软件工程导论知识总结

软件工程导论
第一章:软件工程学概论
1. 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。

2. 概括的说，软件危机包括两方面问题：如何开发软件已满足日益增长的需求；如何维护数量不断膨胀的已有软件。

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

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. 在实践过称中或多或少的采用了错误的方法和技术，这可能是使软件问题发展成软件危机的主要原因。

6. 软件不同与硬件，他是计算机系统中的逻辑部件而不是物理部件。

7. 软件不同于一般程序，他的一个显著特点是估摸庞大，而且程序复杂性将随着程序规模的增加而呈指数上升。

8. 软件本身独有的特点确实给开发和维护带来一些客观困难。

9. 对用户要求没有完整的认识就匆忙着手编写程序是软件开发功臣失败的主要原因之一。

10. 一个软件从定义、开发、使用和维护，直到最终被遗弃，要经历一个漫长的时期，通常把软件经历的这个漫长的时期称为生命周期。

11. 软件是程序、数据及相关文档的完整集合。

其中，程序是能够完成预定功能和性能的可执的指令序列；数据是使程序能够适当的处理信息的数据结构；文档是开发、使用和维护程序所需要的图文资料。

12. 软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。

13. 软件工程是：把系统的、规范的、可度量的途径应用与软件开发、运行和维护过程，也就是吧工程应用与软件；研究前面所提到的途径。

14. 软件工程的本质特性：软件工程关注与大型程序的构造；软件工程的中心课题是控制复杂性；软件经常变化；开发软件的效率非常重要；和谐的合作是开发软件的关键；软件必须有效地支持他的用户；在软件工程领域中通常由具有一种文化背景的人体另一种具有文化背景的人创造产品。

15. 软件工程的基本原理：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；结果应能清楚的审查；开发小组的人员应该少而精；承认不断该井软件工程的必要性。

16. 软件工程包括技术和管理两方面得内容，是技术与管理紧密结合所形成的工程学科。

17. 通常把在软件生命周期全过程中使用的一套技术方法的集
合称为方法学，也称之为范型。

18. 方法学三要素：方法、工具和过程。

19. 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。

20. 面向对象方法学与传统方法学相反，它吧数据和行为看成是同等重要的，他是一种一数据为主线，把数据和对数据的操作紧密的结合起来的方法。

21. 棉线对象方法学的要点: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构件；把所有的对象都划分成类；按照父类与子类的关系，把若干相关类组成一个层次结构的系统；对象彼此间仅能通过发送消息互相联系。

22. 传统方法学强调自顶而下顺序的完成软件开发的各项任务。

23. 面向方法学开发软件的过程，是一个主动地多次反复迭代的演化过程。

24. 面向对象范型的优点：降低了软件产品的复杂性，提高了软件的可理解性，简化了软件的开发和维护工作；促进了软件重用。

25. 面向对象方法特有的继承性和多态性，进一步提高了可重用性。

26. 软件生命周期由软件定义、软件开发和运行维护3个时期组成，每个时期又进一步划分成若干个阶段。

27. 软件定义时期的任务：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；估计完成该工程需要的资源和成本，并且制定工程进度表。

28. 软件定义时期分为三个阶段：问题定义、可行性研究、需求分析。

29. 开发时期阶段组成：总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试。

30. 维护时期的树妖任务是使软件持久的满足用户的需求。

31. 最基本的测试是集成测试和验收测试。

32. 通常的维护活动：改正性维护；适应性维护；完善性维护；预防性维护。

33. 软件过程是为了获得高质量软件所需要完成的一系列框架，它规定了完成各项的任务工作步骤。

34. 把过程定义为：使用资源将输入转化为输出的活动所构成的系统。

35. 系统是相互关联或相互作用的一组要素。

36. 过程定义了运用方法的顺序、应该交付的文档资料、为保证软件件质量和协调变化所需要的管理措施，以及标志软件开发各个阶段任务完成的里程碑。

37. 瀑布模型一直被广泛采用的生命周期模型，仍然是软件工程中应用的最广泛的过程模型。

38. 瀑布模型的特点：阶段间具有顺序性和依赖性；推迟延迟的观点；质量保证的观点。

39. 瀑布模型的优点：可强迫开发人员采用规范的方法；严格的规定了每个阶段必须提交的文档；要求每个阶段交出的所有产品都必须经过质量保证小组的仔细验证。

40. 所谓快速原型是快建立起来的可以在计算机上运行的程序，他所能完成的功能往往是最终端产品能完成的功能的一个子集。

41. 快速原型模型的主要优点：不带反馈环，软件产品的开发基本上是线性顺序进行的。

42. 增量模型也称渐进模型。

43. 增量模型的优点：能在短时间内向用户提交可完成部分工作产品；逐步增加产品功能可以使用户有充裕的时间学习和适应新产品从而减少一个全新的软件可能给客户组织带来的冲击。

