软件工程复习范围

软件工程复习范围一、软件工程概述软件工程的定义软件工程是一门研究如何构建和维护软件系统的学科，它将工程化的方法应用于软件开发过程，包括需求分析、设计、编码、测试、维护等阶段，以确保软件的质量、可靠性、可维护性和可扩展性。

软件工程的目标1.高质量：开发出满足用户需求、具备良好性能和稳定性的软件产品。2.可维护性：软件易于理解、修改和扩展，以便在软件的生命周期中能够方便地进行维护。3.可扩展性：软件能够适应未来业务需求的变化，易于进行功能扩展。4.成本控制：在预算范围内按时完成软件开发项目，并尽量降低开发成本。

软件工程的原则1.抽象：抽取事物最基本的特性和行为，忽略非本质细节，以便更好地理解和处理复杂问题。2.信息隐蔽：将模块的实现细节隐藏起来，只向其他模块提供接口，使得模块之间的耦合度降低，提高软件的可维护性和可扩展性。3.模块化：将软件系统划分为若干个模块，每个模块完成特定的功能，模块之间通过接口进行交互。模块化有助于提高软件的可维护性、可扩展性和可复用性。4.局部化：将相关的程序元素放在一起，使得程序的逻辑结构更加清晰，易于理解和维护。5.一致性：软件系统的各个部分在设计风格、编码规范、数据表示等方面保持一致，便于软件的开发、维护和扩展。6.完整性：软件系统应该包含实现其功能所需的所有元素，保证软件系统的功能完整。7.可验证性：软件系统的设计和实现应该能够通过测试、审查等手段进行验证，确保软件满足用户需求和质量标准。

二、软件生命周期软件生命周期的阶段划分1.软件定义：包括问题定义、可行性研究和需求分析。问题定义：明确要解决的问题是什么。可行性研究：研究问题的解决方案在经济、技术和操作上的可行性。需求分析：确定软件系统必须具备的功能和性能要求，以及用户的其他需求，如界面需求、可靠性需求等。2.软件开发：包括总体设计、详细设计、编码和测试。总体设计：设计软件的总体结构，包括模块划分、模块之间的接口设计等。详细设计：对每个模块进行详细的算法设计和数据结构设计。编码：根据详细设计的结果，使用选定的编程语言编写程序代码。测试：发现并纠正软件中的错误，包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。3.软件维护：对软件进行修改和完善，以适应不断变化的用户需求和运行环境。包括改正性维护、适应性维护、完善性维护和预防性维护。

各阶段的主要任务和文档1.问题定义阶段主要任务：明确问题的性质、规模和目标，确定软件开发的必要性。文档：问题定义报告，简要描述问题的背景、目标和主要要求。2.可行性研究阶段主要任务：从经济、技术和操作等方面研究问题解决方案的可行性，提出多个可行方案，并进行比较和评估。文档：可行性研究报告，包括项目概述、技术可行性分析、经济可行性分析、操作可行性分析、结论等内容。3.需求分析阶段主要任务：深入了解用户需求，将用户需求转化为软件系统的需求规格说明书。文档：需求规格说明书，详细描述软件系统的功能、性能、界面、数据等方面的需求。4.总体设计阶段主要任务：设计软件的总体结构，包括模块划分、模块之间的接口设计、数据库设计等。文档：总体设计说明书，包括软件总体结构设计、模块设计、数据库设计、界面设计等内容。5.详细设计阶段主要任务：对每个模块进行详细的算法设计和数据结构设计。文档：详细设计说明书，包括模块的功能描述、算法设计、数据结构设计、接口设计等内容。6.编码阶段主要任务：根据详细设计的结果，使用选定的编程语言编写程序代码。文档：程序清单、注释等。7.测试阶段主要任务：发现并纠正软件中的错误，包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。文档：测试计划、测试用例、测试报告等。8.软件维护阶段主要任务：对软件进行修改和完善，以适应不断变化的用户需求和运行环境。文档：维护记录、维护报告等。

