软件工程复习笔记

第一章 软件工程学概述(15分)

1.1 软件危机

软件危机是指在软件开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题

​ 表现:成本/进度估计不准确;闭门造车,用户不满意;不可维护;软件成本的比例逐年上升;供不应求;没有适当的文档资料。

产生软件危机的原因(理解即可 by csb)

​ 规模加大、复杂性提高;软件是逻辑产品,缺乏“可见性”;缺乏有效的、系统的技术手段和管理方法;用户和软件开发人员的理解鸿沟(Gap);错误的认识和做法:忽视软件需求分析的重要性、认为软件开发就是写程序并设法使之运行、轻视软件测试和软件维护。

维护的费用占软件总费用的55%-70%(维护与测试比编写程序重要得多)

​ 测试工作量占开发总工作量的40%-50%

​ 编写程序只占开发工作量的10%-20%

软件是程序、数据相关文档的完整集合。文档是开发、使用和维护程序所需要的图文资料。

1.2 软件工程

软件工程 是指导计算机软件开发维护的一门工程学科,以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它 (无论怎么解释,就是用工程化的方法开发软件 by csb

1.2.1 软件工程的本质特性

​ 关注大型程序的构造;中心课题是控制复杂性;软件经常变化;开发效率非常重要;和谐合作:纪律是软件开发项目的一个关键;软件必须有效地支持它的用户;一种文化背景的人替另一种文化背景的人创造产品

1.2.2 软件工程七个基本原理(读两遍即可, by csb)

​ 用分阶段的生命周期计划严格管理;坚持进行阶段评审;实行严格的产品控制;采用现代程序设计技术;结果应能清楚地审查;开发小组的人员应该少而精;承认不断改进软件工程实践的必要性。

1.2.3 软件工程方法学

​ 包括技术管理两方面

​ 软件工程三要素:工具、方法、过程

​ 使用最广泛的方法学:面向对象方法学(将数据行为看成是同等重要的)、传统方法学

1.3 软件生命周期(读几遍 by csb)

​ 软件生命周期是软件产品一系列相关活动的全周期

三个大阶段(8个任务):

​ 1.软件定义: 确定软件开发总目标;确定工程的可行性;导出实现策略及系统功能;估计资源和成本,并且制定工程进度表。

​ (问题定义、可行性研究、需求分析)

​ 2.软件开发: 具体设计和实现在前一个时期定义的软件

​ (总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试)

​ 3.软件维护: 使软件持久地满足用户的需要

生命周期中各阶段的任务

​ 1.问题定义: 要解决的问题是什么?

​ 2.可行性研究: 问题是否有可行的解决办法?

​ 3.需求分析: 目标系统必须做什么 (规格说明书)

​ 4.总体设计(概要设计):概括地说,应该怎样实现目标系统? (确定体系结果,确定程序模由哪些模块组成、以及模块间的关系

​ 5.详细设计: 怎样具体地实现系统?(也成为模块设计,在这个阶段将详细地设计每个模块,确定实现模块功能所需要的算法和数据结构

​ 6.编码和单元测试: 编写易理解、易维护的程序; 测试编每个模块

​ 7.综合测试: 集成测试、验收测试、现场测试或平行运行

​ 8.软件维护: 使系统持久地满足用户的需要

1.4 软件过程

​ 通常使用生命周期模型简介地描述软件过程。因此也成为过程模型,将生命周期划分成阶段各阶段的执行顺序

1.4.1 瀑布模型(Waterfall model):文档驱动

​ 特点:

​ 1.阶段的顺序性和依赖性

​ 2.推迟实现:区分逻辑与物理设计

​ 3.质量保证(文档驱动

​ 缺点:

​ 1.开发过程一般不能逆转

​ 2.开发后期客户才能看到软件

​ 文档驱动既是瀑布模型的优点也是其缺点

1.4.2 快速原型开发模型
1.4.3 增量模型
1.4.4 螺旋模型:风险驱动
1.4.5 喷泉模型
1.4.6 敏捷开发(读几遍)
1.4.7 RUP:4个阶段

开始:建立业务模型,定义项目范围

精化:系统的体系结构、项目计划、 资源需求、

构造:构件开发,软件产品

移交:软件产品移交给用户

第二张 可行性研究

2.1 可行性研究的任务(by csb)

从三方面研究:

