第三章 软件工程基础

软件工程基础实践手册第一章软件工程概述 (2)1.1 软件工程的定义与目标 (2)1.2 软件工程的发展历程 (2)1.3 软件工程的基本原则 (3)第二章需求分析 (4)2.1 需求收集与识别 (4)2.2 需求分析与建模 (4)2.3 需求确认与验证 (4)第三章软件设计 (4)3.1 软件设计的基本原则 (4)3.2 软件架构设计 (5)3.3 软件详细设计 (5)第四章编码实践 (6)4.1 编程语言与工具选择 (6)4.2 编码规范与技巧 (6)4.3 代码审查与重构 (7)第五章测试与调试 (7)5.1 软件测试基本概念 (8)5.2 测试策略与过程 (8)5.3 调试技巧与方法 (8)第六章软件项目管理 (9)6.1 项目管理基本理论 (9)6.1.1 项目定义 (9)6.1.2 项目生命周期 (9)6.1.3 项目组织结构 (9)6.1.4 项目管理知识体系 (9)6.2 项目计划与执行 (10)6.2.1 项目计划 (10)6.2.2 项目执行 (10)6.3 项目监控与评估 (10)6.3.1 项目监控 (10)6.3.2 项目评估 (11)第七章软件维护与演化 (11)7.1 软件维护的类型与策略 (11)7.2 软件演化与升级 (11)7.3 软件退役与替换 (12)第八章软件质量保证 (13)8.1 软件质量标准与模型 (13)8.2 质量管理过程与方法 (13)8.3 质量评估与改进 (13)第九章软件工程伦理与法律 (14)9.1 软件工程伦理原则 (14)9.1.1 尊重用户权益 (14)9.1.2 保障软件质量 (14)9.1.3 促进公平竞争 (14)9.1.4 提升行业形象 (14)9.2 软件版权与知识产权 (14)9.2.1 软件版权 (14)9.2.2 知识产权 (15)9.3 法律法规与合规性 (15)9.3.1 法律法规 (15)9.3.2 合规性 (15)第十章软件工程实践案例分析 (15)10.1 项目案例分析 (15)10.2 团队协作与沟通 (16)10.3 实践经验总结与展望 (16)第一章软件工程概述1.1 软件工程的定义与目标软件工程作为一门跨学科领域，旨在通过系统化的方法、技术和工具，研究和解决软件开发过程中的各种问题。

全国计算机等级考试二级公共基础知识要点汇总第一章数据结构与算法1.1 算法算法：是指解题方案的准确而完整的描述。

算法不等于程序，也不等计算机方法，程序的编制不可能优于算法的设计。

算法的基本特征：是一组严谨地定义运算顺序的规则，每一个规则都是有效的，是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。

特征包括：（1）可行性；（2）确定性，算法中每一步骤都必须有明确定义，不充许有模棱两可的解释，不允许有多义性；（3）有穷性，算法必须能在有限的时间内做完，即能在执行有限个步骤后终止，包括合理的执行时间的含义；（4）拥有足够的情报。

算法的基本要素：一是对数据对象的运算和操作；二是算法的控制结构。

指令系统：一个计算机系统能执行的所有指令的集合。

基本运算包括：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。

算法的控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。

算法基本设计方法：列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技术、回溯法。

算法复杂度：算法时间复杂度和算法空间复杂度。

算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。

算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。

1.2 数据结构的基本概念数据结构研究的三个方面：（1）数据集合中各数据元素之间所固有的逻辑关系，即数据的逻辑结构；（2）在对数据进行处理时，各数据元素在计算机中的存储关系，即数据的存储结构；（3）对各种数据结构进行的运算。

