软件工程参考资料

第一章、软件工程学概述软件是程序、数据及相关文档的完整集合。

软件危机是指在就是那几软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。

其表现有：1.对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。

2.用户为“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生。

3.软件产品质量往往靠不住。

4.软件常常不可维护。

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总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。

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。

软件工程正式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。

软件工程的定义：概括地说，软件工程是指计算机软件卡发和维护的一门工程学科。

采用工程的概念、原理、技术方法来开发与维护软件，把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来，以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它，这就是软件工程。

软件工程的7条基本原理及其关系：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重要性。

关系：这7条原理是互相独立的，其中任意6条原理的组合都不能代替另一条原理，因此，它们是缺一不可的最小集合，然而这7条原理又是相当完备的，人们虽然不能用数学方法严格证明它们是一个完备的集合，但是，可以证明在此之前已经提出的100多条软件工程原理都可以由这7条原理的任意组合蕴含或派生。

软件工程包括技术和管理两方面的内容，是技术于管理紧密结合所形成的工程学科。

所谓管理就是通过计划、组织和控制等一系列活动，合理地配置和使用各种资源，已达到既定目标的过程。

软件工程方法学包含3个要素：方法、工具和过程。

软件生命周期：概括地说，软件生命周期由软件定义、软件开发和运行维护3个时期组成，每个时期又进一步划分成若干阶段。

软件定义时期通常进一步划分为：问题定义、可行性研究、需求分析。

开发时期：总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试。

前面两个是系统设计，后面的为系统实现。

瀑布模型特点:1.阶段间具有顺序性和依赖性。

2.推迟实现的观点。

3.质量保证的观点。

优点：可强迫开发人员采用规范的方法严格地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。

瀑布模型的成功在很大程度上市由于它基本上是一种文档驱动的模型。

但也是它的一个主要缺点。

（客户不懂设计什么样子了）（需求明确的项目）快速原型模型：快速建立模型给用户看。

（需求不明确的项目）增量模型：使用增量模型开发软件时，把软件产品作为一系列的增量构建来设计、编码、集成和测试。

每个构件由多个相互作用的模块构成，并且能够完成特定的功能。

螺旋模型：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。

理解这种模型的一个简便方法，是把它看作在每个阶段之前都增加了风险分析过成的快速原型模型。

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开发的一个重要目标；减少了过多测试或者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，在维护开发之间并没有本质区别。

