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软件需求规格说明书（SRS，Software Requirement Specification）是需求分析阶段得出的最主要的文档。软件需求规格说明书的特点：有正确性、无歧义性、完整性、可验证性、一致性、可理解性、可修改性和可追踪性。其中最重要的是无歧义性。 【考点10】软件设计的基本概念 软件设计是确定系统的物理模型。
软件设计是开发阶段最重要的步骤，是将需求准确地转化为完整的软件产品或系统的唯一途径。
从技术观点上看，软件设计包括软件结构设计、数据设计、接口设计、过程设计。 （1）结构设计定义软件系统各主要部件之间的关系； （2）数据设计将分析时创建的模型转化为数据结构的定义；
（3）接口设计是描述软件内部、软件和协作系统之间以及软件与人之间如何通信； （4）过程设计则是把系统结构部件转换为软件的过程性描述。
从工程管理角度来看，软件设计分两步完成：概要设计和详细设计。
（1）概要设计将软件需求转化为软件体系结构、确定系统级接口、全局数据结构或数据库模式；
（2）详细设计确立每个模块的实现算法和局部数据结构，用适当方法表示算法和数据结构的细节。
【考点11】软件设计的基本原理
1、软件设计中应该遵循的基本原理和与软件设计有关的概念： 模块化：把程序划分成独立命名且可独立访问的模块，每个模块完成一个子功能。 抽象化：抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节。 信息隐藏和局部化：信息隐蔽是指在一个模块内包含的信息（过程或数据），对于不需要这些信息的其他模块来说是不能访问的，实现信息隐蔽依靠对象的封装。 模块独立性：模块独立性是指每个模块只完成系统要求的独立的子功能，并且与其他模块的联系最少且接口简单。模块的独立程度是评价设计好坏的重要度量标准。 【考点12】耦合性和内聚性
衡量软件的模块独立性是用耦合性和内聚性两个定性的度量标准。
耦合性：是对一个软件结构内不同模块之间互联程度的度量。耦合性的强弱取决于模块间接口的复杂程度。
内聚性：是一个模块内部各个元素间彼此结合的紧密程度的度量。
一个模块的内聚性越强则该模块的模块独立性越强。一个模块与其他模块的耦合性越强则该模块的模块独立性越弱。
在结构程序设计中，模块划分的原则是模块内具有高内聚度，模块间具有低耦合度。 耦合和内聚的种类（详见教材第35页）。 耦合度由低到高：非直接耦合，数据耦合，标记耦合，控制耦合，外部耦合，公共耦合，内容耦合。
内聚性由强到弱：功能内聚，顺序内聚，通信内聚，过程内聚，时间内聚，逻辑内聚，偶然内聚。
【考点13】结构化设计方法
结构化分析方法是面向数据流自顶而下，逐步求精进行需求分析的方法，基本思想将软件设计成由相对独立，单一功能的模块组成的结构，与结构分析方法衔接使用，以数据流图为基础得到软件的模块结构，适用于变换型结构和事物型结构的目标系统。 1、概要设计的任务：（1）划分出组成系统的物理元素 （2）设计软件的结构 2、概要设计的工具：
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结构图（SC-Structure Chart）也称程序结构图，在结构图中，模块用一个矩形表示，箭头表示模块间的调用关系。可以用带注释的箭头表示模块调用过程中来回传递的信息。还可用带实心圆的箭头表示传递的是控制信息，空心圆箭心表示传递的是数据。 结构图的基本形式：基本形式、顺序形式、重复形式、选择形式。
结构图有四种模块类型：传入模块、传出模块、变换模块和协调模块。 程序结构图中的专业术语：
名称 深度 宽度 扇入 扇出 原子模块 表示控制的层数 整体控制跨度（最大模块的层）的表示 调用该模块的模块个数 一个模块直接调用的其他模块数 树中位于叶子节点的模块 描述 上级模块，从属模块 上，下两层模块a和b，且有a调用b，则a是上级模块，b是从属模块 3、面向数据流的设计方法 任何软件系统都可以用数据流图表示，典型的数据流类型有两种：变换型和事务型。 变换型系统结构图由输入、中心变换、输出三部分组成。 4、设计的准则 （1）提高模块独立性。 （2）模块规模适中。 （3）深度，宽度，扇出和扇入适当。如果深度过大，则说明有的控制模块可能简单了，如果宽度过大，则说明系统的控制过于集中，扇出过大说明模块过分复杂，需要控制和协调过多的下级模块，应适当加中间层次，扇出过小可以把模块进一步分解成若干小模块，或合并到上级模块中，扇入越大则共享该模块的上级数目越多。好的软件设计结构通常顶层高扇出，中间扇出较少，底层高扇入。 （4）使模块的作用域在该模块的控制域内。 （5）减少模块的接口和界面的复杂性。 （6）设计成单入口，单出口的模块。 （7）设计功能可预测的模块。 详细设计常用的设计工具（工程设计工具）：图形工具，表格工具和语言工具。 图形工具： 程序流程图：箭头表示控制流，方框表示加工步骤，菱形表示逻辑条件。 N-S图：有五种基本图形。 PAD图：问题分析图，有五种基本图型。 表格工具：判定表。 语言工具：PDL——过程设计语言（结构化的英语和伪码）。 【考点14】软件测试的目标和准则 软件测试的目标：发现程序中的错误。 软件测试的准则：