三、软件开发模型瀑布模型1.特点：按照线性顺序依次进行软件开发的各个阶段，如同瀑布流水一样，每个阶段都有明确的输入和输出，前一个阶段完成后才进入下一个阶段。2.优点：阶段明确，便于管理和控制；文档驱动，有利于软件的维护和升级。3.缺点：缺乏灵活性，后期发现前期问题时修改成本高；用户反馈滞后，可能导致软件产品不符合用户实际需求。

快速原型模型1.特点：快速构建软件的原型，让用户尽早接触和使用软件，获取用户反馈后再对原型进行修改和完善，逐步形成最终的软件产品。2.优点：能够快速响应用户需求，提高用户满意度；通过迭代开发，降低软件开发风险。3.缺点：可能导致原型质量不高，后期难以扩展和维护；如果用户需求变化频繁，可能需要多次重新开发原型。

增量模型1.特点：将软件系统分解为多个增量构件，逐个构件地开发、集成和交付，每个增量都增加一些功能，逐步增加软件的功能和完善软件系统。2.优点：可以分阶段交付软件，及时满足用户部分需求；降低软件开发风险，便于控制项目进度。3.缺点：对软件体系结构设计要求较高，需要保证各个增量之间的兼容性；可能存在各个增量之间的接口问题。

螺旋模型1.特点：将软件开发过程视为一个螺旋式的迭代过程，每个迭代周期都包含制定计划、风险分析、实施工程和客户评估四个阶段，逐步增加软件功能和完善软件质量。2.优点：结合了瀑布模型的系统性和快速原型模型的迭代特征，强调风险管理，能够有效地应对软件开发过程中的各种风险。3.缺点：迭代次数过多可能导致开发成本增加；对项目经理的要求较高，需要具备丰富的项目管理经验和风险管理能力。

四、需求工程需求获取1.方法：包括用户访谈、问卷调查、观察用户工作流程、召开需求研讨会等。2.技巧：与用户建立良好的沟通关系，深入了解用户业务，提问清晰明确，避免引导性问题，记录详细准确的需求信息。

需求分析1.任务：对获取到的需求进行分析和整理，消除需求中的模糊性、不一致性和矛盾性，建立完整、准确的需求模型。2.方法：包括结构化分析方法（如数据流图、数据字典、加工逻辑说明等）、面向对象分析方法（如用例图、类图、对象图等）。

需求规格说明1.内容：详细描述软件系统的功能、性能、界面、数据、可靠性、安全性等方面的需求，是软件开发的重要依据。2.要求：需求规格说明应该清晰、准确、完整、无二义性，能够被开发人员和用户理解和确认。

需求验证1.方法：包括需求评审、原型验证、测试用例验证等。2.目的：确保需求规格说明的正确性、完整性和一致性，发现并纠正需求中的错误和缺陷。

五、总体设计软件设计的原则1.模块化：将软件系统划分为若干个模块，每个模块完成特定的功能，模块之间通过接口进行交互。2.抽象：抽取事物最基本的特性和行为，忽略非本质细节。3.信息隐蔽：将模块的实现细节隐藏起来，只向其他模块提供接口。4.模块独立性：包括内聚性和耦合性，高内聚、低耦合的模块设计有利于软件的维护和扩展。

软件结构设计1.概念：软件结构是软件模块之间的层次关系和调用关系的表示。2.设计方法：包括层次图、结构图等，通过这些图形工具描述软件模块的划分和模块之间的调用关系。

数据库设计1.概念：数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。2.设计步骤：包括需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计等阶段。需求分析：了解用户对数据的需求，包括数据的类型、数量、数据之间的关系等。概念结构设计：使用ER图等工具构建数据库的概念模型，描述数据的实体、属性和实体之间的关系。逻辑结构设计：将概念模型转换为数据库管理系统支持的逻辑数据模型，如关系模型。物理结构设计：根据数据库管理系统的特点和硬件环境，设计数据库的物理存储结构，包括存储设备、存储方式、索引设计等。

