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【软件工程】第一章软件工程概述考试重点复习记录

發(fā)布時間：2023/12/9 编程问答 31 豆豆

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軟件工程考試重點記錄

文章目錄

1、軟件工程概述
2、軟件危機與軟件工程的起源
- 軟件危機的出現(xiàn)
- 軟件危機介紹
- 產生軟件危機的原因
- 消除軟件危機的途徑
3、軟件工程
- 什么是軟件工程
- 軟件工程的基本原理
- 軟件工程包含的領域
4、習題
- 一、判斷題
- 二、選擇題
- 三、簡答題
5、小結
6、參考資料

1、軟件工程概述

軟件工程的研究領域包括軟件的開發(fā)方法，軟件的生命周期以及軟件的工程實踐等。

2、軟件危機與軟件工程的起源

軟件危機的出現(xiàn)

? 隨著計算機應用的日益普及，軟件的數(shù)量也開始急劇膨脹。在程序運行時發(fā)現(xiàn)的錯誤必須設法改正；用戶有了新的需求時必須相應地修改程序；硬件或操作系統(tǒng)更新時，通常需要修改程序以適應新的環(huán)境上述種種軟件維護工作，以令人吃驚的比例耗費資源。更嚴重的是，許多程序的個體化特性使得它們最終成為不可維護的。“軟件危機”就這樣開始出現(xiàn)了。 1968年北大西洋公約組織的計算機科學家在聯(lián)邦德國召開國際會議，討論軟件危機問題，在這次會議上正式提出并使用了“軟件工程”這個名詞，一門新興的工程學科就此誕生了， 1968年提出了軟件工程的概念。

軟件危機介紹

? 軟件危機是指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中所遇到的一系列嚴重問題。軟件危機包含下述兩方面的問題：

如何開發(fā)軟件，以滿足對軟件日益增長的需求；
如何維護數(shù)量不斷膨脹的已有軟件。

具體來說，軟件危機主要有以下一些典型的表現(xiàn)。

對軟件開發(fā)成本和進度的估計常常很不準確。
用戶對“已完成的“軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。
軟件產品的質量往往靠不住。
軟件常常是不可維護的。
軟件通常沒有適當?shù)奈臋n資料。
軟件成本在計算機系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升。
軟件開發(fā)生產率提高的速度，既跟不上硬件的發(fā)展速度，也遠遠跟不上計算機應用迅速普及深入的趨勢。

產生軟件危機的原因

由于軟件缺乏”可見性”，因此管理和控制軟件開發(fā)過程相當困難。軟件維護通常意味著改正或修改原來的設計，這就在客觀上使得軟件較難維護。

在軟件開發(fā)和維護的過程中存在這么多嚴重問題，一方面與軟件本身的特點有關，另一方面也和軟件開發(fā)與維護的方法不正確有關。
軟件不同于硬件，它是計算機系統(tǒng)中的邏輯部件而不是物理部件。

軟件的一個顯著特點是規(guī)模龐大，而且程序復雜性將隨著程序規(guī)模的增加而呈指數(shù)上升。

軟件本身獨有的特點確實給開發(fā)和維護帶來一些客觀困難，但是人們在開發(fā)和使用計算機系統(tǒng)的長期實踐中，也確實積累和總結出了許多成功的經(jīng)驗。

但目前，相當多的軟件專業(yè)人員對軟件開發(fā)和維護還有不少糊涂觀念，在實踐過程中或多或少地采用了錯誤的方法和技術，這可能是使軟件問題發(fā)展成軟件危機的主要原因。與軟件開發(fā)和維護有關的許多錯誤認識和做法的形成，可以歸于在計算機系統(tǒng)發(fā)展的早期階段軟件開發(fā)的個體化特點。錯誤的認識和做法主要表現(xiàn)為忽視軟件需求分析的重要性、認為軟件開發(fā)就是編寫程序并設法使之運行、輕視軟件維護等。事實上，對用戶要求沒有完整準確的認識就匆忙著手編寫程序是許多軟件開發(fā)工程失敗的主要原因之一。

