【文章內容簡介】 能力，也不能直接修改其內部狀態(tài)，對象的內部狀態(tài)只能由其自身改變。*：信息隱蔽是通過對象的封裝性來實現(xiàn)的。 （5）模塊獨立性好。對象是面向對象的軟件的基本模塊，它是由數(shù)據(jù)及可以對這些數(shù)據(jù)施加的操作所組成的統(tǒng)一體，而且對象是以數(shù)據(jù)為中心的，操作圍繞對其數(shù)據(jù)所需做的處理來設置，沒有無關的操作。從模塊的獨立性考慮，對象內部各種元素彼此結合得很緊密，內聚性強。類是指具有共同屬性、共同方法的對象的集合。所以類是對象的抽象，對象是對應類的一個實例。消息是一個實例與另一個實例之間傳遞的信息。消息的組成包括：（1）接收消息的對象的名稱；（2）消息標識符，也稱消息名；（3）零個或多個參數(shù)。*：在面向對象方法中，一個對象請求另一個對象為其服務的方式是通過發(fā)送消息。繼承是指能夠直接獲得已有的性質和特征，而不必重復定義他們。繼承分單繼承和多重繼承。單繼承指一個類只允許有一個父類，多重繼承指一個類允許有多個父類。*：類的繼承性是類之間共享屬性和操作的機制，它提高了軟件的可重用性。多態(tài)性是指同樣的消息被不同的對象接受時可導致完全不同的行動的現(xiàn)象。本章應考點撥：本章在考試中會出現(xiàn)約1個題目，所占分值大約占2分，是出題量較小的一章。本章內容比較少，也很簡單，掌握住基本的概念就可以輕松應對考試了，所以在這部分丟分，比較可惜。第三章 軟件工程基礎 軟件工程基本概念軟件的相關概念計算機軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關文檔的完整集合。軟件的特點包括：1）軟件是一種邏輯實體，而不是物理實體，具有抽象性軟件的這個特點使它與其它工程對象有著明顯的差異。人們可以把它記錄在存儲介質上，但卻無法看到軟件本身的形態(tài)，必須通過觀察、分析、思考、判斷，才能了解它的功能、性能等特性。；2）軟件的生產與硬件不同，它沒有明顯的制作過程；3）軟件在運行、使用期間不存在磨損、老化問題；4）軟件的開發(fā)、運行對計算機系統(tǒng)具有依賴性，受計算機系統(tǒng)的限制，這導致了軟件移植的問題；5）軟件復雜性高，成本昂貴；6）軟件開發(fā)涉及諸多的社會因素許多軟件的開發(fā)和運行涉及軟件用戶的機構設置，體制問題以及管理方式等，甚至涉及到人們的觀念和心理，軟件知識產權及法律等問題。軟件危機與軟件工程軟件工程概念的出現(xiàn)源自軟件危機。所謂軟件危機是泛指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中所遇到的一系列嚴重問題。具體的說，在軟件開發(fā)和維護過程中，軟件危機主要表現(xiàn)在：1）軟件需求的增長得不到滿足。用戶對系統(tǒng)不滿意的情況經(jīng)常發(fā)生。2）軟件開發(fā)成本和進度無法控制。開發(fā)成本超出預算，開發(fā)周期大大超過規(guī)定日期的情況經(jīng)常發(fā)生。3）軟件質量難以保證。4）軟件不可維護或維護程度非常低。5）軟件的成本不斷提高。6）軟件開發(fā)生產率的提高跟不上硬件的發(fā)展和應用需求的增長。總之，可以將軟件危機可以歸結為成本、質量、生產率等問題。軟件工程是應用于計算機軟件的定義、開發(fā)和維護的一整套方法、工具、文檔、實踐標準和工序。軟件工程的目的就是要建造一個優(yōu)良的軟件系統(tǒng)，它所包含的內容概括為以下兩點：1）軟件開發(fā)技術，主要有軟件開發(fā)方法學、軟件工具、軟件工程環(huán)境。2）軟件工程管理，主要有軟件管理、軟件工程經(jīng)濟學。軟件工程的主要思想是將工程化原則運用到軟件開發(fā)過程，它包括3個要素：方法、工具和過程。方法是完成軟件工程項目的技術手段；工具是支持軟件的開發(fā)、管理、文檔生成；過程支持軟件開發(fā)的各個環(huán)節(jié)的控制、管理。軟件工程過程是把輸入轉化為輸出的一組彼此相關的資源和活動。軟件生命周期軟件生命周期：軟件產品從提出、實現(xiàn)、使用維護到停止使用退役的過程。軟件生命周期分為軟件定義、軟件開發(fā)及軟件運行維護三個階段：1）軟件定義階段：包括制定計劃和需求分析。制定計劃：確定總目標；可行性研究；探討解決方案；制定開發(fā)計劃。需求分析：對待開發(fā)軟件提出的需求進行分析并給出詳細的定義。2）軟件開發(fā)階段：軟件設計：分為概要設計和詳細設計兩個部分。軟件實現(xiàn)：把軟件設計轉換成計算機可以接受的程序代碼。軟件測試：在設計測試用例的基礎上檢驗軟件的各個組成部分。3）軟件運行維護階段：軟件投入運行，并在使用中不斷地維護，進行必要的擴充和刪改。*：軟件生命周期中所花費最多的階段是軟件運行維護階段。