C语言公共基础知识之软件工程.ppt
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软件工程,二级公共基础辅导,第3章软件工程基础,3.1软件工程的基本概念3.2结构化分析方法3.3结构化设计方法3.4软件测试3.5程序的调试,3.1软件工程基本概念,软件定义与软件特点软件危机与软件工程软件工程过程与软件生命周期软件工程的目标与原则软件开发工具与开发环境,3.1.1软件定义与软件特点,1.软件定义:
软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分,是包括程序、数据及其相关文档组成的完整集合。
软件=程序+数据+文档程序:
程序是按事先设计好的功能和性能要求执行的指令序列。
数据:
数据是指程序能正常处理信息的数据和数据结构。
文档:
文档是与程序运行和维护有关的图文资料。
2.软件的特点:
(1)软件具有抽象特征。
(2)软件具有无明显制造过程特征。
(3)软件无设备的特征。
(4)手工制作特征。
(5)成本昂贵特征。
3.1.2软件危机与软件工程,1.软件危机:
泛指在软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
总之,可以将软件危机归结为成本、质量、生产率等问题。
2.软件工程,软件工程:
应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具、文档、实践标准和工序。
主要思想:
强调在软件开发过程中需要应用工程化原则。
软件工程三要素:
方法、工具、过程。
方法:
完成软件工程项目的技术手段;工具:
支持软件的开发、管理、文档生成;过程:
支持软件开发的各个环节的控制、管理。
返回,3.1.3软件工程过程与软件生命周期,软件工程过程:
把输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。
(通常把用户的要求转变为软件产品的过程也叫做软件开发过程).软件生命周期:
将软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退役的过程称为软件生命周期。
软件生命周期的三个阶段:
定义阶段(可行性研究、需求分析)开发阶段(概要设计、详细设计、编码、测试)运行维护阶段(使用、维护、退役),返回,3.1.4软件工程的目标与原则,软件工程的目标:
在给定成本、进度的前提下,开发出具有有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性且满足用户需求的产品。
软件工程的原则:
抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性、可验证性,返回,3.1.5软件开发工具与软件开发环境,软件开发工具:
为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境。
软件开发环境:
是全面支持软件开发全过程的软件工具集合。
这些软件工具按照一定的方法或模式组合起来,支持软件生命周期内的各个阶段和各项任务的完成。
计算机辅助软件工程(CASEComputerAidedSoftwareEngineering)是当前软件开发环境中富有特色的研究工作和发展方向。
3.2结构化分析方法,需求分析与需求分析方法结构化分析方法软件需求规格说明书,3.2.1需求分析方法,软件需求:
指用户对目标软件系统在功能、行为、性能、设计约束等方面的期望。
需求分析任务:
发现需求、求精、建模和定义需求的过程。
需求分析阶段的工作:
需求获取需求分析编写需求规格说明书需求评审需求分析方法分为:
结构化分析方法与面向对象的分析方法:
结构化分析方法面向数据流的结构化分析方法(SA)面向数据结构的Jackson方法(JSD)面向数据结构的结构化数据系统开发方法(DSSD)面向对象的分析方法(OOA),从需求分析建立的模型的特性来分:
静态分析方法动态分析方法,3.2.2结构化分析方法,含义:
是结构化程序设计理论在软件需求分析阶段的运用。
目的:
帮助弄清用户对软件的需求。
实质:
着眼于数据流,自顶向下,逐层分解,建立系统的处理流程,以数据流图和数据字典为主要工具,建立系统的逻辑模型。
