软件工程总结

一、软件工程概述

计算机软件

计算机软件分为十类：系统软件、应用软件、工程/科学软件、嵌入式软件、产品线软件、Web应用、人工智能软件、开放计算、网络资源、开源软件。

软件工程基本原理

7条基本原理：用分阶段的生命周期计划严格管理、坚持进行阶段评审、实现严格的产品控制、采用现代程序设计技术、结果应能清楚地审查、开发小组的人员应少而精、承认不断改进软件工程实践的必要性。

软件生存周期

软件生存周期包括可行性分析与项目开发计划、需求分析、设计（概要设计和详细设计）、编码、测试、维护。

软件过程

能力成熟度模型（CMM）分为5个级别：初始级、可重复级、已定义级、已管理级、优化级。

能力成熟度模型集成（CMMI）分为阶段式模型和连续模式模型。

阶段式模型类似CMM，有5个等级：初始的、已管理的、已定义的、定量管理的、优化的。

连续式模型有6个等级：未完成的、已执行的、已管理的、已定义级的、定量管理的、优化的。

二、软件过程模型

瀑布模型

 优点：容易理解、管理成本低；强调开发的阶段性早期计划及需求调查和产品测试。

缺点：客户必须能够完整、正确和清晰地表达他们的需要。需求或设计中的错误往往只有到了项目后期才能够被发现，对于项目的风险的控制能力较弱，从而导致项目常常延期完成，开发费用超出预算。

增量模型

 优点：具有瀑布模型的所有优点。此外，第一个可交付版本所需要的成本和时间很少；开发由增量表示的小系统所承担的风险不大；由于很快发布了第一个版本，因此可以减少用户需求的变更；运行增量投资，即在项目开始时，可以仅对一个或两个增量投资。

缺点：如果没有对用户的变更需求进行规划，那么产生的初始增量可能会造成后来的增量的不稳定；如果需求不像早期思考的那样稳定和完整，那么一些增量就可能需要重新开发，重新发布；管理发生的成本、进度和配置的复杂性可能会超出组织的能力。

演化模型

典型的演化模型有原型模型和螺旋模型。

原型模型

原型可以分为3种：探索型原型、实验型原型、演化型原型。

探索型原型：弄清目标的要求、确实希望的特性、并探讨多种方案的可行性。

实验型原型：验证方案或算法的合理性，是在大规模开发和实现前，用于考查方案是否合适、规格说明是否可靠等。

演化型原型：将原型作为目标系统的一部分，通过对原型的多次改进，逐步将原型演化成最终的目标系统。

螺旋模型

 螺旋周期分为4个步骤：制订计划、风险分析、实施工程、用户评估。

喷泉模型

 优点：提高软件项目的开发效率，节省开发时间。

缺点：需要大量的开发人员，不利于项目的管理，要求严格管理文档，审核难度加大。

基于构件的开发模型

基于构件的开发模型本质上是演化模型，需要以迭代方式构建软件。不同之处在于，基于构件的开发模型采用预先打包的软件构件开发应用系统。

形式化方法模型

统一过程模型

统一过程模型是一种“用例和风险驱动、以架构为中心、迭代并且增量”的开发过程，由UML方法和工具支持。

统一过程定义了4个技术阶段及其制品：

起始阶段：生命周期目标。

精化阶段：生命周期架构。

构建阶段：初始运作功能。

移交阶段：产品发布。

敏捷方法

敏捷方法有5种：极限编程、水晶法、并列争求法、自适应软件开发、敏捷统一过程。

极限编程由价值观、原则、实践和行为4个部分组成。

敏捷统一过程（AUP）迭代执行以下活动：建模、实现、测试、部署、配置及项目管理、环境管理。

三、需求分析

软件需求

软件需求包括：功能需求、性能需求、用户或人的因素、环境需求、界面需求、文档需求、数据需求、资源使用需求、安全保密需求、可靠性需求、软件成本消耗与开发进度需求、其他非功能性需求。

