面试准备-软件工程

参考：

1. 《程序员面试笔试宝典》（何昊、叶向阳）

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标准的软件开发过程：

1）可行性分析：要确定开发目标和总要求，一般要考虑技术是否可行，收益是否可行、用户操作是否可行，是否有法律风险。战略专家→《可行性分析报告》

2）需求分析：领域专家+系统架构师→《需求分析说明书》

3）设计：概要设计（结构）+详细设计→设计说明书、业务用例文档、技术用例文档

4）编码与实现：接口文档、关键算法文档

5）测试：贯穿整个开发过程。白盒/黑盒测试→单元测试报告、集成测试报告、系统测试报告

6）运行与维护：修改、维护、再开发

常见的软件开发过程模型：

1）瀑布模型

瀑布模型将软件生命周期划分为可行性分析、需求分析、设计、代码实现、测试、安装与维护6个基本活动，并且规定了它们自上而下的固定次序，形如瀑布流水，逐层下落。上一个环节完成后，进行验证，如果验证通过，则该结果可以作为下一环节的输入并继续进行，否则需要返回修改。它的优点是有按阶段划分的检查点，开发者每次只需要关注一个阶段，可以保证最终按时交付，缺点是：a)大量文档 b)用户只有在开发末期才能看到结果，难以调整 c)早期的错误（比如设计上的）要在最后才能发现，导致放大问题。

2）原型模型

原型模型是增量模型的一种形式。在开发真实系统之前，首先要构建一个简单的系统模型，实现客户与系统的交互。客户在使用过程中，不断发现问题，进而细化系统要求。开发者在已有模型的基础上，通过调整原型来满足客户需求，进而开发出客户满意的系统。它的重点是必须快速建立原型，并快速修改。

3）螺旋模型

综合了瀑布模型与原型模型的特点，强调风险分析。每一轮原型都要做风险分析，因此缺点是要求客户接受风险分析，因此需要相关知识，也需要用户参与平价，同时过多的迭代次数也会增加开发成本和时间。

4）增量模型

软件被视作一些列的构件来设计、实现、集成和测试。每次交付的是部分可运行的子系统。优点是较好地适应用户需求的变化；缺点是每次加入新子系统时，可能破坏已构建好的部分；也容易破坏整体性。第一个增量是核心产品。

5）RUP模型

Rational Unified Process，是Rational公司提出的一个通用框架。每个阶段都可以分解、迭代，每一个迭代都是完整的开发循环，都会产生可运行版本。

横轴是时间组织，纵轴是开发中的活动。前者常用属于有cycle,phase,iteration,milestone；后者有activity,artifact,worker,workflow.

1）初始阶段Inception：以需求分析为主，建立整体结构，确定项目边界，结束时候milestone是生命周期目标里程碑，用于评价项目基本的生存能力。

2）细化阶段Elaboration：设计及确定体系结构，制定工作计划与资源要求。结束时候的milestone是生命周期结构里程碑，为系统的结构建立了管理基准并使项目能在构建阶段中进行衡量。

3）构建阶段Construction：构建产品并继续演进需求、结构、计划直到提交。它的milestone是初始功能里程碑，决定了是否可以在测试环境中部署。

4）交付阶段Transition：交付客户，综合测试。milestone是产品发布里程碑。

几种模型的比较

模型	特点	适用范围
瀑布模型	分阶段，每个阶段完成后有评审，允许反馈，要求提前确定需求	需求定义完善，不易变更的系统
原型模型	不需要完备定义，支持用户参与，能适应用户需求的变化	需求复杂、动态变化、难以确定的系统
螺旋模型	综合了瀑布和原型，引进了风险分析	需求难以获取和确定，开发风险较大
增量模型	增量式开发，允许开发活动并行	技术风险较大，用户需求较为稳定的系统
RUP模型	可改造、扩展和建材，可设计、开发、维护	复杂、需求不确定的系统，开发组拥有丰富的软件开发和管理经验

敏捷开发

是将一个大项目分成多个相互联系，但也可以独立运行的小项目并分别完成，在此过程中软件一直处于可使用状态。强调团队合作及与业务专家之间的协作、面对面交流、频繁交付新软件、紧凑而自我组织型的团队、能很好地适应需求变化的代码编写和团队组织方法，更注重软件开发中人的作用。

常见的敏捷开发方法：

自适应软件开发Adaptive Software Development、水晶方法Crystal Method、特性驱动开发Feature Driven Development、动态系统开发方法Dynamic Systems Development Method、极限编程Extreme Programming

敏捷开发的12条原则：

1）按优先级安排，尽早、持续地交付有价值的软件给用户。通过用户故事来罗列需求，虽然编写文档但是工作重点在口头交流

2）即使到了系统开发的后期，也欢迎改变需求

3）经常性地交付可以工作的软件

4）开发期间，业务人员和开发人员要一起工作

5）激励个人构建项目，提供必须的环境和支持

6）采用面对面交谈

7）使用可以工作的软件作为首要的进度度量标准

8）敏捷过程要保持可持续的开发进度

9）不断地关注优秀的技能、设计

10）简单的方式完成

11）使用自组织团队。管理者不发号指令，而是让团队自己寻找最佳工作方式

12）每隔一段时间，团队要反思如何梗有效地工作，改进工作

UML中最常用的图：类图、对象图、用例图、交互图（时序图、协作图）、状态图、活动图、构件图、部署图

SCM（Software Configuration Management）

软件配置管理贯穿于整个软件生命周期，是一种标识、组织和控制修改的技术，用于界定软件的组成项目，对每个项目的变更进行管控，并维护不同项目之间的版本关联，使得项目可以被追溯。包括标识、版本控制、变更控制、配置审计、配置报告几个部分

常见工具：SourceSafe, CVS，ClearCase

使用SCM的好处：

1）解决了由于经费和时间有限带来的问题，减少升级次数

2）使得开发过程得到规范化管理，节约人力和时间

3）能有效管理人员流动，减少人工错误

4）避免了未经测试的软件加入到产品中

5）使得用户与开发商之间能有效沟通，保障用户的利益

6）使得软件生产规模化、构件化，降低成本

CMMI (Capability Maturity Model Integration)

由美国国防部、美国国防工业协会、卡内基梅隆大学共同开发的一项标准。CMMI共有5个级别，级别越高，风险越低，效率和质量越高。

1）初始级

也称无政府状态anarchy或混乱状态chaos。指没有规范过程的项目

2）可重复级

有需求管理、项目规划、项目监督与控制，也有审查等，可以保证项目实施取得成功

3）定义级

不仅对项目实施有整套的管理措施，也能将其制度化，因此可以在不同类的项目上取得成功

4）管理级

在定义级的基础上还实现了数字化管理，能通过量化实现流程的稳定。

5）优化级

在管理级的基础上，能主动改善流程，能根据实际不断调整软件生产过程以求达到最佳。

如何提高软件质量？

软件质量不是一个纯技术问题，而是一个系统的工程性问题。包括：

1）符合目标：开发者是否在做客户要求做的事情

2）符合需求：软件产品是不是在做客户需要做的事情

3）符合实际需求：包括客户明确说的和隐含的

提升软件质量的方向：

1）规范产品开发过程

2）做好需求分析→面向对象设计、UML等

3）做好设计

4）加强规范：编程规范、版本控制

5）全面的质量控制：每个步骤上做严格的验证与确认

6）加强文档管理

7）加强代码管理：走读、评审

8）进行简单的度量分析活动

9）进行软件测试：全流程的测试，包括开发前期的静态测试