习题一答案 一、选择题
1. 软件的主要特性是(A B C)。
A) 无形 B) 高成本
C) 包括程序和文档 D) 可独立构成计算机系统 2. 软件工程三要素是(B)。
A) 技术、方法和工具 B) 方法、工具和过程 C) 方法、对象和类 D) 过程、模型、方法 3. 包含风险分析的软件工程模型是(A)。
A) 螺旋模型 B) 瀑布模型 C) 增量模型 D) 喷泉模型 4. 软件工程的主要目标是(C)。
A) 软件需求 B) 软件设计 C) 风险分析 D) 软件实现 5. 下列属于面向对象开发方法的是(A B C D)。
A) Booch B) UML C) Coad D) OMT 6. 软件危机的主要表现是(B D)。
A) 软件成本太高 B) 软件产品的质量低劣 C) 软件开发人员明显不足 D) 软件生产率低下 7. 软件开发方法的主要工作模型有(A B C)
A) 螺旋模型 B) 循环模型 C) 瀑布模型 D) 专家模型 8. 软件工程的目标有(A B C)。
A) 易于维护 B) 低的开发成本 C) 高性能 D) 短的开发期 9. 软件工程学的目的和意义是(A D)。
A) 应用科学的方法和工程化的规范管理来指导软件开发 B) 克服软件危机
C) 作好软件开发的培训工作
D) 以较低的成本开发出高质量的软件 二、 判断题
1. 软件就是程序，编写软件就是编写程序。(×)
2. 瀑布模型的最大优点是将软件开发的各个阶段划分得十分清晰。(×) 3. 结构化方法的工作模型是使用螺旋模型进行开发。(×)
4. 结构化方法和OO方法都是一种面向过程的软件开发方法。(×) 5. 原型化开发方法包括生成原型和实现原型两个步骤。(×)
6. 面向对象的开发方法包括面向对象的分析、面向对象的设计和面向对象的程序设计。( √) 7. 软件危机的主要表现是软件的需求量迅速增加，软件价格上升。(×) 8. 软件工具的作用是为了延长软件产品的寿命。(×)
9. 软件工程过程应该以软件设计为中心，关键是编写程序。(×)
10. RCP法与RSP法的主要区别是前者采用循环渐进的开发方式，原型将成为最终的产品，而后者原型将被废弃。(√) 三、简答题
1. 软件产品的特性是什么？
答：● 软件是一种逻辑产品，具有无形性；
● 软件产品的生产主要是研制；主要是脑力劳动； ● 软件不存在磨损和老化问题，但存在退化问题；
● 软件产品的成本非常昂贵，其开发方式目前尚未完全摆脱手工生产方式； ● 软件具有“复杂性”，其开发和运行常受到计算机系统的限制。 2. 软件发展有几个阶段？各有何特征？ 答：① 程序设计阶段。
硬件特征：价格贵、存储容量小、运行可靠性差。
软件特征：只有程序、程序设计概念，不重视程序设计方法。 ② 程序系统阶段。
硬件特征：速度、容量及工作可靠性有明显提高，价格降低，销售有爆炸性增长。 软件特征：程序员数量猛增，开发人员素质低。 ③ 软件工程阶段。
硬件特征：向超高速、大容量、微型化及网络化方向发展。
软件特征：开发技术有很大进步，但未获得突破性进展，软件价格不断上升，未完全摆脱软件危机。
3. 什么是软件危机？其产生的原因是什么？ 答：“软件危机”(Software Crisis)的出现是由于软件的规模越来越大，复杂度不断增加，软件需求量增大。而软件开发过程是一种高密集度的脑力劳动，软件开发的模式及技术不能适应软件发展的需要。致使大量质量低劣的软件涌向市场，有的花费大量人力、财力，而在开发过程中就夭折。软件危机主要表现在两个方面： (1) 软件产品质量低劣，甚至开发过程就夭折。 (2) 软件生产率低，不能满足需要。
4. 什么是软件过程？有哪些主要的软件过程模型？它们各有哪些特点？
答：软件过程是指在软件工具的支持下，所进行的一系列软件开发和进化的活动。软件过程模型是对软件开发实际过程的抽象和简化，是描述软件开发过程中各种活动如何执行的模型，因此又称为软件开发模型。
主要的软件过程模型有：瀑布模型、增量模型、螺旋模型、喷泉模型和基于知识的模型等。 ⑴瀑布模型是经典的软件开发模型，将软件开发活动中的各项活动规定为依线性顺序连接的若干阶段，它简单易用，在消除非结构化软件、降低软件的复杂性、促进软件开发工程化方面起了很大的作用。但在软件开发实践中也逐渐暴露出它的缺点。它将一个充满回溯的软件开发过程硬性分割为几个阶段，无法解决软件需求不明确或者变动的问题。 ⑵增量模型是一种非整体开发的模型。根据增量的方式和形式的不同，分为基于瀑布模型的渐增模型和基于原型的快速原型模型。该模型具有较大的灵活性，适合于软件需求不明确、设计方案有一定风险的软件项目。
⑶螺旋模型将瀑布模型和增量模型结合起来，并加入了风险分析。螺旋模型将开发过程分为几个螺旋周期，每个螺旋周期可分为4个工作步骤：制定计划、风险分析、实施工程、客户评估。
⑷喷泉模型用于采用对象技术的软件开发项目。它克服了瀑布模型不支持软件重用和多项开发活动集成的局限性。喷泉模型使开发过程具有迭代性和无间隙性。软件开发过程有4个阶段，即分析、系统设计、软件设计和实现。各阶段相互重叠，以分析为基础，资源消耗成塔形，从高层返回低层无资源消耗。强调增量开发，是对象驱动的过程，反映了对象的开发和重用过程。
⑸基于知识的模型也称为智能模型。通过领域的专家系统，可使需求说明更加完整、准确和无二义性。通过软件工程知识和特定应用领域的知识和规则的应用来提供开发的帮助。 5. 有哪些主要的软件开发方法？
答：主要的软件开发方法有：结构化开发方法、原型化开发方法和面向对象的开发方法。
6. 软件生存周期各阶段的主要任务是什么？ 答：软件生存周期按瀑布模型分为6个阶段：
● 可行性研究与计划(确定系统的目标和规模，分析项目的可行性)； ● 需求分析与规格说明(明确系统的规格和要求)；
● 设计(包括概要设计和详细设计，将系统分解为模块)； ● 编程(用程序语言实现每个模块，简单容易)；
● 测试(发现并改正错误，分为模块测试、集成测试和系统联调三级)； ● 运行维护(扩充功能、纠错等)。
7. 原型化方法的核心是什么？它具有哪些特点？
答：原型化方法的核心是，花费少量代价建立一个可运行的系统，使用户及早获得学习的机会。强调软件开发人员与用户的不断交互，通过原型的演进不断适应用户任务改变的需求。它是一个循环的模型。速成原型法按以下步骤循环执行：
① 快速分析。② 构造原型。③ 运行和评价原型。④ 修改与改进。 习题二答案 一、 选择题
1. 需求分析的主要目的是(B C)。 A) 系统开发的具体方案 B) 进一步确定用户的需求
C) 解决系统是“做什么”的问题 D) 解决系统是“如何做”的问题 2. 需求分析的主要方法有(C D)。
A) 形式化分析方法 B) PAD图描述 C) 结构化分析(SA)方法 D) OOA法 3. 面向对象的分析方法主要是建立三类模型，即(D)。 A) 系统模型、E-R模型、应用模型 B) 对象模型、动态模型、应用模型 C) Ｅ-Ｒ模型、对象模型、功能模型 D) 对象模型、动态模型、功能模型 4. SA法的主要描述手段有(B)。 系统流程图和模块图
B) DFD图、数据词典、加工说明 C) 软件结构图、加工说明 D) 功能结构图、加工说明
5. 画分层DFD图的基本原则有(A C D)。 A) 数据守恒原则 B) 分解的可靠性原则 C) 子、父图平衡的原则 D) 数据流封闭的原则
6. 在E-R模型中，包含的基本成分是(C)。 A) 数据、对象、实体 B) 控制、联系、对象 C) 实体、联系、属性 D) 实体、属性、联系
7. 画DFD图的主要目的是(A D)。
A) 作为需求分析阶段用户与开发者之间交流信息的工具 B) 对系统的数据结构进行描述 C) 对目标系统的层次结构进行描述 D) 作为分析和设计的工具
8. 数据字典是数据流图中所有元素的定义的集合，一般由 (C) 四类条目组成。 A) 数据说明条目、控制流条目、加工条目、数据存储条目 数据流条目、数据项条目、文件条目、加工条目
C) 数据源条目、数据流条目、数据处理条目、数据文件条目 D) 数据流条目、数据文件条目、数据池条目、加工条目 9. 在需求分析阶段主要采用图形工具来描述的原因是(B C)。 A) 图形的信息量大，便于描述规模大的软件系统
B) 图形工具能够极好地概括描述一个系统的信息，比文字叙述能够更好地表达重要的细节 C) 图形能够更加直观地描述目标系统，便于用户理解和交流，有利于开发者与用户之间达成一致的需求
D) 图形比文字描述简单、形象 二、 判断题
1. 在进行了可行性分析后，需求分析就只需要解决目标系统的设计方案。 (×) 2. SA法是面向数据流，建立在数据封闭原则上的需求分析方法。 (√) 3. 需求管理主要是对需求变化的管理，即如何有效控制和适应需求的变化。 (√) 4. 在面向对象的需求分析方法中，建立动态模型是最主要的任务。 (×)
5. 加工小说明是对系统流程图中的加工进行说明。 (×)
6. 判定表的优点是容易转换为计算机实现，缺点是不能够描述组合条件。 (×) 7. 需求分析的主要方法有SD法、OOA法及HIPO法等。 (×) 8. 分层的DFD图可以用于可行性分析阶段，描述系统的物理结构。 (×) 9. 信息建模方法是从数据的角度来建立信息模型的，最常用的描述信息模型的方法是E-R图。 (√)
用于需求分析的软件工具，应该能够保证需求的正确性，即验证需求的一致性、完整性、现实性和有效性。 (√) 三、 简答题
1. 需求工程包括哪些基本活动？各项基本活动的主要任务是什么？ 答：需求工程过程包括如下主要活动：
⑴ 获取需求。深入实际，在充分理解用户需求的基础上，获取足够多的问题领域的知识，积极与用户交流，捕捉、分析和修订用户对目标系统的需求，并提炼出符合解决领域问题的用户需求。需求获取的方法一般有问卷法、面谈法、数据采集法、用例法、情景实例法以及基于目标的方法等。
⑵ 需求分析与建模。对已获取的需求进行分析和提炼，进行抽象描述，建立目标系统的概念模型，需求概念模型的要求包括实现的独立性:不模拟数据的表示和内部组织等；需求模拟技术又分为企业模拟、功能需求模拟和非功能需求模拟等。进一步对所建立的模型（原型）进行分析。需求模型的表现形式有自然语言、半形式化(如图、表、结构化英语等)和形式化表示等三种。
⑶ 需求规格说明。对需求模型进行精确的、形式化的描述，为计算机系统的实现提供基础。 ⑷ 确认需求。以需求规格说明为基础输入，通过符号执行、模拟或快速原型等方法，分析
和验证需求规格说明的正确性和可行性，确保需求说明准确、完整地表达系统的主要特性，就是对需求规格说明与用户达成一致。其主要任务是冲突求解，包括定义冲突和冲突求解两方面。常用的冲突求解方法有：协商、竞争、仲裁、强制、教育等，其中有些只能用人的因素去控制。
