

平面

5）怎样组织帮助信息层次结构(导航)

Web页(超链接)

3.出错信息处理

1）可理解性

2）建设性

3）警示性

4）视听性

5）友好性

4.命令交互

UI设计得重要性:

1）用户评价产品得依据

2）占总设计量得50%以上

3）涉及到美学、人—机工程学、心理学

4）UI工程师成为一种岗位

UI设计原则:

以人为本、人性化、美、方便

与谐

美一致

对称

人—机界面设计过程:

用户界面设计就是一个迭代得过程

)

)

1）一般交互

2）信息显示

3）数据输入

结构化方法学

SA SD SP ST

1965

GOTO语句1968 (书本P89)

1972

如果一个程序得代码块仅仅通过顺序、选择与循环这三种控制结构进行连接,并且每一个代码块只有一个入口与一个出口,则称这个程序就是结构化得。

1）顺序

2）选择(单路、双路、多路、多重)

3）循环(for 、当型循环、直到型循环、枚举)

过程设计工具

程序流程图

N-S盒图图

PAD图活动图

判定树

判定表表

伪码语言语言

(要会画这些图,会根据伪码语言转化为上述各种图,还要掌握几种图之间得转换)

数据得三类逻辑结构

1）顺序

2）选择

3）重复

第五章结构化实现

测试

定义:为了发现错误而执行程序得过程

错误编写时产生得

故障运行时发生得

测试具有破坏性,而其它得环节都就是建设性得。但就是其破坏时为了更好得建设,保证质量得有效途径

测试得目标(G、Myer)

1)定义:测试就是为了发现程序中得错误而执行程序得过程

2)好得测试:好得测试方案就是极可能发现迄今为止尚未发现得错误得测试方案

3)成功得测试:成功得测试就是发现了至今为止尚未发现得错误得测试

目得

测试方案一组输入

一组输出(预期得结果)

测试得准则

1）追溯到需求:所有得测试都应该能追溯到用户得需求

2）及早计划:应该在测试之前得相当长时间,就指定出测试计划

3）2、8定律:把Pareto原理应用于软件测试。Pareto原理告诉我们,测试发现得错误中得80%很可能就是由程序中20%得模块造成得

4）从小到大:测试应该从“小模块”开始,并逐步进行“大模块”测试

5）不可穷尽:穷举测试就是不可能得

6）第三方(丙方)测试:为了达到最佳得测试效果,应该由独立得第三方来从事测试工作所谓最佳效果,就就是指最大可能性发现错误得测试,这也就是测试得基本目标黑盒测试:接口处、功能测试

测试方法

白盒测试:结构测试

流图P110(要会根据程序流程图转化)

体现了程序判断得节点

白盒测试技术:

1）逻辑覆盖

2）路径覆盖

程序得复杂度度量(P115,要会根据流图,计算出程序得复杂度)

流图中得区域数= 环形复杂度

3种方法流图中得环形复杂度= 流图中得边数–图中节点数+ 2

流图中得环形复杂度= 图中判定节点得数目+ 1

复杂:指人得体力与脑力受到挑战

独立路径(P115)

定义:就是指至少引入程序得一个新处理语句集合或一个新条件得路径

自顶向下

找法从左向右

逐步增加

黑盒测试技术(P120)

等价类划分

边界值分析

错误预测

测试步骤(

验收平行运行

一边运行新系统,一边运行旧系统

集成测试得策略深度优先

自顶向下

宽度优先

自底向上

软件得可靠性

可靠性:时间段,在规定得时间段内,成功运行程序得概率

可用性:时间点,在一个时间点上,成功运行程序得概率

MTTF:Mean Time To Failure,平均无故障时间

MTTR:Mean Time To Repair,平均维修时间

测试

发现bug 质量

排除bug

可靠性

第六章面向对象方法学导论

面向

观点、世界观、软件观

System?

1)若干部件得集合

2)部件具有独立得功能与边界

3)部件之间具有相互联系,这些联系构成结构

4)部件间相互作用,构成运动

对象(P151)

在研究或解决问题得过程中关注得人、事物、概念

OO(Object Oriented,面向对象)起源

学习、掌握、运用

面向对象方法学得四个要点:

面向对象= 对象+ 类+ 继承+ 通信

1）认为客观世界就是由各种对象组成得,任何事物都就是对象,复杂得对象可以由比较简单得对象以某种方式组合而成

2）把所有对象都划分成各种对象类,每个对象类都定义了一组数据与一组方法。

3）按照子类与父类得关系,把若干个对象类组成一个层次结构得系统

4）对象彼此之间仅能通过传递消息互相通信

面向对象方法学得优点

1）与人类习惯得思维方法一致

2）稳定性好

3）可重用性好

4）较易开发大型软件产品

5）可维护性好

面向对象得一些概念

1.对象:就是封装了数据结构以及可以施加在这些数据结构上得操作得封装体,这个封装

体有可以唯一标识它得名字,而且向外界提供一组服务。

2.类:就就是对具有相同数据与相同操作得一组相似对象得定义

3.实例:就就是有某个特定得类所描述得一个具体得对象

4.消息:就就是要求某个对象执行在定义它得那个类中所定义得某个操作得规格说明书

5.方法:就就是对象所能执行得操作,也就就是类中所定义得服务

6.属性:类中说定义得数据,它就是对客观世界实体所具有得性质得抽象

7.封装:就就是把某个事物包起来,使外界不知道该事物得具体内容

8.继承:就是指能够直接获取已有得性质与特征,而不必重复定义她们

9.多态性:就是指子类对象可以像父类对象那样使用,同样得消息既可以发送给父类也可

以发送给子类对象。

10.重载:函数重载就是指在同一作用域内得若干个参数特征不同得函数可以使用相同得

函数名字

面向对象得三种关系:

