3．1 軟件工程基本概念

    計算機(jī)軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。
    軟件的特點(diǎn)包括：
    （1）軟件是一種邏輯實(shí)體；
    （2）軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒有明顯的制作過程；
    （3）軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問題；
    （4）軟件的開發(fā)、運(yùn)行對計算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性，受計算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問題；
    （5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；
    （6）軟件開發(fā)涉及諸多的社會因素。
    軟件按功能分為應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件、支撐軟件（或工具軟件）。
    軟件危機(jī)主要表現(xiàn)在成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等問題。
    軟件工程是應(yīng)用于計算機(jī)軟件的定義、開發(fā)和維護(hù)的一整套方法、工具、文檔、實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和工序。
    軟件工程包括3個要素：方法、工具和過程。
    軟件工程過程是把軟件轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動，包含4種基本活動：
    （1）P——軟件規(guī)格說明；
    （2）D——軟件開發(fā)；
    （3）C——軟件確認(rèn)；
    （4）A——軟件演進(jìn)。
    軟件周期：軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過程。
    軟件生命周期三個階段:軟件定義、軟件開發(fā)、運(yùn)行維護(hù)，主要活動階段是：
    （1）可行性研究與計劃制定；
    （2）需求分析；
    （3）軟件設(shè)計；
    （4）軟件實(shí)現(xiàn)；
    （5）軟件測試；
    （6）運(yùn)行和維護(hù)。
    軟件工程的目標(biāo)和與原則：
    目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。
    基本目標(biāo)：付出較低的開發(fā)成本；達(dá)到要求的軟件功能；取得較好的軟件性能；開發(fā)軟件易于移植；需要較低的費(fèi)用；能按時完成開發(fā)，及時交付使用。
    基本原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗(yàn)證性。
    軟件工程的理論和技術(shù)性研究的內(nèi)容主要包括：軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工程管理。
    軟件開發(fā)技術(shù)包括：軟件開發(fā)方法學(xué)、開發(fā)過程、開發(fā)工具和軟件工程環(huán)境。
    軟件工程管理包括：軟件管理學(xué)、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、軟件心理學(xué)等內(nèi)容。
    軟件管理學(xué)包括人員組織、進(jìn)度安排、質(zhì)量保證、配置管理、項目計劃等。
    軟件工程原則包括抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗(yàn)證性。

   3．2 結(jié)構(gòu)化分析方法

    結(jié)構(gòu)化方法的核心和基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計理論。
    需求分析方法有（1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；
                  （2）面向?qū)ο蟮姆治龅姆椒ā?BR>    從需求分析建立的模型的特性來分：靜態(tài)分析和動態(tài)分析。
    結(jié)構(gòu)化分析方法的實(shí)質(zhì)：著眼于數(shù)據(jù)流，自頂向下，逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流程，以數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工具,建立系統(tǒng)的邏輯模型。
    結(jié)構(gòu)化分析的常用工具
   （1）數(shù)據(jù)流圖；
   （2）數(shù)據(jù)字典；
   （3）判定樹；
   （4）判定表。
    數(shù)據(jù)流圖：描述數(shù)據(jù)處理過程的工具，是需求理解的邏輯模型的圖形表示，它直接支持系統(tǒng)功能建模。
    數(shù)據(jù)字典：對所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的一個有組織的列表，以及精確的、嚴(yán)格的定義，使得用戶和系統(tǒng)分析員對于輸入、輸出、存儲成分和中間計算結(jié)果有共同的理解。
    判定樹：從問題定義的文字描述中分清哪些是判定的條件，哪些是判定的結(jié)論，根據(jù)描述材料中的連接詞找出判定條件之間的從屬關(guān)系、并列關(guān)系、選擇關(guān)系，根據(jù)它們構(gòu)造判定樹。
    判定表：與判定樹相似，當(dāng)數(shù)據(jù)流圖中的加工要依賴于多個邏輯條件的取值，即完成該加工的一組動作是由于某一組條件取值的組合而引發(fā)的，使用判定表描述比較適宜。
    數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析的核心。
    軟件需求規(guī)格說明書的特點(diǎn)：
   （1）正確性；
   （2）無岐義性；
   （3）完整性；
   （4）可驗(yàn)證性；
   （5）一致性；
   （6）可理解性；
   （7）可追蹤性。