缺点：软件开发人员具有丰富的风险评估经验和这方面的专门知识，否则讲出现真正的风险。

螺旋模型主要适用于内部开发的大规模软件项目。

喷泉模型：是典型的面向对象的软件过程模型之一。

“喷泉”这个词体现了面向对象软件开发过程迭代和无缝的特性。

第二章、可行性研究可行性研究：可行性研究的目的不是解决问题，而是确定问题是否值得去解决。

因此，可行性研究实质上是要进行多次大大压缩简化了的系统分析和设计的过程，也就是在较高层次上以较抽象的方法进行的系统分析和设计的过程。

一般来说至少应该从下述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。

典型的可行性研究过程有下述一些步骤：1.复查系统规模和目标。

2.研究目前正在使用的系统。

3.导出新系统的高层辑模型。

4.进一步定义问题。

5.导出和评价选择的解法。

6.推荐行动方针。

7.草拟开发计划。

8.书写文档提交审查。

数据流图:数据流图（DFD）是用一种图形化技术，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。

数据流图有4种基本符号：正方形表示数据的源点或终点；圆角矩形代表变换数据的处理；开口矩形代表数据存储；箭头表示数据流，即特定数据的流动方向。

数据存储和数据流都是数据，仅仅所处的状态不同。

数据存储是静止的状态，数据流是出于运动中的数据。

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。

第三章、需求分析需求分析：他的基本任务是准确的回答“系统必须做什么？”这个问题。

需求分析通常对系统的要求：1.功能需求。

2.性能需求。

3.可靠性和可用性需求。

4.出错处理需求。

5.接口需求。

6.约束。

7.逆向需求。

8.将来可能提出的要求。

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，它是需求分析阶段得出的最主要的文档。

IPO图：IPO图式输入、处理、输出图的简称，能够方便地描绘输入数据、对数据的处理和输出数据之间的关系。

第五章、总体设计总体设计：典型的总体设计过程包括下述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。

模块化：模块化是由边界元素限定的相邻程序元素的序列，而且有一个总体标识符代表它。

按照模块的定义，过程、函数、子程序和宏等，都可作为模块。

面向对象方法学中的对象是模块，对象内的方法也是模块。

模块是构成程序的基本条件。

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。

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对于不需要这些信息的模块来说，是不访问的。

耦合是对一个软件结构内不同模块之间互连的程度的度量。

耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度，进入或访问一模块的点，以及通过接口的数据。

如果连个模块彼此间通过参数交换信息，而且较好的信息仅仅是数据，那么这种耦合称为数据耦合。

如果传递的信中有控制信息，则这种耦合叫做控制耦合。

如果被调用的模块需呀使用作为参数传递进来的数据结构中的所有元素，那么，把整个数据节后作为参数传递就是全正确的。

但是，当把整个数据结构作为参数传递而被调用的模块只需要使用其中一部分数据元素时，就出现了特征耦合。

公共环境耦合的复杂程度随着耦合的模块个数而变化，当耦合的模块个数增加时复杂程度显著增加。

内容耦合当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据,或者直接转入另一个模块时，就发生了内容耦合。

此时，被修改的模块完全依赖于修改它的模块。

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，完全不用内容耦合。

内聚：内聚标志着一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度，它是信息隐藏和局部化概念的自然拓展。

简单地说，想内聚的模块只做一个事情。

设计时应该力求高内聚低耦合。

功能内聚，顺序内聚，通信内聚，过程内聚，时间内聚，逻辑内聚，偶然内聚。

模块规模应该适中，深度、宽度、扇出和扇入都应适中。

模块的作用域应该在控制域内。

模块的作用域定义为受该模块内一个判定影响的所有模块的集合。

模块的控制域是一个模块本身以及所有直接或间接从属于它的模块的集合。

通常所说的结构程序设计方法（SD），就是基于数据流的设计方法。

第6章详细设计1.详细设计阶段的根本目标是确定应该怎样具体地实现所要求的系统，也就是说，经过这个阶段的设计工作，应该得出对目标系统的精确描述，从而在编码阶段可以把这个描述直接翻译成用某种程序设计语言书写的程序。

2.三种基本的控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构3.结构化程序设计：如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这三种基本控制结构进行连接，并且每个代码模块只有一个入口和一个出口，则称这个程序是结构化的。

其中：设计方法的原则：①自顶向下程序设计时，应先考虑总体，后考虑细节；先考虑全局目标，后考虑局部目标。

不要一开始就过多追求众多的细节，先从最上层总目标开始设计，逐步使问题具体化。

②逐步细化对复杂问题，应设计一些子目标作为过渡，逐步细化。

③模块化设计一个复杂问题，肯定是由若干稍简单的问题构成。

模块化是把程序要解决的总目标分解为子目标，再进一步分解为具体的小目标，把每一个小目标称为一个模块。

④限制使用goto语句结构化程序设计方法的起源来自对GOTO语句的认识和争论。

肯定的结论是，在块和进程的非正常出口处往往需要用GOTO语句，使用GOTO语句会使程序执行效率较高；在合成程序目标时，GOTO语句往往是有用的，如返回语句用GOTO。

否定的结论是，GOTO 语句是有害的，是造成程序混乱的祸根，程序的质量与GOTO语句的数量呈反比，应该在所有高级程序设计语言中取消GOTO语句。

取消GOTO语句后，程序易于理解、易于排错、容易维护，容易进行正确性证明。

4.过程设计的工具：程序流程图、盒图（注意：盒图中的DO-UNTIL跟C语言中的不一样，判断是循环，真跳出）、PAD图（从上到下，从左到右）、判定表（当算法中包含多重潜逃的条件选择时，用程流程图、盒图、PAD图或后面即将介绍的过程设计语言（PDL）都不易清楚的描述。

判定表却能够清晰地表示复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系）5.过程设计语言（PDL）也成为伪代码。

6.Jackson方法是著名的面相数据结构的设计方法。

逻辑数据结构：顺序结构、选择结构、重复结构（具体图）。

P17.计算环形复杂度的方法：三种（1）流图中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，E是流图中边的条数，N是结点数。

（3）流图G的环形复杂度V(G)=P+1,其中，P是流图中判定结点的数目。

（选取一种计算环形复杂度）第七章实现什么是软件测试？使用人工或自动手段，来运行或测试某个系统的过程。

其目的在于检验它是否满足规定的需求或弄清预期结果与实际结果之间的差别。

1.测试目的：测试的目的就是在软件投入生产性运行之前，尽可能多地发现软件中的错误。

目前软件测试仍然是保证软件质量的关键步骤，它是对软件规格说明、设计和编码的最后复审。

2.编码风格：源程序代码的逻辑简明清晰、易读易懂是好程序的一个重要标准。

3.效率：主要指处理机时间和存储容量俩个方面。

记住三条原则：首先效率是性能要求，因此应该在需求分析阶段确定效率方面要求。