实用指南：软件设计师软考备战：第五篇 软件工程与项目管理
1 软件工程概述
1.1 软件工程基本概念
软件工程是应用系统化、规范化、可量化的方法开发、运行和维护软件的学科。其目标是提高软件质量、降低开发成本、保证开发进度。
软件危机的表现：
项目超出预算
计划超过计划完成时间
软件质量低下
软件通常不满足需求
项目无法管理，代码难以维护
1.2 软件生命周期
传统软件生命周期阶段：
问题定义与规划
需求分析
系统设计
详细设计
编码实现
软件测试
运行维护
现代软件过程模型：
瀑布模型：线性顺序，阶段间有明确界限
快速原型模型：快速构建原型，获取用户反馈
增量模型：分批次交付产品功能
螺旋模型：结合瀑布和原型，强调风险分析
敏捷编写：迭代式，强调人员协作和快速响应变化
2 软件开发过程
2.1 需求工程
需求层次：
业务需求：组织的高层目标
用户需求：用户使用产品要搞定的任务
功能需求：软件必须达成的功能
非功能需求：性能、安全性、可靠性等质量属性
需求获取技术：
访谈：结构化、非结构化
问卷调查：大范围需求收集
观察：现场观察用户工作流程
原型法：通过原型引导需求
需求规格说明书(SRS)：
完整性：包含所有需求
一致性：需求间无矛盾
可验证性：需求可被测试
可修改性：易于维护和更新
2.2 软件设计
设计原则：
模块化：将系统分解为高内聚、低耦合的模块
抽象化：忽略细节，关注本质特征
信息隐藏：隐藏模块实现细节
功能独立：模块只完成特定功能
体系结构风格：
分层架构：如OSI七层模型
客户端-服务器架构：客户端请求，服务器响应
管道-过滤器架构：数据流经一系列处理单元
面向服务架构(SOA)：通过服务契约松散耦合
设计模式（23种经典模式）：
创建型模式：单例、工厂、建造者
结构型模式：适配器、装饰器、代理
行为型模式：观察者、策略、模板方法
2.3 软件实现
编程规范：
命名规范：变量、函数、类命名规则
注释规范：文件头、函数、行注释要求
格式规范：缩进、空格、换行规则
代码审查：
走查：作者讲解，团队审查
轮查：团队成员轮流审查
inspection：正式的审查会议
2.4 软件测试
测试级别：
单元测试：测试单个模块或函数
集成测试：测试模块间接口
系统测试：测试整个系统功能
验收测试：用户验证系统是否满足需求
测试类型：
黑盒测试：关注机制，不关注内部实现
白盒测试：关注内部逻辑和结构
灰盒测试：结合黑盒和白盒特性
测试用例设计：
等价类划分：将输入域划分为等价类
边界值分析：测试边界附近的取值
因果图法：分析输入条件的组合关系
正交实验法：用最少的测试用例覆盖最多的组合
3 软件项目管理
3.1 项目估算技术
功能点估算(FP)：
基于软件功能数量估算
计算未调整作用点(UFP)
考虑技术复杂度因子(TCF)
FP = UFP × TCF
COCOMO模型：
基本COCOMO：基于代码行数的估算
中级COCOMO：考虑成本驱动因子
详细COCOMO：考虑各个开发阶段
PERT技术：
乐观时间(a)
最可能时间(m)
悲观时间(b)
期望时间 = (a + 4m + b) / 6
3.2 项目进度管理
甘特图：表现任务持续时间和发展关系
网络计划图：
前导图法(PDM)：节点表示活动
箭线图法(ADM)：箭头表示活动
关键路径法(CPM)：
确定项目最长路径
计算最早开始时间(ES)、最早结束时间(EF)
计算最晚开始时间(LS)、最晚结束时间(LF)
计算时差：LS-ES 或 LF-EF
3.3 软件质量保证
质量特性（ISO 9126）：
功能性：满足明确和隐含要求的能力
可靠性：在指定条件下维持特定性能水平的能力
易用性：易于理解、学习、使用
效率：性能与资源消耗的比率
可维护性：可被修改的能力
可移植性：从一个环境转移到另一个环境的能力
质量保证活动：
技术评审：正式的技术审查
软件测试：发现和修复缺陷
过程检查：确保遵循开发过程
质量审计：独立的质量评估
4 软件配置管理
4.1 配置管理过程
配置项识别：确定需要受控的软件项
版本控制：管理配置项的不同版本
变更控制：控制配置项的变更
调整审计：验证调整项的完整性和一致性
状态报告：记录和报告设置项状态
4.2 版本控制器具
集中式版本控制：SVN、CVS
分布式版本控制：Git、Mercurial
Git基本工作流：
# 克隆仓库
git clone
