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第1章软件工程概述1、什么是软件工程？为什么会出现软件工程？软件工程是：①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，也就是把工程应用于软件；②研究①中提到的途径。软件工作者在20世纪60年代后期开始认真研究消除软件危机的途径，从而逐渐形成了一门新兴的工程学科——计算机软件工程学(通常简称为软件工程)。2、什么是软件工程方法学？软件工程的3要素(软件工程方法学的3要素)是什么？分别包含什么内容？软件工程方法学：软件生命周期全过程中使用的一整套技术方法的集合软件工程方法学包含3个要素：方法、工具和过程。方法是完成软件开发的各项任务的技术方法，回答“怎样做”的问题；工具是为运用方法而提供的自动的或半自动的软件工程支撑环境；过程是为了获得高质量的软件所需要完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤。目前使用得最广泛的软件工程方法学，分别是传统方法学和面向对象方法学。3、什么是软件过程？什么是软件周期？常见软件生命周期模型(课件中的前5类)的特点有哪些？软件过程：它是为了获得高质量软件所需要完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤。软件生命周期：由软件定义、软件开发和运行维护（也称之为软件维护）3个时期组成①瀑布模型定义：传统软件工程方法学的软件过程，基本上可以用瀑布模型来描述。瀑布模型的特点：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。瀑布模型的成功在很大程序上是由于它基本上是一种文档驱动的模型。瀑布模型的主要优点：a.可强迫开发人员采用规范的技术方法；b.严格地规定了每个阶段必须提交的文档；c.每个阶段结束前必须正式进行严格的技术审查和管理复审。瀑布模型的主要缺点：在可运行的软件产品交付给用户之前，用户只能通过文档来了解未来的产品是什么样的。开发人员和用户之间缺乏有效的沟通，很可能导致最终开发出的软件产品不能真正满足用户的需求。②快速原型模型定义：所谓“快速原型”，是快速建立起来的、可在计算机上运行的程序，它所能完成的功能往往是最终的软件产品所能完成的功能的子集。原型是软件开发人员与用户沟通的强有力工具，因此有助于所开发出的软件产品满足用户的真实需求。快速原型模型的主要优点是：A．使用这种软件过程开发出的软件产品通常能满足用户的真实需求；B．软件产品的开发过程基本上是线性顺序过程。③增量模型定义：增量模型也称为渐增模型增量模型的主要优点：A．能在较短时间内向用户提交可完成部分工作的产品；B．逐步增加产品功能，从而使用户有较充裕的时间学习和适应新产品，减少一个全新的软件给客户组织带来的冲击。④螺旋模型定义：螺旋模型的基本思想是，使用原型及其他方法尽量降低风险。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程的快速原型模型。螺旋模型所描述的软件过程主要适用于内部开发的大型软件项目。使用螺旋模型开发软件，要求软件开发人员具有丰富的风险评估知识和经验。螺旋模型主要有下述优点：A．有利于已有软件的重用；B．有助于把软件质量作为软件开发的一个重要目标；C．减少了过多测试或测试不足所带来的风险；D．软件维护与软件开发没有本质区别。⑤喷泉模型定义：迭代是软件开发过程中普遍存在的一种内在属性。在面向对象范型中，软件开发过程各阶段之间的迭代或同一阶段内各个工作步骤之间的迭代，比在结构化范型中更常见。喷泉模型，是典型的面向对象生命周期模型，它充分体现了面向对象软件开发过程迭代和平滑过渡的特性。5、1.软件生命周期概念软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退役的过程称为软件生命周期。软件生命周期分为3个时期共8个阶段，软件定义期：包括问题定义、可行性研究和需求分析3个阶段；软件开发期：包括概要设计、详细设计、实现和测试4个阶段；运行维护期：即运行维护阶段。