继承组成关联

)

以数据为中心

（2）实现了封装

（3）本质上具有并行性

（4）模块独立性好

面向对象建模:

三种模型得建模工具:

对象模型:类图

功能模型:用例图(用况图)

动态模型:状态图,时序图

面向对象得建模步骤:

系统观点

啥们

UML得9种图

对象模型:最基本、最核心、最重要

状态图:

描述了单一对象,在其生命周期内得变化规律

事件event 瞬间得

状态时间段

时序图:

多个对象得交互。时序图得每个对象有各自对应一个状态图

第7&8章

架构成中心

用况驱动

增量与迭代

3型

对象模型

3型功能模型

动态模型

自顶向下

5层逐步求精

啥们之序

面向对象(OOA)得任务与过程

分析:搞清楚、弄明白软件得需求,并根据需求建模

研究需求

识别对象

建立模型

面向对象分析得策略:

三型五层:自顶向下、逐步求精

五层:主题层、类与对象层、结构层、属性层、服务层

需求陈述P167

用户提供、表现多样

内容:范围、需求、假设

问题:歧义、矛盾

对策:甲乙共商,原型化需求

例子ATM (课本P167)

建立对象模型

类:名词

关系: part of

…、、with ……

词法分析属性:量词(重量、身高、年龄)、形容词

方法:动词

候选筛选优化

UC矩阵user customer

建立动态模型

顺序图状态图

(多对象) (单一对象)

需求陈述

编写脚本

画顺序图

案例研究:电梯系统(课本得P186——P190)

OOA OOD OOP

(3型4图) (3型4图)

for 需求for 机器/实现

3型4图:

对象模型类图

功能模型用例图

动态模型顺序图、状态图

OOD(面向对象设计)准则:P192

1.模块化

2.抽象

3.信息隐藏

4.弱耦合

5.强内聚

6.可重用

启发规则:

1.设计结果应该清晰易懂

2.一般/特殊结构得深度应适当

3.设计简单得类

4.使用简单得协议

5.使用简单得服务

6.把设计变动减至最小

第9章(老师没讲)

第10章UML(P232)(自己瞧,一定要会画9种图)

第11章计划

管理:

就就是通过计划、组织与控制等一系列得活动,合理得配置与使用各种资源,以达到既定目标得过程。

软件项目管理:就就是通过计划、组织、控制等一系列得活动,合理得配置与使用各种资源,

以便在预定成本与期限内开发符合客户需要得软件得过程(类)工程:大得、复杂得、由众多人一起完成得

(对象)项目:一个具体得工程就是项目

人

财

估量工作量物

(代码行) 时

软件配置:程序、文件、数据

对软件得配置进行管理得原因:需求得变更就是不可避免得

风险(risk):导致失败得因素

识别

评估

避免

估算代码行:

估概预决

代码行LOC KLOC

估算量

功能点FP(function points)

FP技术:(具体得计算方法P253)

程序量工作量进度

(KLOC FP) (人月) (人员)

人月神话Brooks

1.劳动密集型

2.智力VS体力

工作量(课本得P254)

E=f (KLOC)

E=f (FP)

静态单变量模型

三种方法动态多变量模型

构造性成本模型

进度计划:

分解,分而治之; 大事化小,小事化了

P254---P264要精读

指导软件项目进度安排得基本原则:

1.划分

2.相互依赖性

3.时间分配

4.工作量确认

5.定义责任

6.定义结果

7.定义里程碑

工程网络图(P260——P262):

要掌握得内容:最早时刻、最迟时刻、最短路径、关键路径、关键事件

第13章控制

软件风险得特点:

1.不确定性

2.损失

软件风险得分类:

1.按风险得影响范围分类:

（1）项目风险

（2）技术风险

（3）商业风险

2.按风险得可预测性分类:

（1）已知风险

（2）可预测风险

（3）不可预测风险

风险因素:性能风险、成本风险、支持风险、进度风险

(P280 表13、1)

质量:满足用户需求得程度

软件质量:软件与明确规定地与隐含地定义得需求相一致得程度

质量保证很重要:

1.召回

2.市场占有

3.生命力

质量保证:

Test

文档

管理

审查、复查

规则、原则、准则

质量因素:

哪些方面

如何度量

3方面13因素(3方13条)(P283,图13、1)

软件质量因素得定义(P284 表13、3)

可XX性:XX 得难易程度。

软件质量保证措施:P(284)

1）技术复审

2）走查

3）审查

4）测试

软件配置管理

变更

版本(version)

这些管理基于软件得本质特征:演化性、构造性

软件配置发生变化得原因:

1）新得商业或市场调件导致产品需求或业务规则变化

2）新得客户需求,要求改变信息系统产生得数据、产品提供得功能或系统提供服务3）企业改组或业务缩减,引起项目优先或软件工程队伍结构得变化

4）预算或进度限制,导致对目标系统重定义

5）发现了在软件开发过程前期阶段所犯得错误,必须及时改正

基线(base line)P187

软件配置管理过程

1）标识软件配置中得对象

2）版本控制

3）变化控制

4）配置审计

5）状态报告