北京大学《软件工程》2024-2025学年第一学期期末模拟试卷（含答案与解析）

北京大学《软件工程》2024—2025学年第一学期期末模拟试卷（含答案与解析）试卷信息：满分100分，考试时间120分钟，闭卷。适用：计算机科学与技术、软件工程等专业本科《软件工程》课程（信息科学技术学院课程号04834220，4学分，秋季学期开设）。使用建议：先按120分钟闭卷独立完成第一部分全部题目，再翻到“参考答案与评分要点”逐题对照；综合应用题按评分要点自行给分，低于60%的题型回到对应章节重读。使用说明与考点分布题型题量分值主要覆盖知识点单项选择题15题30分软件工程三要素、过程模型、需求分类、数据流图、内聚与耦合、UML关系、设计模式、白盒与黑盒测试、单元测试、维护类型、关键路径填空题10空10分螺旋模型四象限、CMM成熟度等级、Scrum角色、McCabe环形复杂度、判定覆盖、需求跟踪、配置基线、DevOps、敏捷价值观、测试阶段判断题5题5分模型适用性、模块独立性、语句覆盖局限、组合与聚合、关键路径性质名词解释4题12分软件工程、模块独立性、基线、DevOps简答题4题20分三类过程模型比较、结构化分析与面向对象分析、测试覆盖标准、敏捷与传统开发对比综合应用题3题23分UML用例图／类图／顺序图、等价类与边界值及覆盖标准用例设计、进度网络图与关键路径计算全卷取自教材经典部分（第1—11章）与现代部分（第12—14章）；前沿部分（第15—19章，人工智能、区块链、云计算、大数据、物联网驱动的软件工程）通常以概念题或开卷论述形式考查，本卷在简答题与复习清单中作了提示。一、单项选择题（每小题2分，共30分）在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题意，请将答案写在题号后的括号内。1.软件工程的三个基本要素是（）A.方法、工具、过程B.需求、设计、测试C.人员、技术、管理D.计划、执行、检查2.与瀑布模型相比，螺旋模型最突出的特点是（）A.以完整文档作为阶段推进的唯一依据B.以风险分析为核心，迭代递进地构建系统C.强调自下而上的模块累积D.只适用于规模小、需求稳定的项目3.需求规格说明书中“订单支付的平均响应时间不超过2秒”属于（）A.功能需求B.非功能需求（性能需求）C.业务需求D.项目管理需求4.下列元素中，不出现在数据流图（DFD）中的是（）A.加工B.数据存储C.外部实体D.控制流5.下列内聚类型中，内聚程度最高的是（）A.逻辑内聚B.时间内聚C.功能内聚D.偶然内聚6.下列耦合类型中，耦合程度最低的是（）A.数据耦合B.标记耦合C.控制耦合D.非直接耦合7.在UML类图中，表示整体与部分具有相同生命周期（整体销毁则部分随之销毁）的关系是（）A.关联（普通实线）B.聚合（空心菱形）C.组合（实心菱形）D.依赖（虚线箭头）8.用例图中，若“支付”是“下单”执行时必须完成的行为，二者之间应使用（）关系A.扩展B.包含C.泛化D.聚合9.在UML顺序图中，消息之间的时间先后顺序主要通过（）体现A.消息在生命线上的纵向位置B.消息箭头的长度C.激活条的宽度D.对象框的横向位置10.观察者（Observer）模式的类别与核心意图是（）A.创建型；封装对象的创建过程B.结构型；为对象提供统一的访问接口C.行为型；定义对象间一对多的依赖，被观察对象状态改变时通知并更新依赖方D.行为型；把请求封装为对象，以支持请求的排队、撤销与重做11.下列白盒测试覆盖标准中，覆盖能力最弱的是（）A.语句覆盖B.判定覆盖C.条件覆盖D.路径覆盖12.