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1、軟件工程基礎(chǔ),公共基礎(chǔ)知識(shí),軟件工程基本概念，軟件生命周期概念，軟件工具與軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。 結(jié)構(gòu)化分析方法，數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)字典，軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，總體設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)。 軟件測(cè)試的方法，白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試，測(cè)試用例設(shè)計(jì)，軟件測(cè)試的實(shí)施，單元測(cè)試、集成測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。 程序的調(diào)試,2,內(nèi)容提要,3.1 軟件工程基本概念,軟件的定義和組成 計(jì)算機(jī)軟件（Software）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依賴(lài)的另一部分,包括程序、數(shù)據(jù)、文檔。 軟件分成三類(lèi)： 應(yīng)用軟件 系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、編譯程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等） 支撐軟件（介于應(yīng)用軟件與系統(tǒng)軟件間，協(xié)助用戶(hù)開(kāi)發(fā)軟件的工具性軟
2、件，比如需求分析工具軟件、編碼工具軟件、測(cè)試/維護(hù)工具軟件）,4,3.1.1 軟件定義與軟件特點(diǎn),軟件危機(jī) 落后的軟件生產(chǎn)方式無(wú)法滿(mǎn)足迅速增長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)軟件需求，從而導(dǎo)致軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)一系列嚴(yán)重問(wèn)題的現(xiàn)象。 嚴(yán)重問(wèn)題歸結(jié)為成本、質(zhì)量和生產(chǎn)率等問(wèn)題 為了解決軟件危機(jī)，1968年提出了軟件工程這一概念，并逐漸形成了軟件工程學(xué)。（軟件工程源自于軟件危機(jī)）,5,3.1.2 軟件危機(jī)與軟件工程,軟件工程 將工程化應(yīng)用到軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中（在軟件的開(kāi)發(fā)工程中應(yīng)用工程化原則） 軟件工程學(xué)工程學(xué)的新興領(lǐng)域 軟件工程3個(gè)要素： 方法: 完成工程項(xiàng)目的技術(shù)手段 工具：支持軟件開(kāi)發(fā)、管理、文檔生成的工具 過(guò)程：
3、對(duì)開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制和管理,6,3.1.2 軟件危機(jī)與軟件工程,軟件工程過(guò)程 軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程：把用戶(hù)的要求轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖a(chǎn)品的過(guò)程。,7,3.1.3 軟件工程過(guò)程與軟件生命周期,3.1.3 軟件工程過(guò)程與軟件生命周期,軟件的生命周期 軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)、停止使用到退役的過(guò)程 3個(gè)階段 軟件定義 軟件開(kāi)發(fā) 軟件運(yùn)行維護(hù) 6個(gè)階段工作,8,可行性報(bào)告,軟件規(guī)格說(shuō)明書(shū),測(cè)試分析報(bào)告,3.1.3 軟件工程過(guò)程與軟件生命周期,定義階段 可行性研究與計(jì)劃指定：能做嗎？ 需求分析：做什么？ 開(kāi)發(fā)階段： 軟件設(shè)計(jì)：如何做？，分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。 軟件實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)，編碼。 軟件測(cè)試：做的怎么
4、樣？ 運(yùn)行維護(hù)階段 使用，不斷維護(hù),9,可行性報(bào)告,軟件規(guī)格說(shuō)明書(shū),測(cè)試分析報(bào)告,概要設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),完成編碼及面向用戶(hù)的手冊(cè),軟件工程的目標(biāo) 在給定成本、進(jìn)度的前提下，開(kāi)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(mǎn)足用戶(hù)需求的產(chǎn)品 軟件工程學(xué)的范疇,10,3.1.4 軟件工程的目標(biāo)與原則,軟件工程原則 抽象 抽取事物最基本的特性和行為，忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié) 信息隱蔽 采用封裝技術(shù)，將程序模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來(lái) 模塊化 解決一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)自頂向下逐層把軟件系統(tǒng)劃分成若干模塊 局部化 確定性 一致性 完備性 可驗(yàn)證性,11,3.1.4
5、軟件工程的目標(biāo)與原則,,,軟件開(kāi)發(fā)工具 協(xié)助開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)所使用的軟件或環(huán)境 需求分析工具、設(shè)計(jì)工具、編碼工具、排錯(cuò)工具、測(cè)試工具等。 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 全面支持軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程的軟件工具的集合 計(jì)算機(jī)輔助軟件工程：CASE,12,3.1.5 軟件開(kāi)發(fā)工具與軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,3.2 結(jié)構(gòu)化分析方法,1需求分析 定義： 任務(wù)：導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型 全面理解用戶(hù)的各項(xiàng)要求，準(zhǔn)確地表達(dá)各項(xiàng)要求 主要工作： 需求獲取需求分析編寫(xiě)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)需求審評(píng)(驗(yàn)證需求文檔的一致性、可行性、完整性和有效性) 2.需求分析方法： 結(jié)構(gòu)化分析方法 面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法（SA）、面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Jackson方
