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软件工程 一什么是软件？软件不是程序 而是程序 数据以及开发、使用和维护程序需要的所有文档的完整集合可以写作为 软件 = 程序+数据+文档程序是实现设计好的功能和性能要求执行的指令序列数据是指程序能正常处理信息的数据和数据结构文档是与程序运行和维护有关的图文资料软件生存周期软件也有一个孕育 诞生 成长 成熟 衰亡的生存过程我们称其为计算机软件的生存周期软件生存周期是借用工程中产品生存周期的概念而得来的，是指某一软件项目被提出来并着手实现开始直到该软件报废或停止使用为止可分为若干阶段计划时期问题定义可行性研究主要任务是调查和分析开发时期需求分析概要设计详细设计编码测试运行时期软件开发模型模型是为了理解事物而对事物做出的一种抽象软件开发模型就是为整个软件建立的模型瀑布模型也称生存周期模型或线性顺序模型瀑布模型将软件生存周期各个活动规定为依线性顺序连接的若干阶段的模型，包括问题定义、可行性研究、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试和维护。快速原型模型首先快速建立一个能够反映用户主要需求的原型系统，让用户在计算机上试用它，通过实践让用户了解未来目标系统的概貌，以便判断哪些功能是符合需要的，哪些方面需要改进，用户会提出许多改进意见增量模型增量模型也称为渐增模型，是瀑布模型的顺序特征和快速原型法的迭代特征相结合的产物，是一种非整体开发的模型软件在模型中是“逐渐”开发出来的把软件产品作为一系列的增量构件来设计、编码、组装和测试。每个构件由多个相互作用的模型构成，并且能够完成特定的功能。开发出一部分，向用户展示一部分，可让用户及早看到部分软件，及早发现问题螺旋模型加入了瀑布模型与增量模型都忽略了的风险分析，即将两种模型结合起来，弥补了两种模型的不足。它是一种风险驱动的模型二成本-效益分析成本效益分析的目的是从经济角度评价开发一个新的软件项目是否可行。系统成本包括开发成本和运行维护成本系统效益包括有形的经济效益和无形的社会效益两种通常使用利率的形式表示货币的时间价值 假设年利率为i，如果现在存入P元，则n年后可得到的钱数为F例题：投资回收期：使累计的经济效益等于最初的投资费用所需要的时间纯收入：就是在整个生存周期之内系统的累计经济效益（折合成现在值）与投资之差可行性分析的目的和任务目的：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可行性研究的任务是，首先需要进行概要的分析研究，初步确定项目的规模和目标，确定项目的约束和限制，分析几种可能解法的利弊，从而判定原定系统的目标和规模是否现实，系统完成后带来的效益是否大到值得投资开发这个系统的程度包括方面：经济可行性、技术可行性、操作可行性和法律可行三什么是需求分析 解决什么问题是软件开发期的第一个阶段，解决的基本任务是准确地回答系统必须做什么？这个问题需求分析的任务不是确定系统怎样完成他的工作谁负责需求分析需求分析规则说明书包括什么？需求分析员编写需求规格说明书需求规格说明书明确定义目标系统的需求、系统构成及有关的接口需求说明相当于用户与开发者之间的一份技术合同，是测试验收阶段对软件进行确认和验收的基准什么是数据流图？数据流图 ：一种用于描述“分解”的结构化建模工具，是一种图形化技术，用于表示系统逻辑模型，它以直观的图形清晰地描述了系统数据的流动和处理过程。是分析员与用户之间极好的通信工具。数据流图的源点或者终点，通常是系统外的实体 可以是人、物或其他软件系统；一般只出现在出现在数据流图的顶层图中加工是对数据进行处理的单元，一个处理框可以代表一系列程序、单个程序或程序的一个模块数据流是传播的路径数据存储用来存储数据，可以表示一个条件、文件的一部分、数据库的元素或者记录的一部分画DFD的四种基本符号画数据流图要注意什么注意事项例题给一个需求描述 如何画出数据流图看视频学会画图第三章PPT中的60页，有多个例题E-R基本要素（不画）实体联系图基本要素：实体型 属性 联系表示的方法为 数据对象（实体） 联系 属性给一段伪代码（if else） 用判定树判定表把代码重新翻译判定树判定表例子若年交易额4万元以上，且最近3个月无欠款的顾客，可享受10%的折扣若近3个月有欠款，是本公司5年以上老顾客，可享受5%的折扣若不是老顾客，只有2%的折扣；年订货量不足4万元者无折扣四如何度量模块的独立性两方面耦合衡量不同模块彼此间相互依赖的紧密程度。耦合要低，即每个模块和其他模块之间的关系要简单。