软件工程（第三版）期末复习

学习资料：软件工程（第三版）齐治昌等

学习计划：30h内

题型：选择题，填空题，判断题，简答题

update：2019/01/08补充了一些

update：2019/01/09国防科大的pdf版，在网页上看体验差

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第一章软件与软件工程

软件危机
- 原因
  - 软件规模越来越大，结构越来越复杂
  - 开发管理困难
  - 开发费用增大
  - 开发技术落后
  - 生产方式落后
  - 开发工具落后
- 解决方法
  - 采用先进的技术和开发方法
  - 采用先进的开发工具
  - 团队配合，管理严谨
- 软件开发阶段
  - 程序设计阶段
  - 程序系统阶段
  - 软件工程阶段
软件生存周期
- 定义：软件从概念形成→进化→运行→退役的全过程，具体如下
- 阶段：需求→设计→编码调试→软件测试→运行维护→退役
- 其中软件进化，包括软件开发和维护
软件工程常用的八个质量要素及其定义
1. 正确性：软件满足需求规约及完成用户目标的程度
2. 可用性：是否符合人们的使用方法和思维，学习和使用软件的难易程度
3. 可靠性：软件完成预期功能，成功运行的概率
4. 有效性：软件系统利用时间和空间资源的能力。简单理解为操作系统的吞吐率
5. 可维护性：便于以后修改维护
6. 可移植性：将软件装在不同操作系统的难易程度
7. 安全性：保护程序和数据不被病毒、黑客破坏
8. 可复用性：软件构建可以在多个场合使用
瀑布模型（软件生存周期模型）
- 阶段：可行性研究→需求→设计→编码调试→软件测试→运行维护→退役
- 优点
  1. 瀑布模型思路简洁明确，上一阶段的开发结果是下一阶段的输入，相邻阶段有因果关系，紧密联系
  2. 瀑布模型的各个阶段规范了软件开发活动，有利于开发人员的管理和组织
  3. 瀑布模式适合单主机下的软件开发过程，是软件开发和项目管理的基础
- 缺点
  1. 只有客户和需求分析员确定需求后才能进行后续的开发活动
  2. 软件项目负责人得到初始版本后，如果客户需求改变，将会承受人力、财力、时间上的损失
  3. 开发人员在瀑布模型上游隐藏的bug可能会到下游爆发
增量过程模型
- 基本思想：开发人员和用户协商将需求分解，划分为一系列增量，并为增量排序，急需的增量排在前面
- 优点
  1. 按照增量持续发布软件新版本，可及时获得用户的反馈
  2. 能保持良好的软件体系结构
- 缺点
  1. 增量规模不要超过20k行代码，否则会退化为瀑布模型
  2. 分解需求的过程中，必须对系统需求十分了解
  3. 多数系统需要基本服务，如何定义增量，何时实现这些增量处理起来比较困难
螺旋模型
- 思想：从里到外迭代模型
  - 定义目标：指定过程计划
  - 风险分析：采取措施规避风险
  - 开发和验证：为系统选择合适的开发模型
  - 规划：给出下一阶段的任务和计划
- 螺旋模型=瀑布模型+增量模型集成
通用软件过程模型
- 沟通→策划→建模→构建→部署（1）
- 初始→细化→构造→移交→生产（2）
- 书上两个差不多的描述，（2）是课文原话，（1）是图
小知识点
- 软件=知识+程序+数据+文档
- IEE93软件工程定义：①将系统、规范、可量化的方法应用于软件开发、运行和维护中；②对上述方法的研究

第二章 UML与RUP统一过程

UML（统一建模语言）概述
- 用例视图：包括用例图，从外部用户的角度描述系统的功能，并指出参与者
- 结构视图：包图（包和包之间的关系）、类图（类图的边表示类之间的关系，包括继承，聚合，关联）、对象图（对象图是类图的一个实例）
- 行为视图：交互图、状态图、活动图
- 构建视图：构建图，描述各构建之间的依赖关系
- 部署视图：部署图，描述各工件在物理环境中的分布情况
RUP：统一软件的开发过程
- RUP过程分为软件支持过程和软件生产过程
  - 软件支持过程：业务建模、需求设计和实现
  - 软件生产过程：陪着和变更管理、项目管理