6、法（JSD）、面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法（DSSD） 面向?qū)ο蠓治龇椒ǎ∣OA） 靜態(tài)分析方法、動(dòng)態(tài)分析方法,14,3.2.1 需求分析與需求分析方法,需求分析：解決“做什么”問(wèn)題,1關(guān)于結(jié)構(gòu)化分析方法 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論在需求分析階段的運(yùn)用 面向數(shù)據(jù)流進(jìn)行需求分析的方法 自頂向下、逐層分解 主要工具：數(shù)據(jù)流圖（DFD）、數(shù)據(jù)字典(DD)、結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)、判定樹(shù)、判定表,15,3.2.2 結(jié)構(gòu)化分析方法,2結(jié)構(gòu)化分析的常用工具 數(shù)據(jù)流圖（DFD） 數(shù)據(jù)字典（DD） 結(jié)構(gòu)化分析方法的核心 對(duì)數(shù)據(jù)流圖（DFD）中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋 判定樹(shù)、判定表 以圖形形式描述數(shù)據(jù)流圖（DFD
7、）的加工邏輯,16,3.2.2 結(jié)構(gòu)化分析方法,數(shù)據(jù)流圖(DFD)：,17,3.2.2 結(jié)構(gòu)化分析方法,,基本圖形元素,軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū) 是需求分析階段的最后成果 特點(diǎn)： 正確性；無(wú)歧義性；完整性；可驗(yàn)證性；一致性；可理解性；可修改性；可追蹤性。 最重要的是正確性,18,3.2.3 軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū),3.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法,1軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 開(kāi)發(fā)階段包括了軟件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)（編碼）和軟件測(cè)試三部分，軟件設(shè)計(jì)是開(kāi)發(fā)階段最重要的步驟。 從工程管理角度來(lái)看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成：概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì),20,3.3.1 軟件設(shè)計(jì)的基本概念,需求分析：解決“做什么”問(wèn)題 軟件設(shè)計(jì)：解決“怎么做”問(wèn)題,2軟件
8、設(shè)計(jì)的基本原理 抽象 抽出事物本質(zhì)的共同特點(diǎn) 模塊化 信息隱蔽 每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)于其它模塊來(lái)說(shuō)是隱蔽的 模塊獨(dú)立性 每個(gè)模塊只涉及軟件要求的具體的子功能和軟件系統(tǒng)中其它的模塊的接口是簡(jiǎn)單的 衡量指標(biāo)： 耦合性：模塊間互相連接的緊密程序的度量 內(nèi)聚性：模塊內(nèi)部各個(gè)元素之間彼此結(jié)合的緊密程度的度量 應(yīng)做到：高內(nèi)聚，低耦合,21,3.3.1 軟件設(shè)計(jì)的基本概念,1概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)編寫(xiě)概要設(shè)計(jì)文檔概要設(shè)計(jì)的評(píng)審 常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具是結(jié)構(gòu)（SC)圖,22,3.3.2 概要設(shè)計(jì),3面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法 數(shù)據(jù)流圖（DFD）：需求分析工具 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（SC）：概要
9、設(shè)計(jì)工作 主要任務(wù)：數(shù)據(jù)流圖變換成結(jié)構(gòu)圖 數(shù)據(jù)流的類(lèi)型:變換流/事務(wù)流 實(shí)施要點(diǎn)與設(shè)計(jì)過(guò)程 分析、確認(rèn)數(shù)據(jù)流圖的類(lèi)型，區(qū)分是事務(wù)型還是變換型 說(shuō)明數(shù)據(jù)流的邊界 數(shù)據(jù)流圖映射為程序結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則把數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成程序結(jié)構(gòu)圖,23,3.3.2 概要設(shè)計(jì)(續(xù)),,,,詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)： 確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 不同于編碼或編程 常用過(guò)程設(shè)計(jì)工具： 圖形工具：程序流程圖、N-S、PAD（問(wèn)題分析圖）和HIPO 表格工具：判定表； 語(yǔ)言工具：PDL（偽碼）,24,3.3.3 詳細(xì)設(shè)計(jì),3.3.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)(續(xù)),程序流程圖 圖形元素： 方框：處理步驟 菱形：邏輯條件 箭頭：控制流 5種控制結(jié)構(gòu) 順序型
