计算机二级 公共基础第三章

第三章 软件工程基础,复习：软件的分类？,基本概念：1、软件的定义,定义1：软件是计算机程序和程序说明文档的集合 定义2：GB 软件是包括程序、数据及其相关文档的完整集合。 程序是按事先设计的功能和性能要求执行的指令序列 数据是使程序能正常操纵信息的数据结构 文档是与程序开发，维护和使用有关的图文材料,2、软件的特点,）软件是一种逻辑实体，具有抽象性。 2）软件没有明显的制作过程，可任意COPY 3）软件在使用过程期间不存在磨损、老化问题 4）对硬件和环境具有依赖性 5）软件复杂性高，成本昂贵。 6）软件开发涉及诸多的社会因素,3、“软件危机”,代价高 进度难控制 工作量和成本估算难 质量差 维护难 用户不满意 软件生产率提高的速度跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势,1979年，美国US Government Accounting Office的调查,1999年，美国Standish Group的调查,4、软件工程,软件工程是应用于计算机软件的定义、开发、运行、维护的一整套方法、工具、文档和工序。 三要素： 软件工程方法：完成软件开发的技术手段 软件工程工具：用来支持软件的开发等工作 软件工程过程：对软件开发的各个环节的控制和管理。,5、软件生命周期,生命周期概念 简单的说 ，包含定义、开发、运行维护三个阶段 软件生命期是软件产品或系统一系列相关活动的全周期。从形成概念开始，经过研制，交付使用，在使用中不断增补修订，直到最后被淘汰，让位于新的软件产品的过程。,二、结构化分析方法,即软件开发过程所遵循的方法和步骤 1、需求分析：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。 需求分析的工作： （强调用户全程参与） 需求获取 ：确定系统各方面的需求 需求分析与建模：确定解决方案，系统的逻辑模型 需求描述（需求说明书） 需求评审：复审 需求分析方法 结构化方法 面向对象方法,2、结构化分析方法,常用面向数据流结构化分析方法，建立新的，结构化说明的目标文档 采用4种常用工具数据流图（DFD) 数据字典（DD) 判代表 判定树,1）数据流图,实质描述数据的处理过程，表达系统内数据从输入到输出的运动情况 系统的功能体现在核心的数据变换中 系统的输入源于用方框表示的外部实体，这种输入引发系统的数据变换，产生传递给外部实体的输出 基本元素,取款的数据流图,判定表例子：把多分支判断改为两分支判断,反映程序逻辑的判定表,流程图实例,条件,操作,三、 结构化设计方法,1、软件设计的基本原理和原则 模块化：分解 抽象：提取公共属性 信息隐藏：禁止访问需要的信息 模块独立性：每个模块只完成系统要求的子功能，但要提供接口,2、概要设计,概要设计称为总体设计，将软件需求转化为数据结构和软件的系统结构。 选择合适的数据结构,（1）层次图,结构图,3、详细设计,详细设计：对结构表示进行细化，得到每个模块详细的数据结构和算法。 设计工具 程序流程图 N-S图 PAD图 HIPO图,程序流程图,常用图符号,设计工具（1）：程序流程图,特点 独立于程序设计语言，比较直观、清晰，易于学习掌握 符号不够规范，语义不严格,五种基本控制结构,设计工具（2）：N-S图,当问题很复杂时，N-S图可能很大,Nassi和Shneiderman 提出了一种符合结构化程序设计原则的图形描述工具，叫做盒图，也叫做N-S图,设计工具（3）：PAD图（问题分析图）,4、PDL的使用实例（用英语和伪代码描述设计过程）,软件测试的概念,软件测试是指： 狭义上：测试是对软件产品质量的检验和评价 广义上：测试是软件产品生存周期内所有的检查、评审和确认活动软件测试的目的 测试是一个程序的执行过程，其目的在于发现错误 一个好的测试用例很可能发现至今尚未察觉的错误 一个成功的测试用例是发现至今尚未察觉的错误的测试软件测试是以最少的时间和人力，系统地找出软件中的错误和缺陷,软件测试是一项非常复杂的、创造性的和需要高度智慧的挑战性任务,软件测试方法的分类,从是否需要执行被测软件的角度，分为 静态测试 动态测试从测试是否针对系统的内部结构和具体实现算法的角度，分为 白盒测试 黑盒测试,静态测试和动态测试,静态测试：采用人工检测和计算机辅助静态分析的手段，不运行被测试程序 人工测试：人工审查程序或评审软件 计算机辅助静态分析：利用静态分析工具对被测试程序进行特性分析，检查程序逻辑的各种错误和可疑的程序构造动态测试：通过运行程序发现错误 黑盒 白盒,白盒测试,知道产品内部工作过程，根据程序内部的逻辑结构及有关信息设计测试用例，检查程序中所有逻辑路径是否都按预定的要求正确地工作 主要用于软件验证 主要方法 程序模块中的所有独立路径至少执行一次 对所有逻辑判定的取值（“真”与“假”）都至少测试一次 在上下边界及可操作范围内运行所有循环 测试内部数据结构的有效性等,黑盒测试,已知产品所应具有功能，通过测试来检测每个功能是否都能正常使用 把程序看作黑盒，在程序接口进行测试 主要方法： 等价类划分 边界值分析 错误推测,逻辑覆盖测试（控制流覆盖）,语句覆盖判定覆盖条件覆盖,判定条件覆盖条件组合覆盖路径覆盖,主要考察使用测试数据运行被测程序时对程序逻辑的覆盖程度。