⑸ 需求管理。在整个需求工程过程中，贯穿了需求管理活动。需求管理主要包括跟踪和管理需求变化，支持系统的需求演进。由于客户的需要总是不断（连续）增长的，但一般的软件开发又总是落后于客户需求的增长，如何管理需求的进化(变化)就成为软件管理的首要问题。对于传统的变化管理过程来说，其基本成分包括软件配置、软件基线和变化审查小组。当前的发展是软件家族法，即产品线方法。多视点方法也是管理需求变化的一种新方法，它可以用于管理不一致性，并进行关于变化的推理。进化需求是十分必要的。 2．简述抽取需求的主要方法，并比较它们的特点。
⑴面谈法。这是一种重要而直接简单，随时可使用的发现和获取需求的方法。面谈的对象主要有用户和领域专家：与用户面谈主要了解和提取需求，与领域专家面谈，是一个对领域知识的学习和转换过程。使用该方法时应注意面谈前要充分准备,面谈后认真分析总结，同时注意掌握面谈的人际交流技巧，才能取得好的效果。 ⑵问卷法调查法。通过采用向用户发问卷调查表的方式，达到彻底弄清项目需求的一种需求获取方法。这是一种从多个用户处收集需求信息的有效方式，是对面谈法的补充。
⑶会议讨论法。所谓会议讨论法，是指开发方和用户方召开若干次需求讨论会议，达到彻底弄清项目需求的一种需求获取方法。这种方法适合于开发方不清楚项目需求的情况。
⑷原型法。对于某些试验性、探索性的项目，更是难于得到一个准确、无二义性的需求。而原型化方法（Prototyping Method）是获取这一类项目需求的有效方法。 ⑸面向用例的方法。分析建立“用例”的过程，也就是提取需求的过程。 在实际应用中，常常将以上方法进行综合应用。
3. 客户的需要总是不断地增长，但是一般的软件开发又总是落后于客户需求的增长，如何管理需求的进化就成为软件进化的首要问题。请说明需求变更的管理过程。 答：需求变更的管理是需求管理的核心内容。其主要任务是对系统需求变更进行跟踪和控制。对传统的变化管理过程来说，其基本内容包括软件配置、软件基线和变更审查等。目前推出的新的管理方法有软件家族法，即软件产品线方法及多视点方法等。图<1>描述了需求变更的管理过程。
4. M公司的软件产品以实验型的新软件为主。用瀑布模型进行软件开发已经有近十年了，并取得了一些成功。若你作为一名管理人员刚加入M公司，你认为快速原型法对公司的软件开发更加优越，请向公司副总裁写一份报告阐明你的理由。切记：副总裁不喜欢报告长度超过一页。 参考答案提示：
应先简述瀑布模型的缺点，它已不适宜开发实验型的软件。根据快速原型法的特点，说明它特别适合于开发探索型、实验型的软件。 5. 如何画分层数据流图？有哪些基本原则？
答：总的原则是：至顶而下，逐层分解(画分层数据流图)。逐层分解的画法可以控制每一层的复杂度。
顶层：将整个系统作为一个加工，描述系统边界(输入与输出)。
中间层：将某个加工分解为一组子加工，其中的子加工还需进一步分解。 底层：由不再进行分解的基本加工组成。
画分层数据流图的基本原则有：① 数据守恒与数据封闭原则。② 加工分解的原则。③ 子图与父图“平衡”的原则。④ 合理使用文件的原则。
6. 加工小说明有哪些描述方法？它们各有何优缺点？为什么不采用自然语言进行描述？ 答：主要的描述方法有三种；结构化语言、判定表和判定树。
● 结构化语言：介于自然语言和形式语言(如谓词逻辑)之间的的一种半形式语言，它是自然语言的一个受限制的子集。是在自然语言的基础上加上一些约束，一般分为两层结构：外层语法较具体，为控制结构（顺序、选择、循环）；内层较灵活，表达“做什么”。
常用结构化英语或结构化汉语表示，精确、简明扼要、文体灵活。结构化语言特点：简单，易学，少二义性，但不好处理组合条件。
● 判定表：适用于表述比较复杂的加工逻辑，如具有多项选择条件的操作。判定表是一种二维的表格，常用于较复杂的组合条件。通常由四部分组成，如教材表2-2所示。对用结构化语言不易处理的较复杂的组合条件问题，可使用判定表。
● 判定树：本质上与判定表相同，图形表示更易于理解。描述一般组合条件较清晰，但不易输入计算机。
7. 考察图<2>中子图、父图的平衡关系。 参考答案：
⑴ 显然，图1中子图与父图不平衡。 ⑵ 图2中，如果有如下数据条目： 订货单=客户+账号+数量 则子、父图平衡。
8. 画出银行取款过程的用例图。问题描述为：储户用存折取款，首先填写取款单，根据“ 银行卡”中的信息检验取款单与存折，如有问题，将问题反馈给储户，否则，登录“储户存款数据库”，修改相应数据，并更新“银行卡”，同时发出付款通知，出纳向储户付款。 参考答案图<3>：
分析所给出的需求，确定角色为：储户、存款数据库、存折、出纳。用例为：填写取款单、验证取款单与存折、银行卡管理、数据库管理、付款。 习题三答案 一、 选择题
1. 模块的基本特征是(A C)。
A) 外部特征(输入/输出、功能) B) 内部特征(输入/输出、功能) C) 内部特征(局部数据、代码) D) 外部特征(局部数据、代码 ) 2. SD方法的设计总则是(C D)。
A) 程序简洁、操作方便 B) 结构清晰、合理 C) 模块内聚性强 D) 模块之间耦合度低 3. 软件设计的主要任务是(A B D)。
A) 将分析阶段获得的需求说明转换为计算机中可实现的系统； B) 完成系统的数据结构和程序结构设计 C) 完成模块的编码和测试
D) 对模块内部的过程进行设计 4. 设计阶段应达到的目标有(A D)。
A) 提高可靠性和可维护性 B) 提高应用范围
C) 结构清晰 D) 提高可理解性和效率 5. 从工程管理的角度来看，软件设计分(D)两步完成。
A) 系统分析、模块设计 B) 详细设计、总体设计 C) 模块设计、详细设计 D) 总体设计、详细设计 6. 模块独立性准则定性指标(B D)来衡量。
A) 分解度 B) 耦合度 C) 屏蔽性 D) 内聚性 7. 用户界面设计的任务包括(A B C)。
A) 确定用户界面类型 B) 建立任务模型 C) 建立用户模型 D) 建立功能模型 二、判断题
1. 划分模块可以降低软件的复杂度和工作量，所以应该将模块分得越小越好。 (×)
2. 在网状结构中任何两个模块都是平等的，没有从属关系，所以在软件开发过程中常常被使用。(×)
3. 信息隐蔽原则有利于提高模块的内聚性。(√)
4. 中心变换型的DFD图可看成是对输入数据进行转换而得到输出数据的处理，因此可以使用事务分析技术得到初始的模块结构图。(×)
5. SD法是一种面向数据结构的设计方法，强调程序结构与问题结构相对应。 (×) 6. 当模块的控制范围是其作用范围的子集时，模块之间的耦合度较低。(×) 三、简答题
1. 请解释为什么需要体系结构设计。
答：软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、元素间的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。良好的体系结构是普遍适用的，它可以高效地处理各种各样的个体需求。
2. 集中式模型和分布式模型相比各有什么优缺点？ 答：以集中式的仓库模型为例。其主要优点：
数据由某个子系统产生，并且被存储到仓库中，以便为另外一些子系统共享； 由于中央集中控制的缘故，共享数据能得到有效的管理，各子系统之间不需要通过复杂的机制来传递共享数据；
一个子系统不必关心其他的子系统是怎么使用它产生的数据；
所有的子系统都拥有一致的基于中央数据仓库的数据视图。如果新子系统也采用相同的规范，则将它集成于系统中是容易的。 但这种系统也有明显的缺陷： 虽然共享数据得到了有效的管理，但随之而来的问题是各子系统必须有一致的数据视图以便能共享数据，换句话说，就是各子系统之间为了能共享数据必须走一条折中的路线，这不可避免地会影响整个系统的性能。
一个子系统发生了改变，它产生的数据也可能发生结构上的改变。问题随之而来，其他的子系统如何能正确解析这些数据呢？所以为了达到共享的目的，数据翻译系统会被引入到整个系统当中。但这种翻译的代价是很高的，并且有时是不可能完成的。 中央数据仓库和各子系统的私有数据库必须有相同的关于备份、安全、访问控制和恢复的策略，这可能会影响子系统的效率。
集中式的控制使数据和子系统的分布变得非常困难甚至成为不可能。这里分布指的是将数据或子系统分散到不同的机器上。 分布式结构有这样的一些优势：
资源共享：系统中每个服务节点上的资源都可以被系统中的其他节点访问； 开放性高：系统可以方便地增删不同软硬结构的节点；
可伸缩性好：系统可以方便地增删新的服务资源以满足需要；
容错能力强：分布式系统中的信息冗余可以容忍一定程度的软硬故障；
透明性高：系统中的节点一般只需知道服务的位置而不必清楚系统的结构。
但分布式结构也存在着一些不足： 复杂性：分布式系统比集中式系统要复杂得多。集中式系统的性能主要依赖于主机的处理器能力，而分布式系统的性能则还会依赖于网络的带宽，这让情形变得更加复杂。
安全性：网络环境随时面临着各种威胁：病毒、恶意代码、非法访问等。如何保证安全性是一个让人头疼的问题。
可管理性：分布式系统的开放性造成了系统的异构性。显而易见，管理异构的系统比管理主机系统要困难得多。 不可预知性：这主要指系统的响应时间。网络环境本身的特点决定了网络负载会明显地影响整个系统的响应时间。
3. 请举出一种集中式模型的实例，并图示它的结构。 答：请参考3.2.1“仓库模型”
4. 胖客户模型和瘦客户模型的区别是什么？它们分别被应用在什么样的场合？
答：在胖客户模型中，客户端应用负责用户界面和应用逻辑部分，因此它的工作比较繁重。一般的数据库应用都是属于这种结构。而与此相反，在瘦客户模型中，服务器负责了更多的工作，而客户端的工作就变得非常单纯。浏览器/Web服务器结构就属于瘦客户结构，而且常被称为B/S（Browser/Server）结构。
5.请举出一种分布式模型的实例，并图示它的结构。 答：请参考3.2.4“两层C/S模型”
6.请为一个公司的电子商务网站建设提出体系结构设计方案。 答：略。
7.分布式对象模型与客户－服务器模型有什么异同？
答：在C/S模型中，客户和服务器的“地位”是不“平等”的：客户只能向服务器提出服务请求，而服务器不能向客户提出服务请求，同时服务器之间可以互相提供服务。另外，客户一般要知道服务器在网络上的具体位置（服务器的域名或者IP地址），相反，服务器则不需要。这种差别在一定程度上限制了系统的灵活性和可扩展性。而在分布式对象结构中，服务的提供者是被称为“对象”(Object)的系统组件(System Component)。每个对象的地位在逻辑上是平等的，它们可以互相为对方提供所需的服务。在这种情况下，提供服务的对象就是服务器，而提出服务请求的对象就是客户。为了能够提供服务，每个对象都有一个服务接口。 8.请查阅相关的资料，写一篇对比CORBA和DCOM的报告。 答：略。
9.模块分解的最终目的是什么？
答：模块分解的目的是将系统“分而治之”，以降低问题的复杂性，使软件结构清晰，易阅读、易理解，易于测试和调试，因而也有助于提高软件的可靠性。 10. 模块分解应该遵循什么样的标准?