结构化分析的常用工具,数据流图(DataFlowDiagram)DFD数据流图是描述数据处理过程的工具,从数据传递和加工的角度,来刻画数据流从输入到输出的移动变换过程。
加工数据流存储文件源(潭)数据字典(DataDictionary,DD)是结构化分析方法的另一种有力工具,在数据字典中建立的一组严密一致的定义有助于消除分析员和用户之间的沟通障碍,因此将消除许多可能的误解。
判定树判定表,返回,3.2.3软件需求规格说明书,含义(SRS):
是需求分析阶段的最后成果,是软件开发中的重要文档之一。
作用:
便于用户、开发人员进行理解和交流;反映出用户问题的结构,可以作为软件开发工作的基础和依据;作为确认测试和验收的依据;特点:
正确性、完整性、确定性、一致性、可理解性、可验证性、课修改、可追踪性。
3.3结构化设计,3.3.1软件设计的基本概念软件设计的目标:
用比较抽象概括的方式确定目标系统如何完成预定的任务,即确定系统的物理模型。
分类:
概要设计和详细设计,返回,2.软件设计的基本原理,抽象:
就是提取出事物的本质特征而暂时不考虑它们的细节。
模块化信息隐蔽:
在一个模块内包含的信息,对于不需要这些信息的其他模块来说是不能访问的。
模块独立性:
每个模块只完成系统要求的独立的子功能,并且与其他模块的联系最少且接口简单。
(模块独立程度是评价设计好坏的重要度量标准),模块独立性是评价设计好坏的重要度量标准,内聚性:
一个模块内部各个元素间彼此结合的紧密程度的度量。
分类如下:
(由弱到强)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:
模块间相互连接的紧密程度的度量。
分类如下(由高到低)内容耦合、公共耦合、外部耦合、控制耦合、标记耦合、数据耦合、非直接耦合优秀的设计:
尽量做到高内聚、低耦合。
3.结构化设计方法,含义:
结构化设计方法与结构化分析方法相对应,它是采用最佳的可能方法设计系统的各个组成部分以及各成分之间的内部联系的技术。
基本思想:
将软件设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构。
3.3.2概要设计,1.概要设计的任务:
设计软件系统结构数据结构及数据库设计编写概要设计文档概要设计文档评审常用软件结构设计工具:
结构图(SC)一般模块数据信息控制信息,概要设计,2.面向数据流的设计方法
(1)数据流的类型:
变换型:
取得数据、变换数据、输出数据事务型:
接受事务、分析确定其类型、选取活动通路(2.)设计过程:
第一,分析、确认数据流图的类型;第二,说明数据流的边界;第三,把数据流映射为程序结构;第四,根据设计准则对产生的结构进行细化和求精。
概要设计,3.设计的准则:
提高模块的独立性;模块规模适中;深度、宽度、扇出和扇入适当;顶层高扇出、中间扇出较少、底层高扇入使模块的作用域在该模块的控制域内;应减少模块的接口和界面的复杂性;设计成单入口、单出口的模块;设计功能可预测的模块,返回,3.3.3详细设计,详细设计:
在概要设计阶段完成了软件系统的总体设计,规定了各个模块的功能及模块之间的联系之后,进一步就要考虑实现各个模块规定的功能,也就是进行软件的详细设计,也称为过程设计。
在详细设计阶段,要根据概要设计对每个模块的定义进行设计,以实现指定的功能、算法和外部接口所要求的模块内部的数据结构和程序的逻辑结构。
详细设计,模块设计要完成的工作包括:
详细的算法过程设计内部数据结构设计程序逻辑结构设计当前流行的表示程序逻辑结构的主要方式有:
图形描述(程序流程图、N-S图及PAD图)语言描述(PDL),详细设计,程序流程图:
程序流程图(ProgramFlowChart)又称为程序框图,是软件设计中经常使用的一种算法表达工具。
它独立于程序设计语言,较为直观、清晰,易于学习掌握。
控制流加工步骤逻辑条件,详细设计,N-S图(盒图)N-S图也称盒图(Box-Diagram),是一种符合结构化程序设计原则的图形描述工具。
如下图所示为选择结构的NS图。
详细设计,PAD图:
(ProblemAnalysisDiagram,问题分析图),是用结构化程序设计思想表现程序逻辑结构的图形工具。
用PAD所表达的程序,结构清晰并且结构化程度高。