10、 選擇型 先判斷重復(fù)型 后判斷重復(fù)型 多分支選擇型。,25,,3.4 軟件測(cè)試,測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過(guò)程，沒(méi)有改正錯(cuò)誤 一個(gè)好的測(cè)試用例在于能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤 一個(gè)成功的測(cè)試是發(fā)現(xiàn)了至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測(cè)試 準(zhǔn)則： 所有的測(cè)試都應(yīng)該追溯到需求 程序員應(yīng)避免檢查自己的程序 測(cè)試用例（Test Case）：為測(cè)試設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，包含兩部分：輸入值集和輸出值集。,27,3.4 軟件測(cè)試,從是否需要執(zhí)行被檢測(cè)的軟件的角度，分為靜態(tài)測(cè)試與動(dòng)態(tài)測(cè)試 靜態(tài)測(cè)試 人工評(píng)審軟件文檔或程序，借以發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤 主要方法：代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量 動(dòng)態(tài)測(cè)試 上機(jī)測(cè)試 關(guān)鍵：設(shè)計(jì)高效、合理的測(cè)試用
11、例 分兩類(lèi)：白盒測(cè)試方法和黑盒測(cè)試方法,28,3.4 軟件測(cè)試,按照功能劃分，分為白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試 白盒測(cè)試 也稱(chēng)結(jié)構(gòu)測(cè)試或邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)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。 測(cè)試用例是根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來(lái)設(shè)計(jì) 主要用于單元測(cè)試 基本原則 保證所測(cè)模塊中每一個(gè)獨(dú)立路徑至少執(zhí)行一次 保證所測(cè)模塊所有判斷的每一個(gè)分支至少執(zhí)行一次 保證所測(cè)模塊每一個(gè)循環(huán)都在邊界條件和一般條件至少執(zhí)行一次 驗(yàn)證所有內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性 主要方法：邏輯覆蓋、基本路徑測(cè)試,29,3.4 軟件測(cè)試,按照功能劃分，分為白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試 黑盒測(cè)試 也稱(chēng)功能測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試 對(duì)軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能是否滿(mǎn)足需求進(jìn)行
12、測(cè)試和驗(yàn)證 根據(jù)程序的功能說(shuō)明來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試用例 主要用于確認(rèn)測(cè)試 主要方法 等價(jià)類(lèi)劃分法 邊界值分析法 錯(cuò)誤推測(cè)法,30,3.4 軟件測(cè)試,31,,軟件測(cè)試步驟： 單元測(cè)試、集成測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試,3.4 軟件測(cè)試,1單元測(cè)試 對(duì)象：針對(duì)程序模塊，進(jìn)行正確性檢驗(yàn)的測(cè)試 目的：發(fā)現(xiàn)各模塊內(nèi)部可能存在的各種差錯(cuò) 依據(jù)：從程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)設(shè)計(jì)測(cè)試用例，其依據(jù)是詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和源程序 方法：以白盒測(cè)試為主，輔以黑盒測(cè)試 在編碼階段進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)模塊（相當(dāng)于被測(cè)模塊的主程序，將測(cè)試數(shù)據(jù)傳遞給被測(cè)試的模塊）樁模塊（代替被測(cè)模塊調(diào)用的其他模塊）,32,,3.4 軟件測(cè)試,1單元測(cè)試 驅(qū)動(dòng)模塊：相當(dāng)于被測(cè)
13、模塊的主程序，將測(cè)試數(shù)據(jù)傳遞給被測(cè)試的模塊 樁模塊：代替被測(cè)模塊調(diào)用的其他模塊,33,,3.4 軟件測(cè)試,2集成測(cè)試 任務(wù)：把模塊在按照設(shè)計(jì)要求組裝起來(lái)的同時(shí)進(jìn)行測(cè)試 目的：發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯(cuò)誤 依據(jù)：集成測(cè)試的依據(jù)是概要設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 內(nèi)容：軟件單元的接口測(cè)試、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測(cè)試、邊界條件和非法輸入的測(cè)試 方式：非增量方式組裝與增量方式組裝。,34,,,3.4 軟件測(cè)試,3確認(rèn)測(cè)試 又稱(chēng)有效性測(cè)試 目的：驗(yàn)證軟件的功能和性能及其它特性是否與用戶(hù)的要求一致 依據(jù)：軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū) 方法：黑盒測(cè)試法 4系統(tǒng)測(cè)試 任務(wù)：在實(shí)際運(yùn)行（使用）環(huán)境下，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行一系列的組裝測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試 目的：在于通過(guò)與系統(tǒng)的需求定義作比較，發(fā)現(xiàn)軟件與系統(tǒng)定義不符合或與之矛盾的地方 依據(jù)： 需求分析規(guī)格說(shuō)明來(lái)設(shè)計(jì) 內(nèi)容：功能測(cè)試、性能測(cè)試、操作測(cè)試、配置測(cè)試、外部接口測(cè)試、安全性測(cè)試,35,,,,3.4 軟件測(cè)試,3.5 程序的調(diào)試,程序調(diào)試 任務(wù)：診斷和改正程序中的錯(cuò)誤 時(shí)機(jī)：調(diào)試主要在開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行 基本步驟：錯(cuò)誤定位、糾正錯(cuò)誤、回歸測(cè)試,37,3.5.1 基本概念,1強(qiáng)行排錯(cuò)法 通過(guò)內(nèi)存全部打印來(lái)排錯(cuò)（Memory Dump） 在程序特定部位設(shè)置打印語(yǔ)句 自動(dòng)調(diào)試工具 2回溯法 3原因排除法 演繹法 歸納法 二分法,38,3.5.2 軟件調(diào)試方法,
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