对“输入为1～100的整数”做边界值分析，除1和100外还应选取（）A.0、2、99、101B.50C.1.5、99.5D.任意两个合法值13.单元测试中，用于模拟被测模块所调用的下层模块的辅助模块称为（）A.驱动模块B.桩模块C.测试脚本D.测试报告14.为改善软件性能、增加用户需要的新功能而实施的维护属于（）A.改正性维护B.适应性维护C.完善性维护D.预防性维护15.关于关键路径，下列说法正确的是（）A.关键路径是网络图中活动数目最多的路径B.关键路径是决定项目总工期的最长路径，其上活动的总时差为零C.关键路径上的活动不允许与其他活动并行D.一个项目的网络图中只可能存在一条关键路径二、填空题（每空1分，共10分）1.螺旋模型的四类活动按象限依次为：制定计划、________、实施工程、客户评估。2.CMM的五个成熟度等级依次为：初始级、可重复级、已定义级、已管理级、________。3.Scrum团队由产品负责人、________和开发团队三类角色组成。4.McCabe环形复杂度公式V(G)=E−N+2中，E表示________，N表示节点数。5.判定覆盖又称________覆盖，要求每个判定的真、假分支至少各执行一次。6.在需求工程中，把需求与设计元素、代码、测试用例建立双向对应关系并随变更同步更新的工作称为需求________。7.软件配置管理中的________，是指已通过正式评审、可作为后续开发与变更基准的一组配置项。8.DevOps通过________、持续交付与自动化测试等手段，打通开发与运维之间的协作。9.敏捷宣言提出：个体和互动胜过流程和________。10.软件测试按实施阶段可分为单元测试、集成测试、________和验收测试。三、判断题（每小题1分，共5分）判断下列说法是否正确，正确的写“√”，错误的写“×”。1.瀑布模型适合需求在项目初期即可完全确定、且后续变更较少的项目。（）2.模块的内聚度越高、耦合度越低，模块的独立性就越好。（）3.语句覆盖能够发现程序中所有的逻辑错误。（）4.组合关系与聚合关系的区别之一是：组合中整体被销毁时，部分也随之销毁。（）5.位于关键路径上的活动若延后一天完成，项目总工期也必然延后一天。（）四、名词解释（每小题3分，共12分）1.软件工程（3分）2.模块独立性（内聚与耦合）（3分）3.基线（3分）4.DevOps（3分）五、简答题（每小题5分，共20分）1.简述瀑布模型、增量模型和螺旋模型各自的特点与适用场景。（5分）2.从建模视角说明结构化分析方法与面向对象分析方法的差异。（5分）3.说明语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖和路径覆盖的含义与强弱关系，并解释工程实践中为什么难以做到完全的路径覆盖。（5分）4.从需求管理、交付节奏、文档和团队组织四个方面，对比敏捷开发与传统计划驱动开发。（5分）六、综合应用题（共23分）1.（8分）校园二手交易平台需求如下：平台面向在校学生，注册用户分为买家、卖家和管理员三类。卖家可发布商品（需填写名称、成色、价格与图片），商品须经管理员审核通过才能上架；买家可浏览、搜索商品并下单，下单时必须完成在线支付，也可选择使用优惠券抵扣；买家确认收货后，系统生成订单评价。平台需记录每笔订单的订单项、支付流水与物流状态。（1）画出用例图，列出参与者与主要用例，并标明所用关系（包含、扩展、泛化）。（3分）（2）画出核心类图，标出各类关键属性、类间关系及多重性。（3分）（3）用顺序图描述“买家下单并支付”的一次成功交互，需含至少一次校验与一次可选分支。（2分）2.（8分）阅读下列Java方法settle，回答问题。java