答：按照“降低块间联系，提高块内联系”的设计总则对模块进行分解。具体从以下方面考虑：
(1) 尽可能建立功能模块； (2) 消除重复功能；
(3) 模块的作用范围与控制范围，即当作用范围为控制范围的子集时，才能获得较低的块间联系；
(4) 模块的大小适当；
(5) 模块的扇入/扇出数不宜太多。
也可以用软件独立性的两个定性指标来度量模块分解的标准： 一是耦合性。用于描述模块之间联系的紧密程度。从三个方面衡量块间联系大小：①方式 (直接或间接）②类型（数据型、控制型、混合型）③数量（数量越大，块间联系越紧密。 二是内聚性。用于描述模块内部联系的紧密程度。它是从功能的角度来度量模块内的联系。显然,块内联系愈紧,即内聚性愈强,模块独立性愈好。功能型模块独立性最好。 11～17题答案略。 习题四答案 一、选择题
1. 面向对象程序设计的基本机制是(ABC)。
A) 继承 B) 消息 C) 方法 D) 结构 2. 下列属于面向对象的要素有(BCD)。
A) 分类性 B) 抽象 C) 共享 D) 封装 3. 下列选项中属于面向对象开发方法的有(ACD)。
A) Booch B) CAD C) Coad D) OMT
4. 下列属于Coad/Yourdon方法中面向对象的分析模型的层次有(AB)。 A) 主题层 B) 对象层 C) 应用层 D) 接口层 5. 一个类属性依其特征划分，其类型有(ABCD)。
A) 描述型 B) 定义型 C) 派生型 D) 参考型 6. 在进行面向对象分析时，所采用的模型有(ABC)。
A) 对象模型 B) 动态模型 C) 静态模型 D) 功能模型 7. 状态是对象属性的值的一种抽象，它的性质有(AB)。
A) 时间性 B) 持续性 C) 有序性 D) 有穷性
8. 数据流图中的处理必须用对象中的操作来实现，常见的操作有(ABCD)。 A) 查询 B) 动作 C) 活动 D) 访问 9. 建立继承关系时所采用的方式有(AC)。
A) 自顶向下 B) 从内到外 C) 自底向上 D) 从复杂到简单 10. 对象是人们要研究的任何事物，主要的对象类型有(ABCD)。 A) 有形实体 B) 作用 C) 事件 D) 性能说明 二、判断题
1. 面向对象的的方法是以类作为最基本的元素，它是分析问题和解决问题的核心。(×) 2. 类是指具有相同或相似性质对象的抽象，对象是抽象的类，类的具体化就是对象。(×) 3. 继承性是父类和子类之间共享数据结构和消息的机制，这是类之间的一种关系(×)。 4. 多态性增强了软件的灵活性和重用性，允许用更为明确、易懂的方式去建立通用软件，多态性和继承性相结合使软件具有更广泛的重用性和可扩充性。(√)
5. 面向对象分析，就是抽取和整理用户需求并建立问题域精确模型的过程。(√) 6. 面向对象设计的主要目标是提高生产效率，提高质量和提高可维护性。(√)
7. 对象模型表示了静态的、结构化的系统数据性质，描述了系统的静态结构，它是从客观世界实体的对象关系角度来描述，表现了对象的相互关系。(√)
8. 面向对象的分析是用面向对象的方法对目标系统的问题域空间进行理解、分析和反映。通过对象层次结构的组织确定解空间中应存在的对象和对象层次结构。(√) 9. 类的设计过程包括：确定类,确定关联类,确定属性,识别继承关系。(√)
10. 复用也叫重用或再用，面向对象技术中的“类”是比较理想的可重用软构件，它有三种重用方式：实例重用、继承重用、多态重用。(√)
11. 主题是一种关于模型的抽象机制，它是面向对象模型的概貌，也是关于某个模型要同时
考虑和理解的内容，主题起一种控制作用。(√)
12. 面向对象的分析由对象、结构、继承性和基于消息的通信构成。(×)
13. 支持继承性是面向对象程序设计语言和传统程序设计语言在语言机制方面的根本区别。(√)
14. 面向对象的分析过程主要包括三项内容：理解、表达和验证。(√) 三、 简答题
1.消息传递机制与传统程序设计模式中的过程调用相比，有何本质区别？ 答：(1) 消息传递必须给出信道的信息，通常要指出明确的接收方。
(2) 由于接收方是一通信实体，具有保持状态的能力，所以同一发送方在不同时刻向同一接收方发送同样的信息，可因接收方的当前状态不同而得到不同的结果。
(3) 消息传递可以是异步的，发送方可以不必等待接收方返回信息就可以继续执行后面的操作，因而支持程序的并发和分布执行，而过程调用只能是同步的，本质上是串行的。 2．比较面向对象方法与结构化方法的特点，说明为什么面向对象方法比结构化方法更加优越。 答：结构化方法是以数据流和数据封闭性为基础的，由SA、SD和 SP三部分构成。该方法： ①无法实现从问题空间到解空间的直接映射。开发方法求解过程是先对应用领域（问题空间）进行分析，建立起问题空间的逻辑模型，再通过一系列复杂的转换和算法，构造计算机系统，获得解空间。
②无法实现高效的软件复用。结构化方法是面向过程的，将数据和处理过程（操作）分离，不仅增加了软件开发的难度，也难于支持软件复用。
③开发方法难以实现从分析到设计的直接过渡，从SA到SD要经过一系列复杂的变换。 而面向对象的方法以对象为核心，强调模拟现实世界中的概念而不是算法，尽量用符合人类认识世界的思维方式来渐进地分析、解决问题。 ①使问题空间与解空间具有一致性，便于对软件开发过程所有阶段进行综合考虑，能有效地降低软件开发的复杂度，提高软件质量。
②软件开发各个阶段有机集成，有利于系统的稳定性。 ③具有良好的重用性。面向对象的技术在利用可重用的软件成分构造新软件系统上具有很大的灵活性，由于对象所具有的封装性和信息隐蔽，使得对象的内部实现与外界隔离，具有较强的独立性。继承性本身就是一种重用机制。 综上，显然面向对象方法比结构化方法更加优越。
3． Coad/Yourdon方法主要有面向对象分析（OOA）和面向对象设计（OOD）。OOA概念模型由5个层次组成，请简述这5个层次。 答：OOA概念模型的5个层次分别是：
(1) 发现类及对象。描述如何发现类及对象。从应用领域开始识别类及对象，形成整 个应用的基础，然后，据此分析系统的责任。
(2) 识别结构。该阶段分为两个步骤。第一，识别“一般－特殊”结构，该结构捕获了识别出的类的层次结构；第二，识别“整体－部分”结构，该结构用来表示一个对象如何成为另一个对象的一部分，以及多个对象如何组装成更大的对象。
(3) 定义属性。其中包括定义类的实例(对象)之间的实例连接。 (4) 定义服务。其中包括定义对象之间的消息连接。
(5) 定义主题。主题由一组类及对象组成，用于将类及对象模型划分为更大的单位，以便于理解。
4．面向对象的分析包括哪些主要活动？所建立的分析模型包括哪些类型的模型？ 答：面向对象的分析过程分为论域分析和应用分析。论域分析过程是抽取和整理用户需求并
建立问题域精确模型的过程。应用分析是将论域分析建立起来的问题论域模型，用某种基于计算机系统的语言来描述。面向对象的分析具体包括以下活动： ①获取用户基本需求。通常使用用例（User Case）来收集和描述。 ②标识类和对象。包括标识类及对象的属性和操作。
③定义类的结构和层次。通常有一般与特殊 ( Generalization—Specialization)结构，整体与部分(Whole—Part)结构。
④ 建立类(对象)之间的关系，用“对象-关系模型”描述系统的静态结构。 ⑤ 建立对象—行为模型，描述系统的动态行为。 所建立的分析模型包括：
①基本模型。是一个类图(class diagram)，是以直观的方式表达系统最重要的信息。OOA基本模型的三个层次分别描述了：系统中应设哪几类对象，每类对象的内部构成，对象与外部的关系。
②主题图(subject)。又称为子系统(subsystem)，是将一些联系密切的类组织在一起的类的集合。按照粒度控制原则，将系统组成几个主题，便于理解。 ③交互图(interaction diagram) 是用例与系统成分之间的对照图。 主题图和交互图又称为补充模型。 5．面向对象设计的主要任务是什么？
答：面向对象的设计（Object-Oriented Design，OOD）是面向对象开发方法（OOSD）的核心阶段。是在OOA的基础上解决系统“如何做”的问题。主要任务包括： ⑴系统设计
系统设计的任务包括:将分析模型中紧密相关的类划分为若干子系统（也称为主题），子系统应该具有良好的接口，子系统中的类相互协作；标识问题本身的并发性，将各子系统分配给处理器，建立子系统之间的通信。 ⑵对象设计
通过对象的认定和对象层次结构的组织，确定解空间中应存在的对象和对象层次结构，并确定外部接口和主要的数据结构。 ⑶设计优化
对设计进行优化，主要涉及提高效率的技术和建立良好的继承结构的方法。 6．为什么面向对象的方法能够有效地解决软件需求中存在的问题？
需求过程中存在两大难题，一是需求的确定是困难的，二是需求是不断变动的。尤其是对于一些大型软件系统，开发周期长，系统规模大，复杂性高。 面向对象的方法中，由于对象所具有的封装性和信息隐蔽，使得对象的内部实现与外界隔离，具有较强的独立性。而且面向对象的方法是以对象为中心构造软件系统，而不是基于对系统功能进行分解来构造系统，当系统功能需求改变时不会引起系统结构的变化，使软件系统具有良好的稳定性和可适应性。 软件生存期各阶段所使用的方法、技术具有高度的连续性，对软件开发过程所有阶段进行综合考虑，能有效地降低软件开发的复杂度，提高软件质量，也便于需求的确定。 7. OMT方法明确提出了建模的概念，为什么在软件开发过程中需要进行建模？
答：OMT方法从不同而又相关的角度建立三类模型：对象模型、动态模型和函数模型，并为每一类模型提供了图形表示。
软件模型一般包括数学模型、描述模型和图形模型。在软件开发过程中进行建模，一是由于软件系统的复杂性和规模的不断增大，需要建立不同的模型对系统的各个层次更好地进行描述。模型具有的直观性及丰富的信息描述，便于开发人员与用户的交流。建立的模型为以后的系统维护和升级提供了文档。鉴于上述原因，在软件开发过程中建模，能够提高软件开发
的效率和质量。
8．为什么说面向对象的方法为软件复用提供了良好的环境？ 答：软件复用是将已有的软件成分用于构造新的软件系统，以达到提高软件系统的开发质量与效率，降低开发成本的目的。复用的软件成分也称为可复用构件(Reusable Component)。 对可复用组件一般有以下的要求：具有功能上的独立性与完整性;具有较高的通用性;具有较高的灵活性;具有严格的质量保证;具有较高的标准化程度。面向对象的方法对复用的支持主要反映在：
⑴面向对象方法可以保护在整个软件生存周期概念、原则、术语及表示法达到高度一致。这使面向对象方法不但能在各个级别支持软件复用，而且能对各个级别的复用形成统一、高效的支持，达到良好的全局效果。
⑵OOA基本模型体现了更高的抽象，更容易成为一个可复用的系统构架。
⑶所有的对象都用类作为其抽象描述。类作为一种可复用构件，在运用于不同系统时，不会出现因该类对象实例不同而使系统模型有所不同的情况。
所以面向对象方法的主要概念及原则与软件复用的要求十分吻合。OO方法中的对象和类是系统的基本构成单位，它符合可复用构件所应具备的那些特性，如完整性、独立性、可标识性、一般性、抽象、封装等。尤其是面向对象方法的对象封装性，为软件复用技术提供了良好的条件。而继承机制本质上就是一种复用机制，因此面向对象方法为软件复用提供了一个良好的环境。 习题五答案 一、选择题
