软件工程概论

软件工程1 、软件危机：软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。

包含两方面的问题：（1 ）如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求；（2）如何维护数量不断膨胀的已有软件。

2、软件危机的主要表现：（ 1 ）对软件开发成本和进度的估计经常很不准确；（ 2 ）用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生；（ 3 ）软件产品的质量往往靠不住；（ 4 ）软件常常是不可维护的；（ 5 ）软件通常没有适当的文档资料；（ 6 ）软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升；（7 ）软件开发生产率提高的速度，远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。

3、产生软件危机的原因（ 1 ）从软件特点上看，软件是逻辑部件，不是物理部件；（ 2 ）软件是很大的程序，复杂且有很多技术问题，但缺少严格而科学的管理；（3 ）软件的参与人员多且成分复杂（需求人员，开发人员，用户，维护人员等）；（4 ）在软件实践过程中或多或少的采用的错误的（但当时无法知晓的）方法和技术（这是主要原因）4、消除软件危机的途径（ 1 ）首先应该对计算机软件有一个正确的认识；（ 2 ）更重要的是，必须充分认识到软件开发不是某种个体劳动的神秘技巧，而应该是一种组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完成的工程项目；（ 3 ）应该推广使用在实践中总结出来的开发软件的成功的技术和方法，并且研究探索更好更有效的技术和方法，尽快消除在计算机系统早期发展阶段形成的一些错误概念和做法；（ 4 ）应该开发和使用更好的软件工具总之，为了解决软件危机，既要有技术措施（方法和工具），又要有必要的组织管理措施。

5、软件工程：软件工程是从管理和技术两方面研究如何更好地开发和维护计算机软件的一门新兴学科。

（1 ）1968 年NATO 会议：软件工程就是为了经济地获得可靠的且能在实际机器上有效地运行的软件，而建立和使用完善的工程原理。

（ 2 ）1993IEEE 定义：软件工程是①把系统的、规范的、可度量的途径应用于软件开发、运行和维护过程，也就是把工程应用于软件；②研究①中提到的途径。

6、软件工程的本质特征（1）软件工程关注于大型程序的构造；（2）软件工程的中心课题是控制复杂性；（ 3 ）软件经常变化；（4）开发软件的效率非常重要；（5）和谐地合作是开发软件的关键；（6）软件必须有效地支持它的用户；（7）在软件工程领域中通常由具有一种文化背景的人替具有另一种文化背景的人创造产品。

7、软件工程的基本原理（1）用分阶段的生命周期计划严格管理（ 2 ）坚持进行阶段评审（3）实行严格的（阶段性）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）承认不断改进软件工程实践的必要性8、软件生命周期：一个软件从定义、开发、使用和维护，直到最终被废弃，所历经的一个漫长的时期。

包括：可行性分析和项目开发计划，需求分析，概要设计，详细设计，编码，测试，维护。

（ 1 ）软件定义时期：确定软件开发工程必须完成的总目标；确定工程的可行性；导出实现工程目标应该采用的相关策略及系统必须完成的功能；估计完成该项工程需要的资源和成本，并适当估计完成进度表。

（ 2 ）软件开发时期：总体设计；详细设计；编码和单元测试；综合测试。

（ 3 ）软件维护时期：主要任务是使软件更持久地满足用户需要。

具体地说，当软件在使用过程中发现错误时应该加以改正；当环境改变时应该修改软件以适应新的环境；当用户有新要求时应该及时改进软件以满足用户的新需要。

9、软件生命周期每个阶段的基本任务（ 1 ）问题定义：“要解决的问题是什么？” ；（ 2 ）可行性研究：“对于上一个阶段所确定的问题有行得通的解决方案吗？”（ 3 ）需求分析：“为了解决这个问题，目标系统必须做什么。

”（ 4 ）总体设计：“概括地说，应该怎样实现目标系统？”（ 5 ）详细设计：“应该怎样具体地实现这个系统呢？”（ 6 ）编码和单元测试：关键任务是写出正确的容易理解、容易维护的程序模块。

（7 ）综合测试：关键任务是通过各种类型的测试（及相应的调试）使软件达到预定的要求。

（8 ）软件维护：通过各种必要的维护活动使系统持久地满足用户的需要。

10 、什么是软件生命周期模型？有哪些主要模型？（ 1 ）生存周期模型：描述软件开发过程中各种活动如何执行的模型。

对软件开发提供强有力的支持，为开发过程中的活动提供统一的政策保证，为参与开发的人员提供帮助和指导，是软件生存周期模型化技术的基础，也是建立软件开发环境的核心。

（ 2 ）主要有：瀑布模型，增量模型，螺旋模型，喷泉模型，基于知识的模型，变换模型。

11 、可行性研究的任务：用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。

技术可行性；经济可行性；操作可行性；法律、社会效益、道德、政治等诸多方面的因素。

12 、可行性研究过程的步骤：（1 ）复查系统的规模和目标（ 2 ）研究目前正在使用的系统（ 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 ）草拟开发计划（8 ）书写文档提交审查13 、可行性分析报告的主要内容：项目背景；客户需求；商务前景；市场计划；技术方案；实施周期；财务分析；风险管理。