44. 螺旋模型的基本思想是，使用原型及其他方法来尽量降低风险。

可以把它看作是在每个阶段都增加了风险分析过程的快速模型。

45. 螺旋模型的优点：对可选方案和约束条件的强调有利于已有软件的重用，也有助于把软件质量作为软件来发的一个重要目标；减少了过多测试或测试不足所带来的风险；更重要的是，在螺旋模型中维护只是模型的另一个周期，在维护和开发之间并没
有本质区别。

46. 喷泉模型是典型的面向对象的软件过程模型之一。

47. “喷泉”这个词体现了面向对象开发过程迭代和无缝的特性。

48. Ratioanal统一过程是一种完整而且完美的软件过程。

49. RUP软件开发生命周期是一个二维的生命周期模型。

50. RUP九个核心工作流：业务建模；需求；分析与设计；实现；测试；部署；配置与变更管理；项目管理；环境。

51. RUP工作阶段：初始阶段、精化阶段、构建阶段、移交阶段。

52. 极限编程：是敏捷过程中最富盛名的一个，“极限”含义是指把好的开发实践运用到极致。

53. 微软过程生命周期：规划阶段、设计阶段、开发阶段、稳定阶段、发布阶段。

54. 面向对象方法=对象+类+继承+用消息通
信
可行性研究
1. 典型的可行性研究过程步骤：复查系统规模和目标；研究目前正在使用的系统；导出新系统的高岑逻辑模型；进一步定义问题；导出和评论供选择的解法；推荐行动方针；草拟开发计划；书写文档提交审查。

2. 系统流程图是概括的描绘物理系统的传统工具。

他的基本思
想是用图形符号以黑盒子形式描绘组成系统的每个部件（程序、文档、数据库、人工过程等）。

3. 系统流程图基本符号：处理（矩形）、输入输出（平行四边形）、连接（圆形）、换页连接（向下的五边形箭头）、数据流（箭头）。

4. 面对复杂的系统时，一个比较好的方法是分层次的描绘这个系统。

5. 数据流图（DFD）是一种图形化技术，他面会信息流和数据从输入移动到输出的过程中所经受的变换。

6. 数据流图是系统逻辑功能的图形表示。

7. 数据流图符号：正方形（或立体型）表示数据的源点或终点；圆角矩形（或圆形）代表数据变换的处理；开口矩形（或两条平行线）代表数据存储；箭头代表数据流，即特定数据流动的方向。

8. 数据存储和数据流都是数据，仅仅所处的状态不同，数据存储是处于静止状态的数据，数据流是处于运动中的数据。

9. 画数据流图的基本目的是利用它作为交流信息的工具。

另一个主要的用途是作为分析和设计的工具。

10. 数据字典是关于数据信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合。

、
11. 数据流图和数据字典共同构成系统的逻辑模型，没有数据字典，数据流图就不严格，然而没有数据流图，数据字典也难以发挥作用。

12. 数据字典4类元素的定义组成：数据流；数据流分量（即数据元素）；数据存储；处理。

13. 数据字典中记录数据元素的下列信息：一般信息；定义；使用特点；控制信息和分组信息。

14. 数据元素组陈的方式：顺序、选择、重复，可选。

15. “=”:等价于或定义为；“+”；和（即连接两个分量）；“【】”：或（即，从方括弧内列出的若干分量中选择一个），通常用“|”号隔开供选择的分量；“{}”：重复；“（）”：可选。