1. 下列不是模型元素的是（D）。
A) 关联 B) 聚合 C) 依赖 D) 笔记 2. UML具有扩展性，常见的扩展机制有（BCD）。
A) 修饰 B) 版类 C) 加标签值 D) 约束 3. UML语言支持的建模方式有（ABD）。
A) 静态建模 B) 动态建模 C) 模块化建模 D) 功能建模 4. 下列各种图可用于动态建模的有（ACD）。
A) 状态图 B) 类图 C) 序列图 D) 活动图 5. 下列属于状态的组成部分的有（AB）。
A) 名称 B) 活动 C) 条件 D) 事件 6. UML中包括的事件有（ABCD）。
A) 条件为真 B) 收到另一对象的信号 C) 收到操作调用 D) 时间表达式 7. 属性的可见性有（ABD）。
A) 公有的 B) 私有的 C) 私有保护的 D) 保护的 8. 用例之间的关系有（BCD）。
A) 友元 B) 扩展 C) 使用 D) 组合 9. 应用于通用化约束的方式有（ABCD）。
A) 完整 B) 不相交 C) 不完整 D) 覆盖 10. 消息的类型有（ABC）
A) 同步 B) 异步 C) 简单 D) 复杂 二、 判断题
1. UML建模语言是由视图、图、模型元素和通用机制构成的层次关系来描述的。 (√) 2. UML是一种建模语言，是一种标准的表示，是一种方法。 (×)
3. 泳道是一种分组机制，它描述了状态图中对象所执行的活动。 (×)
4. 同步消息和异步消息的主要区别是：同步消息的发送对象在消息发送后，不必等待消息处理，可立即继续执行，而异步消息则发送对象必须等待接收对象完成消息处理后，才能继续执行。(×)
5. 类图中的角色是用于描述该类在关联中所扮演的角色和职责的。 (√)
6. 类图用来表示系统中类和类与类之间的关系，它是对系统动态结构的描述。 (×) 7. 用例模型的基本组成部件是用例、角色和用例之间的联系。 (√) 8. 用例之间有扩展、使用、组合等几种关系。 (√)
9. 顺序图描述对象之间的交互关系，重点描述对象间消息传递的时间顺序。 (√)
10. 活动图显示动作及其结果，着重描述操作实现中所完成的工作以及用例实例或类中的活动。(×) 三、 简答题
1. 以图<4>（一个在学校首次报名的 UML 活动图）为例，说明如何绘制活动图。 答：要创建一个UML活动图，需要反复执行下列步骤。
(1) 定义活动图的范围。首先应该确定建模的范围，是对整个系统建模，还是一个子系统。一旦定义了作图的范围，应该在其顶部，用一个注释指明该图的标题和惟一的标识符，还可标注该图的时间及作者姓名。本题的建模范围是一个学校管理系统中的“报名”部分。
(2) 添加活动。活动是活动图的核心，活动是完成系统任务所必须执行的处理步骤。可从用例模型出发，对每个角色(actor)所驱动的主要用例引入一个活动，如果是对整个系统建模，应对每个主要流程引入一个活动。在“报名”的活动图中确定了“Fill out enrollment ”(填写报名表)、“Enroll in university”(登记入学)、“Obtain help to fill out forms”(帮助填写报名表)、“Attend university overview presentation”(参加介绍学校会议)等6个活动。
(3) 添加起点和结束点。每个活动图只能有一个起始点和多个结束点，结束点可以是所有活动的结束，也可以是对执行过程的终止。
(4) 添加活动间的转变。当一个活动结束时将进入下一个活动，称为活动转移。可标明活动转移的条件、引起活动转移的事件。如活动“填写报名表”有两个活动转移，当填写报名表不正确时，则转移到活动“帮助填写报名表”；当填写正确时，则转移到活动“登记入学 ”。 (5) 添加判断点。当对建模的逻辑需要做出一个判断时，需要添加判断点。例如，在图1中 ，在“Enroll in university”活动之后，还必须按照入学条件进行判断，满足条件的继续执行入学报到的活动，而不满足入学条件的则结束。
(6) 找出并行活动。若两个活动间没有直接的联系，而且它们都必须在第三个活动开始前结束，则它们是可以并行运行的。在图1中，用同步线描述系统任务中的并发活动，活动“Attend university overview presentation”(参加介绍学校会议)和“Enroll in seminars” (注册研讨班)及“Make initial tuition payment”(交付初始的学费)可并行执行，使用同 步线表示它们都要在结束整个流程前完成。
2. 简述扩展、包含和细化三种UML依赖关系的异同。
答：扩展、包含和细化都是描述了元素之间的依赖关系，但具体含义不同。
扩展（extend）关系是对基本用例在对某些“扩展点”的功能的增加。通过向被扩展的用例添加动作来扩展用例。
包含（include）关系表示一个元素为了实现或完成其全部的功能，需要用到已存在的另一个模型元素，本质上是一种使用关系。
细化关系是不同语义层（如分析和设计）之间模型元素的依赖关系，表示一个元素对另一个因此细化关系可描述的语义范围较广，包括模型的逐步细化、优化、变换、模板、模型合成、框架组成等。
3. 软件开发为什么要使用UML建模？它有何特点？
答：软件开发的过程犹如雕琢一件工艺品，由无形到有形，由粗到细。鉴于软件系统的复杂性和规模的不断增大，项目失败的可能性也相应增加。需要建立不同的模型对系统的各个层次进行描述。
在长期的研究与实践中，人们越来越深刻地认识到，建立简明准确的表示模型是把握复杂系统的关键。模型是对事物的一种抽象，在软件开发过程中，建立各种模型，以便更透彻地了解系统的本质。由于UML以图形模型为主，模型的直观性及丰富的信息描述便于开发人员与用户的交流。建立的模型也为以后的系统维护和升级提供了文档。 总的来说，使用模型可以使人们从全局上把握系统的全貌及其相关部件之间的关系，可以防止过早地陷入各个模块的细节。因此，面向对象的分析与设计应该从建模开始。
UML是一种标准的图形化、可视化的建模型语言，UML的核心是建立系统的各类模型。其主要特点是： ⑴统一标准。UML统一了面向对象的主要流派Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念，已成为对象组织OMG的正式标准，并提供了标准的面向对象的模型元素的定义和表示。 ⑵面向对象。UML集面向对象技术的众家之长。吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处。
⑶可视化、表示能力强。系统的各种模型都能用UML的可视化模型清晰地表示，对系统描述能力强，模型蕴涵的信息丰富，可用于复杂软件系统的建模。 ⑷独立于过程。UML是系统建模语言，独立于开发过程。
⑸易掌握、易用。UML的概念明确，建模表示法简洁明了，图形结构清晰，易于掌握使用。 正是由于UML具有上述优点，所以对于大型复杂系统的建模，UML是最合适的选择。 4. 简述UML实际建模过程。
答：UML建模过程是一个迭代过程。每次迭代都建立相应的模型。分为以下几个阶段： ① 分析阶段。建模的目的是捕捉系统的功能需求，分析、提取所开发系统的“客观世界”领域的类以及描述它们的合作关系。常以用例图为首选模型。
② 设计阶段。建模的目的是通过考虑实现环境，将分析阶段的模型扩展和转化为可行的技术实现方案。常建立以类图为主的静态模型，及包括状态模型、顺序模型、活动模型和合作模型等 动态模型。
③ 实现阶段。主要工作就是进行编码，同时对已构造的模型作相应的修正。 ④ 配置阶段。通过模型描述所开发系统的软硬件配置情况建立配置模型。 ⑤ 测试阶段。使用前几个阶段所构造的模型来指导和协助测试工作。
5. 在UML中，状态图、协作图、活动图、顺序图在系统分析中各起到了什么作用？
答：状态图(State Diagram)用来描述一个特定对象在其生存周期或在某段时间内的所有可能的状态及其引起状态转移的事件。一个状态图包括一系列的状态以及状态之间的改变。例如订单的状态变化等，在实时系统中用得较多，还可以用于辅助设计用户界面。
顺序图(Sequence Diagram) 清晰地描述一组对象之间动态的交互关系、时间的约束关系，着重描述对象间消息传递的时间顺序，所以顺序图在实时系统中被大量使用。
当参与交互的对象数目增加，交互关系复杂时用顺序图描述会显得杂乱，协作图(Collaboration Diagram)从另一个角度来更好地描述相互协作的对象间的交互关系和链接(Link)关系。着重体现交互对象间的静态链接关系和协作关系。协作图也可以从顺序图生成。 活动图(Activity Diagram)是由状态图变化而来的，从系统任务的观点来看，系统的执行过程是由一系列有序活动组成的。活动图可以有效地描述整个系统的流程，描述了系统的全局的动态行为，且只有活动图是唯一能够描述并发活动的UML图。
6. 顺序图与协作图都是交互图，它们有何不同？所描述的主要系统特征是什么？
顺序图(Sequence Diagram) 重点描述某些对象间消息传递的时间顺序，对象间的通信和交互通过在对象的生命线之间传送的消息来表示。还常给出消息的说明信息及消息之间的时间限制及一些约束信息等。但当参与交互的对象数增加，交互关系复杂时难于表达清楚对象之间的交互关系。
协作图(Collaboration Diagram) 则着重体现交互对象间的静态链接关系和协作关系，不强调执行事件的顺序，而是强调为了完成某个任务，对象之间通过发送消息实现协同工作关系。可以有效地描述当参与对象数较多时的交互关系。
7. 状态图与活动图有何相同与不同之处？在建立系统模型时，应该如何使用这两类模型？ 答：活动图(Activity Diagram)是由状态图变化而来的,它们各自用于不同的目的。状态图着重描述了对象的状态变化以及触发状态变化的事件。但是，从系统任务的观点看系统，它是由一系列有序活动组成的，活动图是从活动的角度描述系统任务，并且可以描述系统任务中的并发活动。活动图描述了系统中各种活动的执行顺序，刻画一个方法中所要进行的各项活动的执行流程。活动图显示动作及其结果，着重描述操作实现中完成的工作以及用例或对象内部的活动。 此外，在状态图中状态的变迁通常需要事件的触发，而活动图中一个活动结束后将立即进入下一个活动。
8. 什么是抽象类？在建模时有时使用抽象类有什么好处？
答：抽象类是指没有实例的类，定义一些抽象的操作，即不提供实现方法的操作，只提供操作的特征，并标注{abstract}。如在建立类模型时，常将一些属性与操作类似的类作为一个抽象类的子类，使系统结构更加清晰，增加系统的可读性。
9. 以例5-5中图5.22“资源管理用例图”为例，说明<
11. 问题描述：储户用存折取款，首先填写取款单，根据“银行卡”中的信息检验取款单与存折，如有问题，将问题反馈给储户；否则，登录“储户存款数据库”，修改相应数据，并更新“帐卡”，同时发出付款通知，出纳向储户付款。 ⑴ 建立系统的用例模型；
⑵ 建立角色和用例的描述模板。
答：⑴通过分析，确定系统的角色为：储户、存款数据库、存折、出纳。用例为：填写取款单、验证取款单与存折、银行卡管理、数据库管理、付款。图<5>
⑵描述模板：图<6> 用例描述模板：图<7>
12. 一个小型图书资料管理系统的主要功能有：图书资料的借出、归还、查询和管理，该系统有图书管理员和普通读者，普通读者要使用系统必须先注册。
