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软件工程知识总结

目录

一、关于软件工程

1.软件工程简介

2.基本目标

3.软件工程特点

4.软件工程危机

二、软件过程

1.软件工程方法论

2.支持开发过程的工具

三、软件工程生命周期

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四、软件工程代码示例

五、总结

一、关于软件工程

1.软件工程简介

软件工程是指在系统化、结构化和量化的方法下，对软件的开发、运行、维护和管理进行全面研究的学科和技术。它涵盖了软件开发的整个生命周期，从需求分析到设计、编码、测试、部署和维护，旨在提高软件质量、提高开发效率，并管理软件开发过程中的风险。
1.需求分析和规划：确保软件能够满足用户需求和预期功能。
2.设计和架构：制定软件系统的结构和组件，确保系统的灵活性、可维护性和性能。
3.编码和测试：根据设计开发软件，并进行系统的功能测试和性能测试，确保软件的质量和稳定性。
4.部署和维护：将软件发布到生产环境中，并持续监测、更新和修复软件，以确保其正常运行。
软件工程的目标是通过系统化的方法，管理软件开发过程中的复杂性和风险，以提高软件的质量、降低成本，并在预算和时间限制内交付满足需求的软件产品。

2.基本目标

软件工程的目标是：在给定成本、进度的前提下，开发出具有适用性、有效性、可修改性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可移植性、可追踪性、可互操作性和满足用户需求的软件产品。追求这些目标有助于提高软件产品的质量和开发效率，减少维护的困难。
（1）适用性：软件在不同的系统约束条件下，使用户需求得到满足的难易程度。
（2）有效性：软件系统能最有效的利用计算机的时间和空间资源。各种软件无不把系统的时/空开销作为衡量软件质量的一项重要技术指标。很多场合，在追求时间有效性和空间有效性时会发生矛盾，这时不得不牺牲时间有效性换取空间有效性或牺牲空间有效性换取时间有效性。时/空折衷是经常采用的技巧。
（3）可修改性：允许对系统进行修改而不增加原系统的复杂性。它支持软件的调试和维护，是一个难以达到的目标。
（4）可靠性：能防止因概念、设计和结构等方面的不完善造成的软件系统失效，具有挽回因操作不当造成软件系统失效的能力。
（5）可理解性：系统具有清晰的结构，能直接反映问题的需求。可理解性有助于控制系统软件复杂性，并支持软件的维护、移植或重用。
（6）可维护性：软件交付使用后，能够对它进行修改，以改正潜伏的错误，改进性能和其它属性，使软件产品适应环境的变化等。软件维护费用在软件开发费用中占有很大的比重。可维护性是软件工程中一项十分重要的目标。
（7）可重用性：把概念或功能相对独立的一个或一组相关模块定义为一个软部件。可组装在系统的任何位置，降低工作量。
（8）可移植性：软件从一个计算机系统或环境搬到另一个计算机系统或环境的难易程度。
（9）可追踪性：根据软件需求对软件设计、程序进行正向追踪，或根据软件设计、程序对软件需求的逆向追踪的能力。
（10）可互操作性：多个软件元素相互通信并协同完成任务的能力。

3.软件工程特点

软件工程的特点可以概括为以下几个方面：

  1. 系统化方法：采用系统化、规范化的方法进行软件开发，包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段，以确保软件质量。