​ 1.技术可行性

​ 2.经济可行性

​ 3.操作可行性

​ *4.必要时还应该从法律、社会效益等广泛的方面研究每种解法的可行性

2.2 可行性研究过程(理解就行)8个

2.3 系统流程图

​ 概括地描绘物理系统的传统工具

2.4 数据流图(DFD) 15分大题

​ 描绘数据在软件中流动和被处理的逻辑, 不涉及具体的物理部件

2.5 数据字典

​ 关于数据的信息的集合

​ ●对数据流图元素(数据流、数据元素、数据存储、处理)的定义

​ ●由数据元素组成数据的方式

​ (1)3种基本类型:顺序、选择、重复

​ (2)重复的特殊情况:可选

[]:选择、():可选、下界{重复}上届

数据流图+数据字典=系统的逻辑模型

第三章 需求分析

需求分析的任务

​ 1.回答“系统必须做什么?”

​ 2.结果:软件需求规格说明书

软件需求:用户解决问题或达到目标所需要的条件或能力

需求层次:业务需求 -> 用户需求 -> 功能与非功能需求

3.1 具体任务

​ 1.确定综合要求

	功能需求、非功能需求(性能、可靠性、可用性、出错处理、接口、约束等)

​ 2.分析数据要求

​ 3.导出逻辑模型

​ 4.修正开发计划

3.2 获取需求的方法

​ 1.访谈

​ 2.面向数据流自顶向下求精

​ 3.简易的应用规格说明技术

​ 4.快速建立软件原型

3.6 状态图(大题)

​ 初态用实心圆,终点用一对同心圆(中间实心)

​ 圆角矩形中画状态名,活动表

​ do/ 动作写哪里 整张图要保持一致

​ 事件表达式:事件说明[守卫条件]/动作表达式​

3.8 需求验证的四个方面

​ 1.一致性: 需求不互相矛盾

​ 2.完整性: 包括用户需要的每一个功能或性能

​ 3.现实性: 现有技术可以实现

​ 4.有效性: 确实能解决用户面对的问题

第五章 总体设计

​ "概括地说,系统应该如何实现?” . 2个阶段

​ ●系统设计

​ 划分系统:程序、文件、数据库、人工过程和文档等

●结构设计

​ 划分程序:模块以及模块间的关系,建立软件结构

设计过程(分清是不是这9个)

①设想方案

②选取合理方案(至少3种方案:低、中、高成本)

③推荐最佳方案

​ ————之后进入结构设计阶段————(by csb)

④功能分解

⑤设计软件结构

​ ⑥设计数据库

​ ⑦制定测试计划

​ ⑧书写文档

​ ⑨审查和复审

Q:结构设计是不是总体设计的一部分

A:yes

5.2 设计原理

​ 1.模块化

​ 模块不是越小越好,太小会增加接口的成本。最小成本区,曲线。

​ 2.抽象:关注事物的本质特性,暂不考虑细节

​ 3.逐步求精:推迟对问题细节的考虑,逐步增加细节

​ 4.信息隐藏:内部信息(过程和数据)对外不可访问

​ 5.局部化:把关系密切的元素放在一起

​ 6.模块独立程度的2个定性度量标准

​ •内聚:模块内各元素的相关程度

​ •耦合:模块间的交互程度

耦合(含义)

​ 1.内容耦合

​ 2.共用(公共环境)耦合

​ 3.控制耦合

​ 4.印记(特征)耦合

​ 5.数据耦合

原则:多用数据耦合,少用控制耦合和特征耦合,限制公用耦合,不用内容耦合,记住最好最坏!

内聚(含义)

​ 1.偶然性内聚

​ 2.逻辑性内聚

​ 3.时间性内聚

​ 4.过程性内聚

​ 5.通信性内聚

​ 6.顺序内聚

​ 7.功能性内聚

​ 8.信息性内聚

原则:力争高内聚,识别低内聚,改进以提高内聚度,记住最好最坏!

