原子标签索引：[概念×17 | 机制×5 | 流程×9 | 分类体系×12 | 判据×5 | 案例×4 | 数据×9] 上游：第2章（计算机系统基础知识） 下游：被第7章（系统架构设计）、第8章（质量属性与架构评估）引用；综合知识高频章

标准表述

• 软件工程过程包括4方面活动：P软件规格说明、D软件开发、C软件确认、A软件演进。
• IEEE定义：将系统化的、严格约束的、可量化的方法应用于软件的开发、运行和维护，并对该方法进行研究。
• 1968年NATO会议首次提出"软件危机"概念，并提出软件工程。
• 软件生命周期：软件从需求分析、设计、开发、运行维护直至被淘汰的全过程。
• 软件过程模型即软件生命周期模型，是对生命周期各项任务给予规程约束的工作模型。
• 螺旋模型是生命周期模型与原型模型的结合，每圈由目标设定、风险分析、开发和有效性验证、评审4部分组成；适用于大型软件开发。
• 敏捷方法两特点：适应性而非预设性；面向人而非面向过程。
• 敏捷核心思想3点：适应型而非可预测型；以人为本而非以过程为本；迭代增量式开发、发行版本小型化。
• XP的4个价值观：交流、朴素（简单）、反馈、勇气。
• Scrum用产品Backlog（按商业价值排序的需求列表）管理需求，迭代周期称Sprint，侧重项目管理。
• FDD三要素：人、过程和技术；定义6种关键角色；5个核心过程。
• RUP是用例驱动的、以体系结构为中心的、迭代和增量的软件开发过程（重量级）。
• RUP 9个核心工作流：业务建模、需求、分析与设计、实现、测试、部署、配置与变更管理、项目管理、环境。
• RUP 4阶段：初始inception、细化elaboration、构造construction、移交transition；每阶段末有里程碑评估。
• RUP 4核心概念：角色（Who）、活动（How）、制品（What）、工作流（When）。
• RUP用"4+1"视图描述体系结构：用例视图、逻辑视图、实现视图、进程视图、部署视图。
• CMMI 5级：初始级、已管理级、已定义级、量化管理级、优化级。
• 软件需求3层次：业务需求、用户需求、功能需求（含非功能需求）。
• 需求工程5阶段：需求获取、需求分析、形成需求规格、需求确认与验证、需求管理。
• 需求陈述阐明"做什么"而不是"怎样做"。
• 需求跟踪分正向跟踪与逆向跟踪，合称双向跟踪，靠需求跟踪矩阵实现。
• CCB是决策机构不是作业机构，通过评审决定项目能否变更，不提出变更方案。
• 结构化方法（SASD）：面向功能/面向数据流，1978年由E.Yourdon和L.L.Constantine提出，含SA、SD、SP。
• 结构化分析常用手段：数据流图DFD和数据字典。
• DFD 4种基本元素：数据流、处理/加工、数据存储、外部项。
• 数据字典描述5类条目：数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理过程。
• 结构化设计基本思想：相对独立、单一功能的模块组成系统；分概要设计与详细设计两阶段。
• 模块设计原则：高内聚、低耦合；耦合7型（低到高：非直接、数据、标记、控制、通信、公共、内容）；内聚7型（高到低：功能、顺序、通信、过程、时间、逻辑、偶然）。
• 结构化程序设计原则32字：自顶向下，逐步细化；清晰第一，效率第二；书写规范，缩进格式；基本结构，组合而成。
• 结构化程序设计原则可表示为：程序=(算法)+(数据结构)。
• E-R图：矩形=实体，菱形=联系，椭圆=属性（主属性名下加下画线）；联系类型1:1、1:n、m:n。
• OOA模型由5个层次（主题层、对象类层、结构层、属性层、服务层）和5个活动（标识对象类、标识结构、定义主题、定义属性、定义服务）组成。
• OOD类分3种：实体类（一定有属性不一定有操作）、控制类（无属性一定有方法）、边界类（可兼有属性和方法）。
• OOP=对象+类+继承+多态+消息，核心概念是类和对象。
• 对象持久化需ORM；主流持久化框架：Hibernate（全自动ORM）、iBatis（手写SQL、小巧）、JDO（SUN标准API，任何数据底层）。
• 测试按程序执行状态分静态/动态；按内部结构分黑盒/白盒/灰盒；按执行方式分人工/自动化。
• 系统测试结束标志：满足测试目标规定的需求覆盖率，且发现的缺陷全部归零。
• 负载测试看负载渐增时性能指标变化；压力测试找系统瓶颈或不可接受的性能点；两者都属性能测试。
• Alpha测试：开发环境下由用户测试；Beta测试：实际环境下多个用户测试。
• 净室软件工程理论基础：函数理论和抽样理论；技术手段4种；正确性验证是CSE的核心。
• CBSE体现"购买而不是重新构造"哲学；焦点从"实现"变成"集成"。
• 构件组装3方式：顺序组装、层次组装、叠加组装；接口不兼容3种：参数不兼容、操作不兼容、操作不完备。
• 软件项目管理对象4P：人员People、产品Product、过程Process、项目Project。
• WBS最底层是工作包，由唯一主体负责；树形结构一般不超过6层。
• SCM核心内容：版本控制和变更控制。
• SQA关注点：一开始就避免缺陷产生，作用于过程而不是最终产品。
• 影响软件质量的3因素组：产品运行、产品修改、产品转移。
• Boehm风险管理体系：风险估计（辨识、分析、排序）+风险控制（计划、处理、监督）两大阶段。

