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软考-软件设计师中级备考 12、软件工程

news 来源：原创 2025/7/15 8:34:49

一、软件工程概述

  • 定义：软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量软件的学科。它涉及到软件的开发、测试、维护、管理等多个方面，旨在运用一系列科学方法和技术手段，提高软件的质量和开发效率，降低软件开发成本和风险。
  • 目标：在给定的成本、进度等约束条件下，开发出满足用户需求、具有高可靠性、可维护性、可扩展性和可移植性等特性的软件产品。例如，开发一款社交媒体应用，不仅要实现用户注册登录、发布内容、互动交流等基本功能，还要保证系统在高并发情况下的稳定性和响应速度，同时便于后续添加新功能和进行界面优化等维护工作。
  • 主要内容：涵盖软件开发生命周期的各个阶段，包括需求分析、设计、编码、测试、维护等，以及软件开发过程中的项目管理、质量保证、配置管理等活动。

二、软件开发模型

  • 瀑布模型
    • 简介：按照线性顺序依次进行需求分析、设计、编码、测试、维护等阶段，如同瀑布流水一样，每个阶段都有明确的输入和输出，前一个阶段完成后才进入下一个阶段。
    • 特点：阶段划分明确，文档驱动，有利于大型项目的规范化管理，但灵活性较差，后期修改成本高。
    • 适用场景：需求明确、稳定，技术成熟的项目，如传统的企业信息管理系统开发。
  • 敏捷开发模型
    • 简介：强调快速迭代、客户参与、团队协作和响应变化，以用户的需求进化为核心，采用迭代、循序渐进的方法进行软件开发。
    • 特点：注重灵活性和适应性，能够快速响应需求变化，提高客户满意度，但对团队成员的能力和协作要求较高。
    • 适用场景：需求不确定、变化频繁的项目，如互联网产品开发。
  • 迭代模型
    • 简介：将项目划分为多个迭代周期，每个迭代都包含从需求分析到测试的完整过程，通过不断迭代逐步完善产品。
    • 特点：降低了项目风险，允许在每个迭代中对需求和设计进行调整，适用于需求不太明确但有一定的时间和资源限制的项目。
    • 适用场景：一些创新性产品的开发，在开发过程中需要不断根据市场反馈调整产品功能。
  • 快速原型模型
    • 简介：先快速构建一个可以运行的软件原型，让用户尽早接触和使用，以便收集用户反馈，明确需求，然后在此基础上进行正式的软件开发。
    • 特点：能够快速获取用户需求，降低因需求不明确导致的项目风险，但原型的可维护性通常较差。
    • 适用场景：适用于需求不明确、需要快速验证概念的项目，如一些新型移动应用的开发。

三、软件开发方法

  • 结构化开发方法
    • 简介：遵循自顶向下、逐步求精的原则，将系统分解为若干个层次化的模块，每个模块完成特定的功能，模块之间通过接口进行通信和协作。
    • 特点：具有良好的模块性和可维护性，便于团队成员分工协作，适合开发大型、复杂的系统。
    • 举例：开发一个铁路售票系统，可将其分解为车票预订、售票、退票、票务查询等模块，每个模块负责一项具体的业务功能，通过结构化的设计方法，使系统结构清晰，易于实现和维护。
  • 面向对象开发方法
    • 简介：将现实世界中的事物抽象为对象，每个对象都有自己的属性和行为，对象之间通过消息传递进行交互，通过继承、封装和多态等特性来实现软件的复用和扩展。
    • 特点：更符合人类的思维方式，能够更好地模拟现实世界，提高软件的可维护性和可扩展性。
    • 举例：开发一个医院管理系统，可将医生、患者、病历、科室等都视为对象。医生对象具有诊断疾病、开具处方等行为，患者对象具有挂号、就诊等行为，病历对象具有记录患者病情等属性。通过面向对象的方法，能够清晰地描述这些对象之间的关系和交互，方便系统的开发和维护。
  • 面向服务的架构（SOA）开发方法
    • 简介：将应用程序的不同功能单元（服务）通过网络协议和标准接口进行连接和交互，以实现松耦合的系统架构。
    • 特点：具有高度的灵活性和可扩展性，便于不同系统之间的集成和互操作，能够快速响应业务需求的变化。
    • 举例：大型企业的信息化建设中，可能涉及多个不同的业务系统，如财务系统、人力资源系统、供应链管理系统等。采用 SOA 开发方法，可以将这些系统中的功能以服务的形式暴露出来，通过服务总线进行集成，实现各个系统之间的数据共享和协同工作。