待测代码

intsettle(inta,intx,intb){

inty;

if(a>1&&x>0){//判定D1：条件c1=a>1，c2=x>0

y=a*x+b;

}else{

y=a+b;

}

if(y>100){//判定D2

y=100;

}

returny;

}（1）分别设计满足语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖的测试用例，用“（a,x,b）→期望输出”的形式列出，并说明覆盖情况。（6分）（2）若把参数b视为订单金额，合法取值为[0,1000]内的整数，请写出等价类划分与边界值用例。（2分）3.（7分）某软件项目已分解为下列活动，工期与紧前关系如下表。活动活动名称工期（天）紧前活动A需求分析与确认5—B概要设计4AC数据库设计6AD详细设计3BE界面设计4BF前端开发7EG后端开发9C、DH集成测试5F、GI系统测试4HJ验收与交付3I（1）计算各活动的最早开始时间ES、最早完成时间EF、最迟开始时间LS、最迟完成时间LF和总时差TF，列成表格。（4分）（2）写出关键路径与项目总工期。（2分）（3）若“界面设计”因评审延误2天完成，是否影响总工期？说明理由。（1分）参考答案与评分要点说明：主观题按要点给分，答对核心词即给分，表述不必与参考答案逐字一致；论述类题目只要要点齐全、逻辑自洽、术语准确即可得满分。一、单项选择题（每小题2分，共30分）题号答案考点与解析1A软件工程由方法、工具和过程三个要素构成：方法提供开发的技术途径，工具提供支撑环境，过程定义活动与任务的框架。2B螺旋模型每轮迭代包含制定计划、风险分析、实施工程、客户评估四个象限，以风险分析为核心，适用于大型、高风险项目。3B响应时间、吞吐量、可靠性等属于非功能需求中的性能需求。设计约束是限制设计方案的约定（如必须采用某类数据库），二者不可混为一谈。4D数据流图由数据流、加工、数据存储和外部实体（源／宿）四类元素构成，只描述数据的流动与变换，不描述控制流与执行顺序。5C内聚由高到低为：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（巧合）内聚。功能内聚最高。6D耦合由低到高为：非直接耦合、数据耦合、标记（特征）耦合、控制耦合、外部耦合、公共环境耦合、内容耦合。非直接耦合最低。7C组合用实心菱形表示，整体与部分同生命周期；聚合用空心菱形表示，整体与部分生命周期相互独立。8B包含（include）表示基用例执行时必然执行被包含用例；扩展（extend）表示在特定条件下才执行的补充行为。9A顺序图的生命线纵向表示时间流逝，越靠上的消息越早发生；激活条表示对象处于处理状态的时间段。10C观察者属行为型模式，建立一对多的依赖关系；D描述的是命令（Command）模式。11A语句覆盖只要求每条可执行语句至少执行一次，无法保证各判定的真假分支都被执行，是覆盖能力最弱的标准。12A边界值分析取边界及其左右邻近值：下边界1对应0、1、2，上边界100对应99、100、101。13B桩模块（stub）模拟被测模块所调用的下层模块；驱动模块（driver）模拟调用被测模块的上层模块。14C完善性（改善性）维护占维护工作量最大比例，指为扩充功能、改善性能而修改软件。15B关键路径是网络图中总持续时间最长的路径，决定项目工期，其上活动总时差为零；关键路径可能不止一条，路径上活动也可与其他非关键活动并行。二、填空题（每空1分，共10分）题号答案补充说明1风险分析四象限另三项为制定计划、实施工程、客户评估。2优化级即持续改进级，关注过程缺陷预防与技术创新。3ScrumMaster负责移除障碍、保障Scrum流程被执行；产品负责人负责产品待办列表。