（1）所有测试都是应追溯到需求。
（2）严格执行测试计划，排除测试的随意性。
（3）充分注意测试中的群集表现。程序中存在错误的概率与该程序中已发现的错误数成正比。
（4）程序员应避免检查自己的程序。
（5）穷举测试不可能。穷举测试是把程序所有可能的执行路径都进行检查，即使小规模的
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程序的执行路径数也相当大，不可能穷尽，说明测试只能证明程序有错，不能证明程序中无错。
（6）妥善保存测试计划，测试用例出错统计和最终分析报告。
【考点15】软件测试方法
从是否需要执行被测软件的角度分为静态测试和动态测试;按功能分为白盒测试和黑盒测试 1、静态测试和动态测试
静态测试包括代码检查、静态结构分析、代码质量度量。不实际运行软件，主要通过人工进行。
动态测试是通过运行软件来检验软件中的动态行为和运行结果的正确性。动态测试的关键是使用设计高效、合理的测试用例。测试用例就是为测试设计的数据，由测试输入数据（输入值集）和预期的输出结果（输出值集）两部份组成。测试用例的设计方法一般分为两类：黑盒测试方法和白盒测试方法。 2、白盒测试和黑盒测试 （1）白盒测试
白盒测试也称为结构测试或逻辑测试，是把程序看成装在一只透明的白盒子里，测试者完全了解程序的结构和处理过程。它根据程序的内部逻辑来设计测试用例，检查程序中的逻辑通路是否都按预定的要求正确地工作。 白盒测试的基本原则：
（1）保证所测模块中每一独立路径至少执行一次。
（2）保证所测模块所有判断的每一分支至少执行一次。 （3）保证所测模块每一循环都在边界条件和一般条件下至少各执行一次。 （4）验证所有内部数据结构的有效性。 （5）按照白盒测试的基本原则，“白盒”法是穷举路径测试。 白盒测试的方法：逻辑覆盖，基本路经测试。 （2）黑盒测试
黑盒测试也称功能测试或数据驱动测试，是把程序看成一只黑盒子，测试者完全不了解，或不考虑程序的结构和处理过程。它根据规格说明书的功能来设计测试用例，检查程序的功能是否符合规格说明的要求。
黑盒测试的方法：等价划分法，边界值分析法，错误推测法。
【考点16】软件测试的实施
软件测试过程分4个步骤，即单元测试、集成测试、验收测试和系统测试。 单元测试是对软件设计的最小单位——模块进行正确性检验的测试，单元测试的根据是源程序和详细设计说明书，单元测试的技术可以采用静态分析和动态测试。
单元测试期间对模块进行的测试：模块接口，局部数据结构，重要的执行通路，出错处理通路，边界条件。
驱动模块相当于被测模块的主程序，它接收测试数据，并传给所测模块，输出实际测试结果 桩模块通常用于代替被测模块调用的其他模块，其作用仅做少量的数据操作，是一个模拟子程序。
集成测试是测试和组装软件的系统化技术，主要目的是发现与接口有关的错误，集成测试的依据是概要设计说明书。
集成测试的方法：非增量方式组装和增量方法组装。
增量方式包括自顶而下的增量方式，自底而上的增量方式和混合增量方式。 确认测试的任务是验证软件的功能和性能，确认测试的实施首先运用黑盒测试方法，对软件进行有效性测试，即验证被测软件是否满足需求规格说明确认的标准。
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检查软件产品是否符合需求定义的过程是：确认测试。
系统测试是通过测试确认的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、支撑软件、数据和人员等其他系统元素组合在一起，在实际运行（使用）环境下对计算机系统进行一系列的集成测试和确认测试。 系统测试的具体实施一般包括：功能测试、性能测试、操作测试、配置测试、外部接口测试、安全性测试等。
【考点17】程序调试
在对程序进行了成功的测试之后将进入程序调试（通常称Debug，即排错）。 程序的调试任务是诊断和改正程序中的错误。 程序调试和软件测试的区别：
（1）软件测试是尽可能多地发现软件中的错误，而程序调试先要发现软件的错误，然后借助于一定的调试工具去执行找出软件错误的具体位置。 （2）软件测试贯穿整个软件生命期，调试主要在开发阶段。 程序调试的基本步骤：
（1）错误定位。从错误的外部表现形式入手，研究有关部分的程序，确定程序中出错位置，找出错误的内在原因；
（2）修改设计和代码，以排除错误； （3）进行回归测试，防止引进新的错误。 软件调试可分为静态调试和动态调试。静态调试主要是指通过人的思维来分析源程序代码和排错，是主要的设计手段，而动态调试是辅助静态调试的。 主要的调试方法有：
（1）强行排错法； （2）回溯法； （3）原因排除法，包括演绎法，归纳法和二分法。
第四章 数据库设计基础