图书管理员负责添加、更新和修改、删除图书资料，登记和查询图书的借阅、归还情况。读者可以按照作者或主题检索图书资料，还可以预订图书资料，即当新购买或有读者归还时，系统立即通知读者来借阅。
⑴ 确定系统的类，并定义其属性和操作； ⑵ 画出系统的分析类图。 参考答案：
⑴在分析系统需求的基础上，采用名词识别法与实体识别法，确定以下系统的类：图<8> ①Book类
该类标识一本书，其属性包括书名、作者、出版社等。 ②User Information类
该类标识一个用户，其属性包括用户名、密码、用户类型等。 ③Librarian类
该类是User Information类的子类，其操作包括查询读者信息，添加、删除、更新读者信息、查询书籍信息、添加、删除、更新书籍信息等。 ④Borrower类
该类是User Information类的子类，其操作包括查询个人信息、修改密码等。 ⑤System Manager类
该类是User Information类的子类，其操作包括查询图书管理员信息，添加、删除、更新图书管理员信息等 ⑥BorrowCriteria类
该类标识一条借书规则，其属性包括规则名，规则应用对象等。 ⑦Info Database类
该类标识一个数据库，其属性有数据库名，其操作有读数据、写数据和查找数据。 ⑧Communication类
该类实现各数据库间的数据传输，其操作包括建立通信套接字、绑定端口、建立连接、发送数据、接受数据等。
⑵系统的分析类图 图<9>：
由于图书馆的多本书构成书库，增加BookDatabase类，与Book类之间是聚合关系。同样由于借书规则不止一条，增加CriteriaDatabase类，与BorrowCriteria类之间是聚合关系。 13.为什么说RUP与UML密切结合，能够开发出满足最终用户需要的高质量软件？
答：好的软件过程，是应用UML成功地进行软件开发的关键。在众多的软件开发过程中， RUP统一过程（Rational Unified Process）能够与UML最佳结合，不仅因为该过程的开发者也是UML的创立者，更因为RUP过程能够有效地测度工作进度，控制和改善工作效率。 RUP是最佳软件开发经验的总结，具有迭代式增量开发、使用实例驱动、以软件体系结构为核心的三个鲜明特点，还包括了软件开发中的6大经验：迭代式开发；管理需求；使用基于组件的软件体系结构；可视化建模；验证软件质量；控制软件变更。因此，RUP与UML密切结合，能够开发出满足最终用户需要的高质量软件。 14.分析RUP的二维开发模型，说明RUP的迭代开发过程。
答：在RUP中，软件开发生存周期根据时间和RUP的核心工作流划分为二维空间。横轴描述RUP开发过程的动态结构，纵轴描述RUP的静态组成部分。
⑴横轴把软件开发周期（Cycle）划分为起始（Inception）、演化（Elaboration）、构造（Construction）和提交(Transition) 四个连续的阶段(Pahse)。
⑵纵轴表示核心工作流。RUP中有商业建模、需求、分析和设计、实现、测试、部署、配置和变更管理、软件项目管理和环境9个核心工作流(Core Workflows)：
RUP中的每个阶段都由一个或多个连续的迭代组成，每一个迭代都是一个完整的开发过程，产生一个可执行的产品版本，在每个阶段结束前都应有一个里程碑（MileStone）评估该阶段的工作，只有当阶段目标达到时才允许项目进入下一阶段，产生一个阶段里程碑。这是一种更灵活、风险更小的方法，是多次通过不同的开发工作流，这样可以更好地理解需求，构造一个健壮的体系结构，并最终交付一系列逐步完成的版本，称为一个迭代生存周期。 习题六答案
1.程序设计语言分为哪几类？
答：程序设计语言，按照语言级别可以分为两大类：低级语言和高级语言。 低级语言包括机器语言和汇编语言。低级语言依赖于特定的机器，其使用复杂、繁琐、费时、易出差错，因而程序编写也有一定的难度。
机器语言是表示成二进制形式的机器基本指令集，或者是操作码经过符号化的基本指令集，其存储由语言本身决定。汇编语言比机器语言更直观，是机器语言中地址部分符号化的结果，或进一步包括宏构造。
即便是现在汇编语言有着生产效率低、维护困难、容易出错的缺点，但是在实现与硬件系统接口部分时，仍然采用它，因为它易于实现接口，实现效率高。 高级语言的表示方法要比低级语言更接近于待解的问题，其特点是在一定程度上与具体机器无关，易学、易用、易维护。高级语言的实现极大地提高了软件的生产效率。 众多的高级语言根据不同的标准有不同的分类方式。 按照应用范围分为：通用语言与专用语言。
通用语言有：Pascal、C、C++、Java等；目标单一的语言称为专用语言，有：APT等。 按照用户的要求分为：过程式语言和非过程式语言。 过程式语言的主要特征是，用户可以指明一系列可执行的顺序运算，以表示相应的计算过程，如Pascal、C等；非过程式语言反之，较为著名的是Java。 按照使用方式分为：交互式语言和非交互式语言。
具有反映人机交互作用的语言成分的语言成为交互式语言，如BASIC等；不反映人机交互作用的语言称为非交互式语言，如Pascal、C等都是非交互式语言。 按照语言的内在特点分为：系统实现语言、静态高级语言、动态高级语言和块结构高级语言； 系统实现语言例如：C语言；静态高级语言例如：COBOL和FORTRAN语言；动态高级语言的特点是动态完成所有的存储管理，如Java；块结构高级语言，例如ALGOL和Pascal语言。
2. 程序设计语言的成分有哪些？ 程序设计语言基本的组成成分如下： ①数据成分，用于描述程序所涉及的数据 程序名字声明：首先声明这个程序设计对象在这个程序中的名字，这样避免编译时出现错误。例如，设计一个电子时钟，那么对于主程序完全可以对其名字声明为：clock，这样当后面进行编译的时候就能够识别这是已经声明了的对象，而不再报错。
数据类型声明：对程序实现时用到的各种数据的类型作一声明，如整型、浮点型、用户自定义类型等。
②运算成分，用以描述程序中所包含的运算 初始化：程序设计实现时最常出现的一种错误就是没有对于要运算的数据初始化，即没有赋
予一个合适的初始数据，结果造成了编译或运行时出错。 运算对象：运算对象是程序执行时要运行的对象，包括一个算术表达式或者一个逻辑表达式，或者是一个完整的语言，例如：赋值语句等。 ③控制成分，用以描述程序中所包含的控制。 顺序控制结构：顺序执行的语句构成了顺序结构。
循环控制结构：常见的循环控制结构有for语句和while语句，至于它们的基本使用以及表达形式这里不再赘述。
分支控制结构：常见的分支控制结构有if语句和switch-case语句两种，另外if语句中又分为带else和不带else语句两种。
④传输成分，用以表达程序中数据的传输。传输成分包括基本的输入和输出。 3.程序设计语言的选择对应用程序的开发有什么样的影响？ 答：通常应根据软件系统的应用特点，程序设计语言的内在特性以及系统的性能要求等方面来进行选择。程序设计语言的选择应该考虑以下因素：
项目的应用领域。应尽量选取适合某个应用领域的语言。例如，选择Visual Basic来开发数据库应用就比选择Visual C++要容易一些。 算法和计算复杂性。要根据不同语言的特点来选取能够适应软件项目算法和计算复杂性的语言。例如，对于科学计算较多的应用一般会考虑选择FORTRAN语言。
软件的执行环境。要选取机器上能运行且具有相应支持软件的语言。例如，在嵌入式系统中（这类系统的硬件资源往往较少），软件开发语言多为C/C++、Java。
性能因素。应结合工程具体性能来考虑，例如实时系统对响应速度有特殊要求，就应选择汇编语言、C语言等。
数据结构的复杂性。要根据不同语言构造数据结构类型的能力选取合适的语言。C++、Java这样的高级语言显然比汇编语言的表达能力要强。 软件开发人员的知识水平以及心理因素。知识水平包括开发人员的专业知识，程序设计能力；心理因素是指开发人员对某种语言或工具的熟悉程度。从技术的层面来讲，大多数的任务用任何一门高级语言都可以完成，所以选择开发者熟悉的语言是可以提高效率的。为此，要尽量避免受外界的影响，盲目追求高、新的语言。
4.结构化程序设计的特点是什么？为什么要采用结构化程序设计？ 答：结构程序设计的概念最早是由E. W. Dijkstra提出来的，他指出：“可以从高级语言中取消GOTO语句，程序质量与程序中所包含的GOTO语句的数量成反比”。并指出结构程序设计并非简单的取消GOTO语句，而是创立一种新的程序设计思想、方法和风格，以显著提高软件生产率和质量。
提高程序可读性的关键是使程序结构简单清晰，结构化程序设计（SP）方法是达到这一目标的重要手段。
结构化程序设计是一种程序设计技术，它采用自顶向下，逐步求精的程序设计方法和单入口和单出口的控制结构。具体来说，结构化程序设计技术主要具有以下特点： （1）自顶而下，逐步求精
这种逐步求精的思想符合人类解决复杂问题的普遍规律，从而可以显著提高软件开发的效率。而且这种思想还体现了“先全局，后局部”、“先抽象，后具体”的方法，使开发的程序层次结构清晰，易读、易理解还易验证，因而提高了程序的质量。
将程序自顶向下逐步细化的分解过程用一个树状结构来描述，如图<10>所示。 （2）单入口和单出口的控制结构 结构化的程序是由且仅由顺序、选择、循环三种基本控制结构组成，既保证了程序结构清晰，又提高了程序代码的可重用性。这三种基本结构可以组成所有的各种复杂程序。
结构化程序设计的基本原理中一个重要的概念是“模块化”。因为要实现结构化的程序设计总体的思想是：自顶向下，逐步求精，分而治之。相应的结构化程序设计的步骤如图<1>所示。
模块是由边界元素限定的相邻的程序元素的序列，而且有一个总体标志符来代表它。
所谓模块化，即是将一个大任务分成若干个较小的任务，较小的任务又细分为更小的任务，直到更小的任务只能解决功能单一的任务为止，一个小任务称为一个模块。各个模块可以分别由不同的人编写和调试。把大任务逐步分解成小任务的过程可以称为是“自顶向下，逐步细化”的过程。
对于模块的设计和实现有以下5条基本的标准： 可分解性 可组装性 可理解性 连续性 保护性
遵循以上标准是进行结构化程序设计时运用模块化原理的基本准则，这样设计出来的程序不但软件结构清晰，而且代码也有很好的可读性和可维护性。
5.对比面向对象程序设计，结构化程序设计有什么样的优势和劣势？ 答：略。
6.算法转换的指导原则是什么？ 答：转换过程中的指导原则是：
在编码前，尽可能化简有关的算术表达式和逻辑表达式。
仔细检查算法中嵌套的循环，尽可能将某些语句或表达式移到循环外面。 尽量避免使用多维数组。
尽量避免使用指针和复杂的表。 采用“快速”的算术运算。
不要混淆数据类型，避免在表达式中出现类型混杂。 尽量采用整数算术表达式和布尔表达式。 选用等效的高效率算法。
上述的原则要在转换时统筹考虑，而不应该教条地使用。例如，程序员谨守的一条原则就是尽量不用GOTO语句，但是当要从一个嵌套很深的循环中直接跳出来时，GOTO语句就能很好地发挥作用。
7.影响软件代码效率的因素有哪些？ 答：⑴算法对效率的影响 关于算法的转换指导原则，在一定程度上减小了算法对效率的影响。从这一点能够看出算法直接影响到的是程序，进而影响到了整个代码的效率问题。故而在转换时需要注意之外，在程序设计和实现时同样需要考虑效率的问题。 ⑵存储效率
