天津专升本2023软件工程导论

软件工程导论目录TOC\o"1-1"\h\z\u第1章软件工程学概述-1-第2章可行性研究-4-第3章需求分析-11-第4章总体设计-17-第5章详细设计-21-第6章实现-29-第7章软件测试-30-第8章软件保护-35-第1章软件工程学概述1、软件的定义软件=程序+数据结构+文档：(1)完成特定功能的程序；(2)适合程序处理的数据结构；(3)描述程序功能、如何操作和使用的相关文档。2、什么是软件危机？它的典型表现有哪些？产生它的原因是什么？软件危机：在计算机软件的开发和保护过程中所遇到的一系列严重问题。典型表现：〔1〕对软件开发本钱和进度的估量极不准确；〔2〕软件产品质量较差，可靠性低；〔3〕用户对开发出来的软件产品不满意；〔4〕开发出来的软件几乎是不可保护的；〔5〕软件产品缺少应有的文档资料；〔6〕软件产品的供不应求。客观原因(软件的特征)：⑴软件是开发的，而不是制造的；⑵软件不磨损，但退化；⑶自定义特性使其不同于其他的硬件产品的标准化，软件都规模庞大，而程序的复杂性是随其规模的扩大呈指数增加。主观原因：⑴对用户要求没有完整和准确的认识就匆忙编写程序；⑵对软件的开发过程的认识不准确；⑶对软件质量的重视不够是造成软件开发本钱激增的主要原因；⑷轻视软件保护将是一个重大的错误。3、什么是软件工程？它的本质特征有哪些？软件工程：摘用工程的概念、原理、技术和方法，并结合正确的治理技术和能够得到的最先进的技术方法，经济有效地开发和保护软件的一门新兴工程学科。本质特征：⑴一般更关注于大型软件系统的开发；⑵其中心任务是控制整个软件系统的复杂性；⑶提高软件开发的效率；⑷加强人员和技术的治理；⑸更好地满足用户的需求。4、简述软件工程的根本原理。(分别在每个要点后补充说明)⑴用分阶段的生命周期方案严格治理；⑵坚持进行阶段评审；⑶实行严格的产品控制；⑷摘用现代设计技术；⑸结果应能清楚地审查；⑹开发小组的成员应该少而精；⑺成认不断改进软件工程实践的必要性。5、软件工程方法学：主要包含3个要素，方法、工具和过程；应用最广泛的有传统方法学；面向对象方法学。6、什么是软件生命周期？它分为哪三个阶段，每个阶段又包含哪几个时期？软件生命周期：一个软件从定义、开发、使用和保护，直至最终被废弃，需要经历的漫长时期。㈠软件定义⑴问题定义：明确软件系统需要解决的问题是什么。确定问题的性质；软件目标和规模；形成书面报告。⑵可行性研究：确定软件系统是否值得去解。高层次的系统分析和设计；估算系统的本钱和效益；产生文档?可行性研究报告?。⑶需求分析：解决这些问题需要系统做什么。与用户交流；生成系统逻辑模型；产生文档?软件需求规格说明书?。㈡软件开发⑷总体设计(概要设计)：应该怎样实现目标系统。设计出实现目标系统的方案；设计软件结构，确定模块及之间关系。⑸详细设计(模块设计)：如何具体地实现这个系统。详细的设计每个模块的算法和数据结构。⑹编码和单元测试：写代码，测试每个模块。选取程序设计语言；写出容易理解和保护的程序模块；对每一个模块进行严格的测试〕。⑺综合测试：通过各类测试和调试来完善软件。集成测试+验收测试(用户参加)；保存测试方案、测试方案和测试结果。㈢运行保护⑻软件保护：通过各种必须的保护活动使系统持久地满足用户的需要。保护活动有：改正性保护；适应性保护；完善性保护；预防性保护。7、软件生命周期的模型㈠瀑布模型(线性模型之一)特点：〔1〕各阶段之间有依赖性和严格的顺序性；〔2〕推迟实现——典型特点；〔3〕严格的阶段质保；〔4〕文档驱动。问题：〔1〕实际的工程很少顺序严格；〔2〕用户往往难以给出具体、正确、完整的要求；〔3〕开发人员“阻塞状态〞严重。㈡(快速)原型模型特点：(1)出品速度快；(2)逐步求精；(3)开发阶段迭代。问题：(1)实现过程中不应有的折衷方案；(2)开发者急于完成原型而忽略了整体设计和可保护性；(3)用户的参与过多也造成了软件开发治理的混乱。