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公共基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)資料（4）
第三章 軟件工程基礎(chǔ)
經(jīng)過(guò)對(duì)部分考生的調(diào)查以及對(duì)近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)�？疾榈氖擒浖芷�、軟件設(shè)計(jì)的基本原理，軟件測(cè)試的目的、軟件調(diào)試的基本概念，讀者應(yīng)對(duì)此部分進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。
詳細(xì)重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)：
1.軟件的概念、軟件生命周期的概念及各階段所包含的活動(dòng)
2.概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)的概念、模塊獨(dú)立性及其度量的標(biāo)準(zhǔn)、詳細(xì)設(shè)計(jì)常用的工具
3.軟件測(cè)試的目的、軟件測(cè)試的4個(gè)步驟、
4.軟件調(diào)試的任務(wù)
3.1軟件工程基本概念
考點(diǎn)1 軟件定義與軟件特點(diǎn)
考試鏈接：
考點(diǎn)1在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)常考查的內(nèi)容，考核的幾率為70%，主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為識(shí)記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識(shí)記軟件的定義，特點(diǎn)及其分類。
軟件指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，包括程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔的完整集合。程序是軟件開(kāi)發(fā)人員根據(jù)用戶需求開(kāi)發(fā)的、用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述的、適合計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令序列。數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文檔是與程序的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文資料�？梢�(jiàn)，軟件由兩部分組成：
(1)機(jī)器可執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù);
(2)機(jī)器不可執(zhí)行的，與軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)、使用等有關(guān)的文檔。
軟件的特點(diǎn)：
(1)軟件是邏輯實(shí)體，而不是物理實(shí)體，具有抽象性;
(2)沒(méi)有明顯的制作過(guò)程，可進(jìn)行大量的復(fù)制;
(3)使用期間不存在磨損、老化問(wèn)題;
(4)軟件的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性;
(5)軟件復(fù)雜性高，成本昂貴;
(6)軟件開(kāi)發(fā)涉及諸多社會(huì)因素。
根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)的不同，軟件可分應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件和支撐軟件(或工具軟件)。
小提示：應(yīng)用軟件是為解決特定領(lǐng)域的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的軟件;系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)管理自身資源，提高計(jì)算機(jī)使用效率并為計(jì)算機(jī)用戶提供各種服務(wù)的軟件;支撐軟件是介于兩者之間，協(xié)助用戶開(kāi)發(fā)軟件的工具性軟件。
考點(diǎn)2 軟件工程過(guò)程與軟件生命周期
考試鏈接：
考點(diǎn)2在筆試考試中，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為30%，主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為識(shí)記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識(shí)記軟件生命周期 的定義，主要活動(dòng)階段及其任務(wù)。
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(guò)程稱為軟件生命周期。一般包括可行性分析研究與需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、交付使用以及維護(hù)等活動(dòng)，如圖3-1所示。
圖3-1軟件生命周期
還可以將軟件生命周期分為如上圖所示的軟件定義、軟件開(kāi)發(fā)和軟件運(yùn)行維護(hù)3個(gè)階段。
生命周期的主要活動(dòng)階段是：可行性研究與計(jì)劃制定、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)施、軟件測(cè)試及運(yùn)行與維護(hù)。
3.2結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法
考點(diǎn)3 軟件設(shè)計(jì)的基本概念
考試鏈接：
考點(diǎn)3在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)常考查的內(nèi)容，考核中幾率為70%，主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為重點(diǎn)掌握內(nèi)容，讀者應(yīng)該識(shí)記模塊獨(dú)立性中的耦合性和內(nèi)聚性。
誤區(qū)警示：
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。軟件設(shè)計(jì)應(yīng)盡量做到高內(nèi)聚，低耦合，即減弱模塊之間的耦合性和提高模塊內(nèi)的內(nèi)聚性，有利于提高模塊的獨(dú)立性。
1.軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)
從技術(shù)觀點(diǎn)上看，軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、過(guò)程設(shè)計(jì)。
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(guān)系;
(2)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)將分析時(shí)創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義;
(3)接口設(shè)計(jì)是描述軟件內(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;
(4)過(guò)程設(shè)計(jì)則是把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換為軟件的過(guò)程性描述。
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)。
(1)概要設(shè)計(jì)將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)、確定系統(tǒng)級(jí)接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫(kù)模式;