蒸馏笔记

概念

• 软件危机表现6条：进度难预测、成本难控制、功能难满足期望、质量无法保证、难以维护、缺少适当文档。
• 瀑布模型：最早使用的过程模型之一，阶段串行、前段输出是后段输入，每阶段末有里程碑审查。
• 原型模型（快速原型）：快速开发含关键问题的原型以确认需求；分原型开发与目标软件开发两阶段；分抛弃型原型与演化型原型。
• 螺旋模型：快速原型基础上扩展，4部分迭代，每转一圈出一个新版本逼近目标系统。
• 敏捷方法：2001年2月美国犹他州雪鸟镇17位专家签署敏捷宣言后正式提出的适应性、以人为本的迭代增量方法。
• RUP：Rational公司创造的软件工程方法，二维模型（9核心工作流×4阶段）。
• CMMI：在CMM基础上由SEI组织开发的软件能力成熟度评估标准；5级、18个关键过程域、52个过程目标。
• 需求基线：需求文档经评审批准后形成的开发工作约定，是需求开发和需求管理之间的桥梁。
• 需求工程：应用已证实的原理方法，通过合适工具和记号系统描述待开发系统及其行为特征和相关约束；覆盖体系结构设计之前的各项开发活动。
• 正向跟踪：检查需求规格说明书中每个需求能否在后继工作成果中找到对应点。
• 逆向跟踪：检查设计文档、代码、测试用例等成果能否在需求规格说明书中找到出处。
• 耦合：模块之间联系的紧密程度；内聚：模块内部各成分联系的紧密程度。
• 信息隐藏：用封装技术隐藏模块实现细节，模块设计成"黑盒"，外部只用接口信息。
• 数据抽象：OOA的核心原则，把数据（属性）和操作（服务）结合为不可分的对象单位。
• 实体类：映射需求中的实体，保存需永久存储的信息，用业务领域名词命名。
• 控制类：控制用例工作的类，由动宾短语转化（如"身份验证"→"身份验证器"），常随用例执行完毕而消亡。
• 边界类：封装用例内外流动的信息/数据流，位于系统与外界交接处（窗口、报表、接口协议等）。
• 持久化：把内存中对象保存到数据库或永久存储设备；持久层实现业务逻辑与数据逻辑解耦。
• 净室软件工程：应用数学与统计学理论，强调在规约和设计中消除错误、以统计质量验证代替单元测试的工程方法。
• 构件：可与其他构件构成软件系统的独立软件单元；可为COTS构件或自行开发。
• 软件质量：软件与明确地和隐含地定义的需求相一致的程度。
• WBS：把项目按原则分解为任务→工作→日常活动，以可交付成果为导向的工作分解结构。

机制

• 软件危机 →(NATO 1968/1969两次会议) 软件工程概念诞生。
• 瀑布模型缺陷 →(需求难一次定准) 原型模型 →(加风险分析) 螺旋模型；原型思想又被螺旋模型与敏捷方法吸收。
• 敏捷"适应性"：需求不稳定→过程不可预测→传统可预测控制失效→引入反馈机制控制不可预测过程。
• 敏捷"面向人"：技术决定必须由一线开发人员做出→开发人员与管理人员地位同等、共同负责。
• RUP迭代增量好处5条：早期处理关键风险；提出体系结构指导开发；更好处理需求变更；较早得到可运行系统鼓舞士气；提供更有效的开发过程。
• CMMI各级跃迁：1级靠人员能力与英雄主义→2级项目级过程受控→3级组织级标准流程制度化→4级过程性能可预测（3级与4级关键区别）→5级增量式与创新式持续改进。
• CBSE过程与传统开发差异：早期需完整需求以识别可复用构件；依可用构件修改需求；架构设计后进一步搜索/精化构件；开发即组装（含适配器开发）。
• 质量因素3组对应关系：产品运行（正确性、健壮性、效率、完整性、可用性）；产品修改（可理解性、可维修性、灵活性、可测试性）；产品转移（可移植性、可重用性、互操作性→风险）。
• 高内聚低耦合：内聚越高模块可理解性维护性越强；耦合越低模块越独立、可单独开发维护；但内聚高与耦合低并非绝对对应。

