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第三章计算机软件(详细知识点总结)第三章计算机软件(详细知识点总结)计算机软件是计算机系统中不可或缺的一部分，它是指由计算机程序、数据和文档等组成的一系列电子信息。
一、软件的基本概念软件的概念较为广泛，可以理解为安装在计算机硬件上的指令集合。
软件分为系统软件和应用软件两大类。
1. 系统软件：系统软件是计算机操作系统及其附属程序的总称。
它主要起管理和控制计算机硬件的作用，如操作系统、驱动程序、编译器等。
2. 应用软件：应用软件是用于解决特定需求的程序。
它通过调用系统软件的功能来满足用户的操作需求，如办公软件、图形处理软件等。
二、软件的开发流程软件的开发流程通常包括需求分析、设计、编码、测试、部署和维护等阶段。
1. 需求分析：需求分析是软件开发的第一步，它的目的是明确用户的需求和目标，为后续的设计和开发提供指导。
2. 设计：软件设计是根据需求分析的结果，结合系统架构和设计原则，确定软件的结构和模块划分，以便于编码和测试。
3. 编码：编码阶段是将设计好的软件逻辑转化为计算机可执行的程序代码。
程序员根据设计文档编写代码，并进行调试和优化。
4. 测试：软件测试是为了检查软件在各种情况下的运行情况，以发现并修复潜在的问题。
测试通常包括单元测试、集成测试和系统测试等环节。
5. 部署：软件部署是将开发完成的软件安装到用户的计算机系统上，使其可以正常运行。
6. 维护：软件维护是在软件部署后，对软件进行改进、修复和更新的过程。
维护包括改进功能、提高性能、修复漏洞等工作。
三、软件开发的方法和模型软件开发的方法和模型有多种，常见的包括瀑布模型、迭代模型、敏捷开发等。
1. 瀑布模型：瀑布模型是软件开发中最常见的模型之一，它按照线性顺序执行各个开发阶段，每个阶段完成后才进入下一个阶段。
2. 迭代模型：迭代模型是通过多次迭代开发来不断完善软件。
每次迭代都包括需求分析、设计、编码、测试等阶段，每次迭代都会增加新的功能或修复问题。
软件工程中的需求分析与管理在软件开发的过程中，需求分析与管理是至关重要的步骤。
需求分析指的是明确和理解用户的需求，而需求管理则是确保需求在整个开发周期中得到有效的跟踪和管理。
本文将探讨软件工程中的需求分析与管理的关键概念和最佳实践。
一、需求分析1.需求定义：需求定义是需求分析的第一步，它需要明确软件系统所需完成的功能、性能、界面、约束等方面的要求。
需求定义应该清晰、可量化和可验证，以确保开发团队和用户对需求的理解一致。
2.需求获取：需求获取是通过与用户、利益相关者和领域专家的沟通，收集和理解关于软件系统需求的信息。
这可以包括面对面的会议、问卷调查、竞品分析等方式。
有效的需求获取可以帮助开发团队更准确地理解用户需求。
3.需求分析与建模：需求分析与建模是将获取到的业务需求转化为系统需求的过程。
通过使用各种建模工具和技术，例如用例图、需求文档、活动图等，开发团队可以更好地理解需求，并将其转化为技术可行的规范。
4.需求验证：需求验证是确保需求的正确性和一致性的过程。
通过与用户、利益相关者和开发团队的交流，验证需求是否与实际需求相符，是否满足用户的期望。
需求验证是确保软件系统最终能够满足用户需求的关键。
二、需求管理1.需求跟踪：需求跟踪是在软件开发周期中追踪需求状态和进展的过程。
通过建立需求跟踪矩阵或使用专门的需求管理工具，开发团队可以清楚地知道每个需求的当前状态，便于及时调整和管理。
2.需求变更管理：需求变更管理是管理需求变更的过程。
在软件开发过程中，需求往往会随着用户需求、市场需求或技术要求的变化而发生变更。
有效的需求变更管理可以确保变更被充分评估、记录和实施，避免对开发进度和成本的影响。
3.需求溯源：需求溯源是追踪需求变更的来源和影响的过程。
通过建立需求之间的关联关系，开发团队可以追溯每个需求的变更历史，了解变更的原因和影响，并及时做出相应的调整。