16. 数据字典最重要的用途是作为分析阶段的工具。

17. 卡片形式书写数据字典：开片：名字、别名、描述、定义、位置。

18. 软软开发成本主要表现为人力消耗。

19. 估算技术：代码行技术；任务分解技术；自动估算成本技术。

20. 成本/效益分析地第一步是估计开发成本、运行费用和新系统将带来的经济效益。

21. 通常用利率的形式表示货币的时间价值。

22. 通常用投资回收期衡量一项开发工程的价值。

所谓投资回收期就是使累计的经济效益等于最初投资所需要的时间。

23. 衡量工程价值的另一项经济指是工程的纯收入，也就是在整个生命周期之内系统的累计经济效益与投资之差。

需求分析
1. 软件系统的综合要求：功能需求；性能要求；可靠性和可用性需求；出错处理需求；接口需求；约束；你想需求；将来可能提出的要求。

2. 分析系统的数据要求，这是软件需求分析的一个重要任务，它通常采用建立数据模型的方法。

3. 复杂的数据由许多基本的数据元素组成，数据结构表示数据元素之间的逻辑关系。

4. 访谈是最早开始使用的获取用户需求的技术，也是迄今为止仍然广泛使用的需求分析技术。

他有两种基本形式，分别是正式的和非正式的访谈。

5. 软件系统本质上是信息处理系统，而任何信息处理系统的基本功能都是把输入数据转变成需要的输出信息。

6. 结构分析方法就是面向数据流自顶而下逐步求精进行需求分析的方法。

7. 面向团队的需求收集法，称为简易的应用规格说明技术。

这种方法提倡用户与开发者密切合作，共同表示问题，提出解决方案要素，商讨不同方案并指定基本要求。

8. 面向团队的需求方法的优点：开发者与用用户不分彼此，齐心协力，密切合作；即时讨论并求精；有能导出规格说明的具体步骤。

9. 快速建立软件原型是最准确、最有效、最强大的需求分析技术。

他是快速建立起来的旨在演示目标系统主要功能的可运行的
程序。

10. 构建原型的要点是，他应该实现用户看得见的功能，省略系统“隐含”功能。

11. 快速模型的特性：快速；容易修改。

12. 快随构建和修改原型的方法和工具：第四代技术；可重构的软件构件；形式化规格说明和原型环境。

13. 通常，模型是由一组图形符号和组织这些符号的规则组成。

14. 结构化分析实质上是一种创建模型的活动。

15. 通过需求分析除了创建分析模型之外，还应该写出软件需求规格说明书，他是需求分析阶段得出的最主要的文档。

16. 通常用自然语言完整、准确、具体的描述系统的数据要求、功能需求、性能需求、可靠性和可用性要求、出错处理需求、接口需求、约束、逆向需求以及将来可能提出的要求
17. 概念性数据模型是一种面向问题的数据模型，是按照用户的观点对数据建立的模型。

18. 数据模型包含三种续相互关联的信息：数据对象、数据对象的属性、数据对象彼此间相互连接的关系。

19. 联系：一对一；一对多；多对多。

20. ER图（实体-联系图）包含了实体、关系、属性，通常用矩形代表实体，用连接相关实体的菱形表示关系，用椭圆形或圆角矩形表示实体的属性，并用直线把实体与其属性连接起来。

21. 通常用“范式”定义消除数据冗余的程度。

第一范式（1NF）
数据冗余程度最大，第五范式（5NF）数据冗余程度最小。

22. 状态转换图（简称状态图）通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件，来表示系统地行为。