需求分析原则

必须能够表示和理解问题的信息域。

必须能够定义软件将完成的任务。

必须能够表示软件的行为

必须划分描述数据、功能和行为的模型，从而可以分层次地揭示细节。

分析过程应该从要素信息移向细节信息。

需求工程

需求工程可以分为6个阶段：需求获取、需求分析与协商、系统建模、需求规约、需求验证、需求管理。

四、系统设计

系统设计的基本任务分为概要设计、详细设计两个步骤。

概要设计

设计软件系统总体结构、数据结构及数据库设计、编写概要设计文档、评审。

详细设计

对每个模块进行详细的算法设计、对模块内的数据结构进行设计、对数据库进行物理设计、其他设计、编写详细设计说明书、评审。

五、系统测试

系统测试与调试

系统测试遵循的原则：

应尽早并不断地进行测试。

测试工作应该避免由原开发软件的人员或小组承担。

在设计测试方案时要确定输入数据和预期输出结果。

在测试程序时不仅要检验程序，还要检验程序是否做了不该做的事。

严格按照测试计划来进行。

妥善保存测试计划、测试用例。

测试例子都是精心设计出来的。

测试过程包括以下基本测试活动：

制订测试计划。

编制测试大纲。

根据测试大纲设计和生成测试用例。

实施测试。

生成测试报告。

传统软件的测试策略

有效的软件测试分为4步：单元测试、集成测试、确认测试、系统测试。

测试面向对象软件

测试面向对象软件：单元测试、集成测试。

测试web应用

质量维度有：内容、功能、结构、可用性、导航性、性能、兼容性、安全性。

WebApp测试策略有：

测试方法

测试方法分为静态测试、动态测试。

静态测试有：人工检测、计算机辅助静态分析。

动态测试有：黑盒测试、白盒测试。

调试

调试方法有：试探法、回溯法、对分查找法、归纳法、演绎法。

六、运行和维护知识

系统转换

新旧系统转换的方式有：直接转换、并行转换、分段转换。

系统维护概述

系统可维护性的评价指标：可理解性、可测试性、可修改性。

系统维护主要包括：硬件维护、软件维护、数据维护。

系统评价

系统评价分成立项评价、中期评价、结项评价。

七、软件项目管理

软件项目管理涉及的范围

软件项目管理集中在：人员、产品、过程和项目。

软件项目估算

常用的估算方法有：

基于已完成的类似项目进行估算。

基于分解技术进行估算。

基于经验估算模型的估算。

进度管理

进度管理的基本原则：划分、相互依赖性、时间分配、工作量确认、确定责任、明确输出结果、确定里程碑。

软件项目的组织

软件项目的组织原则有：尽早落实责任、减少交流接口、责权均衡。

软件配置管理（SCM）

软件配置管理主要目标有：标识变更、控制变更、确保变更正确地实现、报告有关变更。

风险管理

项目风险威胁到项目计划。

技术风险威胁到要开发软件的质量及交付时间。

商业风险威胁到要开发软件的生存能力。

八、软件质量

软件质量特性

ISO/IEC 9126软件质量模型

Mc Call软件质量模型

软件质量保证

软件质量保证包括7个主要活动：应用技术方法、进行正式的技术评审、测试软件、标准的实施、控制变更、度量、记录保存和报告。

软件评审

设计质量的评审内容

程序质量的评审内容

与运行环境的接口

软件容错技术

容错软件的定义有4种：屏蔽自身错误、出错能恢复正常、出错仍完成预期功能、具有容错能力。

容错的方法有4类：结构冗余、混合冗余、时间冗余、冗余附加技术。

结构冗余有3种：静态冗余、动态冗余、混合冗余。

九、软件度量

软件度量分类

软件度量有2种分类方法。

第1种分类是：面向规模的度量、面向功能的度量、面向人的度量。

第2种分类是：生产率度量、质量度量、技术度量。

面向规模的度量

软件规模通常用代码行数来衡量。

面向规模的度量方便、直观，但是对于一些良好设计而代码量小的软件来说，这种度量不够客观。

面向功能的度量

信息域的值用下列方式来定义：外部输入数、外部输出数、外部查询数、内部逻辑文件数、外部接口文件数。

软件复杂性度量

软件复杂性的度量参数主要有：规模、难度、结构、智能度。

十、软件工具与软件开发环境

软件工具

软件开发工具有：需求分析工具、设计工具、编码与排错工具、测试工具等。

软件开发环境

软件开发环境的特征：

环境的服务是集成的。

环境应支持小组工作方式，并为其提供配置管理。

环境的服务可用于支持各种软件开发活动。

十一、软件工程标准化

基础标准

信息处理——程序构造及其表示法的约定 GB/T 13502-92

信息处理系统——计算机系统配置图符号及其约定 GB/T 14085-93

软件工程术语标准 GB/T 11457-89

软件工程标准分类法 GB/T 15538-95

开发标准

软件开发规范 GB8566-88

计算机软件单元测试 GB/T 15532-95

软件维护指南 GB/T 14079-93

文档标准

计算机软件产品开发文件编制指南 GB8567-88

计算机软件需求说明编制指南 GB/T 9385-88

计算机软件测试文件编制指南 GB/T 9386-88

管理标准

计算机软件配置管理计划规范 GB/T 12505-90

计算机软件质量保证计划规范 GB/T 12504-90

计算机软件可靠性和可维护性管理 GB/T 14394-93

信息技术、软件产品评价、质量特性及其使用指南 GB/T 16260-96

ISO9000:2000

ISO9000:2000族标准有14项标准，由4个核心标准、1个支持标准、6个技术报告、3个小册子组成。

ISO/IEC 15504过程评估标准

ISO/IEC 15504主要包括：概念和绪论指南、过程和过程能力参考模型、实施评估、评估实施指南、评估模型和标志指南、评估师能力指南、过程改进应用指南、确定供方能力应用指南、词汇。