   3．3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法

    軟件設(shè)計的基本目標(biāo)是用比較抽象概括的方式確定目標(biāo)系統(tǒng)如何完成預(yù)定的任務(wù)，軟件設(shè)計是確定系統(tǒng)的物理模型。
    軟件設(shè)計是開發(fā)階段最重要的步驟，是將需求準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為完整的軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)的唯一途徑。
    從技術(shù)觀點(diǎn)來看，軟件設(shè)計包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)設(shè)計、接口設(shè)計、過程設(shè)計。
    結(jié)構(gòu)設(shè)計：定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(guān)系。
    數(shù)據(jù)設(shè)計：將分析時創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。
    接口設(shè)計：描述軟件內(nèi)部、軟件和協(xié)作系統(tǒng)之間以及軟件與人之間如何通信。
    過程設(shè)計：把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過程描述。
    從工程管理角度來看：概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計。
    軟件設(shè)計的一般過程：軟件設(shè)計是一個迭代的過程；先進(jìn)行高層次的結(jié)構(gòu)設(shè)計；后進(jìn)行低層次的過程設(shè)計；穿插進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)計和接口設(shè)計。
    衡量軟件模塊獨(dú)立性使用耦合性和內(nèi)聚性兩個定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。
    在程序結(jié)構(gòu)中各模塊的內(nèi)聚性越強(qiáng)，則耦合性越弱。優(yōu)秀軟件應(yīng)高內(nèi)聚，低耦合。
    軟件概要設(shè)計的基本任務(wù)是：
       （1）設(shè)計軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；   （2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計；
       （3）編寫概要設(shè)計文檔；   （4）概要設(shè)計文檔評審。
    模塊用一個矩形表示，箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。
    在結(jié)構(gòu)圖中還可以用帶注釋的箭頭表示模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。還可用帶實(shí)心圓的箭頭表示傳遞的是控制信息，空心圓箭心表示傳遞的是數(shù)據(jù)。
    結(jié)構(gòu)圖的基本形式：基本形式、順序形式、重復(fù)形式、選擇形式。
    結(jié)構(gòu)圖有四種模塊類型：傳入模塊、傳出模塊、變換模塊和協(xié)調(diào)模塊。
    典型的數(shù)據(jù)流類型有兩種：變換型和事務(wù)型。
    變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由輸入、中心變換、輸出三部分組成。
    事務(wù)型數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)是：接受一項事務(wù)，根據(jù)事務(wù)處理的特點(diǎn)和性質(zhì)，選擇分派一個適當(dāng)?shù)奶幚韱卧�，然后給出結(jié)果。
    詳細(xì)設(shè)計：是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個模塊確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用某種選定的表達(dá)工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
    常見的過程設(shè)計工具有：圖形工具（程序流程圖）、表格工具（判定表）、語言工具（PDL）。

   3．4 軟件測試

    軟件測試定義：使用人工或自動手段來運(yùn)行或測定某個系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗(yàn)它是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。
    軟件測試的目的：發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程。
    軟件測試方法：靜態(tài)測試和動態(tài)測試。
    靜態(tài)測試包括代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量。不實(shí)際運(yùn)行軟件，主要通過人工進(jìn)行。
    動態(tài)測試：是基本計算機(jī)的測試，主要包括白盒測試方法和黑盒測試方法。
    白盒測試：在程序內(nèi)部進(jìn)行，主要用于完成軟件內(nèi)部操作的驗(yàn)證。主要方法有邏輯覆蓋、基本基路徑測試。
    黑盒測試：主要診斷功能不對或遺漏、界面錯誤、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯誤、性能錯誤、初始化和終止條件錯，用于軟件確認(rèn)。主要方法有等價類劃分法、邊界值分析法、錯誤推測法、因果圖等。
    軟件測試過程一般按4個步驟進(jìn)行：單元測試、集成測試、驗(yàn)收測試（確認(rèn)測試）和系統(tǒng)測試。

    3．5 程序的調(diào)試

    程序調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯誤，主要在開發(fā)階段進(jìn)行。
    程序調(diào)試的基本步驟：
       （1）錯誤定位；
       （2）修改設(shè)計和代碼，以排除錯誤；
       （3）進(jìn)行回歸測試，防止引進(jìn)新的錯誤。
    軟件調(diào)試可分表靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試主要是指通過人的思維來分析源程序代碼和排錯，是主要的設(shè)計手段，而動態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。主要調(diào)試方法有：
       （1）強(qiáng)行排錯法；
       （2）回溯法；
       （3）原因排除法。