流程

• 软件工程过程4活动：P规格说明→D开发→C确认→A演进。
• 结构化分析7步：①分析业务情况做当前物理模型DFD；②推导等价逻辑模型DFD；③设计新逻辑系统，生成数据字典和基元描述；④建立人机接口，提出可选目标系统物理模型DFD；⑤确定各方案成本和风险等级并分析；⑥选择一种方案；⑦建立完整需求规约。
• DFD建模5步：①明确目标、确定系统范围；②建顶层DFD图；③构建第一层分解图；④开发层次结构图；⑤检查确认DFD图。
• 结构化分析SA步骤目标：物理模型→逻辑模型→新逻辑系统→目标物理模型→需求规约。
• 详细设计5步：①确定输入/输出数据逻辑结构；②找输入输出结构中有对应关系的数据单元；③导出程序结构；④列出基本操作与条件并分配到程序结构图；⑤用伪码写程序。
• E-R图作图5步：①确定所有实体集；②选实体集属性；③确定实体集间联系；④确定关键字（下画线标明）；⑤确定联系类型（1或n标注在线旁）。
• OOA 5步骤：①确定对象和类；②确定结构（泛化-特化/整体-部分）；③确定主题；④确定属性；⑤确定方法（服务）。
• 需求获取参考6步：①开发高层业务模型；②定义项目范围和高层需求（上下文图、顶层用例图）；③识别用户角色和用户代表；④获取具体需求；⑤确定业务工作流；⑥需求整理与总结。
• 需求变更管理3环节：①问题分析和变更描述（检查有效性）；②变更分析和成本计算（影响分析→决策）；③变更实现（计划驱动回溯需求阶段重做；敏捷纳入下一次迭代）。
• CBSE过程6活动：系统需求概览→识别候选构件→根据发现的构件修改需求→体系结构设计→构件定制与适配→组装构件创建系统。
• 项目进度管理6过程：活动定义、活动排序、活动资源估计、活动历时估计、制定进度计划、进度控制。