数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。

数据的逻辑结构包含：（1）表示数据元素的信息；（2）表示各数据元素之间的前后件关系。

数据的存储结构有顺序、链接、索引等。

线性结构条件：（1）有且只有一个根结点；（2）每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件。

非线性结构：不满足线性结构条件的数据结构。

1．3 线性表及其顺序存储结构线性表是由一组数据元素构成，数据元素的位置只取决于自己的序号，元素之间的相对位置是线性的。

在复杂线性表中，由若干项数据元素组成的数据元素称为记录，而由多个记录构成的线性表又称为文件。

软件工程基础软件工程是指应用工程原理、方法和工具来开发和维护高质量的软件系统。

作为计算机科学的重要分支，软件工程为我们理解和应用软件开发的基础提供了框架和指导。

本文将介绍软件工程的基本概念、原则和方法，以及其在软件开发过程中的重要性。

一、软件工程概述软件工程是一门系统性的学科，旨在通过应用科学和工程原理，将计算机科学理论和方法应用于软件的开发和维护中。

与传统的工程领域不同，软件工程面临着特殊的挑战和复杂性，包括软件产品的不可见性、复杂性和易变性等。

软件工程的核心目标是提高软件的质量和效率，使其满足用户的需求并具备可维护性。

为了实现这一目标，软件工程引入了许多原则和方法，如需求分析、系统设计、编码和测试等。

这些方法和原则为软件开发过程提供了指导和规范，有助于提高开发团队的协作效率和开发质量。

二、软件工程原则软件工程根据实践总结出了许多重要的原则，在软件开发中起到了指导作用。

下面列举了其中几个重要的原则：1. 模块化：软件应该通过模块化的方式进行设计和开发。

模块化可以提高代码的复用性和可维护性，同时也降低了开发的复杂性。

2. 可重用性：软件应该促进可重用性。

通过开发可重用的组件和模块，可以提高软件开发的效率，并减少重复劳动。

3. 适应性：软件应该具备适应性，即能够满足用户的需求，并能够随着需求的变化进行调整和扩展。

4. 可测试性：软件应该具备可测试性，即能够进行有效的测试和验证。

通过测试，可以发现和修复潜在的问题，提高软件的质量。

5. 可维护性：软件应该具备可维护性，即能够方便地进行修改和维护。

良好的软件结构和文档可以降低维护成本，并延长软件的使用寿命。

三、软件开发方法软件工程提供了多种开发方法和过程，以帮助开发团队有效地管理和组织开发任务。

下面介绍几种常见的软件开发方法：1. 瀑布模型：瀑布模型是一种线性的开发过程模型，依次进行需求分析、系统设计、编码和测试。

每个阶段完成后，才能进入下一个阶段。

瀑布模型适用于需求变化较少的项目，但在需求变化频繁的项目中效果较差。

第3章习题答案3」什么是软件危机？为什么会岀现软件危机？解答：软件危机是指落后的软件生产方式无法满足开发复杂软件的需求，从而导致软件开发与维护过稈屮出现一系列严重的问题，主要表现在：（1）软件开发费用和进度估计不准。

（2）软件的正确性和可靠性难以保证。

（3）文档不全，导致软件维护难度加大。

总Z,可将软件危机归结为：成木、质量和生产率等问题。

到了20世纪50年代末和60年代初，随着计算机应用的普及，软件的规模和复杂度提高了，“家庭作功”式的方法已经无法适应软件的开发。

软件开发的周期变长、费用上涨，导致软件的生产效率下降、目标软件的正确性难于保证，即出现了“软件危机”。

3.2软件T程的概念是什么？软件T程的忖标和原则是什么？解答：软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门学科。

软件工程从管理和技术两个方面，研究如何更好地开发和维护计算机软件，内容主要包括：软件开发技术和软件工程管理。

软件工程的日标是在给定成本、进度的前提下，开发出具有可修改性、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并且满足用户需求的软件产品。

软件工稈的原则，在软件开发各阶段，应遵循一些基木原则，包括抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性和可验证性。

3.3什么是软件的生命周期？瀑布模型把软件生命周期划分成几个时期、几个阶段？每一个阶段的任务是什么？每个阶段产生的文档是什么？解答：软件从提出、开发、使用到退役的整个过稈称为软件生命周期，软件生命周期可划分为3个时期，共8个阶段，毎个阶段应完成的基本任务和产生的文档如下表所示。

时期阶段任务文档定义期（计划期）问题的定义理解用户要求，明确工作目标计划任务书可行性研究可行性方案分析需求分析软件系统的目标及应完成的任务需求规格说明书开发期概要设计（总体设计）（系统设计）系统逻辑设让，明确软件模块结构，及各模块间的调用关系软件概要设计说明书数据库/数据结构设计说明书集成测试计划详细设计系统的模块设计，对各模块进行功能说明，实现细节描述软件详细设计说明书编码编写程序代码程序、数据、详细注释测试和调试单元测试、集成测试测试大纲、方案，测试用例，测试结果维护期使用和维护运行和维护运行、修改记录3.4什么是结构化方法？结构化分析、结构化设计、结构化程序设计分别用在软件生命周期的哪一个阶段？解答：结构化开发方法是现有软件开发方法屮最成熟、应用最广泛的方法。

二级公共基础知识第三章软件工程基本概念
重点：需求分析、概要设计、详细设计、软件测试和软件调试的作用、方法等
一、 软件工程基本概念
1. 软件是计算机系统中与硬件相互依存的重要部分，包括程序、数据及相关的 文档 。

其中，程序 是软件开发人员根据用户需求开发的、用程序设计语言描述的、适合计算机执行的指令（语句）序列。

2. 下列叙述中，正确的是(D)。

A.软件就是程序清单 B.软件就是存放在计算机中的文件 C.软件应包括程序清单及运行结果 D.软件包括程序和文档
3. 软件按功能可以分为：应用软件、系统软件、支撑软件（或工具软件）
4. 软件工程的出现是由于（软件危机的出现）
5. 开发软件所需高成本和产品的低质量之间有着尖锐的矛盾，这种现象称做（软件危机）
软件工程概念的出现源自软件危机。