适用范围：结构和算法不复杂的系统㈢增量模型〔渐增模型〕特点：(1)结合了线性模型和原型模型的特点；(2)每个增量可以结合原型法；(3)系统的问世提前→“增量1〞问题：开放的软件体系结构；中心思想：“渐进开发，逐步完善〞㈣喷泉模型：典型的面向对象的软件过程模型之一，“喷泉〞较好地表达了面向对象软件开发过程迭代和无缝的特性。第2章可行性研究1、为什么要进行可行性研究？目标：“用最小的代价和尽可能短的时间判断问题是否值得去解？〞实质：高层次的系统分析和设计主要任务：〔1〕分析和澄清问题定义；〔2〕导出系统的逻辑模型；〔3〕探索各种解法并研究每种解法的可行性；〔4〕制定粗略的进度、建议和方案。2、研究软件工程工程的可行性要从哪几个方面着手？⑴技术可行性；⑵经济可行性；⑶操作可行性；⑷社会可行性3、简述软件工程的可行性研究的步骤？〔1〕复查系统规模与目标：访问关键人员，复查确认系统规模和目标；清晰描述对目标系统的一切限制和约束。〔2〕研究目前正在使用的系统：了解现有系统，实地考察；注意现有系统与目标系统之间的接口(功能)；运行费用。〔3〕导出新系统的高层逻辑模型：从现有的物理系统出发导出目标系统的逻辑模型。〔4〕导出与评判各种方案：〔逻辑模型——〉物理解法〕评估解决方案的可行性；给出实现进度表。〔5〕推举行动方针：作为结果之一是否继续开发？对推举的系统详细的本钱/效益分析。〔6〕草拟初步的开发方案：制定工程进度表；开发人员需求；设备与软件的需求〔使用情况说明〕；估量软件生命周期每个阶段的本钱；给出下一个阶段的进度表/本钱估量。〔7〕编写?可行性研究报告?并提交审查4、可行性研究的工具〔什么是数据流图、由哪几局部组成、含义是什么？〕(1)系统流程图：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〕。注：系统流程图表达的是数据在系统各部件之间流动的情况，而不是对数据进行加工处理的控制过程(程序流程图)。(2)数据流程图：数据流图(DataFlowDiagram)是一种用图形符号表示数据流从输入到输出的移动变换过程，即数据流图描绘数据在软件中流动和被处理的逻辑过程。源点/终点〔名词〕：表示图中要处理数据的输入来源或处理结果要送往何处。它是数据流图的外围环境中的实体。加工/变换〔动宾结构〕：使用椭圆或圆角矩形表示。它是以数据结构或数据内容作为加工对象的，是对数据进行处理的单元，是对数据流进行某些操作或变换。数据存储〔名词〕：和数据流一样都是数据，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。数据流〔名词〕：沿箭头方向传送数据，指明被加工的数据与流向。〔3〕熟记DFD的检查和修改原那么及设计它的本卷须知〔p16-17〕。5、本钱/效益分析可用哪些指标进行度量？㈠本钱估量：从经济角度评判开发一个新的软件工程工程是否可行⑴代码行技术：软件本钱=每行代码的平均本钱×源代码行数⑵任务分解技术：软件开发本钱=任务1的本钱+任务2的本钱+……⑶自动估量本钱技术：使用软件工具㈡效益分析：有形效益和无形效益。有形效益用货币时间价值、投资回收期、纯收入等指标进行度量。无形的效益主要是从性质上、心理上进行衡量，很难直接进行量化。现在价值将来值年利率n年后⑴货币的时间价值现在价值将来值年利率n年后P=F/(1+i)n⑵投支回收期：累积的经济效益(现在值)最初的投资所需的时间⑶纯收入=(软件在整个生存期之内系统的)总累积经济效益〔现在值〕-最初投资6、在企业治理中使用制图系统来取代大局部人工工作，每年可节省2000元。假设软件生存期5年，那么5年可节省1万元。开发这个系统共投资6000元。设年利率是6%，利用上面计算货币现在价值的公式，可以算出引入制图系统后，每年估量节省的钱的现在价值。如下表所示，试计算投资回收期和纯收入。