編寫程序只是軟件開發(fā)過程中的一個階段，而且在典型的軟件開發(fā)工程中，編寫程序所需的工作量只占軟件開發(fā)全部工作量的10%,…, 20% 。還必須認識到程序只是完整的軟件產品的一個組成部分，在軟件生命周期的每個階段都要得出最終產品的一個或幾個組成部分（這些組成部分通常以文檔資料的形式存在）。也就是說，一個軟件產品必須由一個完整的配置組成，軟件配置主要包括程序、文檔、數(shù)據(jù)等。

嚴重的問題是，在軟件開發(fā)的不同階段進行修改需要付出的代價是不盡相同的。維護是極端艱巨復雜的工作，需要花費很大代價。軟件工程學的一個重要目標就是提高軟件的可維護性，減少軟件維護的代價。

消除軟件危機的途徑

? 為了消除軟件危機，首先應該對計算機軟件有一個正確的認識。軟件是程序、數(shù)據(jù)及相關文檔的完整集合。其中，程序是能夠完成預定功能和性能的可執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)是使程序能夠適當?shù)靥幚硇畔⒌臄?shù)據(jù)結構；文檔是開發(fā)、使用和維護程序所需要的圖文資料。軟件開發(fā)不是某種個體勞動的神秘技巧，而應該是一種組織良好、管理嚴密、各類人員協(xié)同配合、共同完成的工程項目。充分吸取和借鑒人類長期以來從事各種工程項目所積累的行之有效的原理、概念、技術和方法是必須的。應該開發(fā)和使用更好的軟件工具。總之，為了消除軟件危機，既要有技術措施（方法和工具），又要有必要的組織管理措施。軟件工程正是從管理和技術兩方面研究如何更好地開發(fā)和維護計算機軟件的一門新興學科。

消除軟件危機的途徑：

1.技術措施
使用更好的軟件開發(fā)技術、開發(fā)工具、開發(fā)工具。
2.組織管理措施
（1）創(chuàng)造良好的組織、嚴密的管理與協(xié)調工作的機制軟件開發(fā)不是某種個體勞動的神秘技巧，而應該是一種組織良好、管理嚴密、各類人員協(xié)同配合、共同完成的工程項目。

（2）擺脫軟件危機的主要出路是，按工程化的原則和方法組織軟件的開發(fā)工作。
（3）強調文檔的重要性。 “口說無憑，立字為據(jù)！！”是解決軟件危機的格言。

3、軟件工程

什么是軟件工程

概括地說，軟件工程是指導計算機軟件開發(fā)和維護的工程學科。采用工程的概念、原理、技術和方法來開發(fā)與維護軟件，把經(jīng)過時間考驗而證明正確的管理技術和當前能夠得到的最好的技術方法結合起來，經(jīng)濟地開發(fā)出高質量的軟件并有效地維護它，這就是軟件工程。

1983年IEEE給軟件工程下的定義是：“軟件工程是開發(fā)、運行、維護和修復軟件的系統(tǒng)方法。”這個定義相當概括，它主要強調軟件工程是系統(tǒng)方法而不是某種神秘的個人技巧。

Fairly認為：“軟件工程學是為了在成本限額以內按時完成開發(fā)和修改軟件產品所需要的系統(tǒng)生產和維護技術及管理學科。”這個定義明確指出了軟件工程的目標是在成本限額內按時完成開發(fā)和修改軟件的工作，同時也指出了軟件工程包含技術和管理兩方面的內容。

Fritz Bauer給出了下述定義：“軟件工程是為了經(jīng)濟地獲得可靠的且能在實際機器上有效地運行的軟件，而建立和使用的完善的工程化原則。”這個定義不僅指出軟件工程的目標是經(jīng)濟地開發(fā)出高質量的軟件，而且強調了軟件工程是一門工程學科，它應該建立并使用完善的工程化原則。

1993年IEEE進一步給出了一個更全面的定義：
軟件工程是：①把系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可度量的途徑應用于軟件開發(fā)、運行和維護的過程，也就是把工程化應用于軟件中；②研究①中提到的途徑。