4边数（控制流图中的边数）V(G)也等于判定节点数加1，或独立路径数。5分支判定覆盖要求每个判定取真、取假各至少一次。6跟踪需求跟踪矩阵用于保证需求被实现与被验证，支撑变更影响分析。7基线基线一经建立，其变更须走变更控制流程（申请、评估、审批、实施、验证）。8持续集成配套实践还包括基础设施即代码、监控与日志、灰度发布。9工具四条价值观：个体和互动、可工作的软件、客户合作、响应变化。10系统测试顺序为单元、集成、确认（系统）、验收。三、判断题（每小题1分，共5分）1.√。瀑布模型阶段严格顺序、文档驱动，反馈滞后，只适合需求稳定、变更少的项目。2.√。高内聚低耦合是模块设计的基本准则，模块独立性越强，可复用性与可维护性越好。3.×。语句覆盖最弱，即使全部语句被执行，仍可能漏掉判定为假时本应暴露的错误、边界条件与逻辑组合错误。4.√。组合体现整体对部分的强拥有关系，生命周期一致；聚合中部分可独立存在。5.√。关键路径上活动总时差为零，没有机动时间，任一活动延后即直接推迟总工期（若延误超过次长路径的时差，关键路径还可能转移到其他路径，但工期仍被推迟）。四、名词解释（每小题3分，共12分）1.软件工程（3分）将工程化的原理、原则和方法系统地应用于软件的开发、运行与维护，以在给定成本与工期内获得高质量软件并提高其可维护性。评分要点：工程化方法（1分）、覆盖全生命周期（1分）、目标为提高质量、降低成本、按期交付（1分）。2.模块独立性（内聚与耦合）（3分）指模块只承担一个相对独立的特定子功能、且与其他模块的联系尽可能少的属性，是模块化设计的基本准则。评分要点：由内聚与耦合两个维度度量（1分）；内聚衡量模块内部各元素结合的紧密程度，越高越好（1分）；耦合衡量模块之间联系的紧密程度，越低越好，设计目标是高内聚、低耦合（1分）。3.基线（3分）软件配置管理中，已通过正式评审、可作为后续开发、测试与变更基准的一组配置项（含文档、代码、数据等）。评分要点：经正式评审确认（1分）、作为后续工作基准（1分）；对基线的任何变更必须经变更控制流程审批后方可实施（1分）。4.DevOps（3分）融合开发（Development）与运维（Operations）的工程方法与实践集合，通过持续集成、持续交付与部署、自动化测试、基础设施即代码、监控与反馈等手段，缩短从提交到上线的周期并提升交付质量。评分要点：开发与运维一体化（1分）；以CI/CD与自动化支撑（1分）；目标是更快交付、更高质量、更强可观测性（1分）。五、简答题（每小题5分，共20分）1.三类过程模型（5分）瀑布模型：阶段严格顺序、文档驱动，每阶段完成后经评审进入下一阶段；结构清晰、便于计划与分工、管理成本低。缺点是反馈滞后，用户直到后期才能见到可运行系统，难以适应需求变更，适用于需求明确稳定、技术成熟的项目。（2分）增量模型：先构建可运行的核心增量交付用户，再按优先级逐步增加功能；能及早获得用户反馈、分散风险、支持部分功能先上线。要求软件可分解为可组装的构件，且架构需具备开放性，否则后续增量难以集成。（1.5分）螺旋模型：在迭代中引入风险分析，每轮包含制定计划、风险分析、实施工程、客户评估四个象限，逐轮深化；适用于大型、高风险、需求不完全明确的复杂系统。缺点是风险分析本身成本高，需专业人员参与。（1.5分）2.结构化分析与面向对象分析（5分）结构化分析以功能与数据流为中心：用数据流图自顶向下逐层分解，描述系统的数据加工过程，用数据字典、判定表与判定树描述数据与加工细节，数据与处理相互分离。（2.5分）面向对象分析以对象与类为中心：用用例图刻画系统边界与参与者需求，用类图描述问题域的概念类、属性、操作及关联、聚合、泛化关系，用顺序图、状态图描述对象间的交互与状态迁移，数据与操作封装在同一对象中。