表3-3软件生命周期各阶段的主要任务任务描述问题定义确定要求解决的问题是什么可行性研究与计划制定决定该问题是否存在一个可行的解决办法，指定完成开发任务的实施计划需求分析对待开发软件提出需求进行分析并给出详细定义。编写软件规格说明书及初步的用户手册，提交评审软件设计通常又分为概要设计和详细设计两个阶段，给出软件的结构、模块的划分、功能的分配以及处理流程。这阶段提交评审的文档有概要设计说明书、详细设计说明书和测试计划初稿软件实现在软件设计的基础上编写程序。这阶段完成的文档有用户手册、操作手册等面向用户的文档，以及为下一步作准备而编写的单元测试计划软件测试在设计测试用例的基础上，检验软件的各个组成部分。编写测试分析报告运行维护将已交付的软件投入运行，同时不断的维护，进行必要而且可行的扩充和删改第2章可行性研究1、可行性研究包括哪几方面(每方面解决什么问题)，研究得到的文档和结论是什么?技术可靠性：使用现有的技术能否实现这个系统吗？经济可行性：这个系统的经济效益能否超过它的开发成本？操作可行性：系统的操作方式在这个用户组织内是否行得通？研究的结果：是一份可行性研究的各个步骤的工作结果的文档，它包含了工程是否能继续进行下去和分析员的推荐方案；2、主要描述工具的概念和使用：系统流程图：是什么，成份和基本符号，描述什么模型，画法；数据流图：是什么，成份和基本符号，系统级和功能级、简单细化数据流图的区别，画法；数据字典：是什么，内容、定义数据的方法。(1)系统流程图的定义：是概括地描绘物理系统的传统工具。它用图形符号以黑盒子形式描绘组成系统的每个部件。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，是物理数据流图而不是程序流程图。系统流程图的基本符号：(2)数据流图的定义：它是一种图形化技术，它描述信息和数据从输入移动到输出过程中所经历的变换。在数据流图中没有任何具体的物理部件，它只是描绘数据在软件中流动和被处理的逻辑过程。数据流图的基本符号：正方形（或立方体）表示数据的源点或终点；圆角矩形（或圆形）代表变换数据的处理；开口矩形（或两条平行横线）代表数据存储；箭头线表示数据流，即特定数据的流动方向。(3)数据字典的定义：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。数据字典的作用也正是在软件分析和设计的过程中给人提供关于数据的描述信息。数据字典的内容：数据流、数据流分量、数据存储、处理定义数据的方法：用被定义的事物的成分的某种组合表示这个事物，这些组成成分又由更低的成分组合来定义。3、数据字典和数据流图的关系。数据流图和数据字典共同构成系统的逻辑模型。没有数据字典，数据流图就不严格，然而没有数据流图，数据字典也难于发挥作用。只有数据流图和对数据流图中每个元素的精确定义放在一起，才能共同构成系统的规格说明。第3章需求分析需求规格说明书1、需求分析的任务是什么？分析得到的成果(文档)是什么？包含哪些内容？1、需求分析的任务：（1）确定对系统的综合要求：功能需求、性能需求、可靠性和可用性需求、出错处理需求、接口需求、约束、逆向需求、将来可能提出的要求（2）分析系统的数据要求：（3）导出系统的逻辑模型（4）修正系统开发计划；2、需求分析得到的结果：是通过需求分析得到的除了分析模型之外，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。2、软件需求通常包括哪些方面？各类需求一般包含内容有哪些？（1）功能需求：这方面的需求指定系统必须提供的服务。通过需求分析应该划分出系统必须完成的所有功能。（2）性能需求：性能需求指定系统必须满足的定时约束或容量约束，通常包括速度(响应时间)、信息量速率、主存容量、磁盘容量、安全性等方面的需求。（3）可靠性和可用性需求：可靠性需求定量地指定系统的可靠性。可用性与可靠性密切相关，它量化了用户可以使用系统的程度。（4）出错处理需求：这类需求说明系统对环境错误应该怎样响应。（5）接口需求：接口需求描述应用系统与它的环境通信的格式。常见的接口需求有：用户接口需求；硬件接口需求；软件接口需求；通信接口需求。