无直接耦合 数据耦合 标记耦合数据耦合是理想的目标 维护更容易对一个模块的修改不会使另一个模块产生退化错误内聚衡量一个模块内部各个元素之间彼此结合的紧密程度的度量。 内聚要高，每个模块完成一个相对独立的特定子功能。深度宽度扇入扇出深度：软件结构中模块的层数，它表示控制的层数，在一定意义能粗略地反映系统的规模和复杂程度宽度：同一层次上模块的最大个数扇出：是一个模块直接调用的模块数目。经验证明，好的系统结构的平均扇出数一般是3-4，不能超过5-9扇入：有多少个上级模块直接调用它一般设计的比较好的软件结构 顶层扇出高 中层扇出较少 底层模块有高扇入总体设计说明书总体设计阶段产生的文档是总体设计说明书，它既是详细设计、编码的基础，也是进行测试的依据之一五程序的三种基本结构任何程序逻辑都可用顺序、选择和循环等三种基本结构详细设计的任务是什么 关键确定每个模块所采用的算法确定每个模块所使用的数据结构确定每个模块的接口细节为每个模块设计出一组测试用例关键技术是结构化程序设计用到的图形化工具程序流程图、盒图和问题分析图（PAD）等给一段伪代码 画N-S盒图和PAD图盒图 N-S图只能从上面盒子进 下面走出盒子中可以进行嵌套每个处理步骤都是用一个盒子表示的问题分析图 PAD图七什么是软件测试软件测试是保证软件质量的关键，它是对需求分析、设计和编码的最终复审黑盒测试 包括那些测试方法黑盒法是把测试对象看作一个黑盒，测试时完全不考虑程序的内部的逻辑结构与内部特性，只需根据需求规格说明书，测试程序的功能或程序的外部特性包括等价分类法 边值分类法 错误推测法测试基本过程 每步任务是什么单元测试模块接口测试 模块局部数据结构 模块出错处理通路测试 模块中重要的执行路径测试 模块边界条件测试集成测试在装配的过程中对组装的模块进行测试,主要目标是发现与接口有关的问题确认测试验证系统的功能、性能等特性是否符合 需求规格说明文档资料是否正确、完整系统的可移植性、兼容性、错误的恢复能力和易维护性是否满足系统测试与系统中的硬件、外部设备、支持软件、数据及操作人员结合起来，在实际运行环境下对计算机系统进行一系列的严格有效的测试来发现软件的潜在问题，以保证各组成部分不仅单独的正常运行，而且在系统各部分统一协调下也能正常运行静态测试被测程序不在机器上运行，对模块的源代码进行研读，查找错误或收集一些度量数据，采用人工检测和计算机辅助静态分析手段对程序进行检测，只进行特性分析动态测试通过运行程序发现错误，一般所讲的测试大多是指动态测试同测试任何产品一样设计测试样例 白盒测试以程序的结构为依据，被测对象基本上是源程序，以程序的内部逻辑结构为基础设计测试用例给一段流程图 设计用例语句覆盖运行被测程序，使得每个语句至少都能被执行一次判定覆盖不仅每个语句执行一次，每个判定的分支都至少执行一次条件覆盖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取到各种可能的结果判定/条件覆盖同时满足判定覆盖和条件覆盖条件组合覆盖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八为什么要进行软件维护为了改正软件运行错误，或者因满足新的需求而加入新功能的修改软件的过程基本流程维护工作的流程主要步骤包括建立维护机构编写软件维护申请报告确定软件维护工作流程整理软件维护文档评价软件维护性能种类改正性维护适应性维护完善性维护预防性维护九面向对象的软件工程是什么？是面向对象方法在软件工程领域的全面应用与传统的基于结构化的软件工程有什么不同？优点：与人类思维习惯一致软件稳定性好：当系统的功能需求发生变化时，仅需要做一些局部性的修改可重用性好容易开发大型软件产品：把一个大型系统分解成相互独立的小系统来处理，便于团队协作和过程管理可维护性好、易于测试不足：与面向过程语言相比，要写更多的代码占用空间比较多，程序效率比较低创建对象实例的过程往往比较耗时对系统动态特征表述不充分，且反应系统整体功能特征的能力较差面相对象方法学的四大特性（抽象、封装、继承和多态）在一定程度上避免了不合理的操作，并有效阻止了错误的扩散，但加大了测试的难度十用例之间的关系 四种包含关系扩展关系泛化关系使用关系UML图中 动态行为模型通常用的那些图建模 分别用在哪些场景建立顺序图建立通信图建立状态图建立活动图顺序图显示参与者如何采用若干顺序步骤与系统对象交互的模型通信图描述类（对象）之间的关联及其彼此之间的消息通信状态图活动图 -
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