六、详细设计详细设计的任务1.为每个模块进行详细的算法设计，确定模块内部的处理逻辑。2.进行数据结构设计，确定模块所使用的数据结构。

详细设计的工具1.程序流程图：直观地描述程序的控制流程。2.盒图（NS图）：避免了程序流程图中箭头所带来的随意性，更清晰地表示程序结构。3.PAD图：一种二维树形结构的图形工具，支持逐步求精的设计方法。4.伪代码：用接近自然语言的方式描述算法的执行过程，便于理解和实现。

七、编码编码规范1.命名规范：变量、函数、类等的命名应该具有描述性，易于理解。2.代码结构规范：代码应该具有良好的缩进、注释等，提高代码的可读性。3.编程风格规范：遵循一定的编程风格，如采用一致的代码格式、逻辑结构等。

程序设计语言的选择1.考虑因素：包括项目需求、开发人员的技术水平、语言的特性（如性能、可移植性、可读性等）、开发成本等。2.常见语言特点：C语言：功能强大，执行效率高，可移植性好，常用于系统软件和底层开发。Java语言：面向对象，具有良好的跨平台性，广泛应用于企业级应用开发。Python语言：简洁易学，具有丰富的库，常用于数据分析、人工智能、网络编程等领域。

八、软件测试软件测试的基本概念1.定义：软件测试是为了发现软件中的错误而执行程序的过程。2.目的：发现软件中的错误，提高软件质量。

软件测试的原则1.尽早并不断地进行测试。2.全面测试，包括功能测试、性能测试、兼容性测试、安全性测试等。3.重点测试容易出错的模块和功能。4.避免测试自己的代码。5.及时反馈测试结果，以便开发人员及时修复错误。

软件测试方法1.黑盒测试：不考虑软件的内部结构和实现细节，只关注软件的功能是否符合需求规格说明。包括等价类划分、边界值分析、因果图、决策表等方法。2.白盒测试：基于软件的内部结构和代码实现进行测试，检查程序的逻辑结构和代码的正确性。包括语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖、路径覆盖等方法。

软件测试的阶段1.单元测试：对软件中的最小可测试单元（模块）进行测试，检查模块的功能和接口是否正确。2.集成测试：将多个模块集成在一起进行测试，检查模块之间的接口和协作是否正常。3.系统测试：对整个软件系统进行测试，检查软件系统是否满足需求规格说明的要求，包括功能测试、性能测试、兼容性测试、安全性测试等。4.验收测试：由用户或客户对软件系统进行测试，确定软件是否满足用户的实际需求，是否可以验收。

九、软件维护软件维护的类型1.改正性维护：修复软件在运行过程中发现的错误。2.适应性维护：使软件适应新的运行环境，如操作系统升级、硬件更换等。3.完善性维护：对软件进行功能扩展和性能优化，以满足用户不断变化的需求。4.预防性维护：对软件进行预防性的修改，以提高软件的可维护性和可靠性，减少未来可能出现的问题。

软件维护的过程1.提出维护要求：用户或其他相关人员提出软件维护的请求。2.分析维护要求：对维护要求进行分析，确定维护的类型和范围。3.制定维护计划：包括维护的时间安排、人员安排、维护的步骤和方法等。4.实施维护：按照维护计划进行软件的修改和测试。5.验收维护成果：对维护后的软件进行验收，确保软件满足维护要求。

十、软件工程管理软件项目计划1.内容：包括项目概述、项目进度计划、项目资源计划、项目成本计划、项目质量计划等。2.制定方法：常用的方法有甘特图、PERT图等，通过这些工具对项目的任务、时间、资源等进行规划和安排。

软件项目进度管理1.进度控制方法：包括跟踪项目进度、分析进度偏差原因、采取措施调整进度等。2.常用工具：如甘特图、PERT图、里程碑图等，用于监控项目进度和及时发现进度问题。

软件项目成本管理1.成本估算方法：包括类比估算、自下而上估算、参数估算等。2.成本控制措施：监控项目成本支出，分析成本偏差原因，采取措施控制成本，如优化资源