4.需求文档管理：需求文档管理是管理需求文档的版本和变更的过程。
软件工程的基本原理和概念软件工程是一门涉及软件开发、维护和管理的学科，它涉及到许多基本原理和概念。
本文将介绍软件工程的一些基本原理和概念，包括软件生命周期、需求工程、软件设计和架构、软件测试、软件项目管理等内容。
一、软件生命周期软件生命周期是指软件从概念到废弃的整个过程。
它包括需求分析、设计、编码、测试、部署和维护等阶段。
软件生命周期的关键目标是开发高质量的软件，并且准时交付。
其中，需求分析阶段是确定和理解软件需求的过程，设计阶段是将需求转化为可执行的系统方案的过程，编码阶段是实现系统方案的过程，而测试和维护阶段是验证和修复软件缺陷的过程。
二、需求工程需求工程是软件工程的起点，它是指对软件系统需求进行获取、分析、表达、确认和管理的过程。
需求工程的目标是确保软件系统能够满足用户的期望。
在需求工程中，需求获取阶段是收集和明确软件系统需求的过程，需求分析阶段是对需求进行分析和整理的过程，需求确认阶段是与用户确认需求的一致性和准确性，而需求管理阶段是对需求进行变更和追踪的过程。
三、软件设计和架构软件设计是将需求转化为可执行系统方案的过程，它包括系统结构设计、模块接口设计、数据结构设计等。
而软件架构是指整个软件系统的基本结构和组织方式。
好的软件设计和架构可以提高软件可维护性、可扩展性和可重用性。
四、软件测试软件测试是评估和改善软件质量的过程。
它通过设计和执行测试用例来检查软件是否满足预期的行为和功能。
软件测试包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试等不同层次和阶段。
好的测试策略可以有效地减少软件缺陷和提高软件质量。
五、软件项目管理软件项目管理是指对软件开发过程进行规划、组织、协调和控制的过程。
它包括项目计划、资源管理、进度控制、风险管理等方面。
在软件项目管理中，项目计划阶段是确定项目目标和范围、制定项目计划的过程，资源管理阶段是分配和管理项目资源的过程，进度控制阶段是监督和控制项目进展的过程，而风险管理阶段是对项目风险进行评估和应对的过程。
软件工程的基本理论软件工程是指将系统化、规范化、定量化的方法应用于软件的开发、运行、维护等各个阶段的一门学科。
它主要涉及软件的需求分析、设计、编码、测试、项目管理等方面，是开发高质量软件的基础。
一、软件生命周期模型软件生命周期指软件从规划、定义需求、设计、开发、测试、运行使用到维护和升级这一整个过程。
常见的软件生命周期模型有瀑布模型、迭代模型、敏捷模型等。
瀑布模型是最传统的软件开发模型，按照线性顺序依次完成需求分析、系统设计、编码、测试和维护。
但它不适合需求变化频繁的项目。
迭代模型强调在不断迭代和反馈中逐步完善软件。
每个迭代周期可包含需求分析、设计、编码、测试等环节，每个环节会在下一次迭代中重新审视和修改。
敏捷模型注重快速响应需求变化，通过短周期的迭代交付软件，以适应市场和用户需求。
代表性的敏捷方法有Scrum、Extreme Programming（XP）等。
二、软件需求工程软件需求工程是软件工程的第一阶段，通过与用户沟通和理解，明确需求，形成需求规格说明书。
需求分为功能需求和非功能需求。
功能需求是指软件系统提供的具体功能，如用户登录、数据查询等。
非功能需求是指与软件功能无关的要求，如性能、可靠性、可维护性等。
需求分析的方法包括面谈法、文档分析法、观察法等。
通过需求分析可以明确用户需求，为后续的系统设计提供基础。
三、软件设计在软件设计阶段，开发人员根据需求规格说明书，进行系统的总体设计和详细设计。
总体设计决定系统的整体架构和模块划分，详细设计则对每个模块进行具体设计。
常见的设计方法有结构化设计、面向对象设计等。
结构化设计以数据流和数据变换为核心，强调模块化、分层和结构清晰。
面向对象设计以对象和类为基本单位，强调封装、继承和多态。
设计过程中，还需要考虑系统的可扩展性、可维护性和可重用性。