年将来值(万元)(1+i)n现在值(万元)累积的现在值(万元)10.21.060.18870.188720.21.12360.17800.366730.21.19100.16790.534640.21.26250.15840.693050.21.33820.14950.8425解：由表中数据得第三年的经济效益为0.5346万元，还差0.6-0.5346=0.0654万元，那么还需0.0654/0.1584=0.4129年，所以投资回收期为3.4129年；纯收入为0.8425-0.6=2425元7、p19第8题顶层数据流图：一级DFD:P20第9题：顶层DFD：存单存款单储户存单存款单储户银行储蓄系统储户取款单利息清单DataFlowDiagram:P20第10题顶层DFD：最终DFD：Entiy-Relation图：第3章需求分析P301、需求分析阶段的根本任务是什么？怎样理解此阶段的任务是“做什么〞而不是“怎么做〞？任务：完整、准确、清晰、具体地确定系统所要完成的工作。〔1〕确定对系统的综合要求；〔2〕分析系统的数据要求；〔3〕建立软件的逻辑模型；〔4〕编写软件需求规格说明书；〔5〕需求分析评审：验证一致性、完整性、现实性、有效性。2、需求获取的方法分为几类，并说出各种方法的特点？⑴、访谈：最原始的获取用户需求的技术，时间长、片面性；⑵、问卷调查：通常与用户访谈组合使用，片面性、面广；⑶、观察用户工作流程：需要对复杂流程加深了解或对关键人物理解不清楚时使用，耗时长；⑷、建立联合分析小组：由软件开发方和客户方共同组成；⑸、快速原型法：需要屡次修改。3、什么是结构化分析方法？该方法使用什么工具描述？结构化分析技术是面向数据流自顶向下逐步求精进行需求获取的方法，适合于大型数据处理类型系统的需求分析。实体-联系图E-R、数据流图DFD、数据字典DD，描述加工逻辑的结构化语言、判定表和判定树等。4、什么是E-R图，由哪几局部组成，含义各是什么？ER图，是一种面向问题的数据模型，是按照用户观点对数据建立的模型。实体：对软件必须理解的复合信息的抽象；属性：数据对象的性质；联系：数据对象彼此之间相互连接的方式，一对一1:1、一对多1：N、多对多M：N。5、什么是数据字典DD，作用是什么，有哪些条目？DD对数据流图加以补充说明，是关于数据的信息的集合。根本功能(作用)：定义数据。复杂数据元素的组成方式：①顺序；②选择；③重复；④可选。内容：定义DFD中每一个被命名的图形元素包含①名字及别名、②数据描述、③数据定义、④数据位置、⑤补充说明等。P31第6题：DFDDD:购书单=学生信息+教材信息学生信息=学号+姓名+专业+年级教材信息=教材名称+订购数量7、DFD如下：DD：事务={入库零件|出库零件}到货报表=零件信息+供应商零件信息=零件编号+零件名称+订货数量+目前价格供应商={主要供应商|次要供应商}8、DFD如下：DD：生理信号=脉搏+体温+血压+心电图9、DFD如下：顶层DFD：一级ＤＦＤ：二级ＤＦＤ：退房、调房类似于分房DD条目：列举“住户申请表〞、其他类似名字：住户申请表名字：住户申请表别名：申请表定义：住户申请表={分房申请表|退房申请表|调房申请表}分房申请表=申请者信息+分房要求申请者信息=年龄+工龄+职称+职务+家庭人口描述：提供住户信息及住房要求位置：住户填写并存储在住户信息文件中补充说明：住户将住户信息及分房、退房、调房要求填入申请表，并由房产科检查其合法性，将合法的录入住户信息文件中。10、DFD：DD条目：名字：报名表名字：报名表别名：报名单定义：报名表=报名者信息+课程名报名者信息=姓名+性别+身份证号描述：提供报名者信息及考试课程位置：报名者书面填写补充说明：11、DD条目：效劳=[分机号码|外线号码]分机号码=8201..8299外线号码=0+[市话号码|长号码]长号码=区号+市话号码区号=000..300市话号码=局号+分局号局号=[455|325|999]分局号=4{数字字符}412、见第二章第10题13、DD条目：用户标示符=字母字符+字母数字串字母数字串=0{字母字符|数字字符}714、见教材P32.