软件工程总结_软件工程 软件工程概述

一、软件工程概述

1.软件定义

​ 程序、数据及相关文档的完整集合。

​ IEEE的定义：计算机程序、方法、规则、相关的文档以及在计算机上信息程序所必要的数据。

2.软件工程：

​ 把系统的、规范的、可度量的途径应用于软件开发、运行和维护过程。

3.软件工程方法学：

• 传统方法学
• 面向对象方法学

4.软件生命周期：

1. 问题定义

2. 可行性研究

3. 需求分析

4. 总体设计

5. 详细设计

6. 编码和单元测试

7. 综合测试

8. 软件维护

5.软件过程（模型）：

瀑布模型

优点：可强迫开发人员采用规范的方法；严格规定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。

缺点：由于在产品交付前，用户只能通过文档来了解产品，可能导致最终产品不能满足用户需求。

适用范围：需求准确，无重大变化的软件开发项目。

快速原型模型

优点：通过设计一个原型系统，通过实践了解客户需求，降低开发风险。

缺点：使用该模型的前提是要有一个展示型产品，可能会限制人员的创新。

适用范围：需求经常变更，团队人数不多的项目。

二、可行性研究

1.目的：

用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能解决。

任务：

1. 技术可行性。
2. 经济可行性
3. 操作可行性

2.数据流图：

源点与终点，处理，数据存储，数据流。

3.数据字典：

• 定义数据的方法：对数据自顶向下的分解。
• 定义数据字典：顺序、选择、重复、可选。

三、需求分析

1.目的：

• 确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统尽可能提出完整、准确、清晰、具体的要求。
• 写软件需求规格说明书，以书面形式准确地描述软件需求。

2.任务：

• 确定对系统的综合要求

  1. 功能需求，即指定系统必须提供的服务
  2. 性能需求，即指定系统必须满足的定时约束或者容量约束
  3. 可靠性和可用性需求，即定量地指定系统的可靠性以及量化用户可以使用系统的程度
  4. 出错处理需求，即说明系统对环境错误应该怎样响应
  5. 接口需求，即描述应用系统与它的环境通信的格式
  6. 约束，即设计约束或实现约束在设计或实现应用系统时应遵守的限制条件
  7. 逆向需求，即说明软件系统不应该做什么
  8. 将来可能提出的需求，即明确的列出那些虽然不属于当前系统开发范畴，但是据分析将来很可能会提出来的要求

• 分析系统的数据要求

• 导出系统的逻辑模型

• 修正系统开发计划

3.软件需求规格说明书：

是需求分析阶段得出的最主要的文档。是软件开发、软件验收和管理的根据。

通常用自然语言完整、准确、具体地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。自然语言的规格说明具有容易书写、容易理解的优点，为大多数人所欢迎和采用。

作用：开发者与用户间事实上的技术合同书；开发者下一步设计和编码的基础；测试验收目标系统的依据。

五、总体设计

1.设计过程

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. 审查和复查

2.设计原理

1. 模块化

2. 抽象

3. 逐步求精

4. 信息隐藏和局部化

5. 模块独立

   • 耦合：衡量不同模块彼此间互相依赖(连接)的紧密程度。

     内容耦合 -> 公共耦合 -> 特征耦合 -> 控制耦合 -> 数据耦合

   • 内聚：衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。

     偶然内聚 -> 逻辑内聚 -> 时间内聚 -> 通信内聚 -> 顺序内聚 -> 功能内聚

3.变换流和事务流

• 变换流：信息沿输入通路进入系统，同时由外部形式变换成内部形式，进入系统的信息通过变换中心，经加工处理以后再沿输出通路变换成外部形式离开软件系统。
• 事务流：数据沿输入通路到达一个处理T，这个处理根据输入数据的类型在若干个动作序列中选出一个来执行。

六、详细设计

1.过程设计工具：

• 程序流程图
• 盒图（N-S图）
• PAD图-问题分析图
• 判断表
• 判断树
• 过程设计语言-PDL

2.面向数据结构的方法：Jackson方法

• 第一步：分析并确定输入数据和输出数据的逻辑结构，并用Jackson图描绘这些数据结构。
• 第二步：找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系的数据单元。
• 第三步：用三条规则从描绘数据结构的Jackson图导出描绘程序结构的Jackson图。
• 第四步：列出所有操作和条件（包括分支条件和循环结束条件），并且把它们分配到程序结构图的适当位置。
• 第五步：用伪码表示程序。Jackson方法中使用的伪码和Jackson图是完全对应的