分类体系

• 过程模型：瀑布模型（需求明确、串行）；原型模型（需求模糊，分抛弃型/演化型）；螺旋模型（大型项目、风险驱动）；敏捷模型（快速变化需求）；RUP（重量级、用例驱动）；CMMI（过程成熟度评估而非开发模型）。
• 瀑布模型缺点3条：需求完整性正确性很难确定；严格串行，用户长时间看不到可运行系统，需求变更损失巨大；假定每阶段一次性完全解决该阶段工作，不现实。
• 原型开发3途径：利用模拟软件的人机界面和人机交互方式；真正开发一个原型；找正在运行的类似软件比较。
• 主要敏捷方法4种：XP（最引人瞩目，近螺旋式小周期）；水晶系列Crystal（Cockburn提出，以人为中心、"机动性"，家族按项目选择）；Scrum（侧重项目管理，Backlog+每轮Sprint交付增量）；FDD（De Luca与Coad提出，迭代模型）。
• XP 4价值观对应做法：加强交流；从简单做起（朴素）；寻求反馈；勇于实事求是。
• FDD 6角色：项目经理、首席架构设计师、开发经理、主程序员、程序员、领域专家。FDD 5核心过程：开发整体对象模型、构造特征列表、计划特征开发、特征设计、特征构建。
• RUP 4+1视图与关注者：用例视图（分析/测试人员）；逻辑视图（最终用户，功能）；实现视图（程序员，配置装配）；进程视图（系统集成人员，性能/伸缩/吞吐）；部署视图（系统工程师，发布安装拓扑）。
• CMMI 5级：L1初始级（随意混乱、靠英雄主义）；L2已管理级（项目级过程受控，达成成本进度质量目标）；L3已定义级（组织级标准流程制度化、开始资产积累）；L4量化管理级（定量目标、过程性能可预测）；L5优化级（增量式与创新式持续改进、关注组织级绩效）。
• 需求获取方法6种：用户面谈（最常见、最有效）；需求专题讨论会（涉众集中共识、快捷产生初步系统定义）；问卷调查（确认假设、收集统计倾向数据，宜在面谈之后）；现场观察（直观了解业务执行过程）；原型化方法（应对界面类高度不确定需求）；头脑风暴法（新业务、发散思维）。
• 耦合7型（低→高）：非直接耦合→数据耦合（传简单数据）→标记耦合（传记录/数据结构）→控制耦合（传控制内部逻辑的信息）→通信耦合（共享输入或输出）→公共耦合（访问同一公共数据环境）→内容耦合（直接访问内部数据/多入口/代码重叠）。
• 内聚7型（高→低）：功能内聚（单一功能缺一不可）→顺序内聚（顺序执行）→通信内聚（同一数据结构区域）→过程内聚（特定次序）→时间内聚（同一时间间隔）→逻辑内聚（逻辑相关一组任务）→偶然内聚（无关松散任务）。
• 详细设计工具3类：图形（程序流程图、NS盒图、PAD图等）；表格（判定表）；语言（伪码、PDL）。PDL外层语法确定、内层语法不确定。
• 测试分类体系：静态测试（程序不运行，查文档与源码结构）/动态测试（构造测试实例→执行程序→分析结果）；黑盒（按需求规格说明书测功能界面）/白盒（测内部逻辑路径，覆盖分语句/判定/分支/路径）/灰盒（两者之间）；人工/自动化。
• 测试阶段：单元测试（模块，静态+黑盒提用例+白盒验证补充，高可靠模块需组合覆盖或路径覆盖）；集成测试（组装后模块接口问题，白盒+黑盒结合）；系统测试（独立测试小组、黑盒，含功能/性能/健壮性/安装反安装/用户界面/压力/可靠性安全性测试；变更后须多轮回归测试）；性能测试（含负载测试与压力测试）；验收测试（用户主导、依据合同，通过即可发布；后续Alpha/Beta测试）。
• 新型测试：AB测试（A/B或A/B/n版本同时随机制，比较体验与业务数据选优）；Web测试；链接测试（链接指向正确、页面存在、无孤立页面3方面）；表单测试（提交完整性、默认值正确性、受限值校验）。
• 构件应具备5特征：可组装型、可部署性（二进制、部署前无须编译）、文档化、独立性、标准化。
• 构件模型3要素：接口（操作名、参数、异常）；使用信息（全局唯一名/句柄、元数据、部署配置）；部署（打包规格、二进制构成）。主流构件模型：Web Services模型、EJB模型、.NET模型。
• 构件组装3方式：顺序组装（按顺序调用，输出输入须兼容）；层次组装（被调用构件"提供"接口与调用构件"请求"接口兼容）；叠加组装（多构件合并提供新接口，原构件互不调用）。
• 风险管理3体系：Boehm体系（风险估计+风险控制，偏理论）；Charette体系（分析+管理两阶段，与Boehm接近，偏理论）；CMU-SEI体系（SRE、CRM、TRM，基于实践的全面体系，把软件需求方纳入风险管理要素）。
• 质量认证2类：ISO 9000（一组标准统称，软件企业常用ISO 9001）；CMM（SEI 1987年研制，我国软件企业大多采用）。

判据

• DFD检查规则5条：父图中描述过的数据流必须在相应子图中出现；一个处理至少有一个输入流和一个输出流；一个存储必有流入和流出的数据流；一个数据流至少有一端是处理端；模型信息全面、完整、正确、一致。
• 需求变更控制策略6条：所有变更必须遵循变更控制过程；未获批准的变更不做设计和实现；由变更控制委员会决定实现哪些变更；风险承担者能了解变更内容；绝不能从配置库中删除或修改变更请求原始文档；每个集成的变更必须能跟踪到经核准的变更请求（水平可追踪性）。
• WBS任务分解5要求：工作包可控可管理、不过于复杂；分解不过细、一般不超过6层；每个工作包有一个交付成果；每个任务有明确定义的完成标准；有利于责任分配。
• 需求确认与验证检查4性：以需求规格说明为输入，确认完整性、正确性、一致性、可测试性和可行性（含有效性检查、一致性检查、可行性检查、确认可验证性）。
• CCB制定决策3确认点：有效决定必须到会的人数；决策方法（投票、一致通过等）；主席是否可否决集体决定。权衡"利"（节省资金/增加收入、客户满意度、竞争优势、缩短上市时间）与"弊"（开发费用增加、交付推迟、质量下降、功能减少、用户不满）。