  2. 团队协作：强调团队合作，通过分工协作来管理大型软件项目的复杂性，提高开发效率。

  3. 关注大型软件构建：特别适用于构建规模大、复杂度高的软件系统，要求有良好的项目管理、版本控制和配置管理。

  4. 控制复杂度：通过模块化、抽象化等技术手段控制软件的复杂度，使软件易于理解、修改和扩展。

  5. 变更管理：软件工程重视变更控制，因为软件需求和环境常常变化，需要灵活应对并保持软件的稳定性。

  6. 质量保证：通过测试、评审、静态分析等手段确保软件质量，符合功能、性能、安全等方面的要求。

  7. 持续改进：软件工程是一个持续学习和改进的过程，鼓励采用新技术和方法提高开发效率和产品质

4.软件工程危机

软件危机则是指软件开发和维护过程中遇到的一系列问题，这些问题可能导致项目延期、成本超支、质量低下和维护困难。软件危机的主要表现和原因包括：

  1. 需求不明确或频繁变更：客户需求不清晰或在开发过程中频繁变动，导致项目失去控制。

  2. 开发方法落后：缺乏有效的软件开发方法和工具，导致软件难以管理和维护。

  3. 复杂度管理不当：软件系统日益复杂，如果管理不当，将导致开发效率低下和错误频发。

  4. 缺乏文档和标准化：软件开发过程中缺少必要的文档记录，或文档与实际代码不一致，影响维护和团队协作。

  5. 质量控制不足：忽视软件测试和质量保证，导致软件交付时存在大量缺陷。

  6. 维护困难：软件维护成本高，特别是在没有良好设计和文档的情况下，接手维护的人员难以理解和修改现有代码。

  7. 人力资源与技术挑战：软件行业快速发展，人力资源和技术更新速度难以匹配市场需求。

软件危机则是指软件开发和维护过程中遇到的一系列问题，这些问题可能导致项目延期、成本超支、质量低下和维护困难。软件危机的主要表现和原因包括：

  1. 需求不明确或频繁变更：客户需求不清晰或在开发过程中频繁变动，导致项目失去控制。

  2. 开发方法落后：缺乏有效的软件开发方法和工具，导致软件难以管理和维护。

  3. 复杂度管理不当：软件系统日益复杂，如果管理不当，将导致开发效率低下和错误频发。

  4. 缺乏文档和标准化：软件开发过程中缺少必要的文档记录，或文档与实际代码不一致，影响维护和团队协作。

  5. 质量控制不足：忽视软件测试和质量保证，导致软件交付时存在大量缺陷。

  6. 维护困难：软件维护成本高，特别是在没有良好设计和文档的情况下，接手维护的人员难以理解和修改现有代码。

  7. 人力资源与技术挑战：软件行业快速发展，人力资源和技术更新速度难以匹配市场需求。

二、软件过程

1.软件工程方法论

  1. 瀑布模型：

    • 概述：这是一种传统的线性顺序软件开发模型，将软件开发过程划分为需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段，每个阶段完成后才能进入下一阶段。
    • 特点：强调前期的详细计划和文档化，适合需求明确、变更较少的项目。

  2. 敏捷开发：

    • 概述：敏捷方法强调快速响应变化，通过短周期迭代（称为sprints）来逐步交付软件功能，持续收集反馈并调整方向。
    • 核心原则：包括个体和交互重于过程和工具、可工作的软件重于详尽的文档、客户合作重于合同谈判、响应变化重于遵循计划等。
    • 常见框架：Scrum、Kanban、Extreme Programming (XP) 等。

  3. 增量模型：

    • 概述：软件被分成多个增量部分来开发，每次完成一部分的全部生命周期（需求分析到测试），然后逐步集成和交付。
    • 优点：较早获得可运行的产品，便于用户反馈和逐步完善。

  4. 螺旋模型：

    • 概述：结合了瀑布模型的系统化和风险分析，每个迭代包含四个阶段：制定计划、风险分析、开发与验证、评审。
    • 适用场景：适合大型、复杂、高风险的项目。

2.支持开发过程的工具

  1. 版本控制系统（VCS）：

    • 代表工具：Git、Subversion (SVN)。
    • 作用：追踪文件和代码的更改历史，支持多人协作开发，便于代码管理和回滚。

  2. 集成开发环境（IDE）：

    • 代表工具：Visual Studio、IntelliJ IDEA、Eclipse。
    • 功能：提供编程、调试、构建和测试等一站式开发环境，提升开发效率。