所谓软件危机是泛指在计算机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。

6. 开发大型软件时，产生困难的根本原因是(大型系统的复杂性)。

7. 软件危机出现于20世纪60年代末，为了解决软件危机，人们提出了软件工程学 的原理来设计软件这就是软件工程诞生的基础。

8. 下列不属于软件工程的3个要素的是（D）A.工具 B.过程 C.方法 D.环境。

计算机软件使用的技能训练建议第一章：编程语言基础计算机软件的开发离不开编程语言，掌握一门编程语言是每个软件工程师的基本要求。

推荐初学者从Python开始学习，因为它具有简洁易懂的语法和强大的功能。

首先，学习Python的基本语法和数据类型，并掌握条件语句、循环语句等基本控制结构。

然后，深入了解Python的函数、列表、字典和文件操作等高级特性。

最后，学习Python的面向对象编程思想和模块化开发方法。

第二章：算法和数据结构算法和数据结构是计算机软件开发中的重要基础。

为了写出高效且可维护的软件，开发人员应该掌握常用的算法和数据结构。

建议从学习基本的排序和查找算法开始，如冒泡排序、快速排序、二分查找等。

然后，学习线性数据结构如数组、链表、栈和队列，并了解它们的应用场景和操作方法。

最后，学习树、图等非线性数据结构，并掌握它们的遍历和搜索算法。

第三章：软件工程基础软件工程是指将系统化、规范化的、可度量的方法应用于软件的开发、运行和维护的过程。

掌握软件工程基础有助于提高软件开发的质量和效率。

建议学习软件生命周期、需求工程和软件设计等基本概念。

了解软件项目管理工具如Git和JIRA，以及团队协作工具如Slack和Trello等。

同时，掌握软件测试的基本原理和技巧，如单元测试、集成测试和验收测试等。

第四章：数据库管理与SQL数据库是存储和管理数据的重要工具，掌握数据库管理和SQL语言是软件开发人员的基本能力。

学习关系型数据库如MySQL和Oracle的基本概念和操作方法。

了解数据库的设计原则，创建表和定义关系。

学习SQL语言，掌握增删改查等基本操作，并了解SQL优化技巧。

同时，了解NoSQL数据库如MongoDB和Redis的特点和使用场景，掌握它们的基本操作和优化技巧。

第五章：前端开发技术前端开发是制作和实现网页、网站和应用程序用户界面的技术。

推荐学习HTML、CSS和JavaScript作为开发前端的基础技术。

第一章数据结构与算法第一节算法一、算法的基本概念所谓算法是指解题方案的准确而完整的描述。

1、算法的基本特征:(1)可行性(2)确定性(3)有穷性(4)拥有足够的情报2、算法的基本要素(1)算法中对数据的运算和操作算术运算，逻辑运算，关系运算，数据传输(2)算法的控制结构：算法中各操作之间的执行顺序称为算法的控制结构。

一个算法可以用顺序、选择、循环三种基本控制结构组合而成。

2、算法设计的基本方法(1)列举法(2)归纳法(3)递推(4)递归(5)减半递推技术二、算法复杂度1、算法的时间复杂度：指执行算法所需要的计算工作量。

用算法在执行过程中所需基本运算的次数来衡量算法的工作量。

方法：平均性态，最坏情况复杂性2、算法的空间复杂度：指执行这个算法所需的内存空间。

第二节数据结构的基本概念一、什么是数据结构数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。

如：(1)春、夏、秋、冬(2)父亲、儿子、女儿(1)数据元素有共同的特征(2)各个元素之间存在着某种关系(联系)。

用前后件关系来描述。

如：夏是秋的前件，秋是夏的后件。

父亲是儿子和女儿的前件儿子和女儿都是父亲的后件1、数据的逻辑结构数据结构是指带有结构的数据元素的集合。

一个数据结构应包含以下两方面的信息：(1)表示数据元素的信息(2)表示各数据元素之间的前后件关系，前后件关系是逻辑关系，与它们在计算机中的存储位置无关。

数据的逻辑结构反映数据元素之间的逻辑关系。

2、数据的存储结构数据的逻辑结构在计算机中的存放形式称为数据的存储结构，也称数据的物理结构。

采用不同的存储结构，数据处理的效率不同。

一般情况下，数据的逻辑结构和存储结构是不同的。

二、数据结构的图形表示每一个数据元素用中间标有元素值的方框表示，称为数据结点，简称结点。

用一条有向线段从前件结点指向后件结点。

父亲丨在数据结构中，没有前件的结点称为根结点，没有后件的结点称为终端结—午—点(也称为叶子结点)。

其他结点一儿子女儿般称为内部结点。