软件工程

为了更有效的开发与维护软件，软件工作者在20世纪60年代后期开始认为研究消除软件危机的途径，从而组

建形成了一门新兴的工程学科——计算机软件工程学。

2. 软件危机的介绍：

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。

3. 软件危机主要有以下典型表现：

1对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。

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跟不上应用迅速普及深入的趋势。

4. 产生软件危机的原因：

在软件开发和维护的过程中存在这么多严重的问题，一方面与软件本身的特点有关，另一方面也和软件开发与维护的

方法不正确有关。

5. 什么是软件工程：

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。软件工程正是从管理和技

术两方面研究如何更好的开发和维护计算机软件的一门新兴学

科。

6. 什么是软件工程：

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。

7. 软件工程的7条基本原理：

1）用分段的生命周期计划严格管理。

2）坚持进行阶段评审。

3）实行严格的产品控制。

4）采用现代程序设计技术。

5）结果应能清楚的审查。

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。

软件工程方法包含3个要素：方法、工具和过程。其中，方法是完成软件开发的各项任务技术方法，回答“怎样做”的问

题；工具是为运用方法而提供的自动的或半自动的软件工程支

撑环境；过程是为了获得高质量的软件所需要完成的一系列任

务的框架，它规定了完成各项目任务的工作步骤。

9. 传统方法学：

传统方法学也称为生命周期方法学或结构化范型。它采用结构化技术来完成软件开发的各项任务，并使用适当的软件工

具或软件工程环境来支持结构化技术的运用。

10. 面向对象方法学的4个要点：

1）把对象作为融合了数据及在数据上的操作行为的统一的软件。

2）把所用对象都划分成类。每个类都定义了一组数据和一组操作，类是对具有相同数据和相同操作的一组相似对象的

定义。

3）按照父类与子类（基类和派生类）的关系，把若干个相关类组成一个层次结构的系统（类等级）。

4）对象彼此间仅能通过发送消息相互联系。

11. 什么是生命周期：

概括的说，软件生命周期由软件定义、软件开发和运行维护3个时期；软件定义时期的任务是：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