# 创建分支
git branch
# 切换分支
git checkout
# 添加文件到暂存区
git add
# 提交更改
git commit -m "message"
# 推送到远程仓库
git push origin
# 合并分支
git merge 5 软件开发手段
5.1 结构化方法
特点：
自顶向下逐步求精
数据流导向
强调文档化
主要工具：
数据流图(DFD)
数据字典(DD)
状态转换图(STD)
实体关系图(ERD)
5.2 面向对象方法
基本概念：
类与对象
封装
继承
多态
U建模语言：
用例图：描述系统功能
类图：描述静态结构
序列图：描述对象交互时序
状态图：描述对象状态转换
活动图：描述业务流程
5.3 敏捷开发
敏捷宣言：
个体和互动高于流程和工具
可工作的软件高于详尽的文档
客户合作高于合同谈判
响应变化高于遵循计划
Scrum框架：
产品待办列表(Product Backlog)
冲刺待办列表(Sprint Backlog)
每日站会(Daily Scrum)
冲刺评审(Sprint Review)
冲刺回顾(Sprint Retrospective)
极限编程(XP)实践：
测试驱动编写(TDD)
持续集成(CI)
重构(Refactoring)
结对编程(Pair Programming)
6 软件度量与评价
6.1 产品度量
规模度量：
代码行数(LOC)
功能点(FP)
对象点(OP)
复杂度度量：
圈复杂度：McCabe复杂度度量
Halstead度量：基于运算符和操作数数量
缺陷密度：缺陷数 / 规模度量
6.2 过程度量
生产率：规模 / 工作量
质量：缺陷数 / 规模
进度偏差：(实际进度 - 计划进度) / 计划进度
7 真题解析与实战演练
7.1 2022年真题
题目：某项目有6个活动，其前后关系及持续时间如下表，求计划的关键路径和总工期。
活动 | 前导活动 | 持续时间(天) |
|---|---|---|
A | - | 5 |
B | - | 3 |
C | A | 4 |
D | A | 6 |
E | B,C | 2 |
F | D | 3 |
解析：
绘制网络图，计算各活动的最早开始和最晚开始时间
找出所有路径：A-C-E(11天), A-D-F(14天), B-E(5天)
关键路径：A-D-F，总工期14天
答案：关键路径A-D-F，总工期14天
7.2 2021年真题
题目：比较白盒测试和黑盒测试的区别，各举两种测试用例设计方法。
解析：
白盒测试：
关注内部逻辑结构
需要了解代码实现
设计办法：语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、路径覆盖
适用于单元测试
黑盒测试：
关注输入输出功能
不需要了解内部搭建
设计方法：等价类划分、边界值分析、因果图法、正交实验法
适用于系统测试和验收测试
答案：白盒测试关注内部结构，使用语句覆盖、路径覆盖等技巧；黑盒测试关注外部功能，应用等价类划分、边界值分析等方法。
8 备考策略与技巧
8.1 重点掌握内容
软件开发过程：各生命周期阶段的关键活动
软件设计原则：高内聚低耦合、信息隐藏等
软件测试技术：各级别测试的特点和技巧
项目管理：估算技术、进度管理、关键路径法
8.2 解题技巧
关键路径计算：
正推法计算最早时间
反推法计算最晚时间
时差为0的活动在关键路径上
测试用例设计：
等价类划分注意有效和无效等价类
边界值分析测试边界和边界附近的值
软件度量计算：
理解各种度量指标的含义
掌握基本计算公式
8.3 记忆方法
软件生命周期：规需设编测维（规划、需求、设计、编码、测试、维护）
测试级别：单集系验（单元、集成、框架、验收）
设计原则：模块抽象信息隐藏功能独立
结语
软件工程与项目管理是软件设计师必须掌握的核心知识，不仅关系到软件开发的成功，也直接影响软件质量和项目效益。通过系统学习软件开发全过程和项目管理手段，能够提高软件开发的专业水平和管理能力。
思考题否还有价值？请结合具体项目特点，分析不同开发方法的适用场景。就是：在敏捷创建越来越流行的今天，传统的软件工程方法
现代软件开发的要紧基础。就是下一篇我们将探讨面向对象科技，这
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