（6）约束：设计约束或实现约束描述在设计或实现应用系统时应遵守的限制条件。（7）逆向需求：逆向需求说明软件系统不应该做什么。（8）将来可能提出的要求：应该明确地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。这样做的目的是，在设计过程中对系统将来可能的扩充和修改预做准备，以便一旦确实需要时能比较容易地进行这种扩充和修改。3、追加的主要描述工具的概念和使用：E-R图：是什么，成份和基本符号，描述什么模型；状态转换图：是什么，描述什么模型（1）E-R图的定义：即实体--联系图，是表示数据对象及其之间关系的图形语言机制，是建立数据模型的图形工具。E-R图的基本成份和使用的符号：实体(即数据对象)----矩形框，关系----菱形框，属性----椭圆形或圆角矩形。E-R图描述的模型：用来建立数据模型，ER模型使用简单的图形符号表达系统分析员对问题域的理解（2）状态转换图的定义：通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件，来表示系统的行为。状态转换图的基本成份和使用的符号：基本成分是状态、事件、状态转换。状态转换图描述的模型：用来建立系统的行为模型。4、在结构化分析中，建模的核心是什么？3种模型分别是什么，分别用什么工具来描述?建模的核心是数据字典，它描述了所有的在目标系统中使用的和生成的数据对象。（1）、数据模型，用实体-联系图描述；（2）、功能模型，用数据流图描述；（3）、行为模型，用状态转换图描述。第5章总体设计1、什么是总体设计？将软件需求转化为软件的数据结构和系统结构，确定各组成成分(子系统或模块)之间的相互关系2、模块化设计的原理包括什么？为了提高软件的可维护性，其中，模块独立性最重要的，是评价软件结构质量的首要标准。模块化设计的原理包括：模块化、抽象、逐步求精、信息隐藏和局部化、模块独立。为了提高软件的可维护性，其中，模块独立性最重要的，是评价软件结构质量的首要标准。3、模块独立性度量(描述)的两个指标：内聚、耦合；什么是内聚，什么是耦合；耦合和内聚的具体分类及使用原则；在面向数据流的方法中，内聚、耦合各分为哪几级，每级的具体含义分别是什么？强度从弱到强如何排列？耦合和内聚两者关系？（1）耦合定义：它是对一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量；耦合分类：耦合使用原则：尽量使用数据耦合，小用控制耦合和特征耦合，限制公共环境耦合的范围，完全不用内容耦合，最终降低模块间接口的复杂性。（2）内聚定义：它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扩展。内聚分类：内聚使用原则：设计时力求高内聚，设计时应该力求做到高内聚，通常中等程度的内聚也是可以采用的，而且效果和高内聚相差不多；但是，低内聚很坏，不要使用。（3）耦合和内聚两者关系：耦合与内聚都是模块独立性的定性标准，都反映模块独立性的良好程度。其中内聚更重要。内聚与耦合密切相关。同其它模块强耦合的模块意味着它自己是弱内聚的；强内聚模块意味着与其它模块间松散耦合。所以设计的目标应该是力争高内聚、低耦合。第6章详细设计1结构化程序设计1结构化程序设计的原则结构化程序设计方法的主要原则可以概括为自顶向下，逐步求精，模块化，限制使用goto语句。2结构化程序的基本结构与特点1.顺序结构2.选择结构：选择结构又称为分支结构。3.重复结构：重复结构又称为循环结构。2、什么是过程设计的工具？分类？基本要求？过程设计工具的定义：描述程序处理过程的工具过程设计工具的分类：它们可以分为图形、表格、和语言3类。过程设计工具的基本要求：不论是哪类工具，对它们的基本要求都是能提供对设计的无歧义的描述。3、软件详细设计描述工具的概念和使用：程序流程图、N-S图、PAD图、PDL语言：是什么，基本符号和表示的意义，画法；各种工具描述结果间的转换。（1）程序流程图的定义：又称为程序框图，它是历史最悠久、使用最广泛的描述过程设计的方法，然而它也是用得最混乱的一种方法。程序流程图的基本符号：（2）盒图(N-S图)的定义：出于要有一种不允许违背结构程序设计