（2.5分）差异可归纳为：前者面向“过程”，按功能分解、以数据流为主线，适合以数据处理为主、结构稳定的系统；后者面向“对象”，按事物抽象、以对象协作为主线，更利于复用和应对持续演化。评分要点：各自核心模型与建模单元正确（4分），能给出适用性判断（1分）。3.覆盖标准（5分）含义：语句覆盖——使每条可执行语句至少执行一次；判定覆盖（分支覆盖）——使每个判定的真、假分支各至少执行一次；条件覆盖——使每个判定中每个条件的可能取值（真、假）各至少出现一次；路径覆盖——使程序中所有可能的执行路径至少各执行一次。（2分）强弱关系：语句覆盖最弱，判定覆盖包含语句覆盖；条件覆盖不一定包含判定覆盖（可能所有条件都取到真假，但每个判定仍只走了一个分支），判定覆盖也不一定包含条件覆盖；条件组合覆盖强于条件覆盖；路径覆盖最强。可记为：语句<判定≈条件<条件组合<路径。（2分）难以完全路径覆盖的原因：路径数随判定个数和循环次数呈组合爆炸式增长，含循环的程序路径数甚至无穷，无法穷举。工程上改用基本路径测试，以McCabe环形复杂度确定独立路径条数作为上限，再以黑盒测试、边界值与等价类补充覆盖。（1分）4.敏捷与传统开发对比（5分）维度传统计划驱动开发敏捷开发需求管理前期尽量冻结需求，变更须走正式变更控制，变更成本高以产品待办列表承载需求，按迭代细化，欢迎并响应变更交付节奏按阶段里程碑推进，项目末期一次性交付1—4周一个迭代，每轮交付可工作的软件增量文档强调完整、正式的文档与逐阶段评审可工作的软件胜过详尽的文档，只保留必要文档团队组织按职能与阶段划分角色，项目经理集中控制与协调小规模、跨职能、自组织团队，设产品负责人与ScrumMaster，强调面对面沟通与持续反馈评分要点：四个维度各1分，能把差异落到具体做法而不仅是口号；补一句适用条件（需求不确定性高、可频繁交付时更适合敏捷）可得满分。六、综合应用题（共23分）1.校园二手交易平台（8分）（1）用例图（3分）参与者：买家、卖家、管理员；买家与卖家可泛化为抽象参与者“注册用户”。主要用例：浏览／搜索商品、下单、支付、使用优惠券、确认收货、评价订单（以上买家）；发布商品、管理在售商品（卖家）；审核商品、管理用户与违规处置（管理员）。关系：下单包含支付（«include»，支付是下单必须完成的行为）；使用优惠券扩展下单（«extend»，仅在买家选择抵扣时执行）；买家、卖家泛化到注册用户（«generalization»），登录、查看个人信息等公共用例可挂在父参与者上。评分要点：参与者齐全（1分）；用例覆盖“发布—审核—下单—支付—评价”主线（1分）；三种关系使用正确且方向正确（1分，包含与扩展方向写反扣1分）。（2）核心类图（3分）类与关键属性：用户（账号、昵称、手机号、信用分）；买家；卖家；管理员；商品（商品编号、名称、成色、价格、状态：待审核／在售／已售）；订单（订单号、下单时间、应付金额、实付金额、状态）；订单项（购买数量、成交单价）；支付流水（流水号、支付方式、金额、支付时间）；评价（评分、内容、评价时间）。关系与多重性：买家、卖家、管理员分别泛化到用户；卖家1对0..*商品（发布）；管理员1对0..*商品（审核）；买家1对0..*订单（下单）；订单1对1..*订单项（组合，随订单销毁）；商品1对0..*订单项；订单1对1支付流水（关联）；订单1对0..1评价。评分要点：类齐全且属性体现业务状态（1分）；泛化、组合、关联三类关系至少各出现一次（1分）；多重性标注正确（1分）。订单项与订单用组合、商品与订单项用关联是常见易错点。（3）顺序图（2分）参与者与对象：买家、下单界面、订单服务、商品服务、优惠券服务、支付服务。消息顺序：①买家→下单界面：提交订单（商品编号、数量、优惠券编号）。