用的策略及系统必须完成的功能；估计完成该项需要的资源和

成本，并且制定工程进度表。开发时期具体设计分为4个阶

段：总体设计，详细设计，编码和单元测试，综合测试。维护

时期的主要任务是使软件持久地满足用户的需要。

12. 生命周期每个阶段的基本任务：

1）问题的定义：

问题定义阶段必须回答的关键问题是：“要解决的问题是什么？”通过对客户的访问调查，系统分析员扼要地

写出关于问题性质、工程目标和工程规模的书面报告，

经过讨论和必要的修改之后这份报告应该得到客户的确

认。

2）可行性研究：

这个阶段要回答的关键问题是：“对于上一个阶段所确定的问题有行得通的解决办法吗？”为了回答问题，系

统分析员需要进行一次大大压缩和简化了的系统分析和

设计过程，也就是在较抽象的高层次上进行的分析和设

计过程。

3）需求分析：

这个阶段的任务仍然不是具体地解决问题，而是准确地确定“为了解决这个问题，目标系统必须做什么”，

主要是确定目标系统必须具备哪些功能，在需求分析阶

段确定的系统逻辑模型是以后设计和实现目标系统的基

础，因此必须准确完整地体现用户要求。

4）总体设计：

这个阶段必须回答的问题是：“概括地说，应该怎样实现目标系统？”总体设计又称概要设计，设计多种方

案，制定出实现最佳方案的详细计划。

5）详细设计：

总体设计阶段以比较抽象概括的方式提出了解决问题的办法。详细设计阶段的任务就是把解法具体化，也

就是回答下面这个关键问题：“应该怎样具体的实现这个

系统呢？”。

6）编码和单元测试：

这个阶段的关键人物是写出正确的容易理解。容易维护的程序模块。

7）综合测试：

这个阶段的关键人物是通过各种类型的测试使软件达到预定的要求。

8）软件维护：

维护阶段的关键任务是，通过各种必要的维护活动使

系统持久地满足用户的要求，分为4类维护：改正性维

护，也就是诊断和改正正在使用过程中发现的软件错

误；适应性维护，即修改软件以适应环境的变化；完善

性维护，即根据用户的要求改进或扩充软件使它更完

善；预防性维护，即修改软件，为将来的维护活动预先

做准备。

13. 软件过程：

软件过程是为了获得高质量软件所需要完成的一系列任务框架，它规定了完成各项任务的工作步骤。过程定义了运用方

法的顺序。应该交付的文档资料、为保证软件质量和协调变化

所需要采取的管理措施，以及标致软件开发各个阶段任务完成

的里程碑。

14. 可行性研究的目的：

可行性研究的目的，就是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。

15. 可行性分析：

至少应该从这3个方面研究每种解法的可行性。

1）技术可行性；2）经济可行性；3）操作可行性；

16. 可行性研究的过程：

1）复查系统规模和目标；

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；

17. 系统流程图：

系统流程图是概括地描述物理系统的传统工具。

18. 数据流图：

数据流图是一种图形化技术，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。在数据流图中没有任何具

体的物理部件，它只是描绘数据在软件中流动和被处理的逻辑

过程。数据流图是系统逻辑功能的图形表示，即使不是专业的

计算机技术人员也容易理解它，因此是分析员与用户之间几号

的通信工具。此外，设计数据流图时只需要考虑系统必须完成

的基本逻辑功能，完全不需要考虑怎样具体地实现这些功能，

所以它也是今后进行软件设计的很好的出发点。

19. 数据字典：

数据字典是关于数据的信息，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合。

20. 数据字典的内容：

一般来说，数据字典应该由以下4类元素的定义组成。

1）数据流；2）数据流分量；3）数据存储；4）处理。

21. 货币的时间价值：

设利率为I，如果存入P元，则N 年后得到的钱数为

F=P(1+I)n

22. 需求分析：

需求分析是软件定义时期的最后一个阶段，它的基本任务是准确地回答“系统必须做什么？”这个问题。

23. 需求分析的任务：

需求分析的任务还不是确定系统怎样完成它的工作，而仅仅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。

24. 分析建模：

所谓模型，就是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一种无歧义的失眠描述。通常，模型由一组图形符

号和组织这些符号的规则组成。结构化分析实质上是一种创建

模型的活动。需求分析过程应该建立3种模型，它们分别是数

据模型，功能模型和行为模型。

25. 实体-联系图：

1）数据对象：数据对象是软件必须理解的复合信息的抽象。

2）属性：属性定义了数据对象的性质。

3）联系：客观世界中的事物彼此间往往是有联系的。

4）实体-联系图的符号：通常使用实体-联系图来建立数据模型。

26. 第一范式：

每个属性值都必须是原子值，即仅仅是一个简单值而不含内部结构。

27. 第二范式：

满足第一范式条件，而且每个非关键字属性都由整个关键字决定（而不是由关键字的一部分来决定）。

28. 第三范式:

符合第二范式的条件，每个非关键字属性都仅由关键字决定，而且一个非关键字属性不能仅仅是对另一个非关键字属性

的进一步描述（即一个非关键字属性值不依赖于另一个非关键

字属性值）。

29. 从哪些方面验证软件需求的正确性：

1）一致性2）完整性3）现实性4）有效性。

30. 形式化说明技术：

按照形式化的程度，可以把软件工程使用的方法划分成非

形式化、半形式化和形式化3类。

31. 形式化方法：

所谓形式化方法，是描述系统性质的基于数学的技术，也就是说，如果一种方法有坚实的数学基础，那么它就是形式

化。

32. 总体设计的目的：

总体设计的基本目的就是回答“概括地说，系统该如何实现？”这个问题，因此，总体设计又称为概要设计或初步设

计。

33. 设计过程：

总体设计过程通常由两个主要阶段组成：系统设计阶段，确定系统的具体实现方案；结构设计阶段，确定软件结构。

34. 模块化：

模块是由边界元素限定的相邻元素的顺序，而且有一个总体标识符代表它。模块化就是把程序划分成独立命名且可独立

访问的模块，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，可以完成指定的功能满足用户的需求。

35. 抽象：

人类在认识复杂现象的过程中使用的最强有力的思维工具就是抽象。

36. 详细设计：

详细设计阶段的任务还不是具体的编写程序，而是要设计出程序的“蓝图”，以后程序员将根据这个蓝图写出实际代码。

37. 程序流程图：

程序流程图又称为程序框图，它是历史最悠久。使用最广泛的描述过程设计的方法，然而它也是用得最混乱的一种方

法。

38. 实现：

通常把编码和测试统称为实现。

39. 编码：

所谓编码就是把软件设计结果翻译成用魔种程序设计语言书写的程序。

40. 启发规则：

1）改进软件结构提高模块独立性

2）模块规模应该适中；

3）深度表示软件结构中控制的层数，它往往能粗略地标志一

个系统的大小和复杂程度。

是软件结构内同一个层次上的模块总数的最大值。

是一个模块直接控制（调用）的模块数目。

一个模块的扇入表明有多少个上级模块直接调用它。

）模块的作用域应该在控制域之内

）力争降低借口的复杂程度。

）设计单入口单出口的模块

）模块功能应该可以预测。

41. 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测试。

42. 模块测试：

测试步骤：

1）模块测试：在设计得好的软件系统中，每个模块完成

一个清晰定义的子功能，而且这个子功能和同级其他模块的功

能之间没有相互依赖关系。

试是把经过单元测试的模块放在一起形成一个子系统来测试。

：系统测试是把经过测试的子系统装配成一个完整的系统来测试。

：验收测试把软件作为单一实体进行测试，测试内容与系统测试基本类似，但是它是在用户积极参与下进行的，而且可能主要使用实际数据（系统将来要

处理的信息）进行测试。

5）平行运行：

1.可以在准生产环境中运行新系统而又不冒风险

2.用户能有一段熟悉新系统的时间。

3.可以验证用户指南和使用手册之类的文档。

4.能够以准生产模式对新系统进行全负荷测

试，可以用测试结果验证性能指标。

43. 白盒测试技术：

它的前提是可以把程序看成装在一个透明的白盒子里，测试者完全知道程序的结构和处理算法。

一。逻辑覆盖：有选择地执行程序中某些最有代表性的通路是对穷尽测试的唯一可行的替代办法。

1.语句覆盖：为了暴露程序中的错误，至少每个语句应该

执行一次。

2.判定覆盖：判定覆盖又叫分支覆盖，它的含义是，不仅

每个语句必须至少执行一次，而且每个判定的每种可能的结果

都应该至少执行一次，也就是每个判定的每个分支都至少执行

一次。

3.条件覆盖：条件覆盖的含义是，不仅每个语句至少执行

一次，而且使判定表达式中的每个条件都去到各种可能的结

果。

4.判定/条件覆盖：既然判定覆盖不一定包含条件覆盖，条

件覆盖也不一定包含判定覆盖，自然会提出一种能同时满足这

两种覆盖标准的逻辑覆盖。

5.条件组合覆盖：条件组合覆盖是更强的逻辑覆盖标准，

它要求选取足够多的测试数据，使得每个判定表达式中条件的

各种可能组合都至少出现一次。

44. 黑盒测试技术：

它是把程序看作一个黑盒子，完全不考虑程序的内部结构和处理过程。

45. 软件可靠性：

软件可靠性是程序在给定的时间间隔内，按照规格说明书的规定成功的运行的概率。

46. 软件维护的定义：

所谓软件维护就是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。

47. 面向对象方法学的要点：

面向对象方法学的出发点和基本原则，是尽可能模拟人类习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程尽可能接近人类认

识世界解决问题的方法与过程，也就是使描述问题的问题空间

与实现解法的解空间在结构上尽可能一致。

48. 对象与传统的区别：

对象与传统的数据有本质区别，它不是被动地等待外界对它施加操作，相反，它是进行处理的主体。必须发消息请求对

象主动地执行它的某些操作。处理它的私有数据，而不能从外

界直接对它2的私有数据进行操作。

49. 面向对象的方法学可以用以下方程：

OO=objects+classes+inheritance+communication with messages

50. 概念：

1.类：就是对具有相同数据和相同操作的一组相似对象的定义。

2.实例：就是由某个特定的类所描述的一个具体对象。

3.消息：就是要求每个对象执行在定义它的那个类中所定

义的每个操作的规格说明。

4.方法：就是对象所能执行的操作，也就是类中所定义的服务。

5.属性：就是类中所定义的数据，它是对客观世界实体所具有的性质的抽象。

6.封装：就是信息隐藏，通过封装对外界隐藏了对象的实现细节。

7.继承：是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复第一他们。

8.多态性：是指子类对象可以像父类对象那样使用。同样

的消息既可以发送给父类对像也可以发送给子类对象。

9.重载：有两种重载，函数重载是指在同一作用域内的若

干个参数特征不同的函数可以使用相同的函数名字；运算重载

是指同一个运算符可以施加于不同类型的操作数上面。

51. 面向对象建模：

用面向对象方法开发软件，通常需要建立3种形式的模型，它

们分别是描述系统数据结构的对象模型，描述系统控制结构的

动态模型和描述系统功能的功能模型。