軟件工程的基本原理

軟件工程專家B.W.BOEHM 提出軟件工程的七條原理：
1．用分階段的生命周期計劃嚴格管理
2．堅持進行階段評審
3．實行嚴格的產品控制
4．采用現(xiàn)代程序設計技術
5．結果應能清楚地審查

6．開發(fā)小組的人員應該少而精
7．承認不斷改進軟件工程實踐的必要性

這7條原理是互相獨立的，其中任意6條原理的組合都不能代替另一條原理，因此，它們是缺一不可的最小集合。

軟件工程包含的領域

IEEE在2014年發(fā)布的《軟件工程知識體系指南》中將軟件工程知識體系劃分為以下15個知識領域。

軟件需求（software requirements）。

軟件需求表達了為解決某些真實世界問題而施加在軟件產品上的要求和約束。軟件需求的主要類型包括：產品與過程，功能性與非功能性，突出的屬性。軟件需求知識領域涉及軟件需求的抽取、分析、規(guī)格說明和確認。軟件工業(yè)界一致認同的就是如果這些工作完成得不好，軟件工程項目就很容易失敗。
軟件設計（software design）。

軟件設計是一個過程和這個過程的結果，此過程對一個系統(tǒng)或組件定義架構（architecture，也叫體系結構）、組件、接口以及其他特征。在這項活動中分析軟件需求以產生一個軟件內部結構的描述，此描述將成為軟件構建的基礎。

軟件構建（software construction）。

軟件構建指的是如何創(chuàng)建產生軟件的詳細步驟，這其中包括編碼、驗證、單元測試、集成測試和調試。

軟件測試（software testing）。

測試是一個標識產品的缺陷和問題的活動。測試的目的是為了評估和改進產品質量。軟件測試通過使用有限的測試用例來動態(tài)地驗證程序是否能達到預期的行為。有限的測試用例是從通常情況下有無限可能性的執(zhí)行領域中適當?shù)剡x取出來的。
軟件維護（software maintenance）。

軟件開發(fā)工作的結果就是交付一個滿足用戶需求的軟件產品。軟件產品一旦投入運行，產品的缺陷就會被逐漸地暴露出來，運行的環(huán)境會逐漸發(fā)生變化，新的用戶需求也會不斷地浮出水面。軟件維護就是要針對這些問題而對軟件產品進行相應地修改或演化，從而修正錯誤，改善性能或其他特征，以及使軟件適應變化的環(huán)境。

軟件配置管理（software configuration management）。

軟件配置管理（Software Configuration Management，SCM）是一項跟蹤和控制軟件變更的活動。
軟件工程管理（software engineering management）。

軟件工程管理是軟件的開發(fā)和維護的管理活動，為了達到系統(tǒng)的、遵循規(guī)程的和可量化的目標，它包括計劃、協(xié)調、度量、監(jiān)控、控制和報表。
軟件工程過程（software engineering process）。

可以在兩個層次上分析軟件工程過程領域，第1個層次包括軟件生命周期過程中技術的和管理的活動，它們是在軟件獲取、開發(fā)、維護和退出運行中完成的。第2個層次是元層次，涉及軟件生命周期過程本身的定義、實現(xiàn)、評估、管理、變更和改進。
軟件工程工具和方法（software engineering tools and methods）。

軟件開發(fā)工具是用于輔助軟件生命周期過程的基于計算機的工具，工具可以將重復并明確定義的動作自動化，減少了軟件工程師的認知負擔，使軟件工程師可以集中在開發(fā)過程的創(chuàng)造性方面。
軟件工程方法的目標是使軟件工程活動系統(tǒng)化并最終更可能成功。
軟件質量（software quality）。