23. 状态是任何可以被观察到得系统行为模式，一个状态代表系统的一种行为模式。

24. 在状态图中定义的状态主要有：初态、终态和中间状态。

在一张状态图中只能有一个初态，而终态则可以有0至多个。

25. 事件就是引起系统动作或转换状态的控制信息。

26. 状态图中，初态用实心圆表示，终态用一对同心圆表示，中间状态用圆角矩形表示。

27. 活动表语法格式：事件名(参数表)/动作表达式；三种事件：entry（进入该状态的动作）, exit（退出该状态的动作）, do （该状态下的动作）。

28. 事件表达式的语法格式：事件说明【守卫条件】/动作表达式；守卫条件为真时，状态转换发生。

29. 层次方框图用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘的数
据的层次结构。

30. Warnier图和层次方框图相似，W图也用树形层次结构描绘信息，但是这种图形工具比层次方框图提供了更丰富的秒胡手段。

31. IPO图是输入、处理、输出图的简称。

一种图形工具，能够方便的描绘输入数据、对数据的处理和输出数据之间的关系。

32. 验证软件需求的4个方面：一致性、完整性、现实性、有效性。

33. PSL/PSA（问题陈述语言/问题陈述分析程序）系统：功能：描述任何应用领域的信息系统；创建一个数据库保存对该信息系统的描述符；对描述符施加增加、删除和更改等操作；产生格式化的文档和关于规格说明书的各种分析报告。

34. PSL/PSA系统用描述符从系统信息流、系统结构、数据结构、数据导出、系统规模、系统动态、系统性质和羡慕管理共8个方面描述信息系统。

第五章:总体设计
总体设计过程分为两个阶段:
1>.系统设计,确定系统的具体实现方案
2>.结构设计阶段,确定软件结构
总体设计的9个步骤:
1>.设想供选择的方案
2>.选取合理的方案
3>.推荐最佳方案
4>.功能分解
5>.设计软件结
6>.设计数据库
7>.制定测试计划
8>.书写文档
9>.审查和复查
书写文档(形成概要设计规格说明书):
1>.系统说明
2>.用户手册
3>.测试计划
4>.详细的实现计划
5>.数据库设计结果
模块是由边界元素限定相邻程序元素的序列,而且有一个总体标识符代表它.(模块式构成程序的基本构件)
根据模块数目和接口成本(模块间的联系成本)两个因素来决定模块的最适当数目.
抽象:就是抽出事物的本质特征而暂时不考虑他们的细
节.(抽象层次的过程实际上也是逐步求精的过程).
抽象和求精是一对互补的概念,也是人类解决复杂问题时最常用,最有效的方法.
抽象使得设计者能够说明过程和数据，同时却忽略了低层细节，求精则帮助设计者在设计过程中逐步揭示出低层细节。

信息隐藏原理指出:应该这样设计和确定模块,使得一个模块内包含的信息(过程和数据)对于不需要这些信息的模块来说是不能访问的.
局部化,是指把一些关系密切的软件元素物理地放得彼此靠近,在模块中使用局部数据元素是局部化的一个例子.
模块独立性:使得每个模块完成一个相对独立的特定子功能,并且和其他模块之间的关系很简单.
模块的独立程序由两个标准度量：
1>.耦合:数据耦合，控制耦合，特征耦合，公共环境耦合，内容耦合
（尽量使用数据耦合，少用控制耦合和特征耦合，限制公共环境耦合的范围，完全不用内容耦合）
2>.内聚:功能内聚,信息内聚,通信内聚,过程内聚,时间内聚,逻辑内聚,偶然内聚.
启发式规则:
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,宽度,扇出和扇入都应适当
4>.模块的作用或应该在控制域之内
5>.力争降低模块接口的复杂程度
6>.设计单入口单出的模块
7>.模块功能应该可以预测
层次图和HIPO图,结构图(描绘软件结构的图形工具).结构图:用尾部是空心圆表示传递的是数据,实心圆表示传递的是控制信息.
面向数据流的设计方法:把信息流映射成软件结构,信息流的类型决定了映射方法信息流类型:1>.交换流,2>.事务流
第六章:详细设计
在设计人机界面过程中,遇到的4个问题:
1>.系统影响时间(长度,易变性)
2>.用户帮助设施(集成的/附加的帮助设施)
3>.出错信息处理
4>.命令交互(一个命令对应单一的功能)
人机界面设计指南:
1>.一般交互指南涉及信息显示,数据输入和系统整体控制,因此这类指南是全局性的,忽略它们将承担较大的风险.
2>.信息显示指南:用文字,图形和声音按位置移动和大小,使用颜色,分辨率和省略
3>.数据输入指南:选择命令,输入数据和向系统提供输入
过程设计的
工具:
1.程序流程图
程序流程图的缺点:
1>.程序流程图本质上不是逐步求精的好工具,它诱使程序员过早的考虑程序的控制流程,而不去考虑程序的全局结构
2>.程序流程图中用箭头代表控制流,因此程序员不受任何约束,可以完全不顾结构程序设计的精神,随意转移控制
3>.程序流程图不容易表示数据结构
2.盒图
盒图的特点:克服了程序流程图的缺点,但自身缺点是不易扩展
1>.功能域(即一个特定控制结构的作用域)明确,可以从盒图上一眼就看出来
2>.不能任意转移控制
3>.很容易确定局部和全程数据的作用域
4>.很容易表现嵌套关系,也可以表示模块的层次结构
3.PAD图(问题分析图):是用二维树形结构的图来表示程序的控制流.将这种图翻译成程序代码比较容易
4.判断表:能够清晰的表示复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系.(在多重嵌套的条件选择时)
5.判定树:容易绘制,易于理解,但不能判断哪些组合不可能,叶子多
6.过程设计语言(伪码):是用正文形式表示的数据和处理过程的设计工具.
过程设计语言(PDL)的优点:
1>.可以作为注释直接插在源程序中间
2>.可以使用普通的正文编辑程序或文字处理系统,很方便的完成PDL的书写和编辑工作
3>.已经有自动处理PDL的程序存在,而且可以自动由PDL生成程序代码
程序复杂程序的定量度量
1.流图:只要顺序执行俄流向都能合并,忽略箭头,每个节点都是连通的(用圆表示节点代表一条或多条语句,箭头线成为边,代表控制流)
由边和结点围成的面积为区域,当计算区域数时应该包括图形外部为被围起来的那个区域.
计算环形复杂度的方法:
1>.流图的区域数等于环形复杂度
2>.流图G的环形复杂度V(G)=E-N+2,其中E是流图中边的条数,N 是节点数
3>.流图G的环形复杂度V(G)=P+1,其中P是流图中判定节点的数目
第七章:
1.通常把编码和测试统称实现
2.所谓编码就是把软件设计结果翻译成某种程序设计语言书写的程序
3.为了使程序容易测试和维护以减少软件的总成本，所选用的高级语言有理想的模块化机制，以及可读性好的控制结构和数据结构。