第三章需求工程概论

软件需求
- 定义：利益相关方（stakehoder）对目标软件系统在功能、质量等方面的期望，以及对目标软件系统在运行环境、资源消耗等方面的要求和约束
- 分类
  - 功能需求：利益相关方要求目标软件系统应具有的功能
  - 质量需求：利益相关方对目标软件系统的质量要求
  - 约束性需求：利益相关方对目标软件系统在项目预算、完成时间、技术选型、必须遵守的标准与规范
- 过程模型

第四章需求获取

需求获取定义和目标
- 完整地收集、整理利益相关方对目标软件系统的需求，并以其容易理解的业务语言阐述这些需求，形成文档
动态建模机制
- 状态图、顺序图、合作图、活动图
软件需求的初始表示
- 用例：一个用例是执行者与目标软件系统之间的一次典型交互作用，效果是执行者在操作系统的帮助下完成了某项业务。相对独立性和完整性是两项特征
- 用例图：每个节点只有执行者和用例
  - 执行者-执行者关系：继承（字面意思）
  - 用例-用例：包含（A包含B的所有动作）、扩展（A在B的基础上加了一些要求和功能）、继承（和扩展很类似，但有区别，扩展只加东西，继承要改原来的东西再加或者减）
- 类图
  - 组合和聚合的区别：组合，整体类必须具备完整的管理职责；聚合，多个整体类对象的组成部分，被删除了也没关系。用例子描述一下，国破家亡中“国”和“家”这两个对象是组合关系。计算机和键盘来说，就是聚合关系。

第五章需求分析与验证

需求分析过程如下
- 需求优先级分析、用例分析、分析模型审评、构建快速原型
- 需求优先级分析：由于交付时间、人力资源和预算成本的限制，软件项目难易一次性、高质量地完成用户所有需求。因此需要算出优先级，确保最紧迫、最有价值的需求早日完成（很像上面的增量模型）
  - 计算公式： $Priority=\frac{Value}{cost*costwight+risk*riskwight}$
设置分析类
- 边界类：接口
- 控制类：分解任务，将子任务分配给其他类。检测器
- 实体类：保存信息
扩展机制
- 约束：用语言表达式来约束语义
- 标记值：有点像注释
- 构造型：晦涩难懂。先跳
需求规约：需求规约是需求分析的的结果
- 主要内容
  - 系统概述
  - 功能性需求
  - 质量需求
  - 约束性需求

第六章软件设计概念

内聚度：表示一个模块内部各成分彼此关联的紧密程度
- 偶然性、逻辑性、时间性、过程性、通信性、顺序性、功能性
耦合度：指软件结构中多个模块之间的关联程度
- 非直接耦合
- 数据耦合与控制耦合：两个模块间通过数据来通信，但这些信息仅参与计算，不影响执行顺序。反之是控制耦合。来个例子理解一下，如果main函数有2个整型变量，调用函数fun，fun函数存在if else的语句并且和这个变量有关，那么就是控制耦合。必要时要分解模块，消除控制耦合。
- 外部耦合：若干模块与同一外部设备关联（I/O处理使所有I/O模块与特定设备、通信协议关联）
- 公共耦合：全局变量
- 内容耦合：GOTO语句
- 尽量使用非直接耦合和数据耦合，减少控制耦合，限制外部耦合和公共耦合，杜绝内容耦合（也是GOTO被禁用的原因，让代码结构非常混乱）。
要求强内聚，低耦合。因为强内聚是针对一个模块的概念，一个模块功能越纯粹，越集中，复用性越强。低耦合是为了各个模块之间联系要少一点，如果某个模块发生了改变，其他模块要跟着改变会导致不可维护