第4章总体设计1、总体设计的主要目的和任务是什么?目的：概括地说，系统应该如何实现；任务：①系统设计阶段，确定系统的具体实现方案；②结构设计阶段，确定系统的软件结构。2、什么是结构化设计，通常把结构化设计分为哪两个阶段？SD，面向(基于)数据流的设计方法；分为系统设计阶段和结构设计阶段。3、软件结构设计原理(名词解释)⑴模块：由边界元素限定的相邻程序元素的序列,而且由一个总体标识符代表它。模块化：解决一个复杂的问题时，自顶向下逐层把软件系统划分成假设干个能完成特定子功能的模块的过程。⑵抽象：抽出事物本质特性而不考虑细节(具体—>抽象—>具体)；逐步求精：为了能集中精力解决主要问题而尽量推迟考虑问题的细节。⑶信息隐藏：设计和确定模块时，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，是不能访问的。局部化：把一些关系密切的软件元素物理地放得彼此靠近；优点：防止错误的扩大与传播。⑷模块独立性：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联系最少切接口简单。Ⅰ、耦合：一个软件结构内不同模块间的相互联系紧密程度(耦合强弱取决于接口的复杂程度、调用方式及传递的信息)。耦合度由低到高：①无直接耦合：模块间没有直接联系，不传递任何信息；②数据耦合：模块间有调用关系，传递简单数据值；③控制耦合：模块间调用时传递的是控制变量；④特征耦合：模块间调用时传递的是某些特征数据；⑤公共耦合：模块间通过一个公共数据环境相互作用；⑥内容耦合：模块间调用时直接使用模块的内部数据或经非正常人口转入另一个模块。Ⅱ、内聚：模块内各元素彼此结合的紧密程度。内聚度由低中高依次为：①偶然内聚：元素间没有任何联系；②逻辑内聚：模块内执行几个逻辑相似的功能，通过参数确定执行哪一个模块(选择结构)；③时间内聚：把需要同时执行的动作组合在一起；④过程内聚：模块内部的处理是相关的且以特定的次序执行；⑤通信内聚：所处理的元素在同一数据结构上，或使用相同的输入数据或者产生相同的输出数据；⑥顺序内聚：所处理的元素密切相关于同一功能且顺序执行；⑦功能内聚：所有数据元素共同完成一个功能，缺一不可。Ⅲ、力争做到高内聚低耦合，两者矛盾时内聚更重要应予以更多重视。4、试比较软件结构图与层次图的异同同：都是描绘软件结构的图形工具，图中的一个矩形框代表一个模块，框间连线表示调用关系；异：层次图适于在自顶向下设计软件的过程中使用；结构图中还有带注释的箭头表示模块间的信息传递，还包括助记符号(菱形表选择调用、弧形箭头表循环调用)。5、什么是HIPO图？H〔带编号的层次〕图+每个模块的IPO图(与每个方框对应有一张IPO图来描绘这个模块的处理工程)6、模块独立性准那么、软件结构形态特征准那么分别是什么？⑴模块独立性准那么：通过模块分解(独立成一个子功能模块)或合并(功能相关模块)，力求做到低耦合高内聚，保持模块相对独立性。⑵模块的控制域包含作用域：通过上移判断点、下移受判断影响的模块加以改进。⑶软件结构的形态特征准那么：①深度、宽度适当；②扇入数大比较好；③不能把功能无关的元素凑在一起形成超级模块；④顶扇出数高，中扇出数较低，底扇入数高。⑷模块大小准那么：50-150条语句左右，1-2页纸。⑸模块的接口准那么：设计简单、功能可预测、划分适当。7、数据流图转换成软件结构图：(DFD)SC：8、第11题DFD如下:软件结构图SD如下：第5章详细设计1、详细设计的目的和主要任务?(P66第1题)为软件结构图(SC图或HC图)中的每一个模块确定摘用的算法和块内数据结构,用某种选定的表达工具给出清晰的描述.