为了便于调试和提高软件可靠性，语言特点应该是编译程序能够多地发下程序中错的错误，为了降低软件开发和维护的成本，选用的高级语言应该有良好的独立编译机制。

4.选择程序设计语言的使用标准：
1).系统用户的要求
2).可以使用的编译程序
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
5.编码的风格:
1).程序内部的文档
2).数据说明
3).语句说明
4).输入输出
5).效率（通算法提高和决定的）
提高效率：
1). 效率是性能的要求，因此应该在需求分析阶段效率方面的要求
2). 效率是靠设计来以高的
3). 程序的效率和程序的简单程序是一致的
6.讨论效率问题：
1).程序运行时间
2).存储器效率
3).输入输出效率
软件测试基础：
1. 测试方法：
1).黑盒：如果已经知道了产品应该具有的功能，可以通过测试来检验是否每个功能都能正常使用。

2).白盒: 如果知道产品的内部工作过程，可以通过测试来检验产品内部动作是佛感召规格说明的规定正常进行
2.黑盒测试是在程序接口进行的黑盒测试（功能测试）
3.测试步骤：模块测试-》子系统测试-》系统测试-》验收测试-》平行运行
4.测试阶段的信息流： 1》软件配置 2》测试配置
5.单元测试主要使用白盒测试技术，而且对多个模块的测试可以并行的进行
6.测试重点：
1).模块接口
2).局部数据接口
3).重要的执行通路
4).出错处理器
5).边界条件
7.软件测试：为了发现错误而执行代码过程
8.程序调试：为了诊断和改正程序中错误的错误代码
9.集成测试是测试盒组装软件的系统化技术
10.验证指的是保证软件正确地实现了某个特定要求的一系列活动，而确认指的是为了保证软件确实满足了用户需求而进行的
一系列活动
11.需求分析阶段产生的软件需求规格说明书。

第八章:
软件维护：在软件交付使用之后，为了改正错误或者满足新的需要而修改的过程
改正性维护：把诊断和改正错误的过程称为改正性维护
适应性维护：为了和变化了的环境适当的配合而进行的修改软件的活动是既必要而又经常性的活动
完善性维护：在软件使用的过程中，用户往往提出增加新功能或修改已有功能的建议，还可能提出一般性的改进意见预防性维护：为了改进未来的标准性或可靠性或为了给未来奠定更好的基础而修改软件
软件维护的过程：
1.维护组织
2.维护报告：
⑴满足维护要求表中提出的要求所需要的工作量
⑵维护要求的性质
⑶这项要求的优先次序
⑷与修改有关的事后数据
3.维护的事件流
4.保存维护记录
5.评价维护活动:。