  3. 持续集成/持续部署（CI/CD）工具：

    • 代表工具：Jenkins、Travis CI、GitHub Actions。
    • 作用：自动化的构建、测试和部署流程，确保代码质量，加速软件交付。

  4. 需求管理工具：

    • 代表工具：Jira、Trello。
    • 功能：跟踪项目需求、任务分配、进度监控和团队协作。

  5. 代码审查工具：

    • 代表工具：GitHub、GitLab、CodeClimate。
    • 作用：促进团队成员间的代码审查，提高代码质量和团队协作水平。

  6. 自动化测试工具：

    • 代表工具：Selenium、JUnit、TestNG。
    • 用途：自动化执行测试用例，确保软件质量，缩短测试周期。

软件工程知识总结_第1张图片

三、软件工程生命周期

软件工程生命周期（Software Development Life Cycle, SDLC）是软件从概念构想到最终退役的整个过程，它为软件开发提供了一个结构化的框架，确保软件产品的质量和满足用户需求。SDLC通常被划分为多个阶段，这些阶段可能根据不同的软件开发模型有所变化，但核心阶段大致相同。以下是SDLC的典型阶段及其详细说明：

  1. 需求分析（Requirements Analysis）：

    • 这是项目启动阶段，主要目标是明确软件要解决的问题，识别并记录所有相关方的需求。这包括业务需求、功能需求和非功能需求（如性能、安全性）。
    • 涉及活动包括：访谈、问卷调查、研讨会、需求文档编写（如SRS，软件需求规格说明书）。
    • 关键输出：需求文档，需求评审报告。

  2. 可行性分析（Feasibility Study）：

    • 在需求明确后，评估项目的可行性，考虑经济、技术、法律和操作方面的因素。
    • 包括成本效益分析、风险评估、资源可用性检查。
    • 关键输出：可行性研究报告，决定项目是否继续进行。

  3. 设计（Design）：

    • 分为两个主要部分：系统设计和详细设计。
    • 系统设计阶段关注软件的总体架构，包括模块划分、接口设计、数据结构设计等。
    • 详细设计则深入到每个模块内部，制定具体算法、数据结构和界面原型。
    • 关键输出：设计文档、数据流图、类图、接口规范等。

  4. 编码（Implementation/Coding）：

    • 根据设计文档编写源代码，实现软件功能。
    • 开发团队遵循编码标准和最佳实践，使用编程语言将设计转化为实际的软件产品。
    • 关键输出：源代码、单元测试代码。

  5. 测试（Testing）：

    • 包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。
    • 单元测试验证代码模块的正确性；集成测试确保不同模块协同工作；系统测试检验整个系统是否满足需求；验收测试由客户或最终用户执行，确认软件满足其需求。
    • 关键输出：测试计划、测试用例、缺陷报告、测试总结报告。

  6. 部署（Deployment）：

    • 将软件安装到生产环境，准备用户使用。
    • 可能包括配置服务器、数据库迁移、用户培训等工作。
    • 关键输出：部署计划、用户手册。

  7. 维护与升级（Maintenance and Enhancement）：

    • 软件上线后，持续监控性能，修复发现的问题，根据用户反馈和市场变化进行必要的更新和升级。
    • 包括改正性维护（bug修复）、适应性维护（应对环境变化）、完善性维护（增加新功能）和预防性维护（提高软件质量）。
    • 关键输出：维护记录、版本更新日志。

软件工程知识总结_第2张图片

四、软件工程代码示例

1.UniApp 是一个使用 Vue.js 开发所有前端应用的框架，支持一次编写，多端发布到iOS、Android、H5、以及各种小程序平台。下面是一个简单的 UniApp 代码示例，该示例展示了如何创建一个带有按钮的页面，点击按钮后弹出一个提示信息。

首先，在你的 UniApp 项目中，找到或创建一个页面，比如 pages/index/index.vue 文件，然后编辑该文件，加入以下代码：

在这个示例中：