(2)詳細(xì)設(shè)計(jì)確立每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用適當(dāng)方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
2.軟件設(shè)計(jì)的基本原理
(1)抽象：軟件設(shè)計(jì)中考慮模塊化解決方案時(shí)，可以定出多個(gè)抽象級(jí)別。抽象的層次從概要設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)逐步降低。
(2)模塊化：模塊是指把一個(gè)待開(kāi)發(fā)的軟件分解成若干小的簡(jiǎn)單的部分。模塊化是指解決一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)自頂向下逐層把軟件系統(tǒng)劃分成若干模塊的過(guò)程。
(3)信息隱蔽：信息隱蔽是指在一個(gè)模塊內(nèi)包含的信息(過(guò)程或數(shù)據(jù))，對(duì)于不需要這些信息的其他模塊來(lái)說(shuō)是不能訪問(wèn)的。
(4)模塊獨(dú)立性：模塊獨(dú)立性是指每個(gè)模塊只完成系統(tǒng)要求的獨(dú)立的子功能，并且與其他模塊的聯(lián)系最少且接口簡(jiǎn)單。模塊的獨(dú)立程度是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)好壞的重要度量標(biāo)準(zhǔn)。衡量軟件的模塊獨(dú)立性使用耦合性和內(nèi)聚性兩個(gè)定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)聚性是信息隱蔽和局部化概念的自然擴(kuò)展。一個(gè)模塊的內(nèi)聚性越強(qiáng)則該模塊的模塊獨(dú)立性越強(qiáng)。一個(gè)模塊與其他模塊的耦合性越強(qiáng)則該模塊的模塊獨(dú)立性越弱。
內(nèi)聚性是度量一個(gè)模塊功能強(qiáng)度的一個(gè)相對(duì)指標(biāo)。內(nèi)聚是從功能角度來(lái)衡量模塊的聯(lián)系，它描述的是模塊內(nèi)的功能聯(lián)系。內(nèi)聚有如下種類，它們之間的內(nèi)聚度由弱到強(qiáng)排列：偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時(shí)間內(nèi)聚、過(guò)程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚、功能內(nèi)聚。
耦合性是模塊之間互相連接的緊密程度的度量。耦合性取決于各個(gè)模塊之間接口的復(fù)雜度、調(diào)用方式以及哪些信息通過(guò)接口。耦合可以分為下列幾種，它們之間的耦合度由高到低排列：內(nèi)容耦合、公共耦合、外部耦合、控制耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合、非直接耦合。
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。一般較優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量做到高內(nèi)聚，低耦合，即減弱模塊之間的耦合性和提高模塊內(nèi)的內(nèi)聚性，有利于提高模塊的獨(dú)立性。
小提示：上面僅是對(duì)耦合機(jī)制進(jìn)行的一個(gè)分類�？梢�(jiàn)一個(gè)模塊與其他模塊的耦合性越強(qiáng)則該模塊獨(dú)立性越弱。原則上講，模塊化設(shè)計(jì)總是希望模塊之間的耦合表現(xiàn)為非直接耦合方式。但是，由于問(wèn)題所固有的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的原則，非直接耦合是不存在的。
考點(diǎn)4 詳細(xì)設(shè)計(jì)
考試鏈接：
考點(diǎn)4在筆試考試中，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為30%，主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為識(shí)記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識(shí)記過(guò)程設(shè)計(jì)包括哪些常用工具。
詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每個(gè)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)表示工具算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
詳細(xì)過(guò)程設(shè)計(jì)的常用工具有：
(1)圖形工具：程序流程圖，N-S，PAD，HIPO。
(2)表格工具：判定表。
(3)語(yǔ)言工具：PDL(偽碼)。
程序流程圖的5種控制結(jié)構(gòu)：順序型、選擇型、先判斷重復(fù)型、后判斷重復(fù)型和多分支選擇型。
方框圖中僅含5種基本的控制結(jié)構(gòu)，即順序型、選擇型、多分支選擇型、WHILE重復(fù)型和UNTIL重復(fù)型。
PAD圖表示5種基本控制結(jié)構(gòu)，即順序型、選擇型、多分支選擇型、WHILE重復(fù)型和UNTIL重復(fù)型。
過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言(PDL)也稱為結(jié)構(gòu)化的語(yǔ)言和偽碼，它是一種混合語(yǔ)言，采用英語(yǔ)的詞匯和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，類似編程語(yǔ)言。
PDL可以由編程語(yǔ)言轉(zhuǎn)換得到，也可以是專門為過(guò)程描述而設(shè)計(jì)的。
疑難解答：程序流程圖，N-S圖，PAD圖的控制結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)是什么?
相同點(diǎn)是三種圖都有順序結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)和多分支選擇，并且N-S圖和PAD圖還有相同的WHILE重復(fù)型、UNTIL重復(fù)型;不同點(diǎn)是程序流程圖沒(méi)有WHILE重復(fù)型、UNTIL重復(fù)型而有后判斷重復(fù)型和先判斷重復(fù)型。
3.3軟件測(cè)試
考點(diǎn)5 軟件測(cè)試的目的
考試鏈接：
考點(diǎn)5在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)�？疾榈膬�(nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為70%，主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為理解內(nèi)容，讀者應(yīng)該理解測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。
軟件測(cè)試是在軟件投入運(yùn)行前對(duì)軟件需求、設(shè)計(jì)、編碼的最后審核。其工作量、成本占總工作量、總成本的40%以上，而且具有較高的組織管理和技術(shù)難度。
(1)軟件測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過(guò)程;
(2)一個(gè)好的測(cè)試用例是能夠發(fā)現(xiàn)至今尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的用例;
(3)一個(gè)成功的測(cè)試是發(fā)現(xiàn)了至今尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測(cè)試。
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