5.3 启发规则(读几遍)

​ 1.提高模块独立性

​ 2.模块规模适中

​ 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

​ 模块的作用域:受一个判定影响的所有模块集合

​ 模块的控制域:模块及其直接或间接的从属模块集

​ 5.降低模块接口的复杂度

​ 6.设计单入口单出口的模块

​ 7.模块功能可以预测

5.4 结构图(陈圣波没提)

​ 描述软件的模块层次,反映各模块之间的调用和数据传递,不指定模块的调用顺序

​ 传递两种信息:数据信息(尾部空心圆)、控制信息(尾部实心圆)。

5.5 面向数据流的设计

​ DFD -> 结构图

​ 两种信息流:变换流事务流

​ 变换流:信息以“外部世界”的形式进入,经过处理以后再以“外部世界”的形式离开。

​ 事务流:分析每个十五以确定它的类型,并根据类型选取一条活动通路。

​ 变换流到软件结构图的转换。

第六章 详细设计

任务

​ 怎样具体地实现这个系统?

​ 设计程序的“蓝图”,确定模块的处理过程

6.1结构化程序设计

结构化定理

​ 66年被证明:任何单入口单出口的程序都可由“顺序”、“选择”和“循环”三种基本结构实现

​ 经典定义:如果一个程序的代码块仅有顺序、选择和循环这3个基本控制结构进行连接,并且只有一个入口和出口,则称这个程序是结构化的。(五个关键! by csb)

工具(会做)

​ 程序流程图(不易表示数据结构)

​ 盒图 (NS图,容易表现嵌套关系,不可能任意转移控制)

​ PAD图(其描述的处理过程最容易转换成与之对应的高级语言程序

​ 判定表(互斥条件放上,动作放下)

第七章 实现 (+维护=15分)

​ 实现=编码+测试

7.1 编码(读几遍 by csb)

​ 编码风格的作用就是使代码容易读;风格良好的代码更容易阅读和理解,错误更少

​ 1.使用一致和有意义的标识符名

​ 2.用缩进显示程序结构

​ 3.用加括号的方式排除二义性

​ 4.尽量不要进行浮点数的相等比较

​ 5.避免大量使用循环嵌套和条件嵌套

​ 6.当心运算符的副作用

​ 7.把数定义称常量

​ 8.利用sizeof()计算对象的大小

​ 9.清晰的代码,而非最巧妙的代码

​ 10.程序的注释

​ 序言性注释和功能性注释

​ 对一段程序注释,而不是每一个语句

​ 11.用数据结束标记(EOF、BOF),而非让用户给出数据数目

7.2 测试(重点,好好读)

​ 对软件规格说明、设计和编码的最后复审

​ 测试目的:发现软件中的错误

​ 调试:诊断并改正错误,由程序员完成

​ 开发总工作量的40%以上

​ 好的测试方案是极可能发现迄今尚未发现的错误(找不到错误就是不好的 by csb)

​ 成功的测试是发现了至今尚未发现的错误的测试(没有发现错的测试是不成功的 by csb)

测试不能证明程序中没有错误

7.2.2 测试准则(读几遍 by csb)

​ Pareto原理:80%的错误很可能是20%的模块造成的

​ 从“小规模”测试逐步到“大规模”测试

​ 穷举测试不可能

​ 应该由独立的第三方从事测试工作

7.2.3 测试方法

​ 黑盒测试:又称功能测试或数据驱动测试

​ 白盒测试:又称结构测试或逻辑驱动测试

7.2.4 测试步骤

●模块测试(单元测试):

​ 主要发现编码和详细设计的错误

●子系统测试:

​ 模块放在一起形成一个子系统来测试;着重测试模块的接口

●系统测试:

​ 将子系统装配成一个完整的系统;主要发现软件设计中的错误,也可能发现需求说明中的错误

●验收测试(确认测试):

​ 验证软件的有效性(是否与用户期待相符);用户参与,使用实际数据测试;主要发现系统需求说明书中的错误

●平行运行

*其中子系统测试和系统测试为集成测试

7.3 单元测试

​ 检测最小单元—模块;主要使用白盒测试

7.3.1 测试重点

​ 模块接口、局部数据结构、重要的执行通路、出错处理、边界条件

7.3.2 代码审查

​ 审查小组对代码进行复审,可发现30%~70%的错误

7.3.3 计算机测试

​ ●驱动程序

​ 模拟被测模块的调用模块,接收测试数据,打印测试结果

​ ●存根程序

​ 模拟被测模块的子模块,印出入口检验或操作结果

7.4 集成测试方法(通读一遍,优缺点)