對于Phil Crosby，質量就是“遵從用戶需求”，Watts Humphrey認為質量就是“達到適合使用的卓越層次”。IBM發(fā)明了術語“市場驅動的質量”，它基于達到全面的客戶滿意，關于組織質量的Baldrige準則使用了一個類似的短語“客戶驅動的質量”，將客戶滿意作為主要的考慮。在ISO9001-00中，質量被定義為“一組內在特征滿足需求的程度”。
軟件工程職業(yè)實踐（software engineering professional practice）。
軟件工程經(jīng)濟學（software engineering economics）。
計算基礎（computing foundations）。
數(shù)學基礎（mathematical foundations）。
工程基礎（engineering foundations）。

4、習題

一、判斷題

1、軟件就是程序，編寫軟件就是編寫程序。（False）

軟件不等于程序，程序只是軟件的關鍵要素。普遍能被接受的觀點是：軟件＝程序＋數(shù)據(jù)＋文檔，軟件是程序、數(shù)據(jù)及相關文檔的完整集合。其中，程序是能夠完成預定功能和性能的可執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)是使程序能夠適當?shù)靥幚硇畔⒌臄?shù)據(jù)結構；文檔是開發(fā)、使用和維護程序所需要的圖文資料。

2、軟件危機的主要表現(xiàn)是軟件需求增加，軟件價格上升。（False）

軟件危機的主要表現(xiàn)是：開發(fā)人員開發(fā)的軟件產品不能完全滿足用戶的需求；軟件產品的質量難以得到保證；軟件產品的開發(fā)周期、開發(fā)經(jīng)費和維護費用很難被準確地估計，從而給項目的管理帶來很多麻煩；已有的軟件產品往往不能靈活地適應環(huán)境的改變，軟件產品的可維護性、可擴展性和可復用性往往不能滿足市場的要求。

3、軟件工程學科出現(xiàn)的主要原因是軟件危機的出現(xiàn)。(True)

對的， 1968年北大西洋公約組織的計算機科學家在聯(lián)邦德國召開國際會議，討論軟件危機問題，在這次會議上正式提出并使用了“軟件工程”這個名詞，一門新興的工程學科就此誕生了，討論解決。

4、與計算機科學的理論研究不同，軟件工程是一門原理性學科。(False)

工程性的學科軟件工程

二、選擇題

1、在下列選項中，（）不是軟件的特征。
A. 系統(tǒng)性與復制性 B. 可靠性與一致性
C 抽象性與智能性 D. 有形性與可控性

選D ，軟件是無形的,沒有物理形態(tài),只能通過運行狀況來了解功能、特性、和質量，不可控的。

2、軟件危機的主要原因是( ) 。
A. 軟件工具落后 B. 軟件生產能力不足
C .對軟件的認識不夠 D. 軟件本身的特點及開發(fā)方法

選D，軟件本身的特點和開發(fā)方法的問題。

3 ．下列說法中正確的是( ) 。
A. 20 世紀50 年代提出了軟件工程概念
B. 20 世紀60 年代提出了軟件工程概念
C. 20 世紀70 年代出現(xiàn)了客戶機／服務器技術
D. 20 世紀80 年代軟件工程學科達到成熟

選B， 1968年提出了軟件工程的概念，20 世紀60 年代出現(xiàn)了客戶機／服務器技術，20 世紀80 年代軟件工程學科未達到成熟。

4、( ）是將系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可定量的方法應用于軟件的開發(fā)、運行和維護的過程，它包括方法、工具和過程三個要素。
A. 軟件生命周期 B. 軟件測試