軟件工程的目標與原則（1）軟件工程目標：在給定成本、進度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護性、可重用性、可適應性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產品。（2）軟件工程需要達到的基本目標應是：付出較低的開發(fā)成本；達到要求的軟件功能；取得較好的軟件性能；開發(fā)的軟件易于移植；需要較低的維護費用；能按時完成開發(fā)，及時交付使用。（3）軟件工程原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗證性。1)抽象：抽象是事物最基本的特性和行為，忽略非本質細節(jié)，采用分層次抽象，自頂向下，逐層細化的辦法控制軟件開發(fā)過程的復雜性。2）信息隱蔽：采用封裝技術，將程序模塊的實現(xiàn)細節(jié)隱蔽起來，使模塊接口盡量簡單。3）模塊化：模塊是程序中相對獨立的成分，一個獨立的編程單位，應有良好的接口定義。模塊的大小要適中，模塊過大會使模塊內部的復雜性增加，不利于模塊的理解和修改，也不利于模塊的調試和重用；模塊太小會導致整個系統(tǒng)表示過于復雜，不利于控制系統(tǒng)的復雜性。4）局部化：保證模塊間具有松散的耦合關系，模塊內部有較強的內聚性。5）確定性：軟件開發(fā)過程中所有概念的表達應是確定、無歧義且規(guī)范的。6）一致性：程序內外部接口應保持一致，系統(tǒng)規(guī)格說明與系統(tǒng)行為應保持一致。7）完備性：軟件系統(tǒng)不丟失任何重要成分，完全實現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能。8）可驗證性：應遵循容易檢查、測評、評審的原則，以確保系統(tǒng)的正確性。軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境(1)軟件開發(fā)工具軟件開發(fā)工具的完善和發(fā)展將促使軟件開發(fā)方法的進步和完善，促進軟件開發(fā)的高速度和高質量。軟件開發(fā)工具的發(fā)展是從單項工具的開發(fā)逐步向集成工具發(fā)展的，軟件開發(fā)工具為軟件工程方法提供了自動的或半自動的軟件支撐環(huán)境。同時，軟件開發(fā)方法的有效應用也必須得到相應工具的支持，否則方法將難以有效的實施。（2）軟件開發(fā)環(huán)境 軟件開發(fā)環(huán)境（或稱軟件工程環(huán)境）是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具集合。計算機輔助軟件工程（CASE，Computer Aided Software Engineering）將各種軟件工具、開發(fā)機器和一個存放開發(fā)過程信息的中心數(shù)據(jù)庫組合起來，形成軟件工程環(huán)境。它將極大降低軟件開發(fā)的技術難度并保證軟件開發(fā)的質量。 結構化分析方法結構化方法的核心和基礎是結構化程序設計理論。需求分析需求分析方法有：1）結構化需求分析方法；2）面向對象的分析方法。*：需求分析的任務就是導出目標系統(tǒng)的邏輯模型，解決“做什么”的問題。*：需求分析一般分為需求獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格說明書和需求評審四個步驟進行。結構化分析方法結構化分析方法是結構化程序設計理論在軟件需求分析階段的應用。結構化分析方法的實質：著眼于數(shù)據(jù)流，自頂向下，逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流程，以數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工具，建立系統(tǒng)的邏輯模型。結構化分析的常用工具：1）數(shù)據(jù)流圖（DFD）；2）數(shù)據(jù)字典（DD）；3）判定樹；4）判定表。數(shù)據(jù)流圖以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動和處理的過程，它反映了系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，是結構化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。下圖是數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素：加工（轉換）：輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產生輸出。數(shù)據(jù)流：沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，一般在旁邊標注數(shù)據(jù)流名。