第三章 软件工程基础
- 详细重点学习知识点：
- 1、 软件的概念、软件生命周期的概念及各阶段所包含的活动；
2、概要设计与详细计划的概念、模块独立性及其度量的标准、详细设计常用工具；
3、软件测试的目的、软件测试的4个步骤；
4、软件调试的任务。
3.1 软件工程的基本概念
- （1）软件定义与软件特点
- 软件是指计算机系统中与硬件相互依存的另一本分，包括程序、数据和相关开发文档的完整集合。程序是软件开发人员根据用户需求开发的、使用程序设计语言描述、适合计算机执行的指令序列。数据是使程序能正常操纵信息的数据结构。文档是与程序开发、维护、使用相关的图文资料。软件由两部分组成：① 机器可执行的程序和数据；② 机器不可执行的，与软件开发、维护和使用有关的文档。
软件的特点： - ① 软件是逻辑实体，而不是物理实体，具有抽象性；
② 没有明显的制作过程，可进行大量复制；
③ 使用期间不存在磨损，老化问题；
④ 软件的开发、运行对计算机系统具有依赖性；
⑤ 软件的复杂性高，成本昂贵；
⑥ 软件开发涉及诸多社会因素。 - （2）软件工程与软件生命周期
- 软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用的过程称为软件生命周期。一般包括可行性分析研究与需求分析、设计、实现、测试、交付使用以及维护等活动。还可以将软件生命周期分为软件定义、软件开发和软件运行维护3个阶段。
3.2 结构化设计方法
- （1）软件设计的基础概念
- 软件设计基础
软件设计包括软件的结构设计、数据设计、接口设计、过程设计。
① 结构设计定义软件系统各主要部件之间的关系；
② 数据设计将分析时创建的模型转化为数据结构的定义；
③ 接口设计是描述软件内部，软件和协作系统间以及软件与人之间如何通信；
④ 过程设计则是把系统结构部件转换为软件的过程性描述。
从工程管理角度来看，软件设计分两步完成，概要设计和详细设计。
① 概要设计将软件需求转化为软件体系结构、确定系统级接口、全局数据结构或数据库模式；
② 详细设计确立每个模块的实现算法和局部数据结构，用适当方法表示算法和数据结构的细节。
软件设计的基本原理
① 抽象：软件设计中考虑模块化解决方案时，可以定义多个抽象级别。抽象层次从概要设计到详细设计逐步降低；
② 模块化：模块是指把一个待开发的软件分解成若干小的简单的部分。模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把软件系统划分成若干模块的过程。
③ 信息隐蔽：信息隐蔽是指在一个模块内包含的信息（过程或数据），对于不需要这些信息的其他模块来说是不能访问的；
④ 模块独立性：模块独立性是指每个模块只完成系统要求的独立子功能，并且与其他模块的联系最少且接口简单。模块的独立程度是评价设计好坏的重用度量标准。衡量软件的模块独立性使用耦合性和内聚性两个定性的度量标准。内聚性是信息屏蔽和局部化概念的自然扩展。一个模块的内聚性越强则该模块的独立性越强。一个模块与其他模块的耦合性越强则该模块的独立性越弱；
内聚性是度量一个模块功能强度的相对指标。内聚是从功能角度来衡量模块的联系，它描述的是模块内的功能联系。内聚有如下种类，它们之间的内聚度由弱到强排列：偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚；
耦合性是模块之间相互连接紧密程度的度量。耦合性取决于各个模块之间接口的复杂度、调用方式以及哪些信息通过接口。耦合可以分为以下几种，他们之间的耦合度由高到底排列：内容耦合、公共耦合、外部耦合、控制耦合、标记耦合、数据耦合、非直接耦合；
在程序结构中，各模块的内聚性越强则耦合性越弱。较优秀的软件应该做到高内聚、低耦合，既减弱模块之间的耦合性和提高模块内的内聚性，有利于提高模块的独立性。
（2）详细设计
详细设计的主要任务是设计每个模块的实现算法、所需的局部数据结构。详细设计的目标有两个，实现模块功能算法逻辑上正确和算法描述要简明易懂。
详细过程设局常用工具有：① 图型工具：利用图形工具可以把过程的细节用图形描述出来，如程序流程图，N-S，PDA，HIPO；② 表格工具：使用表格来描述过程的细节，在这张表中列出了各种可能的操作和相应的条件，如判定表；③ 语言工具：用某种高级语言（PDL也可称为伪码或结构化语言）来描述过程的细节，概要设计和详细设计的区别与联系。
3.3 软件测试
- （1）软件测试的目的
- 软件测试是在软件投入运行前对软件需求、设计、编码的最后审核。其工作量、成本占总工作量、总成本的40%以上，且具有较高的组织管理和技术难度。
① 软件测试是为了发现错误而执行程序的过程；
② 一个好的测试用例是能够发现至今尚未发现的错误用例；一个成功测试是发现了至今尚未发现的错误的测试。 - （2）软件测试的实施
- 软件测试过程分4个步骤，单元测试、集成测试、验收测试和系统测试；
单元测试：是对软件设计的最小单元–模块进行正确性检验测试。单元测试的技术可以采用静态分析和动态测试；
集成测试：是测试和组装软件的过程，主要的目的是发现与接口有关的错误，主要依据是概要设计说明书。集测试所测试的内容包括：软件单元接口测试、全局数据结构测试、边界条件和非法输入的测试等。集成测试时将模块组装成程序，通常采用两种方式：非增量方式组装和增量方式组装。
确认
3.4 软件调试
- （1）软件调试的基本概念
- 在对程序进行测试后将进入程序调试，（通常称为Debug，即排错）。程序的调试任务是诊断和改正程序中的错误，调试主要在开发阶段进行。
程序调试活动由两部分组成，一是根据错误的迹象确定程序中错误的确切性质、原因和位置；二是对程序进行修改，排除这个错误。
程序调试的基本步骤：
① 错误定位；
② 修改设计和代码以排除错误；
③ 进行回归测试，防止引进新的错误。
调试原则从以下两方面考虑：
① 确定错误的性质和位置时的注意事项
分析思考与错误有关的信息，调试工具当作辅助手段使用，避免使用试探法；
② 修改错误原则
出现错误的地方可能有别的错误；修改一个常见的错误是指修改了这个错误的征兆，而没有修改错误的本身；注意修正一个错误可能会引出一个新的错误；修改错误使开发者暂时回到程序设计阶段；修改源码程序，不要改变目标代码。
来源：CSDN
作者：Virtual_life
链接：https://blog.csdn.net/Virtual_life/article/details/103964453