3.McCabe方法：画流图，计算环形复杂度

七、实现

1.通常把编码和测试统称为实现

2.软件测试方法：

• 白盒测试（结构测试）：程序的结构和处理过程象白盒子一样透明，按照程序内部的逻辑测试程序，检测程序中的主要执行通路是否都能按预定要求正确工作。
• 黑盒测试（功能测试）：不考虑程序内部的结构，只观察程序的入口和出口，是否能完成规格要求的输入输出。

3.测试步骤：

• 模块测试（单元测试）
• 子系统测试
• 系统测试
• 验收测试
• 平行运行

4.Alpha测试与Beta测试：

FLURPS（功能、局域化、可使用性、可靠性、性能和支持）

• Alpha测试：是在开发机构的监督下，由个别用户在确认测试阶段后期对软件进行测试，目的是评价软件的FLURPS，注重界面和特色。
• Beta测试：由支持软件预发行的客户对FLURPS进行测试，主要目的是测试系统的可支持性。

5.渐增测试与非渐增测试：

• 非渐增测试：一下子把所有模块一起，并把庞大的程序作为一个整体测试，测试情况十分复杂。
• 渐增测试：把模块结合到程序中去时，有自顶向下和自底向上两种策略。

6.白盒测试：

包括逻辑覆盖、控制结构测试

控制结构测试，给出独立路径

7.黑盒测试：

包括等价划分、边界值分析、错误检测

边界值分析

8.软件可靠性和软件可用性

• 软件可靠性：程序在给定的时间间隔内，按照规格说明书的规定成功运行的概率。
• 软件可用性：软件可用性是程序在给定的时间点，按照规格说明书的规定，成功运行的概率。

八、维护

1.四类软件维护

• 完善性维护（50%）：满足用户增加新功能或者修改已有功能的建议

• 适应性维护（25% ）：为了配合环境进行的修改

• 改正性维护（21%）： 诊断和改正错误

• 预防性维护（4%）：改进未来的可维护性和可靠性

2.决定软件可维护性因素

1. 可理解性
2. 可测试性
3. 可修改性
4. 可移植性
5. 可重用性

九、面向对象方法学分析引论

1.类图

类图的基本符号：

属性：可见性 属性名：类型名 = 初值｛性质串｝

​ +：公有

​ -：私有

​ #：保护

操作：可见性 操作名（参数表）：返回值类型｛性质串｝

表示关系的基本符号：

关联

泛化

依赖

细化

2.面向对象三种模型：

• 对象模型
• 动态模型
• 功能模型

十、面向对象分析

1.对象模型组成

主体层，类与对象层，结构层，服务层，属性层

2.建立对象模型

1. 确定类与对象

   • 找出候选的类与对象
   • 筛选出正确的类与对象，冗余、无关、笼统、属性、操作、实现

2. 确定关联

   • 初步确定关联

     直接提取动词短语得出的关联

     需求陈述中隐含的关联

     根据问题域知识得出的关联

   • 筛选

     已删去的类之间的关联

     与问题无关的或应在实现阶段考虑的关联

     瞬时事件

     三元关联

   • 进一步完善

3. 划分主题

4. 确定属性

5. 识别继承关系

6. 反复修改

十一、面向对象设计

1.类的耦合

• 交互耦合：通过消息连接实现准则：尽量减低消息链接的复杂度，减少对象发送接收的消息数。

• 继承耦合：与交互耦合相反，应该提高继承耦合程度。

2.典型的可用软件成分

3.类构件的特点和重用

• 类构件特点：模块独立性强，具有高度可塑性，接口清晰，简明，可靠

• 重用方式：实例重用，继承重用，多态重用。 效益：质量，生产率，成本。

4.面向对象设计模型的四大组成：

人机交互部分，问题域部分，任务管理部分和数据管理部分

十二、面向对象实现

1.面向对象实现包括两项工作

• 把面向对象设计结果翻译成用某种程序语言设计的面向对象程序；

• 测试并调试面向对象程序。

2.测试类方法

​ 随机测试，划分测试，基于故障的测试。