存儲文件（數(shù)據(jù)源）：表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。源，潭：表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口，屬系統(tǒng)之外的實體。畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟：自外向內，自頂向下，逐層細化，完善求精。下圖是一個數(shù)據(jù)流圖的示例：數(shù)據(jù)字典：對所有與系統(tǒng)相關的數(shù)據(jù)元素的一個有組織的列表，以及精確的、嚴格的定義，使得用戶和系統(tǒng)分析員對于輸入、輸出、存儲成分和中間計算結果有共同的理解。*：數(shù)據(jù)字典的作用是對數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋。*：數(shù)據(jù)字典是結構化分析方法的核心。軟件需求規(guī)格說明書（SRS）軟件需求規(guī)格說明書是需求分析階段的最后成果，通過建立完整的信息描述、詳細的功能和行為描述、性能需求和設計約束的說明、合適的驗收標準，給出對目標軟件的各種需求。軟件需求規(guī)格說明書應具有以下特點：1）正確性；2）無歧義性；3）完整性；4）可驗證性；5）一致性；6）可理解性；7）可修改性；8）可追蹤性，其中最重要的特點是無歧義性。 結構化設計方法軟件設計的基礎*：需求分析主要解決“做什么”的問題，而軟件設計主要解決“怎么做”的問題。從技術觀點來看，軟件設計包括軟件結構設計、數(shù)據(jù)設計、接口設計、過程設計。結構設計：定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關系。數(shù)據(jù)設計：將分析時創(chuàng)建的模型轉化為數(shù)據(jù)結構的定義。接口設計：描述軟件內部、軟件和協(xié)作系統(tǒng)之間以及軟件與人之間如何通信。過程設計：把系統(tǒng)結構部件轉換成軟件的過程性描述。從工程角度來看，軟件設計分兩步完成，即概要設計和詳細設計。概要設計：又稱結構設計，將軟件需求轉化為軟件體系結構，確定系統(tǒng)級接口、全局數(shù)據(jù)結構或數(shù)據(jù)庫模式。詳細設計：確定每個模塊的實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結構，用適當方法表示算法和數(shù)據(jù)結構的細節(jié)。軟件設計的基本原理包括：抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨立性。1）抽象。抽象是一種思維工具，就是把事物本質的共同特性提取出來而不考慮其他細節(jié)。2）模塊化。解決一個復雜問題時自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成一個個較小的、相對獨立但又不相互關聯(lián)的模塊的過程。3）信息隱蔽。每個模塊的實施細節(jié)對于其他模塊來說是隱蔽的。4）模塊獨立性。軟件系統(tǒng)中每個模塊只涉及軟件要求的具體的子功能，而和軟件系統(tǒng)中其他的模塊的接口是簡單的。*：模塊分解的主要指導思想是信息隱蔽和模塊獨立性。模塊的耦合性和內聚性是衡量軟件的模塊獨立性的兩個定性指標。在結構化程序設計中，模塊劃分的原則是：模塊內具有高內聚度，模塊間具有低耦合度。內聚性：是一個模塊內部各個元素間彼此結合的緊密程度的度量。*：按內聚性由弱到強排列，內聚可以分為以下幾種：偶然內聚、邏輯內聚、時間內聚、過程內聚、通信內聚、順序內聚及功能內聚。耦合性：是模塊間互相連接的緊密程度的度量。*：按耦合性由高到低排列，耦合可以分為以下幾種：內容耦合、公共耦合、外部耦合、控制耦合、標記耦合、數(shù)據(jù)耦合以及非直接耦合。一個設計良好的軟件系統(tǒng)應具有高內聚、低耦合的特征。總體設計（概要設計）和詳細設計（1）總體設計（概要設計）軟件概要設計的基本任務是：1）設計軟件系統(tǒng)結構；2）數(shù)據(jù)結構及數(shù)據(jù)庫設計；3）編寫概要設計文檔；4）概要設計文檔評審。常用的軟件結構設計工具是結構圖，也稱程序結構圖。程序結構圖的基本圖符：模塊用一個矩形表示，箭頭表示模塊間的調用關系。在結構圖中還可以用帶注釋的箭頭表示模塊調用過程中來回傳遞的信息。還可用帶實心圓的箭頭表示傳遞的是控制信息，空心圓箭心表示傳遞的是數(shù)據(jù)信息。經(jīng)常使用的結構圖有四種模塊類型：傳入模塊、傳出模塊、變換模塊和協(xié)調模塊。其表示形式如下圖：它們的含義分別是：傳入模塊：從下屬模塊取得數(shù)據(jù)，經(jīng)處理再將其傳送給上級模塊。傳出模塊：從上級模塊取得數(shù)據(jù)，經(jīng)處理再將其傳送給下屬模塊。變換模塊：從上級模塊取得數(shù)據(jù)，進行特定的處理，轉換成其