【考点1】数据库的基本概念
数据（Data）是数据库存储的基本对象，是描述事物的符号记录。
数据库（DB）是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合，它具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序所共享，所以数据库技术的根本目标是解决数据共享问题。
数据库管理系统（DBMS）是数据库的管理机构，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等。数据库管理系统是数据库系统的核心。数据库系统包含数据库和数据库管理系统。
数据库管理系统的功能：
（1）数据模式定义：即为数据库构建其数据框架；
（2）数据存取的物理构建：为数据模式的物理存取与构建提供有效的存取方法与手段； （3）数据操纵：为用户使用数据库的数据提供方便，如查询、插入、修改、删除等以及简单的算术运算及统计；
（4）数据的完整性、安全性定义与检查； （5）数据库的并发控制与故障恢复；
（6）数据的服务：如拷贝、转存、重组、性能监测、分析等。
为完成数据库管理系统的功能，数据库管理系统提供相应的数据语言：
数据定义语言（DDL）：负责数据模式定义和数据物理存取构建。 数据操纵语言（DML）：负责数据的操纵。 数据控制语言（DCL）：负责数据完整性，安全性的定义与检查以及并发控制，故障恢复等
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功能。
数据语言按使用方式具有两个结构形式：交互式命令语言（自含型和自主型语言）和宿主型语言。
数据库管理员（DBA）的工作：数据库设计，数据库维护，改善系统性能，提高系统效率。 数据库系统（DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户构成。
数据库应用系统（DBAS）是数据库系统再加上应用软件及应用界面这三者所组成，具体包括：数据库、数据库管理系统、数据库管理员、硬件平台、软件平台、应用软件、应用界面。 【考点2】数据管理的发展和基本特点
数据管理技术的发展经历了三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段，数据独立性最高的阶段是数据库系统阶段。
人工管理阶段特点：（1）计算机系统不提供对用户数据的管理功能（2）数据不能共享（3）不单独保存数据。 文件系统阶段的缺陷：（1）数据冗余（2）不一致性（3）数据联系弱。
数据库系统的发展阶段：第一代的网状、层次数据库系统；第二代的关系数据库系统；第三代的以面向对象模型为主要特征的数据库系统。
数据库系统的基本特点：
（1）数据的高集成性 （2）数据的高共享性和低冗余性 （3）数据高独立性 （4）数据统一管理与控制。
数据独立性是数据与程序间的互不依赖性，即数据库中的数据独立于应用程序而不依赖于应用程序。
数据的独立性一般分为物理独立性与逻辑独立性两种。
（1）物理独立性：当数据的物理结构（包括存储结构、存取方式等）改变时，其逻辑结构，应用程序都不用改变。
（2）逻辑独立性：数据的逻辑结构改变了，如修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据间联系等，用户的应用程序可以不变。
【考点3】数据系统的内部结构体系 1、数据统系统的三级模式： （1）概念模式，也称逻辑模式，是对数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户公共数据视图。一个数据库只有一个概念模式。
（2）外模式，外模式也称子模式，它是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，一个概念模式可以有若干个外模式。
（3）内模式，内模式又称物理模式，它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。一个数据库只有一个内模式。
内模式处于最底层，它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式，概念模式处于中间层，它反映了设计者的数据全局逻辑要求，而外模式处于最外层，它反映了用户对数据的要求。
2、数据库系统的两级映射 （详见教材第55页） 两级映射保证了数据库系统中数据的独立性。
（1）概念模式到内模式的映射。该映射给出了概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系；
（2）外模式到概念模式的映射。概念模式是一个全局模式而外模式是用户的局部模式。一个概念模式中可以定义多个外模式，而每个外模式是概念模式的一个基本视图。 【考点4】数据模型的基本概念
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