●非渐增式集成

​ 所有模块按设计进行一次性集成

​ 先进行单元测试,再进行集成测试

●渐增式集成

​ 将单元测试与集成测试结合在一起

​ 逐个将待集成的模块同已集成的那些模块结合起来进行测试

​ 1.自顶向下集成

​ 2.自底往上集成

​ 3.三明治式(混合式)集成

*几种集成测试方法的优缺点

1552044305388

7.5 确认测试

回归测试

​ 重新执行已经做过的测试的某个子集,以保证变化(程序改错、新模块加入等)没有带来非预期的副作用

(a) Alpha测试
在开发者的指导下,用户在开发现场进行
(b) Beta测试
 用户在实际使用环境下进行测试

7.6 白盒测试技术:

7.6.1 逻辑覆盖

​ 测试用例 = 测试数据+预期输出

​ 以程序内部的逻辑结构为基础的设计测试用例的技术

1.语句覆盖:每个语句至少执行一次

2.判定覆盖(分支覆盖):每个判定的每个分支至少执行一次

3.条件覆盖:每个判定中的每个条件都取到可能的值

4.判定/条件覆盖:每判定中的每个条件都取到可能值,且每个判定的每个分支都至少执行一次

5.条件组合覆盖:每个判定中的各种条件组合都至少执行一次

Q:画出程序流程图,并根据流程图出数据,设计测试用例(会做)

7.7 黑盒测试技术

1.等价划分

​ 把输入域划分成数据类,取每类中的一个典型值进行测试

​ 设计测试用例

​ (1) 新增测试用例尽可能多地覆盖尚未被覆盖的有效等价类

​ (2) 新增测试用例覆盖一个尚未被覆盖的无效等价类

2.边界值分析

​ 着重测试输入等价类和输出等价类的边界,选取的测试数据应该刚好等于、刚刚小于和刚刚大于边界值。

eg:若输入应为数值,则无效输入需有非数值型数据

7.8 调试(by csb)

​ 目标:寻找软件错的原因并改正错误。

​ 三种方法:

​ 1.蛮干法

​ 2.回溯法

​ 3.原因排除法

7.9 软件可靠性

7.9.1 基本概念

​ 软件可靠性:程序在给定的时间间隔内,按照规格说明书的规定成功地运行的概率。

​ 软件可用性:在给定的时间点,按照规格说明书的规定,成功地运行的概率。

​ 软件兼容性:书上没有,自己理解。(by csb)(指硬件之间、软件之间或是软硬件组合系统之间的相互协调工作的程度)

第八章 维护 (+实现 15分)

​ 使软件持久地满足用户的需要。

​ 软件维护的本质是修改和压缩了的软件定义和开发过程。

占生命周期的60%以上

​ 软件工程的一个重要目标:提高软件的可维护性,减少软件维护的代价。

四类维护

​ ●改正性维护:诊断和改正错误的过程。17%~21%

​ ●适应性维护:适应环境的变化而适当地修改软件。 18%~25%

​ ●完善性维护:增加新功能或修改已有功能。 50%~66%(维护的大部分工作)

​ ●预防性维护:改进未来的可维护性或可靠性。4%左右

8.4 可维护性

理解、改正、改进软件的难易程度

提高可维护性是支配软件工程方法学的关键目标

决定软件可维护性的因素

​ 1)可理解性

​ 2)可测试性

​ 3)可修改性

​ 4)可移植性

​ 5)可重用性

第九、十章 面向对象 (10分)

9.1 面向对象方法学概述

​ ●1960’s:Simula-67,引入类和对象

​ ●1980’s:面向对象分析与设计

​ ●1980’s:面向对象方法

面向对象方法学的4个要点

​ 1) 软件系统是由对象(Object)组成

​ 2) 对象组成对象类(Class)

​ 3) 类可以组成一个类层次,子类继承(inheritance)父类

​ 4) 对象间仅能通过传递消息(Message)互相联系

OO=objects+classes+inheritance+communication with messages

面向对象 = 对象 + 类 + 继承 + 消息通信

简化了软件的开发与维护,提高了条件的可重用性

一些概念

​ ●对象:数据结构及这些数据结构上的操作的封装体

​ ●:具有相同数据和相同操作的一组相似对象的集合

​ ●消息:要求某个对象执行某个操作的规格说明

​ ●方法:对象所能执行的操作(服务)