处理器的分页调度和分段调度的特点决定了文件的存储效率，同样对于代码也存在这个问题。一般来说使用能保持功能域的结构化控制结构是提高效率的好办法。提高效率的办法通常也是提高存储效率的方法。 ⑶输入输出效率
输入和输出的效率决定的是人与计算机之间通信的效率，程序设计中输入和输出的简单清晰，是提高输入输出效率的关键。 习题七答案
基于组件的软件开发的优势是什么？
大量来自产业实例研究的证据表明基于组件的软件开发导致软件系统的开发成本、开发质量、开发效率都得到了显著的改善。 ①开发的质量
基于组件的软件开发的一个明显优点就是提高了软件的质量。可复用的组件相对于在单一应用中使用的模块来说，一般都更为成熟并具有较高的质量保证，这主要是因为：
（1）可复用的组件在开发过程中都经过严格的测试。组件的开发者一般都是在该组件的使用领域具有丰富经验、对该领域具有深入研究的开发团体，他们能从以往的客户和开发项目那里得到许多宝贵的经验，因而更容易开发出高质量的组件“精品”。在组件的开发过程中，为了保证它广泛的适应性和在频繁使用过程中的正确性，一般对其有更高的质量要求，并且在组件正式发布以前，都要进行更为严格的测试。因而可复用组件的质量会得到更好的保证。 （2）可复用的组件在不断复用过程中，其中的错误和缺陷会被陆续的发现，并得到及时的排除。所以随着一个可复用组件复用次数的不断增加，其中的错误会逐渐减少，软件的质量也随之改善。在软件开发中使用的一个可复用组件通常都是经过许多其他客户的频繁使用，因此可复用的组件相对于新开发的模块更为成熟。 HP公司的一份研究报告认为：“被复用代码的缺陷率是每一千行0.9个缺陷。而在新开发的代码中缺陷率是每一千行4.1个缺陷。对一个包含68%复用代码的软件来说，缺陷率是每一千行2.0个缺陷，比无复用的软件缺陷率大约减少了51%。”
所以可以说，基于可复用的组件的软件开发在质量和可靠性方面确实带来了实质性的提高。 ②开发的效率
基于可复用组件的软件开发对于提高软件开发的效率也有着显著的作用。软件复用已经渗透到了软件开发的各个阶段，在开发的各个阶段都有可以被重复使用的软件产品。在分析和设计阶段可以复用的组件包括：应用框架、用例、分析和设计模型等产品。在编码阶段可以复用的组件包括：函数库、子程序库、类库、二进制组件库等产品。在测试阶段复用的组件包括测试用例和测试数据等产品。显然使用现成可用的可复用组件比从头开始进行开发在开发效率上大为提高。在软件开发的各个阶段使用相应的可复用组件对于提高软件产品的生产效率具有重大的意义。
然而使用可复用的组件对开发效率的影响受到多方面因素的影响，这些因素包括：应用领域、问题的复杂度、开发队伍的结构和规模、项目开发的周期、被应用的技术等。由于在不同的应用中影响其开发效率的因素有所不同，所以可复用组件对开发效率的提高程度也是不同的，一般大约30%-50%的复用可以使开发效率提高25%-40%。 ③开发的成本
使用可复用的现成组件进行软件开发比一切都重新开发，其成本大为节省。它避免了不必要的重复劳动和人力财力的浪费。同时也必须意识到基于组件的软件开发也是有一定成本和代价的。首先是开发可复用的组件的成本。通常开发、测试、维护一个可复用的组件的成本是一个具有相同功能非复用组件的1.5-3倍。因为可复用的组件需要有更强的适应性和更高的质量保证。其次是建立和维护组件库的成本。对组件库的管理、维护、检索和修改也需要投入相当的时间和金钱。另外，在开发软件复用一个组件时，也是需要一定成本的。虽然复用一个现成的组件的成本比重新开发的成本要低得多，只有后者的四分之一左右，但是复用的开销不会降到零。
基于组件的软件开发面临哪些挑战和困难？
在意识到基于可复用的组件进行软件开发在开益的同时，开发人员也必须清楚的意识到使用可复用的组件进行软件开发所面临的风险和困难。这包括使用的组件不能完全适应应用的需要，组件的适应性很差或根本不能对其进行调整。
另外在进行基于组件的软件开发时，很多情况下需要使用的可复用组件需要向第三方的组件开发商进行购买，这会带来更大的风险：
（1）在同一系统采用多个开发商提供的组件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题。
（2）采用随处可以购买到的组件可能会使开发出来的软件产品丧失技术上的独创性和市场上的竞争力。
（3）第三方的组件开发商可能歇业，这会使购买的组件失去维护服务。这些都是在购买第三方组件进行软件开发时无法回避的问题，因此需要对这些风险进行充分的估计。
3. 生产者复用(Product Reuse)和消费者复用(Consumer Reuse)有何区别？
答：生产者复用是指建立、获取或者重新设计可复用构件的活动。生产者复用中涉及的活动包括：复用的规划、领域分析、构件的开发、构件库的组织和管理。消费者复用是指使用可复用的构件建立新的软件系统的活动。消费者复用中涉及的活动包括：应用系统的规划、构件的检索和选择、应用系统中非复用部分的开发、应用系统的组装等。 4.什么是可复用组件？相对于普通软件产品，对可复用组件有何特殊要求？
答：可复用构件是指可以在多个软件系统的开发过程中被重复使用的软件产品。
相对于普通软件产品，对可复用构件的特殊要求包括：具有功能上的独立性与完整性、具有较高的通用性、具有较高的灵活性、具有严格的质量保证和具有较高的标准化程度。 5.什么是软件复用？ 答：软件复用是指重复使用已有的软件产品来开发新的软件系统，以达到提高软件系统的开发质量与效率、降低开发成本的目的。在软件复用中重复使用的软件产品不仅仅局限于程序代码，而是包含了在软件生产的各个阶段所得到的各种软件产品，这些软件产品包括：领域知识、体系结构、需求分析、设计文档、程序代码、测试用例和测试数据等。将这些已有的软件产品在软件系统开发的各个阶段重复使用，这就是软件复用的原理。 6. 软件复用的层次可以分为哪几个级别？
答：(1)代码的复用；(2)设计结果的复用；(3)分析结果的复用；(4)测试信息的复用。 习题八答案 一、 选择题
1. 软件测试的主要特点是(A C)。
A) 软件测试的开销大 B) 软件测试要依靠工具 C) 软件不能进行“穷举”测试 D) 软件测试要依靠人工 2. 整体测试又称为组装测试，其主要内容包括(C D)。
A) 对整体的性能进行测试 B) 用白盒法设计测试用例进行测试 C) 确定组装策略和次序 D) 对组装过程进行测试 3. 渐增式是将模块一个一个地连入系统，每连入一个模块(C)。 A) 只需要对新连入的模块进行测试 B) 都不需要再进行测试 C) 要对新子系统进行测试 D) 都要进行回归测试
4. 静态测试是以人工的、非形式化的方法对程序进行分析和测试。常用的静态测试方法有 (B C D)。
A) 运行程序并分析运行结果 B) 桌前检查与代码会审 C) 数据流分析图 D) 调用图 5. 集成过程的原则是(B C)。
A) 按照模块的大小集成 B) 尽早测试包含I/O的模块 C) 尽早测试关键模块
D) 按照“输入—处理—输出”的次序进行集成
6. 面向对象的测试与传统测试方法的主要区别是(A C)。
A) 面向对象的测试可在编码前进行，传统测试方法在编码后进行
B) 面向对象的测试以需求和设计阶段的测试为主，不需要进行代码测试 C) 测试对象不同
D) 面向对象的测试不需要设计测试用例，只需要进行会议评审 7. 软件测试的基本原则是(A C D)。 A) 关键是注重选择高效的测试用例 B) 选择尽可能多的测试用例 C) 尽量不由程序设计者进行测试 D) 充分注意测试中的群集现象 8. 等价分类法的关键是(Ｃ)。 A) 确定等价类的边界条件 B) 按照用例来确定等价类 C) 划分等价类
确定系统中相同和不同的部分 二、 判断题
1. 单元测试通常应该先进行人工走查，再以白盒法为主，辅以黑盒法进行动态测试。 (√) 2. 功能测试是系统测试的主要内容，检查系统的功能、性能是否与需求规格说明书相同。( √) 3. 白盒法是一种静态测试方法，主要用于模块测试。 (×)
4. 整体测试又称为逻辑覆盖测试，需要对系统模块的内部结构进行测试。（×）
5. 在等价分类法中，为了提高测试效率，一个测试用例可以覆盖多个无效等价类。(×) 6. 发现错误多的模块，残留在模块中的错误也多。(√)
7. 面向对象的测试不能采用黑盒法，因为它是一种全新的开发模式。(×)
8. 在发现错误后，则应按照一定的技术去纠正它，纠错的关键是定位错误。(√) 三、 简答题
1. 等价分类法的基本思想是什么？
答：根据程序的输入特性，将程序的定义域划分为有限个等价区段——“等价类”，从等价类中选择出具有“代表性”的用例，即测试某个等价类的代表值就等价于对这一类其他值的测试。如果某个等价类的一个输入数据(代表值)测试中查出了错误，说明该类中其他测试用例也会有错误。
2. 自顶向下渐增与自底而上渐增各有何优、缺点？ 答：① 自顶向下渐增
优点：能够尽早发现系统主控方面的问题，并尽早测试系统结构的问题。 缺点：需要编写桩模块，由于下属模块往往不止一个，也不止一层，加之模块接口的复杂性，桩模块很难模拟各下层模块之间的调用关系，也无法验证桩模块是否完全模拟了下属模块的功能。因此很难尽早查出底层容易出错的复杂模块中的错误，所以导致过多的回归测试。 ② 自底向上渐增
优点：需要编写驱动模块。驱动模块是模拟主程序或者调用模块的功能，处于被测试模块的上层，所以驱动模块只需模拟向被测模块传递数据，接收或打印从被测模块返回的数据等功能，比编写桩模块容易。还能够尽早查出底层涉及较复杂的算法和实际的I/O模块中的错误。
缺点：只有当系统所有模块全部组装完成，才能看到系统完整的结构，才能测试系统的主控功能。
3. 渐增式与非渐增式有何区别？为什么通常采用渐增式？
答：非渐增式是将所有的模块一次连接起来，简单、易行，节省机时，但测试过程中难于查错，发现错误也很难定位，测试效率低。
渐增式是将模块一个一个地连入系统，每连入一个模块，都要对新子系统进行测试。这种组装测试方案虽然用机时多，但比较非渐增式容易查出错误及进行错误定位，有利于查出模块接口部分的错误，测试效率高。因此通常采用渐增式。 4. 什么是α测试和β测试？
答：α测试是在开发机构的监督下，在确认测试阶段后期由个别用户对软件进行测试，目的是评价软件的FLURPS(功能、局域化、可使用性、可靠性、性能和支持性)，注重界面和特色。
β测试是在进行了α测试的基础上，由支持软件预发行的客户对FLURPS进行测试，主要目的是测试系统的可支持性，是在软件产品正式发布前的测试。 5. 黑盒法与白盒法的区别是什么？各自运用在什么情况下？
答：白盒法测试又称结构测试或逻辑驱动测试。必须考虑程序内部结构和内部特性，针对特定条件或与循环集设计测试用例，对软件的主要逻辑路径进行测试。一般主要用于模块测试。 黑盒法测试又称功能测试或基于规格说明的测试。这种方法是从用户观点出发，测试时把被测程序当作一个黑盒，不考虑程序内部结构和内部特性，测试者只知道该程序输入和输出之间的关系或程序的功能的情况下，依靠能够反映着这一关系和程序功能需求规格的说明书，来确定测试用例和推断测试结果的正确性。一般用于集成测试、确认测试及功能测试、系统测试等。
6.软件测试与其他软件开发活动相比具有什么样的特点？
答：软件测试的目标在于，以最小的工作量和成本，尽可能多地发现软件系统中存在的各种错误和缺陷，以确保软件系统的正确性和可靠性。其主要特点是：
⑴ 软件测试的开销大。按照Boehm的统计，软件测试的开销大约占总成本的30%～50%。 ⑵ 不能进行“穷举”测试。只有将所有可能的情况都测试到，才有可能检查出所有的错误，但这是不可能的。