设计出程序的“蓝图〞，编写软件的“详细设计说明书〞.2、详细设计的工具有哪些，简要介绍？⑴程序流程图：对控制流程的描绘很直观；不能逐步求精，可理解性差；可随意转移控制，违背结构程序设计的原那么。⑵盒图/Ｎ－Ｓ图／ＣＨＡＰＩＮ图：不能任意转移控制；功能域(特定控制结构的作用域)明确；很容易确定局部和全程数据的作用域；适合结构化程序设计方法，对于非结构化程序无法表示。⑶ＰＡＤ图：使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；所描绘程序结构清晰、易读、易懂、易记；支持自顶向下、逐步求精方法的使用。⑷ＰＤＬ〔过程设计语言〕：用于描述功能模块的算法设计和加工细节的语言，称为设计程序用语言，它是一种伪码，不能被编译；方便书写和编辑，描述复杂条件组合时也不如判定表方便。⑸判定表和判定树：⑴确定条件；⑵每个条件取值；⑶画出初步判定表；⑷简化后的判定表。判定树适合于描述加工中具有多个策略，而且每个策略和假设干条件有关的逻辑功能；数据元素重复书写，分枝的次序可能影响最终判定树的简介程度。3、结构化程序设计的根本原那么?在详细设计中所有模块都使用单入口、单出口的顺序、选择、循环三种根本控制结构.4、比较面向数据流和面向数据结构两类设计方法的异同?(第8题)同：(1)遵守结构程序设计“由顶向下〞逐步细化的原那么,并以其为共同的根底；(2)均服从“程序结构必须适应问题结构〞的根本原那么,各自拥有从问题结构(包括数据结构)导出程序结构的一组映射规那么。异：(1)面向数据流的设计以数据流图为根底，在分析阶段用DFD表示软件的逻辑模型，在设计阶段按数据流类型，将数据流图转换为软件结构。面向数据结构的设计以数据结构为根底，从问题的数据结构出发导出它的程序结构；(2)面向数据流的设计的最终目标是软件的最终SC图，面向数据结构的设计的最终目标是程序的过程性描述。5、Jackson方法分为哪几个步骤来完成设计？⑴确定输入、输出数据的逻辑结构并用Jackson图表示；⑵找出输入、输出数据结构中有对应关系的数据单元；⑶按规那么导出程序结构图；⑷在适当位置列出所有的操作条件；⑸用Pseudocode表示程序。6、〔第3题〕程序流程图如下：(第4题)流程图和盒图：(第7题)PAD图如下：(第10题)Jackson图如下：(第11题)N-S图PAD图：(第12题)判定表：⑴判定条件可能取值表：条件名称取值符号取值数性别男M2女F职工年龄<25岁A325~40岁B40~50岁C文化程度初中J3高中S大学U⑵计算组合数：2*3*3=18⑶判定表：1、102、113、6、9、12、15、18457、168、171314性别MMMFF职工年龄AAABBCCBB文化程度JSUJSJSJS学习√电工√钳工√√车工√√技术员√协管员√√(4)Pseudocode如下：If年龄〈=25thenIf年龄〈=25thenif文化程度=初中then脱产学习endifif文化程度=高中then电工endifendifif25〈年龄〈=40thenif文化程度=中学thenif性别=男then钳工else车工endifendifif文化程度=大学then技术员endifendifif40〈年龄〈=50thenif文化程度=中学then交通协管员endifif文化程度=大学then技术员endifendif〔第13题〕判定表如下：(1)判定条件的可能取值：条件名称取值符号取值数行李重量≤30W2>30U机舱等级头等F2其他O是否为国内乘客是Y2否N健康状况正常Z2残疾C(2)计算条件组合数：2*2*2*2=16(3)判定表1-8910111213141516行李重量WUUUUUUUU机舱等级--FFFFOOOO是否为国内乘客--YYNNYYNN健康状况--ZCZCZCZC行李收费价格(元)0(U-30)*4(U-30)*2(U-30)*8(U-30)*4(U-30)*6(U-30)*3(U-30)*12(U-30)*6判定树如下：第6章实现1、程序设计语言可以分为哪几类？