软件工程笔记 1 - 草莓君的妙妙屋

# 软件工程笔记 1
曾在MOOC上走马观花地学习了软件工程，现在又在学校选这门课作为辅修，在此对所学进行记录。

[TOC]

## 概述

### 软件危机
开发周期长、成本高、质量差、适应性差和难维护
用户：提出对需求的描述，开发人员在开发中完善。 项目需求在变化

### 方法学
- **传统**方法学（生命周期/结构化范型）
将软件生命周期划分为若干个阶段，每个阶段结束前进行技术审查和管理复审（文档）。
- **面向对象**方法学（数据和行为同等重要）
    - 对象 类 父子，层次结构 对象间依靠消息联系
    - 继承，多态，可重用性
- 雨伞行为
    - 项目跟踪控制
    - 风险管理
    - 品质保障
    - 形式化技术分析
    - 软件度量
    - 软件配置管理
    - 重用管理

### 软件生命周期
**定义、开发、维护**三个时期，七个阶段。
1. 软件定义
    - 问题定义
    - 可行性研究
    - 需求分析
2. 开发(系统设计和系统实现)
     - 总体设计
     - 详细设计
     - 编码和单元测试
     - 综合测试
3. 维护时期

数据流图，E-R图，对象图

### 软件过程
- **瀑布**模型：
    - 阶段间具有 顺序性 和 依赖性 所有东西在对应接端完成
    - 优点：强迫使用规范方法，严格规定每个阶段的文档，每个阶段都经过质量检验
    - 缺点：人会犯错误  存在反馈环

- **快速原型**模型：不带反馈环 线性顺序  快速完成的是最终产品的部分功能
    - 原型系统通过用户交互验证 符合用户需求 日后不会因为规格说明文档的错误而有较大返工
    - 开发人员已经通过原型学习了许多东西，减少了接下来犯错的可能性

- **增量**模型：增量构件 设计、编码、集成和测试。
    - 每个构件由多个相互作用的模块构成。
    - 使用增量模型时，第一个增量构件往往实现软件的基本需求，提供最核心的功能。
    - 优点：较短时间内提交可完成部分工作的产品，逐步增加功能，用户有充裕的时间学习和适应新产品
    - 难点：集成新的增量构件时，必须不破坏原来已开发的产品，要将软件的体系结构设计得便于扩充
    - 风险更大得增量模型  各个构件并行进行

- **螺旋**模型：使用原型及其他方法降低风险
![](http://zrawberry.com/media/picture/984c971cb36d452c951240c7b37b5220.png)

- 敏捷过程 适应性
- 极限编程：计划、设计、代码和任务

- **微软过程**
    - 风险管理，稳定性可预测性，**快速迭代循环**的开发模式，软件配置项基线化后期冻结产品，里程碑评审会
    - 生命周期：规划、设计、开发、稳定、发布

## 可行性研究
是用最小的代价在尽可能短的时 间内确定问题是否能够解决。

### 任务和过程
分析问题定义、导出逻辑模型、探索若干主要解法
**三个方面**分析：技术、经济、操作
**八个步骤**：
1. 复查 系统规模和目标
2. 研究目前 正在使用的系统
3. 导出新系统的 高层逻辑模型
4. 进一步 定义问题
5. 导出和评价 可选的解法
6. 推荐行动方针  是否继续
7. 草拟开发计划书  详细进度表 成本估计
8. 写文档提交审查

### 系统流程图
系统流程图 是概括地描绘 物理系统 的传统工具。 基本符号：
![](http://zrawberry.com/media/picture/d435d764da154e22a0053a1f1bfee6a4.png)

**分层次**描绘：高层次（总体概况），低层次（详细描绘 每个关键功能）

### 数据流图(DFD)
**数据流图**（DFD）是一种图形化技术，它描绘**信息流和数据**从输入移动到输出的过程中所经受的**变换**。

**基本符号**

| 图形 | 作用  |
| --- | --- |
| 正方形 | 数据的源点或终点 |
| 圆角矩形 | 变换数据的处理 |
| 开口矩形 | 数据存储 |
| 箭头 | 数据流 |