四、极限编程（XP）

  • 简介：是一种轻量级的敏捷开发方法，强调团队合作、客户参与、简单设计、快速反馈和持续改进。它包含了一系列的实践方法，如结对编程、测试驱动开发、持续集成等。
  • 核心实践
    • 结对编程：两名程序员坐在同一台电脑前，共同编写代码，一人负责编写，另一人负责审查和提供建议，两人定期交换角色。这样可以提高代码质量，促进知识共享和团队协作。
    • 测试驱动开发（TDD）：先编写测试用例，然后根据测试用例来编写代码，使代码通过测试。这种方式可以确保代码的可测试性和质量，同时也有助于设计出更加简洁和易于维护的代码结构。
    • 持续集成：团队成员频繁地将自己的代码集成到共享的代码库中，每次集成后都会进行自动化测试，以便及时发现和解决集成问题，确保系统的稳定性和一致性。
    • 简单设计：强调保持设计的简洁性，只关注当前的需求，避免过度设计和复杂的架构。随着需求的变化，逐步对设计进行改进和优化。
    • 客户现场：邀请客户或业务代表参与到开发过程中，以便开发团队能够及时了解客户需求，获取反馈，确保开发的产品符合客户的期望。
  • 特点：适用于小型、高风险、需求变化频繁的项目，能够快速响应需求变化，提高软件质量和团队的工作效率，但对团队成员的素质和协作能力要求较高。
  • 举例：开发一个小型的移动应用，团队成员较少，需求可能会根据市场反馈不断调整。采用极限编程方法，通过结对编程提高代码质量，利用测试驱动开发确保代码的可靠性，持续集成保证系统的稳定性，简单设计使开发过程更加灵活，客户现场参与则能让产品更好地满足用户需求。

五、需求分析

  • 定义：深入了解用户和系统的功能、性能、可靠性等具体要求，将用户非形式的需求表述转化为完整的需求定义，从而确定系统必须完成的任务。
  • 过程
    • 需求获取：通过与用户、客户、领域专家等相关人员进行沟通交流，采用问卷调查、访谈、观察、原型演示等方法，收集系统的功能、性能、环境、界面等方面的需求信息。例如，开发一个电商网站，需要与电商平台运营者、商家、消费者等进行沟通，了解他们对网站的功能需求，如商品展示、购物车、支付、物流跟踪等，以及对界面设计、性能等方面的要求。
    • 需求分析：对获取到的需求信息进行分析、整理和提炼，明确系统的功能边界、数据流程、业务规则等，消除需求中的矛盾和歧义。例如，分析电商网站中不同用户角色的操作流程和权限，确定商品数据的存储和管理方式，以及订单处理的业务规则等。
    • 需求规格说明书编写：将经过分析和整理的需求以规范、清晰、准确的方式编写成需求规格说明书，作为软件开发的依据和各方沟通的桥梁。需求规格说明书应包括系统概述、功能需求、性能需求、接口需求、数据需求等内容。
    • 需求验证：通过与用户、开发团队、测试团队等相关人员进行评审、确认等活动，确保需求规格说明书准确地反映了用户的需求，并且是可实现、可测试的。
  • 重要性：需求分析是软件开发的基础和关键环节，直接影响软件产品的质量和用户满意度。如果需求分析不充分或不准确，可能导致开发出的软件无法满足用户需求，需要进行大量的返工和修改，甚至可能导致项目失败。