作为一种详细设计的工具,它比流程图更易读,且由于PAD是一种树形结构,比流程图更容易在计算机上处理,容易将PAD图转换成程序。
另外,PAD除了可以描述程序的逻辑结构,还可以描述数据结构。
程序开始于最左主干线,结束于最左主干线。
PAD图示例,多分支选择结构,详细设计,PDL(ProcedureDesignLanguage)PDL是一种用于描述功能模块的算法设计和加工细节的语言,称为过程设计语言。
它是一种混合语言,采用英语的词汇和结构化程序设计语言的语法,类似编程语言。
3.4.1软件测试的目的,软件测试的定义:
软件测试是为了发现错误而执行程序的过程。
软件测试的目的测试是程序的执行过程,目的在于发现错误;一个好的测试用例在于能发现至今未发现的错误;一个成功的测试是发现了至今未发现的错误的测试。
返回,3.4软件测试,3.4.2软件测试的准则,所有测试都应追溯到需求;严格执行测试计划,排除测试的随意性;充分注意测试中的群集现象;程序员应避免检查自己的程序;穷举测试不可能;妥善保存测试计划、测试用例、出错统计和最终分析报告,为维护提供方便。
返回,3.4.3软件测试技术与方法,测试技术分类:
按是否需要执行被测软件分:
静态测试:
代码检查、结构分析等。
(人工测试或借助软件工具)动态测试:
设计高效、合理的测试用例是关键。
按功能划分:
白盒测试和黑盒测试。
(注意:
白盒测试和黑盒测试均属于动态测试),白盒测试,软件的白盒测试是把测试对象看作一个透明的盒子,它允许测试人员利用程序内部的逻辑结构及有关信息,设计或选择测试用例,对程序所有逻辑路径进行测试。
白盒测试又称为结构测试或逻辑驱动测试。
白盒测试主要对程序模块进行如下的检查:
对程序模块的所有独立的执行路径至少测试一次;对所有的逻辑判定,取“真”与取“假”的两种情况都至少测试一次;在循环的边界和运行界限内执行循环体;测试内部数据结构的有效性等。
白盒测试,白盒测试设计测试用例的方法:
逻辑覆盖基本路径测试,白盒测试,逻辑覆盖:
逻辑覆盖是以程序内部的逻辑结构为基础设计测试用例的技术,属于白盒测试。
这一方法要求测试人员对程序的逻辑结构有清楚的了解,甚至要求能掌握源程序的所有细节。
逻辑覆盖又可分为:
语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定条件覆盖、条件组合覆盖和路径覆盖。
白盒测试,逻辑覆盖测试的5种标准,白盒测试,基本路径测试:
思想:
根据软件过程性描述中的控制流程确定程序的环路复杂性度量,用此度量定义基本路径集合,并由此导出一组测试用例对每一条独立执行路径进行测试。
返回,黑盒测试,黑盒测试:
就是依据软件的需求规格说明书,检查程序的功能是否符合用户要求。
这种测试不需要考虑程序内部的逻辑结构和内部特性,完全把测试对象看作一个黑盒子。
又称为功能测试或数据驱动测试。
黑盒测试主要针对以下内容:
程序是否按照需求完整正确地实现了功能。
程序的接口是否正确有效。
程序输出的数据或外部数据库访问是否正确。
程序性能是否符合需求。
程序初始化和终止是否正确。
黑盒测试,黑盒测试方法有:
等价类划分法:
将所有可能的输入数据划分成若干等价类,然后从每一类中选取数据作为测试用例。
边界值分析法:
对各种输入输出范围的边界情况设计测试用例。
错误推测法:
列举出程序中所有可能的错误和容易发生错误的特殊情况,根据它们选择测试用例。
因果图法功能图应用阶段:
确认测试。
返回,软件测试的实施,单元测试集成测试确认测试系统测试,单元测试,定义:
对软件设计的最小单位模块(程序单元)进行正确性检验的测试。
目的:
发现各模块内部可能存在的各种错误。
依据:
详细设计说明书和源程序。
技术手段:
静态分析和动态测试(以白盒测试为主,黑盒测试为辅)。
集成测试,含义:
测试和组装软件的过程。
它是把模块在按照设计要求组装起来的同时进行测试。
目的:
发现与接口有关的错误。
依据:
概要设计说明书。
组装模块方式:
非增量方式和增量方式(分为自顶向下、自底向上、混合增量)。
确认测试,任务:
验证软件的功能和性能及其他特性是否满足了需求规格说明书中的需求,以及软件配置是否完全、正确。
技术手段:
黑盒测试。
依据:
需求规格说明书。
系统测试,含义:
将通过测试确认的软件
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