面向机器语言：机器语言、汇编语言；高级语言：通用语言(BASIC、C等)、专用语言(PROLOG、LISP)2、什么是编码风格，为了编好程序，应遵守哪些规那么？在不影响程序正确性和效率的前提下，有效、合理地编排和组织程序的根本原那么。⑴程序内部文档：①标示符(命名及说明)；②注解(序言、描述性注解)；③布局(阶梯式)⑵语句构造及书写：①构造规那么；②书写原那么⑶输入/输出：①输入设计原那么；②输出设计原那么⑷效率：有良好编码风格的根底上提高效率3、程序复杂度度量⑴McCabe方法：根据程序控制流环形复杂度定量度量程序复杂度。①程序流程图->流图②环形复杂度a.V=区域数/判断节点+1/边-节点+2③V≦10(10更科学的上限)、可加性VA+VB(A与B)⑵Halstead方法:根据运算符和操作数的总个数度量程序复杂度N实=N1(运算符出现次数)+N2(操作数出现次数)H预=n1log2n1+n2log2n2(n1不同运算符个数,n2不同操作数个数)E误=N实log2(n1+n2)/3000〔P74第5题〕判定条件个数为3，故环型复杂度V=3+1=4流图如下：第7章软件测试1、软件测试的目标(定义)、准那么。2、软件测试方法〔1〕测试时是否需要执行被测软件？静态测试：特性分析无须执行借助软件评审文档或程序编程标准减少错误。主要方法：个人代码走查；小组代码检查；代码评审；静态结构分析；代码质量度量。动态测试：实际运行输入用例判定结果检验正确性可靠性有效性。主要方法：白盒测试、黑盒测试、灰盒测试〔2〕测试是否针对内部结构和具体实现算法？白盒测试：结构测试、逻辑驱动测试或基于程序的测试；内部细节逻辑路径规约及程序清单。黑盒测试：功能测试、数据驱动测试或基于规格说明的测试；用户观点当作黑盒只考虑程序输入输出和程序功能根据需求规格说明书设计推断测试结果的正确性。3、软件测试过程⑴单元测试：将每个模块作为一个独立的实体来测试。测试重点：模块间的接口、局部数据结构、重要的执行通路〔选择、循环等〕、出错处理通路、边界条件环境：①驱动模块，用来模拟被测试模块的上一级模块；②桩模块，用来模拟被测试模块工作中所有的调用模块。⑵集成测试：按照概要设计的要求组装独立模块成为子系统或系统，同时经过测试来发现接口错误的一种系统化的测试。单元测试完成后为什么还需要集成测试？数据穿过接口时可能丧失；一模块对另一模块由于疏忽而造成的有害影响；子功能组合起来可能不产生预期的主功能；全程数据结构可能有问题等错误。集成测试方法：〔1〕非渐增式：分模块测试→一次性组装→所有模块集成测试〔2〕渐增式〔集成测试中较多使用〕：分模块测试→逐个模块组装→直到集成测试渐增方式集成策略：自顶向下、自底向上和三明治集成。⑶系统测试：将经过集成测试的软件作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、支持软件、数据和人员等元素结合在一起，对计算机系统进行一系列的组装测试和确认测试测试内容包括：①功能测试：图形界面测试、功能测试②性能测试：配置测试、时间性能测试、压力测试、容量测试、平安性测试、恢复测试、兼容性测试、备份测试、可用性测试⑷确认测试/验收测试:验证软件的功能和性能及其它特性是否与用户的要求一致。分类：①Alpha测试〔开发者+用户〕：由用户在开发者的场所进行，并且在开发者对用户的“指导〞下进行测试。②Beta测试〔用户+开发者〕：由软件的最终用户们在一个或多个客户场所进行，用户把出现的问题反响给开发者。⑸回归测试：重新执行已经做过的测试的某个子集，以保证新变化没有带来非预期的副作用。4、白盒测试用例的设计方法⑴逻辑覆盖：①语句覆盖；②判定覆盖；③条件覆盖；④判定条件覆盖；⑤条件组合覆盖；⑥路径覆盖⑵循环覆盖：①单循环；②嵌套循环⑶根本路径测试：①画