C . 軟件工程 D. 軟件過程

選C，軟件工程。

5、在下列選項中，（）不屬于軟件工程學科所要研究的基本內容。

A. 軟件工程材料 B .軟件工程目標
C. 軟件工程原理 D . 軟件工程過程
選C ，軟件工程材料不屬于軟件工程學科所要研究的基本內容。

6、軟件工程的三要素是( ) 。

A. 技術、方法和工具 B. 方法、對象和類
C. 方法、工具和過程 D. 過程、模型和方法

選C，軟件工程的3要素:1)方法 2)工具 3)過程

7、用來輔助軟件開發(fā)、運行維護、管理、支持等過程中的活動的軟件稱為軟件開發(fā)工具，通常也稱為（）工具。

A. CAD B. CAI C. CAM D. CASE
選D，軟件開發(fā)工具是指用于輔助軟件開發(fā)、運行、維護、管理、支持等過程中的活動的軟件，通常也稱為CASE(Computer Aided Software Engineering，計算機輔助軟件工程)工具。A. CAD計算機輔助設計(Computer Aided Design)指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。B. CAI計算機輔助教學(Computer Aided Instruction ，簡稱CAI)是在計算機輔助下進行的各種教學活動，以對話方式與學生討論教學內容、安排教學進程、進行教學訓練的方法與技術。D. CAM CAM (computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造)主要是指：利用計算機輔助完成從生產準備到產品制造整個過程的活動。

三、簡答題

與計算機硬件相比，計算機軟件有哪些特點？
- 無法直接觀察計算機軟件的物理形態(tài)，只能通過觀察它的實際運行清況來了解它的功能、特性和質量等。
- 人們在分析、設計、開發(fā)、測試軟件產品，以及在軟件開發(fā)項目的管理過程中，滲透了大量的腦力勞動。
- 不存在像硬件一樣的磨損和老化現(xiàn)象，但存在著缺陷維護和技術更新的問題。
- 軟件的開發(fā)和運行必須依賴于特定的計算機系統(tǒng)環(huán)境。
- 具有可復用性。

軟件就是程序嗎？如何定義軟件？

人們經(jīng)過長期的實踐已經(jīng)逐步認識到，軟件不等于程序，程序只是軟件的關鍵要素。普遍能被接受的觀點是：軟件＝程序＋數(shù)據(jù)＋文檔。
什么是軟件危機？什么原因導致了軟件危機？
- 經(jīng)費超出預算，項目一再拖延。
- 不重視需求，開發(fā)的軟件不能滿足用戶的要求，項目成功率低。
- 沒有規(guī)范的軟件工程方法，軟件可維護性差、軟件質最差、可靠性差。
- 開發(fā)工具落后，手工方式，開發(fā)效率低。
所有導致軟件危機的原因，都與軟件本身的產品特點相關。
- 軟件是一個復雜的邏輯產品。如果沒有解決復雜問題的有效方法，以及軟件產品的結構、質量、可維護性得不到保障，開發(fā)與維護費用就會持續(xù)升高。
- 軟件產品不能實現(xiàn)大規(guī)模復用，這導致了軟硬件生產效率的不同。
- 軟件生產是腦力勞動，它看不見、摸不著，開發(fā)成本、開發(fā)周期等都無法做到準確估算，生產過程不易控制。
- 軟件成本主要是由研發(fā)成本構成；而硬件的生產成本主要是材料和制造成本，分攤的研發(fā)成本很少，即軟件研發(fā)過程與硬件制造過程相比要復雜得多。
為什么說軟件工程的發(fā)展可以在一定程度上解決軟件危機的各種弊端？

軟件工程的提出是為了解決軟件危機所帶來的各種弊端。具體地講，軟件工程的目標主要包括以下幾點。
- 使軟件開發(fā)的成本能夠控制在預計的合理范圍內。
- 使軟件產品的各項功能和性能能夠滿足用戶需求。
- 提高軟件產品的質量。
- 提高軟件產品的可靠性。
- 使生產出來的軟件產品易于移植、維護、升級和使用。
- 使軟件產品的開發(fā)周期能夠控制在預計的合理時間范圍內。
請簡述軟件工程研究的內容。

軟件工程研究的內容包括軟件開發(fā)方法、軟件開發(fā)模型、軟件支持過程和軟件管理過程。
- 軟件開發(fā)方法的內容涵蓋市場調研、正式立項、需求分析、項目策劃、概要設計、詳細設
  計、編程、測試、試運行、產品發(fā)布、用戶培訓、產品復制、銷售、實施、系統(tǒng)維護、版本升級等。
- 常用的軟件開發(fā)模型有瀑布模型、迭代模型、增量模型和原型模型等。
- 軟件支持過程由所支持的CASE 工具組成，常用的CASE 工具有Power Designer 和Rational Rose 等。
請簡述軟件工程的三要素。