设计完成后，可进入编码阶段进行实现。
四、软件测试软件测试是为了发现和解决软件缺陷、提高软件质量的过程。
主要包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试等。
《软件需求分析》教学大纲目录一、内容概要 (2)1.1 课程介绍 (3)1.2 教学目标 (4)1.3 教学内容概述 (5)二、软件需求分析基础 (6)2.1 软件需求分析的重要性 (7)2.2 软件需求分析的基本概念 (8)2.3 需求分析的基本原理 (9)2.4 需求分析的方法论 (11)三、需求获取与整理 (11)3.1 需求获取的策略 (13)3.2 需求整理的技巧 (15)3.3 需求规格说明书的编写 (16)四、需求分析方法 (17)4.1 结构化分析方法 (19)4.2 面向对象的分析方法 (20)4.3 数据流分析方法 (21)4.4 其他需求分析方法简介 (22)五、需求验证与确认 (24)5.1 需求验证的目的和方法 (25)5.2 需求确认的流程和标准 (26)5.3 案例分析 (27)六、需求管理 (29)6.1 需求管理的概念和重要性 (30)6.2 需求变更的管理 (31)6.3 需求跟踪与监控 (33)6.4 需求文档的管理 (34)七、需求分析与设计的关系 (36)7.1 需求分析与设计的相互作用 (37)7.2 需求驱动的设计方法 (38)7.3 案例分析 (39)八、课程总结与展望 (41)8.1 课程总结 (42)8.2 学生学习成果评估 (43)8.3 对未来软件需求分析发展的展望 (45)一、内容概要本课程旨在培养学生掌握软件需求分析的基本理念、方法和技能，使学生具备从事软件项目需求分析工作的能力。
课程内容包括软件需求分析的基本概念、原理、过程和方法，以及相关工具的使用。
熟悉软件需求分析的过程和方法，包括需求获取、需求分析、需求定义和需求验证等阶段。
能够参与软件项目的需求分析工作，与项目团队成员有效沟通，确保需求的准确性和完整性。
软件需求分析基础：介绍软件需求分析的基本概念、原理、目标和任务，以及需求分析在软件开发生命周期中的地位和作用。
需求获取：讲解需求获取的方法和技巧，包括与客户沟通、现场调研、问卷调查等。
第一章绪论1.1 软件工程概念的提出与发展1.2 软件开发的本质1.3 本章小结第二章软件需求与软件需求规约2.1 需求与需求获取2.1.1需求定义2.1.2 需求分类2.1.3 需求发现技术2.2 需求规约2.2.1 需求规约定义2.2.2 需求规约（草案）格式2.2.3 需求规约（规格说明书）的表达2.2.4 需求规约的作用2.3 本章小结第三章结构化方法3.1 结构化需求分析3.1.1 基本术语1.数据流2.数据存储3.数据源和数据谭3.1.2 系统功能模型表示数据流图（Dataflow Diagram）3.1.3 建模过程1.建立系统环境图, 确定系统语境2.自顶向下, 逐步求精, 建立系统的层次数据流图3.定义数据字典数据流条目给出所有数据流的结构定义数据存储条目给出所有数据存储的结构定义数据项条目给出所有数据项的类型定义4.描述加工（1）结构化自然语言（2）判定表（3）判定树3.1.4 应用中注意的问题（1）模型平衡问题（2）信息复杂性控制问题3.1.5 需求验证3.2 结构化设计3.2.1 总体设计1.总体设计的目标及其表示（1）Yourdon提出的模块结构图（2）层次图（3）HIPO图2.总体设计步骤（1）变换型数据流图——变换设计（2）事物型数据流图——事物设计3.模块化及启发式规则（1）模块化1）耦合①内容耦合②公共耦合③控制耦合④标记耦合⑤数据耦合2）内聚①偶然内聚②逻辑内聚③时间内聚④过程内聚⑤通信内聚⑥顺序内聚⑦功能内聚（2）启发式规则1）改进软件结构, 提高模块独立性2）力求模块规模适中3）力求深度、宽度、扇出和扇入适中4）尽力使模块的作用域在其控制域之内5）尽力降低模块接口的复杂度6）力求模块功能可以预测3.2.2 详细设计1.结构化程序设计2.