⑶ 软件测试难度大。既然不能进行 “穷举”测试，又要查出尽可能多的错误，随着软件的规模和复杂度不断增加，软件测试工作的难度越来越大。
测试也是一种开发活动，但鉴于软件测试的以上特点，它比其他软件开发活动更加复杂、困难和重要，且无论怎样强调它的重要性都不过分。 7.软件测试通常包含哪几个基本步骤？
答：软件测试通常应该对需求、总体设计、详细设计、编码实现各个阶段所获得的开发产品进行测试，软件测试应该贯穿于整个软件开发的全过程。
软件测试过程按测试的先后次序可分为以下步骤进行：单元测试、集成测试、确认测试和系统测试，最后进行验收测试。
⑴单元测试。完成每个模块的测试，尽可能发现模块内部的错误。单元测试主要采用白盒测试法。
⑵集成测试。把已测试过的模块按照一定顺序组装起来，构成软件系统。主要采用黑盒测试法。但对发现错误较多的新子系统，还可能采用白盒法进行回归测试。 ⑶确认测试：检验所开发的软件能否满足所有功能和性能需求的最后手段，通常均采用黑盒测试法。
⑷系统测试：完成确认测试以后，检验它能否与系统的其他部分（如硬件，数据库及操作人
员）协调工作，需要进行系统测试。 ⑸验收测试：检验软件产品质量的最后一道工序是验收测试。与前面讨论的各种测试活动的不同之处主要在于它突出了客户的作用，同时软件开发人员也应有一定程度的参与。 8.软件调试有哪些方法？各自有什么特点？
答：常见的软件调试策略包括：试探法、归纳法、演绎法、回溯法和对分法等。 ⑴试探法。一种比较原始的调试策略。它的基本思想是通过分析软件系统运行过程中大量数据信息、中间结果的变化情况来查找错误发生的原因、确定错误发生的位置。该方法简单、易行，但调试效率低，只适用于结构比较简单的小型系统。
⑵归纳法。一种由特殊到一般的逻辑推理方法。根据软件测试所取得的个别错误数据，错误线索着手，通过分析这些线索之间的关系而发现错误。
⑶演绎法。一种由一般到特殊的逻辑推理方法。根据已有的测试数据，设想所有可能的出错原因，然后通过测试逐一排除不正确、不可能的出错原因，最后证明剩余的错误的合理性，确定错误发生的位置。
⑷回溯法。从软件系统中发现错误位置开始，沿着程序的控制流程往回追踪程序代码，直至找到错误发生的位置或范围。回溯法对于规模较小的软件系统而言是一种比较有效的调试策略，但不适宜较大型的软件。
⑸对分查找法。在程序中插入某些变量关键点的正确值，检查程序的运行结果，在插入点以后的运行正确，则错误发生在插入点的前半部分；反之，错误发生在插入点的后半部分。不断对分缩小错误范围，进行错误定位。
9.面向对象的测试与传统的测试有什么相同和不同之处？
答：⑴传统的测试要在编码之后才进行，主要测试的对象是程序代码。而面向对象的测试既在没有代码的情况下进行测试，也在有代码的情况下进行测试，是一种被应用在开发过程不同阶段的活动，是与开发过程密切相关而又分离出来的过程，贯穿软件开发的全过程。 ⑵面向对象的测试更关注对象而不是像传统的测试仅完成输入输出的单一功能，强调需求或设计的测试，验证和确认规格说明的有效性和正确性。一般采用静态走查和动态的场景模拟等方法，保证了需求和设计的高质量。
⑶由于测试对象不同，如传统测试中的单元测试，对应面向对象的测试中的类测试，类测试包括：类属性的测试、类操作的测试、可能状态下对象测试。根据面向对象的主要特性，在测试策略和方法上有所区别。通常面向对象的测试更加困难，例如类间的继承性可能给测试带来新的困难，继承性层次的测试需要更彻底的测试方法。
⑷在面向对象的测试中，一些常用的传统测试技术，如白盒法、黑盒法仍然可以使用。 10.面向对象的集成测试与传统的集成测试有何区别？
答：传统测试方法中的集成测试，主要采用黑盒法，按照自顶向下和自底向上的集成策略对模块进行组装测试。
面向对象的集成测试即交互测试，要检测类相互作用时才会产生的错误，即交互测试只关心系统的结构和内部的相互作用。对类进行交互测试，以确定它们能否在一起共同工作。交互测试的重点是要确保那些已经单独测试过的类的对象，相互间能够正确地传送消息。而面向对象的软件没有层次控制结构，一次集成一个操作到类中（传统的增量集成方法）是不可能的。
通常采用两种不同的策略： ⑴ 基于线程的测试（thread-based testing），集成对回应系统的一个输入或事件所需的一组类，每个线程被集成并分别测试。
⑵ 基于使用的测试（use-based testing），先测试独立类（几乎不使用服务器的类），然后测试下一层使用独立类的类（依赖类）。通过对依赖类层次的测试，逐步构造新的子系统，最
后构造完整的系统。
习题九答案 一、选择题
1. 软件维护的类型有（A B C D）。
A) 完善性维护 B) 纠错性维护 C) 适应性维护 D) 预防性维护 2. 各种软件维护的类型中最重要的是（A B）。
A) 完善性维护 B) 纠错性维护 C) 适应性维护 D) 预防性维护 3. 以下属于完善性维护的有（B D）。
A) 解决开发时未能测试各种可能条件带来的问题 B) 增加联机求助命令 C) 缩短系统的应答时间，使其达到特定要求 D) 为软件的运行增加监控设施
4. 进行系统修改时可能会产生维护的副作用，它们可能有（A B C）。 A) 修改数据的副作用 B) 修改错误后，又引入了新的错误 C) 修改代码的副作用 D) 文档资料的副作用 5. 确定可维护性的因素主要有（B C D）。
A) 文档 B) 可理解性 C) 可修改性 D) 可测试性 6. 软件维护阶段所产生的文档主要有（A B）。 A) 软件问题报告 B) 软件修改报告 C) 软件修改申请报告 D) 测试报告 7. 表达计划安排的主要工具有（A B D）。 A) PERT图 B) 甘特图 C)DFD图 D) 进度表 二、判断题
1. 软件维护只需要校正性维护、适应性维护和完善性维护。(×) 2. 软件维护总工作量可用公式表示为：M = P + K*EXP(D－C)。(×) 3. 生产性活动包括分析评价、修改设计、编写程序代码和设计约束。(×) 4. 改进程序的执行效率不会引入错误。(×) 5. 强调简明性的程序出错率低。(√)
6. 用面向对象方法开发的软件系统，可维护性好。(√) 三、简答题
1. 为什么要进行软件维护？ 答：软件维护是指软件系统交付使用以后，为了改正错误或满足新的需求而修改软件的过程。一个中等规模的软件，如果其开发过程需要一两年时间，则它投入使用以后，其运行时间可能持续5～10年之久。在这个维护阶段中，人们需要着手解决开发阶段尚未解决的问题，同时，还解决维护工作本身所产生的问题。做好软件的维护工作不仅能够排除软件中存在的错误，使它能够正常工作，而且还可以使它扩充功能，提高性能，为用户带来新的效益。维护阶段的花费约占整个软件生存周期花费的67%。因此，应充分认识到维护现有软件的重要意义。
2. 怎样防止维护的副作用？ 答：修改代码所产生的副作用一般可以在退化测试过程中对其造成系统的故障进行查明和纠正；完善设计文档资料可以限制修改数据的副作用，在文档中描述了数据结构，并提供了一种把数据元素、记录、文件以及其他结构与系统模块联系起来的交叉对照表；在软件系统再次交付使用之前，对整个软件配置进行复审，将能大大减少文档资料的副作用。
3. 什么是软件的可维护性？可维护性度量的特性是什么？ 答：软件的可维护性是指维护人员为纠正软件系统出现的错误或缺陷，以及为满足新的要求而理解、修改和完善软件系统的难易程度。可维护性是所有软件系统都应具备的特点。在软件工程的每一阶段都应该努力提高系统的可维护性，在每个阶段结束前的审查和复审中，应着重对可维护性进行复审。
可维护性度量的特性主要有可理解性、可测试性和可修改性。可理解性被定义为人们通过阅读源代码和文档了解软件系统的结构、接口、功能、内部过程以及如何运行的难易程度；可测试性被定义为诊断和测试系统的难易程度；可修改性被定义为修改软件系统的难易程度；它们是密切相关的。
4. 提高可维护性的方法有哪些？ 答：在软件工程的每一阶段都应该努力提高系统的可维护性，在每个阶段结束前的审查和复审中，应着重对可维护性进行复审。 在需求分析阶段的复审中，应对将来要扩充和修改的部分加以注明。在讨论软件可移植性问题时，要考虑可能要影响软件维护的系统界面。
在软件设计的复审中，应从便于修改、模块化和功能独立的目标出发，评价软件的结构和过程，还应对将来可能修改的部分预先做准备。
在软件代码复审中，应强调编码风格和内部说明这两个影响可维护性的因素。
在软件系统交付使用前的每一测试步骤中都应给出需要进行预防性维护部分的提示。 在完成每项维护工作后，都应对软件维护本身进行仔细认真的复审。
为了从根本上提高软件系统的可维护性，人们正试图通过直接维护软件规格说明来维护软件 ，同时也在大力发展软件重用技术。 习题十答案
1. 什么是软件开发工具？按照功能可以将软件开发工具分成哪几大类？
答：软件开发工具是用来辅助软件的开发、维护、管理和支持等活动的计算机程序系统。它的目的是为了提高软件生产效率和改进软件质量，为软件开发活动提供自动化的开发工具和环境。
按功能软件开发工具可以分为以下几种：(1) 编程工具；(2) 分析和设计工具；(3) 软件维护工具；(4) 版本控制工具；(5) 项目管理工具；(6) 文档管理工具；(7) 软件配置管理工具；(8) 测试管理工具。
3. 集成化的CASE环境相对于彼此独立的软件开发工具有哪些明显的优势？ 答：集成化的CASE环境具有如下优势：
(1) 软件开发过程中的所有信息都采用统一的存储格式，集中统一存储在共享的中心数据库中，使得在软件工具之间、开发人员之间、开发活动的各个过程之间可以方便而高效地进行数据的共享和交换。
(2) 集成化的CASE环境由于采用了统一的用户界面，为软件开发人员提供了更为方便的使用平台，并且改善了开发人员之间的协调能力。
(3) 集成化CASE环境的使用，可以贯穿软件开发的各个阶段，包括分析、设计、编码、测试、维护和配置，这使得软件开发活动和相关的开发信息可以流畅地由一个开发阶段过渡到下一个开发阶段。
(4) 集成化的CASE环境也具有更好的可移植性，使其可以适用于不同的硬件平台和操作系统。
4. 软件开发工具的集成可以分成哪几个层次？
答：一个集成化的CASE开发环境通常需要完成以下三个层次集成：
(1).平台的集成。平台是指CASE工具运行所处的计算机硬件和操作系统环境。
(2) 界面的集成。界面集成是指集成化的CASE环境中的各种软件开发工具都采用统一的用户交互界面和方式，以达到减少用户学习和使用这些工具的难度和复杂度的目的。
(3) 数据的集成。为了实现不同的CASE工具之间的数据交换与共享，数据的集成是集成化的CASE开发环境需要解决的一个核心问题。 5. Rational Rose可以建立哪几种模型图？
答：Rational Rose可以建立的模型图共有9种，它们分别是： 业务用例图(Business Use Case Diagram)； 用例图(Use Case Diagram)； 类图(Class Diagram)；
协作图(Collaboration Diagram)； 顺序图(Sequence Diagram)； 活动图(Activity Diagram)； 状态图(Statechart Diagram)； 构件图(Component Diagram)； 部署图(Deployment Diagram)。