​ ●属性:类中所定义的数据

​ ●封装:对象的状态数据、代码和局部数据,外面不能直接访问

​ ●继承:子类共享基类中定义的数据和方法的机制

​ ●多态性:同一方法,不同的子类有不同的实现。

​ ●函数重载:同一作用域内多个参数特征不同的函数使用相同函数名

9.3 面向对象建模

三种模型

​ 1.对象模型:模拟客观世界实体的对象以及对象彼此间的关系的映射,描述系统的数据结构。最基本的、核心模型

​ 2.动态模型:描述系统的控制结构。

​ 3.功能模型:描述系统的功能

建模图形工具

类图:描述及类与类之间的静态关系(关联、聚集、泛化等)

类的状态图:描绘对象状态及引起状态转换事件

用例图:描述外部行为者所理解的系统功能

事件跟踪图(顺序图)

9.4 对象模型

​ 通常使用UML提供的类图来建立对象模型

类图的关系:

​ 1.关联(重数、

​ 2.聚集(共享聚集、组合聚集)

​ 3.泛化(继承)

9.5 功能模型

​ 通常,用UML提供的状态图来描绘对象的状态、触发状态转换的时间以及对象的行为。

9.6 用例模型

​ 用例之间的关系:

​ 1.扩展

​ 2.包含

​ 3.继承(派生)

第十一章 面向对象设计 (5分)

csb强调两种设计

​ ●系统设计: 确定实现系统的策略和目标系统的高层结构

​ ●对象设计: 确定解空间中的类、关联、接口形式及实现服务的算法

11.1 面向对象设计的准则

●模块化、抽象、信息隐藏(相似)

●耦合

​ (1) 交互耦合:对象之间的耦合通过消息连接来实现

​ 减少消息中包含的参数个数,降低参数的复杂程度

​ 减少对象发送(或接收)的消息数

​ (2) 继承耦合:一般化类与特殊类之间耦合

​ 使特殊类尽量多继承并使用其一般化类的属性和服务

●内聚(csb说不用管)

​ (1) 服务内聚

​ 一个服务应该完成一个且仅完成一个功能

​ (2) 类内聚

​ 类的属性和服务应该全都是完成该类对象的任务所必需的

​ (3) 一般-特殊内聚

​ 一般-特殊结构应该是对相应的领域知识的正确抽取

●可重用(csb强调)

​ 从设计阶段开发

11.2 启发规则(读一读)

​ 设计清晰易懂

​ 一般-特殊结构深度适当:7 ± 2

​ 设计简单的类

​ •1页纸大小?

​ •类任务明确简单

​ •属性和服务不要过多,简化对象间协作

​ 使用简单的协议,消息参数少 (不要超过3个, by csb)

​ 使用简单的服务

​ •3~5行源程序(动宾词描述功能)

​ •复杂的CASE语句 -> 一般-特殊结构代替的可能性

重用(再用或复用)

​ 同一事物不修改或稍加改动后可重复使用

软件重用层次

​ 知识重用。如,软件工程知识的重用。

​ 方法和标准的重用。如,开发方法或国标。

​ 软件成分的重用

​ 代码重用:剪贴、包含、继承等;

​ 设计结果重用;

​ 分析结果重用。

类构件的重用方式

​ (1) 实例重用

​ –按需创建类实例

​ –用对象成员创建出更复杂的类

​ (2) 继承重用

​ –为提高继承重用的效果,关键是设计一个合理的、具有一定深度的类构件继承层次结构。

​ (3) 多态重用

​ –转换接口:重用必须重新定义的服务的集合

​ –扩充接口:如派生类没给出接口的新算法,则继承父类算法

extra - 题目说明

数据流图15分,用例5分,类图5分,状态图5分,顺序图5分,(白盒黑盒,NS, PAD, 判定树/表) 15分

排列性强,字比较短——填空;

用例图:小人的名字要写出来,小人用例要关联起来,用例和用例画关系图;

类图:比较简单,类已经帮你找出来了,自己负责连线(补充多重性和关系,要从题中读出来,不能瞎写);

顺序图:参与者,按照过程全部写下来,四条线,一条线一分。

状态图:比较简单。eg:借书。每个人可借多本书;借阅证的状态:可借阅和不可借阅;注意状态是圆角矩形。可借阅变为不可借阅状态:借满;不可变为可借:还书。若是信用卡:欠钱之后还能借钱(难)。

posted @ 2019-03-09 09:51  xiuwenL  阅读(2888)  评论(1编辑  收藏  举报