通常希望选择最少的测试用例来满足所需的覆盖标准。 主要的覆盖标准有：,语句覆盖的例子： procedure example(y,z:real;var x:real); beginif (y>1) and (z=0) then x:=x/y;if (y=2) or (x>1) then x:=x+1; end;注：该子程序接受x、y、z的值，并将计算结果x的值返回给调用程序。,例子的流程图,该子程序有两个判定： a: (y>1) and (z=0) c: (y=2) or (x>1) 判定a中有两个判定条件： y>1、 z=0判定c中有两个判定条件： y=2 、“x>1”根据程序的执行流程不同，判定c中的“x>1”的含义也不同。 当判定a为“真”时， “x>1”实际是“x/y>1”，即“x>y”； 当判定a为“假”时， “x>1”仍是“x>1”。,该子程序有四条可执行路径： 路径1： sabcde ， 其执行条件（L1）是a为“t”且c为“t”L1= (y>1) and (z=0) and (y=2) or (x/y>1) = (y>1) and (z=0) and (y=2) or(y>1) and (z=0) and (x> y ) = (y=2) and (z=0) or(y>1) and (z=0) and (x> y ),路径2： sace ，其执行条件（L2）是 a为“f”且c为“f”)L2 = not(y>1) and (z=0) and not(y=2) or (x>1) = not (y>1) or not (z=0) and not (y=2) and not (x>1) = not (y>1) and not (y=2) and not (x>1)or not (z=0) and not (y=2) and not (x>1) =(y1) and (y2) and (x 1) or (z 0) and (y 2) and (x 1),路径3 sacde ，其执行条件（L3）是a为“f”且c为“t”) L3 = not (y>1) and (z=0) and(y=2) or (x>1) = not (y>1) or not (z=0) and (y=2) or (x>1) = not (y>1) and (y=2) or not (y>1) and (x>1) ornot (z=0) and (y=2) ornot (z=0) and (x>1) = (y 1) and (y=2) or(y 1) and (x>1) or (z 0) and (y=2) or (z 0) and (x>1),路径4 sabce ，其执行条件（L4）是a为“t”且c为“f”) L4 = (y>1) and (z=0) andnot (y=2) or (x/y>1) = (y>1) and (z=0) and not (y=2) and not (x> y) =(y>1) and (z=0) and (y 2) and (x y),语句覆盖,使被测程序的每个可执行语句都至少执行一次欲使每个语句都执行一次，只需执行路径L1（sabcde）即可。L1= (y=2) and (z=0) or(y>1) and (z=0) and (x> y ) 测试用例如下：,黑盒测试的方法,主要有以下几种： 等价类划分 边界值分析 比较测试 错误猜测 因果图,4、软件测试的实施,单元测试：针对程序中的模块或构件，主要揭露编码阶段产生的错误。 集成测试：针对集成的软件系统，主要揭露设计阶段产生的错误。 确认测试：是根据软件需求规约对集成的软件进行确认，主要揭露不符合需求规约的错误。 系统测试：将软件集成到基于计算机的系统中，并进行系统测试，以揭露不符合系统工程中对软件要求的错误。,五、软件调试,软件调试：在软件测试后，根据错误迹象确定错误的原因和准确位置，并加以改正 确定发生错误的内在原因和位置，占整个调试工作量的90%左右测试：发现错误 调试：诊断和改正错误,软件调试,常用的方法 强行排错法包括设置断点、程序暂停、观察状态、继续执行 回溯法：适用小程序 原因排除法：利用演绎、归纳、二分法寻找错误。,回溯法 从错误的征兆出发，人工沿着控制流程往回跟踪，直至发现错误的根源。这种方法适用于小型程序，对大型程序，由于回溯的路径太多，难以彻底回溯。,原因排除法 可分为归纳法和演绎法。 归纳法是一种从特殊推断一般的系统化思考方法。其基本思想是：从一些线索（错误征兆）着手，通过分析它们之间的关系来找出错误的原因。,演绎法演绎法从一般原理或前提出发，假设所有可能出错的原因，排除不可能正确的假设，最后推导出结论。,