案例

• 1968年NATO在联邦德国国际学术会议首次提出软件危机，1968/1969连续两次会议提出软件工程（5.1节）。
• 1987年Frederick Brooks《No Silver Bullet》说明需求过程在软件项目中的关键角色（5.2节）。
• 2001年2月17位软件开发专家在美国犹他州雪鸟镇聚会，正式提出敏捷概念并签署敏捷宣言（5.1.3节）。
• 20世纪70年代中期美国国防部研究软件项目失败原因，发现70%的项目因管理不善而非技术原因（5.7.1节）。

数据

• 软件工程定义4来源：Boehm、IEEE、Fritz Bauer（NATO会议）、《计算机科学技术百科全书》。
• 结构化方法：1978年Yourdon与Constantine提出；Yourdon方法是20世纪80年代使用最广泛的软件开发方法。
• 结构化编程：1965年由E.W.Dijkstra提出思想。
• IDEA：1990年瑞士联邦技术学院来学嘉与Massey提出；128位密钥、64位块、8轮迭代；25MHz VLSI芯片加密速率177Mb/s。
• AES历程：1997年1月NIST征集；15个候选选5个；2000年10月宣布Rijndael胜出；2002年5月26日发布正式标准；支持128/192/256位3种密钥；世界范围免版税。
• RUP：9个核心工作流、4个阶段；每循环生成产品新版本；每阶段由一个或多个迭代组成。
• CMMI框架：5个成熟度等级、18个关键过程域、52个过程目标、3168种关键实践。
• WBS层级：项目→任务→工作→日常活动；树形结构一般不超过6层。
• Scrum：产品Backlog（按商业价值排序）→挑选最高优先级组成Sprint backlog→每迭代末交付潜在可交付的产品增量。

易错点 / 边界情况

• 螺旋模型4部分顺序：目标设定→风险分析→开发和有效性验证→评审，每圈迭代一次生成新版本；但"系统应尽快收敛到用户可接受范围，否则可能中途夭折"。
• 原型模型中"大多数原型都废弃不用"——原型只是帮助定义需求的手段，不等于最终产品。
• 抛弃型原型确认需求后仍走完整瀑布模型；演化型原型则逐步完善成产品。
• Scrum≠XP：Scrum侧重项目管理；XP是最引人瞩目的轻量级方法，4价值观（交流/朴素/反馈/勇气）常考。
• RUP的4阶段≠瀑布的4阶段：初始/细化/构造/移交，每阶段可含多个迭代；里程碑评估未通过时可决定取消项目。
• "4+1"视图中谁关心哪个视图常考：分析测试人员→用例视图；最终用户→逻辑视图；程序员→实现视图；系统集成人员→进程视图；系统工程师→部署视图。
• CMMI 3级与4级的关键区别是"对过程性能的可预测"，勿答成"是否量化管理"以外的表述。
• 内聚耦合排序方向：耦合从低到高、内聚从高到低记忆；两者都分7型，但顺序无对称对应关系。
• 实体类"一定有属性但不一定有操作"；控制类"没有属性但一定有方法"；边界类"可兼有属性和方法"——三句话常出判断题。
• 结构化方法中SA用DFD+数据字典（分析阶段），SD用系统结构图SC（概要设计阶段），详细设计用程序流程图/NS/PAD/PDL——阶段与工具的对应别错位。
• NS盒图特点：强制使用结构化构造、不可能任意转移控制；PAD最大优点：能反映自顶向下的历史和过程。
• PDL外层语法确定（描述控制结构）、内层语法不确定（描述具体操作）——反了就错。
• 静态测试不是"不重要的测试"：单元测试先静态测试（静态分析、代码审查），再黑盒提用例、白盒验证补充。
• 验收测试与系统测试区别：系统测试是开发过程中的工作（独立测试小组）；验收测试由用户开展、依据合同，通过后产品可发布；Alpha（开发环境）与Beta（实际环境多用户）在交付前后进行。
• 净室软件工程"提倡不需要单元测试"是对的（用正确性验证+统计质量控制代替），但缺点之一是"不进行传统模块测试不现实"。
• 构件组装三方式都要写胶水代码；适配器解决的是接口不兼容，不是功能缺失。
• WBS"不超过6层"是一般原则，非硬性规定；工作包须由"唯一主体"负责完成。
• 变更控制的目的"不是控制变更的发生，而是对变更进行管理，确保变更有序进行"。
• 需求专题讨论会优点6条与头脑风暴法适用场景（新业务、流程高度不确定）区分。
• 敏捷方法划分小组的原则是"高内聚、低耦合"，与模块设计原则同名但语境不同。