②下单界面→订单服务：创建订单。③订单服务→商品服务：查询商品状态与库存。④商品服务→订单服务：返回可售／库存充足（alt片段可给出“已售出”分支，返回下单失败）。⑤订单服务→优惠券服务：校验并计算抵扣金额。⑥优惠券服务→订单服务：返回抵扣结果。⑦订单服务→支付服务：发起支付并锁定订单。⑧支付服务→订单服务：返回支付成功与流水号。⑨订单服务→买家：返回下单成功及订单号。评分要点：生命线与对象划分合理（1分）；含至少一次校验消息与alt分支（1分）。若无alt片段，最多得1.5分。2.测试用例设计（8分）（1）覆盖标准用例（6分）先给出可直接使用的三条基础用例：用例(a,x,b)期望输出执行路径判定取值T1(2,1,1)3D1真→y=2×1+1=3；D2假D1真、D2假T2(1,1,1)2D1假（a>1不成立）→y=2；D2假D1假、D2假T3(1,1,150)100D1假→y=151；D2真→y=100D1假、D2真语句覆盖：取T1、T3。T1执行then分支（y=a*x+b）且D2为假；T3执行else分支（y=a+b）且D2为真执行y=100。三条赋值语句与return均被覆盖。（2分）判定覆盖：取T1、T3。D1取到真（T1）、假（T3），D2取到假（T1）、真（T3），四个分支全覆盖。（2分）条件覆盖：需让c1（a>1）与c2（x>0）各取真、假，共4条用例：T1（2,1,1）→c1真、c2真；T4（2,−1,1）→c1真、c2假，D1为假，y=2+1=3；T5（1,1,1）→c1假、c2真，D1为假，y=1+1=2；T6（1,−1,1）→c1假、c2假，D1为假，y=2。四条用例覆盖c1、c2的全部真假取值即满足条件覆盖；还应说明：条件覆盖不必然满足判定覆盖，本题因T1使D1为真、其余使D1为假，恰好也满足判定覆盖，但不能由条件覆盖推出判定覆盖。（2分）评分要点：每条用例必须写清输入与期望输出（由a、x、b手算得出，不能只写路径）；覆盖说明要与用例对应。（2）等价类与边界值（2分）有效等价类：0≤b≤1000的整数。无效等价类：b<0；b>1000；非整数或非数值输入（如“abc”、1.5）。边界值用例：b=−1（无效）、0、1、999、1000（有效边界及邻近值）、1001（无效）。各用例配合一组使D1为真的a、x（如a=2、x=1）以便观察y随b的变化。评分要点：等价类划分有效／无效齐全（1分）；边界值取到上、下边界及其邻近值（1分）。只写0和1000两个边界各扣0.5分。3.进度网络图与关键路径（7分）（1）时间参数（4分）活动ESEFLSLFTFA05050B59590C5116121D9129120E91310141F132014211G122112210H212621260I263026300J303330330计算要点：ES取各紧前活动EF的最大值（G的紧前为C与D，取max(11,12)=12）；由终点逆推LF，LS=LF−工期，TF=LS−ES。评分要点：正推结果正确（2分）、逆推与总时差正确（2分）。（2）关键路径与总工期（2分）关键路径：A→B→D→G→H→I→J；总工期33天。总时差为零的A、B、D、G、H、I、J串成关键路径，C（TF=1）、E（TF=1）、F（TF=1）为非关键活动。（3）界面设计延误2天的影响（1分）影响总工期1天。E的总时差为1天，延误2天超出机动时间1天：E最早完成变为15，F顺延至15开始、22完成，H于max(22,21)=22开始，后续H、I、J依次后移，总工期由33天变为34天。评分要点：结论“影响1天”（0.5分）；用总时差解释超出部分的传导（0.5分）。只答“影响2天”不得分。考前重点复习清单按“必须能写出／能计算／能画图”三档整理，