**附加符号**
![](http://zrawberry.com/media/picture/227edcbc25e046e39cd695f96c5dd053.png)

**命名**
- 先数据流，再命名相关处理
- 名字反应处理功能
- 及物动词+宾语

### 数据字典
数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流 图中包含的所有元素的定义的集合。

包括：数据流、数据存储、处理、数据流分量

**定义数据**的方法：顺序、选择、重复

**用途**：分析阶段的工具，每个元素的控制信息，开发数据的第一步

实现：结构化分析与设计工具

### 成本/效益分析
**成本估计**：代码行，任务分解，自动估计成本

## 需求分析
### 任务
1. **确定对系统的综合要求**
    - 功能需求
    - 性能需求
    - 可靠性 可用性需求
    - 出错处理需求
    - 接口需求  （系统与环境通信的格式）
    - 约束
    - 逆向需求 （系统不应该做什么）
    - 将来可能提出的需求
2. **分析系统的数据要求**
    使用数据字典定义数据，利用图形工具辅助描绘。
3. 导出**逻辑模型**
    - 数据流图
    - 实体-联系图 （E-R）
    - 状态转换图
    - 数据字典
    - 主要处理算法
4. 修正系统的开发计划

使用**实体联系图**建立数据模型，使用**数据流图**建立功能模型，再使用**状态转换图**建立行为模型。

### 实体-联系图
- 包含 数据对象、 数据对象的属性及数据对象彼此间相互连接的关系。
- 联系的方式：1对1 1对多 多对多
- 建立ER图的过程
    - 提取所有的实体（对象）和对象之间的关系
    - 建模他们之间关系的整体模型
    - 进一步描述所有实体、关系的属性信息
- 符号
    - 实体 矩形框
    - 关系 连接相关实体的菱形框
    - 属性 椭圆形或圆角矩形 用直线连接至实体或关系

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### 数据规范化
信息通常以一定方式组织并存储在**数据库**或文件中，为**减少数据冗余，避免出现插入异常或删除异常，简化修改数据**的过程，通常需要把**数据结构规范化**。
第一范式， 第二范式，第三范式，BC范式，第四范式

### 状态转换图
1. 状态：系统的行为模式  初态、中间状态、终态
2. 事件：事件就是引起系统做动作或（和）转换状态的**控制信息**
3. 符号：
    - 初态 实心圆
    - 终态 同心圆，内为实心圆
    - 中间状态 圆角矩形（水平线分成 状态名、变量名和值、活动表）
    - **活动表** 事件名（参数表）/ 动作表达式
    - 活动表标准事件 entry exit do
    - 带箭头的连线 **状态转换** 由事件触发
    - 事件表达式在箭头线上标出

![](http://zrawberry.com/media/picture/eb534ef5493b4a3f97792abc9df2b849.png)

**其他图形工具**：层次方框图（树形结构的一系列多层次矩形框）、Warnier图、IPO图
### 验证软件需求
1. 一致性验证：主要是分析需求描述中是否 存在一些需求冲突问题
2. 完整性验证：需求必须是完整的，规格说 明书应该包括用户需要的每一个功能或性能
3. 现实性验证：验证需求内容的可实现性
4. 有效性验证：验证需求对于实际的问题解 决确实是正确有效的；

## 形式化说明技术
形式化技术能在软件的规约上取得一致性，是一种有效的交流方式。
软件工程使用方法的描述：
- 非形式化：自然语言描述
- 形式化：描述系统性质 基于数学的方式
- 半形式化：数据流图、实体联系图等
 
 
### 有限状态机
例子：保险箱 左右LR转动 有3个卡口
![](http://zrawberry.com/media/picture/4831c4cbb26a49ff919c656da9ebef9c.png)

有限状态机的组成 5元组
状态集：{锁定，A, B, 解锁, 报警}
输入集：{1L, 1R, 2L, 2R}
转换函数：当前状态 + 事件 => 下个状态
初始态：锁定
终态集：{解锁，报警}

### Petri网  Z语言
这都什么奇奇怪怪的东西↑  不看了
May 5th 更新

文章信息

标题：软件工程笔记 1

作者：快刀切草莓君

分类：计算机基础课程

发布时间：2020年4月21日

最近编辑：2020年5月6日

浏览量：1138

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