第八章人机交互设计

用户界面设计模式的表示
- 涉及屏幕内容的表示、屏幕直接跳转关系的表示
- 出于屏幕中的界面元素有四种
  - 静态元素：不会变化的文本
  - 动态元素：随系统的运行状态而改变
  - 用户输入元素：预留空位给用户输入
  - 用户命令元素：按钮、菜单、超链接

第十一章结构化软件开发

数据流图
- 定义：用来刻画数据流和转换的信息系统建模技术，任何软件系统都可以用数据流图表示

第十二章软件测试

软件测试目的：运行程序或模拟系统的执行，发现程序缺陷的过程，检测系统是否满足需求
软件测试的方法
- 白盒测试
  - 定义：基于产品内部结构来规划测试，检查内部程序操作是否按规定运行
  - 检查内容：路径覆盖测试、逻辑覆盖测试（真假if）、控制流测试（循环、边界）、数据流测试（测试内部数据的有效性）
  - 设计方法：逻辑覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖及路径覆盖
- 黑盒测试
  - 定义：只依据程序的需求和规定功能，检查程序功能是否符合它的功能说明

第十三章软件维护

软件维护分类
- 纠错性维护：诊断和改正软件中潜藏的BUG
- 适应性维护：适应软件运行环境的变化
- 完善性维护：根据用户在使用过程中提出新需求而实施的维护活动
- 预防性维护：优化软件系统结构和可理解性，改善可维护性和可靠性

第十四章 Web软件工程

模型-视图-控制器模式（MVC模式）
- 该模式是被广为推崇的合适Web软件特点的体系结构模式

第十五章软件度量与估算

软件规模度量：代码行度量、功能点度量、对象点度量
- 代码行度量
  - 生产率=代码行数/软件工作量
  - 平均成本=开发成本/代码行数
  - 文档与代码比=文档页数/总代码行
  - 代码出错率=缺陷数/代码总行数
  - 优点：直观、简单
  - 缺点：初期预算十分困难、依赖程序的设计
- 功能点度量
  - 优缺点：功能点度量没有涉及复杂度，因此只适合一般的事务处理。不适合比较复杂的软件系统。
  - $FP=UFC*TCF\\ $$ $$ UFC=\sum_{i=1}^n \sum_{j=1}^m a[i][j]*m[i][j] \\ TCF=0.65+0.01*\sum_{i=1}^{14}F_i$
  - FP（function point）：功能点
  - UFC：未调整功能点数
  - TCD：复杂性调节值
  - 也有和代码行度量一样的公式，但是把代码总量替换成FP
- 对象点度量
  - 参考对象：实体（类、操作、屏幕）的个数，元素链的长度，交付给客户的系统功能
提高软件质量
- 一致性：整个软件系统使用一致的概念、符号和术语
- 模块化：模块有助于信息的隐藏和抽象
- 完全性：软件系统要完全实现所需功能
- 安全性：控制或保护程序和数据不被破坏
- 容错率：系统在各种异常条件下继续操作的能力
- 执行效率：程序效率

第十六章软件项目管理与过程改进

进度安排方法
- 程序评估与审查技术（PERT）和关键路径方法（CPM）
基线技术
- 使用原因：在软件开发过程中，需要变更需求、预算和设计方案等，大部分的请求是合理的，但是在不同的时机做不同的变更其难以程度和造成的影响差别很大，为了有效控制变更，引入基线概念。基线标志软件开发过程的各个里程碑，通过复审的SCI是构成基线的重要内容
CMM分级
- L1初始级：无序工作状态，无规范
- L2可重复级：软件质量保证
- L3已定义级：软件制品工程
- L4已管理级：软件质量管理
- L5优化级：技术更新管理

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软件工程（第三版）期末复习

第一章软件与软件工程

第二章 UML与RUP统一过程

第三章需求工程概论

第四章需求获取

第五章需求分析与验证

第六章软件设计概念

第八章人机交互设计

第十一章结构化软件开发

第十二章软件测试

第十三章软件维护

第十四章 Web软件工程

第十五章软件度量与估算

第十六章软件项目管理与过程改进

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