六、系统设计

  • 概要设计
    • 简介：又称总体设计，将软件需求转化为软件体系结构，确定系统的模块划分、模块之间的关系以及系统的总体数据结构和数据库设计等。
    • 主要任务：确定系统的总体架构，如分层架构、分布式架构等；划分模块，明确每个模块的功能和职责；设计模块之间的接口，包括接口的参数、返回值和调用方式等；进行数据库概念设计，确定数据库的主要表结构和关系。
    • 举例：开发一个企业资源规划（ERP）系统，采用分层架构，将系统分为表示层、业务逻辑层、数据访问层等。在模块划分方面，可分为采购管理模块、销售管理模块、库存管理模块、财务管理模块等。设计模块之间的接口，例如采购管理模块与库存管理模块之间的接口，用于传递采购入库和库存更新等信息。同时，进行数据库概念设计，确定供应商表、客户表、产品表、订单表等主要表结构及其之间的关联关系。
  • 详细设计
    • 简介：在概要设计的基础上，对每个模块进行详细的算法设计、数据结构设计、界面设计等，明确模块内部的实现细节，为编码实现提供具体的指导。
    • 主要任务：为每个模块设计具体的算法，描述算法的执行步骤和逻辑；设计模块内部的数据结构，包括变量的定义、数据的组织方式等；进行界面详细设计，确定界面的布局、控件的类型和位置、交互方式等；设计数据库的物理结构，如表的存储方式、索引的创建等。
    • 举例：以 ERP 系统中的销售管理模块为例，详细设计时要确定销售订单录入的具体算法，如何验证订单信息的合法性和完整性；设计销售订单数据结构，包括订单编号、客户信息、产品信息、数量、金额等字段的定义和存储方式；进行销售订单录入界面的详细设计，确定各个字段的输入框、下拉框等控件的位置和样式，以及如何实现数据的实时验证和提示。同时，设计数据库的物理结构，根据业务需求为销售订单表创建合适的索引，以提高数据查询和处理的效率。

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编程日记 2025/7/7 23:33:22

学习黑客分析案例

▶️ Day 2 任务 – 「怪物图鉴」实战 选一条最新安全事件&#xff08;国内外均可&#xff0c;建议 1 年内&#xff09; 例&#xff1a;CVE-2024-21887 Ivanti VPN RCE 用下列表格框架&#xff0c;3 句话归纳它的“派系”“CIA 受击点”“一句话原理”&#xff1a; 攻击流派…...

编程日记 2025/6/29 5:12:36

sonar-scanner在扫描JAVA项目时为什么需要感知.class文件

1 概述 SonarQube是一个静态代码分析工具&#xff0c;主要用于检查源代码的质量&#xff0c;包括代码重复、潜在漏洞、代码风格问题等。而SonarScanner是SonarQube的客户端工具&#xff0c;负责将代码进行形态分析&#xff0c;并将结果发送到SonarQube服务器。所以&#xff0c…...

编程日记 2025/7/7 23:31:52

AtCoder Beginner Contest 404（ABCDE）

A - Not Found 翻译&#xff1a; 给您一个字符串S&#xff0c;长度在1 到25 之间&#xff0c;由小写英文字母组成。 输出S 中没有出现的一个小写英文字母。 如果有多个这样的字母&#xff0c;可以输出其中任何一个。 思路&#xff1a; 数组记录存在于 s 中的字母。&#xff08…...

编程日记 2025/6/29 5:12:37

【言语理解】中心理解题目之结构分析

front:中心理解题目之抓住关键信息 3.1 五种常见对策表达方式 3.1.1 祈使或建议给对策 应该&#xff08;应&#xff09; 需要&#xff08;要&#xff09; eg&#xff1a;……。对此&#xff0c;媒体要做好自我规约。……。 eg&#xff1a;……。然而&#xff0c;两地仅简单承接…...

编程日记 2025/6/29 8:13:10

DeepSeek-Prover-V2-671B：AI在数学定理证明领域的重大突破

文章目录 什么是DeepSeek-Prover-V2-671B&#xff1f;核心技术亮点1. **超大规模参数与高效推理**2. **超长上下文窗口**3. **强化学习与合成数据** 主要应用场景1. **教育领域**2. **科学研究**3. **工程设计**4. **金融分析** 开源与商业化性能表现总结 2025年4月30日&#x…...

编程日记 2025/6/30 16:35:10

React18组件通信与插槽

1、为DOM组件设置Props 在react中jsx中的标签属性被称为Props DOM组件的类属性&#xff0c;为了防止与js中的class属性冲突改成了className DOM组件的style属性 import image from "./logo.svg"; function App() {const imgStyleObj {width: 200,height: 200,};re…...

编程日记 2025/6/29 5:12:34

第15章 对API的身份验证和授权

第15章 对API的身份验证和授权 在构建RESTful API时，确保只有经过身份验证和授权的用户才能访问特定资源是至关重要的。身份验证是确认用户身份的过程，而授权则是决定用户是否有权访问特定资源的过程。在本章中，我们将详细探讨如何在ASP.NET Core Web API中实现身份验证和授…...

编程日记 2025/6/29 7:49:33