详细设计工具（1）程序流程图（2）盒图（N-S图）（3）PAD图（Problem Analysis Diagram）（4）类程序设计语言IPO图、判定树和判定表等也可以作为详细设计工具3.3 本章小结第四章面向对象方法——UML 4.1 UML术语表4.1.1 表达客观事物的术语1.类与对象1）类的属性（Attribute）2）类的操作3）关于类语义的进一步表达①详细叙述类的职责（Responsibility）②通过类的注解和/或操作的注解, 以结构化文本的形式和/编程语言, 详述注释整个类的语义和/或各个方法③通过类的注解或操作的注解, 以结构化文本形式, 详述注释各个操作的前置条件和后置条件, 甚至注释整个类的不变式④详述类的状态机⑤详述类的内部结构⑥类与其他类的协作4）类在建模中的主要用途①模型化问题域中的概念（词汇）②建立系统的职责分布模型③模型化建模中使用的基本类型2.接口（Interface）（1）采用具有分栏和关键字《interface》的矩形符号来表示（2）采用小圆圈和半圆圈来表示3.协作（Collaboration）4.用况（Use Case）5.主动类（Action Class）6.构件（Component）7.制品（Artifact）8.节点（Node）4.1.2 表达关系的术语1.关联（Association）（1）关联名（Name）（2）导航（3）角色（Role）（4）可见性（5）多重性（Multiplicity）（6）限定符（Qualifier）（7）聚合（Aggregation）（8）组合（Composition）（9）关联类（10）约束①有序（ordered）②无重复对象（set）③有重复对象（bag）④列表（list）或序列（sequence）⑤只读（readonly）2.泛化（Generalization）①完整（Complete）②不完整（Incomplete）③互斥（Disjoint）④重叠（Overlapping）3.细化（Realization）4.依赖①绑定（Bind）②导出（Derive）③允许（Permit）④实例（InstanceOf）⑤实例化（Instantiate）⑥幂类型（Powertype）⑦精化（Refine）⑧使用（Use）可模型化以下各种关系（1）结构关系1）以数据驱动2）以行为驱动（2）继承关系（3）精化关系（4）依赖关系4.1.3 表达组合信息的术语——包1）访问（Access）2）引入（Import）4.2 UML模型表达格式1.类图（Class Diagram）（1）模型化待建系统的概念（词汇）, 形成类图的基本元素（2）模型化待建系统的各种关系, 形成该系统的初始类图（3）模型化系统中的协作, 给出该系统的最终类图（4）模型化逻辑数据库模式2.用况图（Use Case Diagram）所包含的内容（1）主题（Subject）（2）用况（Use Case）（3）参与者（Actor）（4）关联、泛化与依赖模型化工作1）关于系统/业务语境的模型化①系统边界的确定②参与者与用况的交互③参与者的语义表达④参与者的结构化处理2）关于系统/业务需求的模型化①确定系统/业务的基本用况②用况的结构化处理③用况的语义表达3.状态图（1）状态1）名字2）进入/退出效应（Effect）①entry②exit③状态内部转移3）do动作或活动4）被延迟的事件（2）事件1）信号（Signal）事件2）调用（Call）事件3）时间事件4）变化事件（3）状态转移①源状态②转移触发器③监护（guard）条件④效应（effect）⑤目标状态实际应用中, 使用状态图的作用①创建一个系统的动态模型②创建一个场景的模型4.顺序图（1）术语解析1）消息2）对象生命线3）聚焦控制（the Focus of Control）（2）控制操作子1）选择执行操作子（Operator for Optional Execution）2）条件执行操作子（Operator for Conditional Execution）3）并发执行操作子（Operator for Parallel Execution）4）迭代执行操作子（Operator for Iterative Execution）4.3 本章小结第五章面向对象方法——RUP5.1 RUP特点1.