14 、数据流图（DFD ）：以图形的方式描述数据在系统中流动和处理的过程。

只反映系统必须完成的逻辑功能，是一种功能模型。

15 、画数据流图应注意的事项：（ 1 ）命名：不能使用缺乏具体含义的名字，加工名应能反映出处理的功能。

（2 ）画数据流而不是控制流，一般不画物质流。

（ 3 ）每个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流，反映出此加工数据的来源与加工的结果（ 4 ）编号：子图应编号子图上的所有加工也应编号，子图的编号应与父图的编号相对应。

（ 5 ）父图与子图的平衡：子图的输入输出数据流同父图相应加工的输入输出数据流必须一致。

（ 6 ）局部数据存储。

（7 ）注意数据流图的易理解性。

16 、数据字典：数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合。

内容：数据流；数据流分量（即数据元素）；数据存储；处理。

17 、需求分析的任务( 1 )确定对系统的综合要求( 2 )分析系统的数据要求( 3 )导出系统的逻辑模型( 4 )修正系统开发计划18 、软件设计的目标和任务：根据用信息域表示的软件需求，以及功能和性能需求，进行数据设计、系统结构设计、过程设计、界面设计。

19 、什么是软件概要设计？该阶段的基本任务是什么？( 1 )把一个软件需求转换为软件表示时，首先设计出软件总的体系结构。

称为概要设计或结构设计。

(2 )基本任务：①设计软件系统结构②进行数据结构及数据库的设计③编写概要设计的文档④评审。

20 、总体设计(概要设计)原理：( 1 )模块化：把程序划分成若干个模块，每个模块完成一个子功能，把这些模块集总起来组成一个整体，可以完成指定的功能，满足问题的功能。

( 2 )抽象：抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节。

( 3 )逐步求精( 4 )信息隐蔽和局部化( 5)模块独立：每个模块完成一个相对独立的子功能，并且和其他模块之间的关系很简单。

21 、模块独立程度的衡量标准：耦合和内聚( 1)耦合：也称块间联系，模块之间相互联系程度的度量，联系越紧密，耦合性越强，独立性越差，以低耦合为设计目标。

内容耦合、公共耦合、控制耦合、标记耦合、数据耦合、无耦合。

( 2 )内聚：又称为块内联系，指模块内部各成分之间相互关联的程度，以高内聚为设计目标。

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。

22 、概要设计的启发式准则：( 1 )改进软件结构，提高模块独立性( 2 )模块规模应该适中( 3 )深度、宽度、扇出和扇入都应适当( 4)模块的作用域应该在控制域之内( 5)力争降低模块借口的复杂程度( 6)设计单入口单出口的模块( 7 )模块功能应该可以预测23 、面向数据流的设计方法：把信息流映射成软件结构。

有两种类型：( 1)交换流：根据基本系统模型，信息通常以“外部世界”的形式进入软件系统，经过处理以后再以“外部世界”的形式离开系统。

由输入、输出、变换(或称处理)三部分组成，是一顺序结构。

(2 )事务流：数据沿输入通路到达一个处理T,这个处理根据输入数据的类型在若干个动作序列中选出一个来执行，这类数据流称为事务流。

处理T 称为事务中心。

24 、详细设计的基本任务：( 1)为每个模块进行详细的算法设计( 2 )为模块内的数据结构进行设计( 3 )对数据库进行物理设计( 4 )其他设计( 5 )编写详细设计说明书( 6 )评审25 、结构程序设计：( 1)如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这 3 种基本控制结构进行连接，并且每个代码块只有一个入口和一个出口，则称这个程序是结构化的。

( 2 )结构化程序设计的基本要点：①采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法②使用三种基本控制结构构造程序③主程序员组的组织形式。

26 、选择程序设计语言基本原则：（ 1 ）系统用户的要求（2 ）可以使用的编译语言（ 3 ）可以得到的软件工具（ 4 ）工程规模（ 5 ）程序员的知识（ 6 ）软件可移植性要求（7 ）软件的应用领域27 、为了编制出清晰、紧凑、高效的程序，一般应依次考虑下列原则：（ 1 ）编制易于修改和维护的代码（ 2 ）编制易于测试的代码（ 3 ）必须将编程和编文档的工作统一起来（ 4 ）编程中采用统一的标准和约定，降低程序复杂性（ 5 ）限定每一层的副作用，减少耦合度（ 6 ）尽可能地复用28 、软件测试的目标：（ 1 ）测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程（ 2 ）好的测试方案是极可能发现迄今为止尚未发现的错误的测试方案（ 3 ）成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错误的测试29 、软件测试的准则：（ 1 ）所有测试都应该能追溯到用户需求（2 ）应该远在测试开始之前就制定出测试计划（3 ）把Pareto 原理应用到软件测试中（ 4 ）应该从“小规模”测试开始，并逐步进行“大规模”测试（ 5 ）穷举测试是不可能的（ 6 ）为了达到最佳的测试效果，应该由独立的第三方从事测试工作。

30 、测试的步骤：（ 1 ）模块测试：保证每个模块作为一个单元能够正确运行，又称为单元测试（ 2 ）子系统测试：集成测试、组装测试、联合测试；重点在于测试模块之间的接口；（ 3 ）系统测试：将经过测试的子系统装配成一个完整的系统来测试；发现设计和编码的错误，验证系统是否满足需求说明所定义的功能及其动态特性；也称为集成测试。

（ 4 ）验收测试：有用户参加的系统测试；验证是否满足用户的需要（ 5 ）平行运行：同时运行新旧两个系统，并且对处理的结果进行比较，以确定新系统是否满足相关性能指标。