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一、软件工程概述

1. 软件工程基本概念

• 定义：应用系统化、规范化、可量化的方法开发、运行和维护软件的学科

• 目标：提高软件质量、降低开发成本、控制开发周期

• 三要素：方法、工具、过程

2. 软件生命周期

• 可行性分析 → 需求分析 → 设计 → 编码 → 测试 → 维护

• 各阶段任务、交付物和评审要求

3. 软件工程基本原则

• 分阶段生命周期计划

• 阶段性评审验证

• 严格的产品控制

• 采用现代程序设计技术

• 结果应能清楚地审查

• 开发小组人员素质要求

• 承认不断改进软件工程的必要性

二、软件过程模型

1. 传统模型

• 瀑布模型：线性顺序、文档驱动

• V模型：测试活动与开发阶段对应

• 原型模型：快速原型、演化原型

• 增量模型：分批次交付功能

2. 迭代模型

• 螺旋模型：风险驱动、迭代循环

• RUP：初始、细化、构造、移交四个阶段

3. 敏捷模型

• Scrum：Sprint迭代、产品待办列表

• XP：结对编程、测试驱动开发

• Kanban：可视化工作流、限制WIP

三、需求分析

1. 需求工程过程

• 需求获取 → 需求分析 → 需求规格说明 → 需求验证

2. 需求分类

• 功能需求：系统应提供的服务

• 非功能需求：性能、安全性等质量属性

• 领域需求：特定应用领域相关需求

3. 需求分析方法

• 结构化分析：数据流图(DFD)、ER图

• 面向对象分析：用例图、类图

• 形式化方法：Z语言、Petri网

4. 需求规格说明书(SRS)

• IEEE标准830内容框架

• 需求可追溯性管理

四、系统设计

1. 设计过程

• 体系结构设计 → 模块设计 → 接口设计 → 数据设计

2. 设计原则

• SOLID原则

• 高内聚低耦合

• 信息隐藏

• 模块化设计

3. 设计方法

• 结构化设计：结构图、模块说明书

• 面向对象设计：UML建模

• 设计模式：创建型、结构型、行为型

4. 架构风格

• 分层架构

• MVC架构

• 微服务架构

• 事件驱动架构

五、系统测试

1. 测试级别

• 单元测试 → 集成测试 → 系统测试 → 验收测试

2. 测试类型

• 功能测试

• 性能测试(负载/压力/并发测试)

• 安全测试

• 兼容性测试

• 回归测试

3. 测试技术

• 黑盒测试：等价类、边界值、决策表

• 白盒测试：语句/分支/条件/路径覆盖

• 灰盒测试

4. 测试管理

• 测试用例设计

• 缺陷生命周期管理

• 测试覆盖率分析

六、运行和维护

1. 软件部署

• 部署计划制定

• 环境配置管理

• 数据迁移策略

2. 维护类型

• 改正性维护：修复缺陷

• 适应性维护：适应环境变化

• 完善性维护：功能增强

• 预防性维护：提高可维护性

3. 维护过程

• 变更控制流程

• 影响分析

• 配置管理

• 维护记录与度量

4. 软件退役

• 数据归档

• 系统替换计划

• 知识转移

七、软件项目管理

1. 项目规划

• 工作分解结构(WBS)

• 估算技术：功能点、COCOMO模型

• 进度计划：甘特图、PERT图

2. 风险管理

• 风险识别与分析

• 风险应对策略

• 风险监控

3. 质量管理

• 质量计划

• 质量保证活动

• 质量控制技术

4. 配置管理

• 版本控制

• 变更管理

• 构建管理

八、软件质量

1. 质量模型

• ISO 9126质量特性

• McCall质量模型

• Dromey质量模型

2. 质量保证

• 评审与审计

• 过程改进

• 标准与规范

3. 质量度量

• 缺陷密度

• 故障率

• 可用性度量

九、软件度量

1. 产品度量

• 规模度量：代码行、功能点

• 复杂度度量：圈复杂度

• 可靠性度量：MTBF

2. 过程度量

• 生产率度量

• 进度偏差

• 成本绩效指数

3. 项目度量

• 团队效率

• 沟通效率

• 资源利用率

十、软件工具与开发环境

1. 开发工具

• IDE工具：Eclipse、Visual Studio

• 建模工具：Enterprise Architect、Rational Rose

• 版本控制：Git、SVN

2. 测试工具

• 单元测试：JUnit、NUnit

• 自动化测试：Selenium、LoadRunner

• 缺陷跟踪：JIRA、Bugzilla

3. 集成开发环境

• 持续集成：Jenkins、Travis CI

• 容器化：Docker、Kubernetes

• 云开发环境

4. CASE工具

• 上流CASE：需求分析、设计工具

• 下流CASE：编码、测试工具

• 集成CASE：全生命周期支持

知识体系关联图

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软件工程概述
├─ 软件过程模型 → 项目管理
├─ 需求分析 → 系统设计 → 系统测试 → 运行维护
├─ 软件质量 ↔ 软件度量
└─ 软件工具与环境（支持全生命周期）

这个知识体系涵盖了软件工程从理论到实践的各个方面，建议结合实际项目经验逐步深入理解每个知识点，并通过案例学习掌握其应用方法。