软件工程期末复习

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软件危机的原因：一方面是与软件本身的特点有关，另一方面是由软件开发和维护的方法不正确有关。

软件危机包含两方面问题：

  • 如何开发软件，以满足不断增长，日趋复杂的需求；
  • 如何维护数量不断膨胀的软件产品。

过程与活动

过程：问题定义、可行性研究、需求分析、设计、实施、测试、部署

可行性研究：成本/效益

过程模型

过程模型：线性、瀑布、V、环形。。。（不推荐）

过程模型推荐

XP: 小型团队、需求变化频繁、开发周期短的项目（尤其适合互联网软件）

螺旋： 大型、复杂、风险高、需求不明确的项目

RUP 统一过程模型

  • 面向对象、用例驱动：以用例为中心，符合面向对象开发思想
  • 可迭代、可增量：每个迭代都能交付可运行的软件
  • 风险驱动：在早期识别并降低风险
  • 文档规范、过程标准化：有明确的阶段、里程碑和文档产物
  • 可视化建模：强调UML建模，方便沟通与分析

适合： 大中型、复杂项目，需求复杂、风险高的项目

增量模型

  • 可分阶段交付：每个增量都是一个子系统，能早交付部分功能
  • 降低风险：问题可在后续增量中修复
  • 用户反馈快：用户能早体验到产品并反馈
  • 适应需求变化：后续增量可以增加新需求

适合： 需求较清楚，但无法一次开发完成的项目；资金、时间有限，想逐步发布的项目

需求分析

需求分析：做什么、不做什么、做到什么程度。

分为功能性、非功能性需求两类。

传统分析

  • 数据流程图：分为总体（系统与环境的关系）、零级（描述主要功能）、细节三个层次。

  • 行为建模：状态转换图 Petri 网

面向对象分析

用例图（用例建模）

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  • 参与者之间只有泛化（继承）关系
  • 用例之间有泛化、包含include、扩展extend关系

类图（对象-关系建模）

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  • 实体类类图：类间有泛化（继承）、关联（聚合组合）、依赖。类和接口之间有实现。
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  • 参与类（分析类）类图：
    • 边界类：系统及其参与者边界，xx界面类
    • 控制类：系统控制逻辑，xxHandler
    • 实体类：系统使用信息。

活动图（对象-行为建模）

时序图

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活动图

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设计方法

总体设计（概要、架构设计）

不应该陷入片面性，追踪分析模型，选择合适技术，可集成，可复用，有韧性，交互人性化。

软件架构应该反应整体组织结构和基本特征，体现层次结构、模块相互作用、全局重要的数据变量和数据结构、接口

详细设计

在软件构架的基础上进一步确定如何实现目 标系统，具体包括系统的模块（如类及其方 法）逻辑的详细设计、系统数据结构的设计、 系统数据库结构的设计、系统人-机接口的 设计等

分治

  • 分治概念：将一个大的系统分解为一系列小 模块的过程和方法，是软件工程最重要的思 想之一
  • 架构设计将系统分解为一组子系统或模 块，以及子系统或模块之间的接口。
  • 详细设计子系统或模块被再次细分为子 模块 • 传统软件工程中的过程、函数 • 面向对象软件工程中的包、类、接口和方法等

最小成本邻域

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软件开发成本随模块数量增加变小，但将模块组装起来的集成成本将随模块数量增加变大， 软件总成本为两个成本之和。模块成本和集成成本两个曲线的交汇点M代表了最低软件总成本，应尽量使系统划分的模块数量在M点所在的邻域内，即最小成本邻域

设计模式七大原则

设计模式原则：指导我们如何写出“低耦合、高内聚、可扩展、易维护”的代码。

  • SRP 单一职责：一个类只有一个职责。
  • ISP 接口隔离：接口应该专精一类功能。
  • OCP 开闭：对扩展开放，对修改关闭。SPI
  • LSP 里氏替换：子类应该可以替换父类对象，完全可以将其看做一个父类
  • DIP 依赖倒转：依赖接口/抽象，而不是实现类。JDBC
  • 迪米特法则：一个对象应该尽可能少了解别的对象，减少耦合。
  • CRP 组合复用：组合优于继承，Car中用组合的形式引入Engine，避免继承地狱导致功能冗余。不过组合冗余代码较多，难以利用多态，也是需要注意的。

软件实施、测试

测试

测试：是选择适当的测试用例执行被测 程序的过程，其目的在于发现程序错误。有单元测试、集成测试、系统测试、alpha、beta、验收测试。掌握单元测试、集成测试、回 归测试基本概念，能根据实际情况设计集成测试的模块测试 顺序，并分析各种测试的优劣 以及分析模块测试次数。

测试用例：为特定目标开发的测试输入、 执行条件和预期结果的集合

白盒测试

导出测试用例是依据模块的编码，即模块的内部逻辑对测试者是可见的。掌握白盒测试方法，能根据实际项目情况采用基本途径测试、条件测试、循环测试等技术设计合适的测试用例。

黑盒测试

在接口级别进行的测试，不考虑程序内部逻辑。掌握黑盒测试方法，能根据实际项目情况采用等价类划分、边界值分析等技术设计合适的测试用例。

等价类划分

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边界值分析

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测试用例：

  • 等价类划分：员工每年请假次数为[0, 10]，因此可以形成3个等价类：<0、1~10、>10
  • 边界值分析：基于上述等价类划分结果，采用边界值分析法生成的测试用例共有7个：-1、0、1、5、9、10、11

可验证的验收标准：

  • 系统需界面友好

    • 员工无需培训即可使用
    • 经理经过2小时培训即可使用
    • 部长经过2小时培训即可使用

  • 较高可靠性

    • 在使用系统的前三个月内，系统从未发生过崩溃（数据不可恢复）或死机现象
    • 在随机的3个工作日内，系统可靠性指标都大于0.95%

独立途径集合：

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