以用况为驱动2.以体系结构为中心3.迭代增量式开发5.2 核心工作流5.2.1 需求获取1.列出候选需求2.理解系统语境（1）业务用况模型（2）业务对象模型3.捕获系统功能需求（1）活动1: 发现并描述参与者（2）活动2: 发现并描述用况（3）活动3: 确定用况的优先级（Priority）（4）活动4: 精化用况（5）活动5: 构造用户界面原型1）用户界面的逻辑设计2）物理用户界面的设计3）开发用户界面原型并演示为了执行该用况, 用户怎样使用该系统（6）活动6: 用况模型的结构化5.2.2 需求分析1.基本术语（1）分析类（Analysis Class）1）边界类（Boundary Classes）2）实体类（Entity Classes）3）控制类（Control Classes）（2）用况细化（Use Case Realization）（3）分析包（Analysis Package）2.分析模型的表达3.分析的主要活动（1）活动1: 体系结构分析（Architectural Analysis）1）任务1: 标识分析包2）任务2: 处理分析包之间的共性3）任务3: 标识服务包4）任务4: 定义分析包的依赖5）任务5: 标识重要的实体类6）任务6: 标识分析包和重要实体类的公共特性需求（2）活动2: 用况分析1）任务1: 标识分析类①标识实体类②标识边界类③标识控制类2）任务2: 描述分析（类）对象之间的交互（3）活动3: 类的分析1）任务1: 标识责任2）任务2: 标识属性①关于实体类属性的标识②关于边界类属性的标识③关于控制类属性的标识3）任务3: 标识关联和聚合①关于关联的标识②关于聚合的标识③关于泛化的标识（4）活动4: 包的分析4.小结（1）关于分析模型1）分析包2）分析类3）用况细化（2）关于分析模型视角下的体系结构描述（3）用况模型和分析模型比较（4）分析模型对以后工作的影响1）对设计中子系统的影响2）对设计类的影响3）对用况细化[设计]的影响5.2.3 设计1.设计层的术语（1）设计类（Design Class）（2）用况细化[设计]（3）设计子系统（4）接口（Interface）2.设计模型、部署模型以及相关视角下的体系结构描述（1）设计模型及其视角下的体系结构描述1）子系统结构2）对体系结构有意义的设计类3）对体系结构有意义的用况细化[设计]（2）部署模型及该模型视角下的体系结构描述3设计的主要活动（1）活动1: 体系结构的设计1）任务1: 标识节点和它们的网络配置2）任务2: 标识子系统和它们的接口①标识应用子系统②标识中间件和系统软件子系统③定义子系统依赖④标识子系统接口3）任务3: 标识在体系结构方面有意义的设计类和它们的接口4）任务4: 标识一般性的设计机制①标识处理透明对象分布的设计机制②标识事务管理的设计机制（2）活动2: 用况的设计1）标识参与用况细化的设计类2）标识参与用况细化的子系统和接口（3）活动3: 类的设计1）任务1: 概括描述设计类2）任务2: 标识操作3）任务3: 标识属性4）任务4: 标识关联和聚合5）任务5: 标识泛化6）任务6: 描述方法7）任务7: 描述状态（4）活动4: 子系统的设计1）任务1: 维护子系统依赖2）任务2: 维护子系统所提供的接口3）任务3: 维护子系统内容4.RUP设计小结1）RUP设计的突出特点2）关于RUP的设计方法①给出用于表达设计模型中基本成分的4个术语, 包括子系统, 设计类, 接口, 用况细化[设计]②规约了设计模型的语法, 指导模型的表达③给出了创建设计模型的过程以及相应的指导3）RUP的设计模型①设计子系统和服务子系统②设计类（其中包括一些主动类）, 以及他们具有的操作、属性、关系及其实现需求。