軟件工程的三要素是從計算機科學的觀點來看軟件工程，即從軟件開發(fā)的技術層面來看有過程、方法和工具這三要素。
- “過程”是軟件產品加工所經(jīng)歷的一系列有組織的活動，保證能夠合理、高質量和及時地開發(fā)出軟件。
- ”方法”為軟件開發(fā)提供“如何做＂的技術。它涵蓋了項目計劃、需求分析、系統(tǒng)設計、程序實現(xiàn)、測試與維護等一系列活動的做法，如經(jīng)常說的面向結構、面向對象、面向組件等開發(fā)方法，以及項目管理中的估算、度量、計劃等管理方法。軟件工程以介紹方法為主。
- “ 工具”可為過程和方法提供自動的或半自動的支持。這些工具既包括軟件，也包括硬件。軟件工具包括編程、建模、管理等開發(fā)工具。通過網(wǎng)絡環(huán)境把這些軟件工具集成起來搭建一個能夠支持團隊開發(fā)的平臺，稱為計算機輔助軟件工程，即CASE 。CASE 集成了軟件、硬件和一個存放開發(fā)過程信息的軟件工程數(shù)據(jù)庫，形成了一個軟件工程環(huán)境。
請簡述軟件工程的目標、過程和原則。

目標、過程和原則是一切工程的三維框架，這里是以工程的觀點來看待軟件開發(fā)。

軟件工程的目標：降低成本、及時交付高質量的軟件產品（高質量、高效率、高效益）。
實現(xiàn)目標的過程即完成產品加工的過程，包括：基本過程、支持過程和組織過程。
進行過程應遵守的原則：原則就是過程中的軌道約束，包括：選取適宜的開發(fā)范型、采用合適的設計方法、提供高質量的工程支持、重視開發(fā)過程的管理。
請簡述軟件工程的基本原則。

軟件工程的基本原則如下。
- 將軟件的生命周期劃分為多個階段，對各個階段實行嚴格的項目管理。
- 堅持階段評審制度，以確保軟件產品的質量。
- 實施嚴格的產品控制，以適應軟件規(guī)格的變更。在軟件開發(fā)的過程中用戶需求很可能不斷地發(fā)生變化。
- 采用現(xiàn)代的程序設計技術。
- 開發(fā)出來的軟件產品應該能夠清楚地被審查。
- 合理地安排軟件開發(fā)小組的人員，并且開發(fā)小組的人員要少而精。
- 不斷地改進軟件工程實踐。
請簡述現(xiàn)代軟件工程與傳統(tǒng)軟件工程顯著的區(qū)別和改進。

傳統(tǒng)的軟件工程是基于結構化的軟件開發(fā)方法，而現(xiàn)代軟件工程是以面向對象技術為標志。

不僅在編程技術上有很大的改進，而且在分析、設計等整個開發(fā)過程中，采用面向對象的思維方式，更加完整、自然地反映客觀世界。
采用架構技術，開發(fā)效率、產品質量得到了極大提高。
更注重團隊開發(fā)和管理，融入更多、更新的管理理念和手段，如RUP 模型、XP 模型、過程改進、能力成熟度模型、配置管理等。

5、小結

軟件工程的3要素:1)方法 2)工具 3)過程

軟件工程定義

軟件工程是指導計算機軟件開發(fā)和維護的工程學科。采用工程的概念、原理、技術和方法來開發(fā)與維護軟件，把經(jīng)過時間考驗而證明正確的管理技術和當前能夠得到的最好的技術方法結合起來，經(jīng)濟地開發(fā)出高質量的軟件并有效地維護它，這就是軟件工程。

軟件工程的基本原理（7條）

用分階段的生命周期計劃嚴格管理 2)堅持進行階段審評 3)實行嚴格的產品控制 4)采用現(xiàn)代程序設計技術 5)結果應該能清楚地審查 6)開發(fā)小組人員應該少而精 7)承認不斷改進軟件工程實踐的必要性