6. 简述业务用例图与用例图的区别。 答：业务用例图用于建立机构的业务模型，包括描述整个机构业务执行的流程和所提供的功能等内容。用例图用于对软件系统的需求分析，即用于描述一个软件系统需要完成什么样的功能。
7. 协作图和顺序图都是用于描述模型系统中对象之间的交互行为，请简述它们各自的特点。 答：表示模型系统中对象之间的交互行为的图有两种：协作图和顺序图。其中协作图按照对象本身进行组织，展示了对象之间的连接，以及连接的对象之间如何发送/接收消息。而顺序图则用来描述对象之间动态的交互行为,着重体现对象间消息传递的时间顺序。
8. Rose的类图中的类之间存在4种关系：关联、聚集、泛化、依赖，请简述它们的不同之处。 答：（1）关联关系是类与类之间的一种词法连接，使得一个类可以访问或使用另一个类的公共属性和操作，实现在不同类之间的交互和通信，关联关系又分为单向关联和双向关联。 （2）依赖关系表示一个类需要引用另一个类的定义，其目的也是为了实现不同类之间的信息交换。但依赖关系与关联关系不同之处在于：它们对程序代码有不同的影响；依赖关系只能是单向的，而关联关系可以单向的也可以是双向的。 （3）聚集关系表示的是类之间“整体与部分”的关系。
（4）泛化关系表示类之间“一般与特殊”、“抽象与具体”的关系即不同类之间的继承关系。 9.请使用Rose绘制“图书销售管理系统”中“订单”对象的状态图。 答：参考10.18状态图。
10. 请使用Rose绘制“网上商店购物管理系统”中“购物”流程的活动图。 答：参考10.16活动图。
11. 请使用Rose绘制“自动取款机ATM系统”的用例图。 答：参考10.8用例图。
12. PowerDesigner包含哪几个模块？
答：PowerDesigner是一个功能强大而使用简单的工具集，它包含六个紧密集成的模块。 （1）PowerDesigner ProcessAnalyst数据流程图逻辑设计工具。
（2）PowerDesigner DataArchitect概念数据模型与物理数据模型设计工具。
（3）PowerDesigner AppModeler客户端应用程序生成工具。 （4）PowerDesigner MetaWorks团队开发控制工具。
（5）PowerDesigner WarehouseArchitect是数据仓库设计工具。 （6）PowerDesigner Viewer是模型观察工具。
13.请简述Rose与PowerDesigner两款建模工具的区别。
答：Rose和PowerDesigner都既可以进行数据库建模，也可以进行面向对象建模，但存在支持上的偏重。具体的区别包括：
（1）模型组织。Rose将数据库模型和对象模型放在一起，在进行数据表模型设计时，没有特性化的东西。而PowerDesigner将两者分开， PowerDesinger可以通过模型转换工具进行数据库建模和面向对象模型的相互转换。但Rose不能将对象转换为表，也不能将表转换为对象。
（2）工作空间。PowerDesigner有工作空间的概念，一个工作空间下可以同时打开多个设计模型文件；而Rose同时仅能打开一个设计文件。
（3）设计界面。PowerDesigner的设计界面可以左右上下移动，而Rose只能向右、向下移动；此外，PowerDesigner可以将模型元素放大很多倍，而Rose只能放大到正常倍数。 （4）对模型和语言的支持。对于数据库模型，PowerDesigner支持20余种数据库，对于同一数据库的不同版本还提供单独的支持。对于面向对象模型，PowerDesigner支持11种主流语言。Rose基本上可以说是一个对象模型设计工具，对数据库模型的支持相对粗糙。 （5）输入和输出功能的比较。PowerDesigner仅对需逆向工程的程序代码进行浅度语法检查，而Rose会对需要逆向工程操作的程序代码进行深度语义检查；此外PowerDesigner对文档导出提供了精细的控制。而Rose没有导出模板的概念，更不能对导出项和格式进行设置；在导出设计模型的代码时，PowerDesigner不但可以进行对象分级，还可以进行代码级别的控制，而Rose没有提供代码导出的控制，只能按其系统内部设置的方式导出代码。PowerDesigner可为数据表生成批量的测试数据，还可以制定测试数据的生成规则。Rose中没有提供类似的功能。 习题十一答案
ERP系统的管理思想是什么？
答：ERP（Enterprise Resource Planning）即企业资源规划系统，是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP系统集信息技术与先进的管理思想于一身，成为现代企业的先进运行模式，反映时代对企业合理调配资源，最大化地创造社会财富的要求，成为企业在信息时代生存、发展的基石。 习题十二答案 一、选择题
1. CMM表示（ A ）。
A) 软件能力成熟度模型 B) 软件过程工业化控制 C) 国际软件质量认证 D) 软件统一性标准
2. 软件过程和产品质量有详细的度量标准，并且得到了定量的认识和控制。以下（ ）具有上述特征。
A) 可重复级 B) 已定义级 C) 已管理级 D) 优化级
3. CMM是开发高效率、高质量和低成本软件时，普遍采用的软件生产过程标准，它的主要用途不包括（ C ）。
A) 软件过程评估 B) 软件过程改进 C) 软件过程控制 D) 软件能力评价 4. CMMI的开发和应用的主要原因是（A B D）。 A) 解决软件项目的过程改进难度增大问题
B) 实现软件工程的并行与多学科组合 C) 降低软件风险的需要
D) 实现过程改进的最佳效益 二、 判断题
1. CMM是指导软件开发的一种面向对象的新技术。 (×)
2. CMM将软件过程的成熟度分为以下5个级别：初始级、可重复级、已定义级、已管理级和优化级。 (√ )
3.CMM对开发一个软件所做的基本要求是“有章可循，有章必循”。 (√ )
4.CMM侧重评价软件产品的各项指标是否已达到了标准；ISO 9000则强调了软件开发的过程控制和预见性。（×）
5.CMM的两种类型的评估分别是：软件过程评估和软件能力评价。（√ ）
6.每个关键过程域所包含的关键实践仅涉及4个方面：执行约定、执行能力、实施活动和验证实施。（×） 三、 简答题
1. CMM将软件过程的成熟度分为哪几个级别？
答：初始级、可重复级、已定义级、已管理级和优化级。
2．如何描述CMM软件能力成熟度模型分级结构及主要特征？
答：CMM提供了一个阶梯式的过程成熟度框架，这一框架由5个成熟度等级构成。除初始级以外，其余的成熟度等级都包含了若干个关键过程域，每个关键过程域又包含了若干个关键实践，这些关键实践按照5个共同特点加以组织，分别是执行约定、执行能力、执行活动、测量和分析、验证执行。每个共同特性进一步又划分成若干关键实践，当这些关键实践都得到实现时，就完成了关键过程域的目标。
3. 简述基于CMM评估的内容、评估过程和评估模型。
答：CMM的评估要遵循SEI的CAF规范。评估过程包括员工培训、问卷调查和统计、文档审查、数据分析、与企业的高层领导讨论和撰写评估报告等，评估结束时由主任评估师签字生效。
目前主要有两种基于CMM的评估方法：一种是CBA-SCE，基于CMM对组织的软件能力进行评估，是由组织外部的评估小组对该组织的软件能力进行的评估，另一种是CBA-IPI，是基于CMM对内部的过程改进进行的评估，是由组织内部和外部人员联合组成的评估小组对软件组织本身进行评估以改进质量。 评估参考模型由二维组成：过程维可用来测量的主要过程目标来描述；过程能力维用于任何过程的一系列过程属性来描述。这一系列过程属性表示管理一个过程和改进过程实施能力所必须的可测量的特性。
4. CMM的关键过程域是如何划分的？如何将这些过程域在CMM进行分类？ 答：在CMM中一共有18个关键过程域，分布在2~5个级别中：
（1）可重复级中的关键过程域集中关注从非软件工程化向软件工程化转变初期必须做好的事情。其中包括它的6个关键过程域。
（2）已定义级中的关键过程域既涉及项目，又涉及组织，这是因为组织建立了对所有项目都有效的软件工程过程和管理过程的规范化基础设施。该等级包括7个关键过程域。
（3）已管理级中的关键过程域的主要任务是为软件过程和软件产品建立一种可以理解的定量的方式。该等级中有两个关键过程域，即定量过程管理和软件质量管理。
（4）优化级有3个关键过程域，主要涉及的内容是软件组织和项目中如何实现持续不断的过程改进。
5. CMMI有哪些特点？
答：CMMI是一套包括多个学科、可扩充的模型系列 ⑴ 解决软件项目的过程改进难度增大问题。
⑵ 实现软件工程的并行与多学科组合：并行工程、交叉学科群组、交叉功能群组、集成化产品群组以及集成化产品和过程开发等，都代表了在产品或服务的整个生存周期的合适时间处理这类问题的不同方法。
⑶ 实现过程改进的最佳效益：正如通过CMM的过程改进能够产生显著的效益一样，集成过程改进也能产生更大的效益。包括：成本、侧重点、过程集成和灵活性。 6. 目前CMMI包括哪些子模型？
答：CMMI模型系列，现在使用的最新模型是2002年发布的V.1.1版本系列，分4个学科，分别简称为CMMI-SE/SW/IPPD/SS（系统工程、软件工程、集成化产品和过程开发，供应商管理能力模型集成）、CMMI-SE/SW/IPPD（系统工程、软件工程、集成化产品和过程开发能力模型集成）、CMMI-SE/SW（系统工程和软件工程能力模型集成）、CMMI-SW（软件工程能力模型集成）。由于CMMI是可扩充的集合，今后可能还会有新的学科模型出现。
识别出 的问题 修正后 的需求
问题分析和 变更描述 变更分析和 成本计算 变更实现
<图1>
<图2>
储户
存折
付款 填写取款单 <
银行卡管理 <图3>银行取款系统的高层用例图
<图4> 学校首次报名的UML活动图 付款
填写取款单 <
储户 <
验证取款单与存折 <
银行卡管理
<图5>银行取款系统的高层用例图
⑵描述模板： 角色描述模板： 角色：储户 角色：存款数据库 角色：存折 角色职责： 角色职责： 对储户信角色职责：储户存、取 提供取款存折和取款息及存、取款业务进行款的凭证。 信息。 管理。 角色职责识别： 角色职责识别： 角色职责识别： (1)向系统提供取款凭 提供存折、填写取款(1)在系统支持下完成证。 单、领取付款。 银行数据库管理工作。 (2)与“银行卡管理”子 (2)为银行卡管理及通系统交互，核对取款 知付款提供信息。 单。
<图6>
出纳 存款数据库
角色：出纳
角色职责：向储户付款。
角色职责识别: (1) 根据储户存款数据库的通知，向储户付款。
(2)与“付款”子系统交互。
例描述模板：
用例名：验证取款单与存折 执行者：储户、存折、存款数据库 目标： 根据“银行卡”中的信息检验取款单与存折。 功能描述： 1. 获取“银行卡”中的信息。 2. 检验取款单与存折信息。 3. 返回验证结果。 其他非功能需求: 高可靠性、实时性 主要步骤： 储户填写取款单。 根据银行卡信息，检验取款单与存折信息是否正确。 若取款单与存折有问题，将信息返回给储户，否则登录“储户存款数据库”，修改相应数据，并更新“银行卡”。 相关用例：填写取款单、银行卡管理、数据库管理 相关信息：(优先级、性能、执行频率)： 优先级：根据储户类型，决定处理的优先次序，VIP用户优先。 性能：实时性、高可靠性。 <图7>
<图8> UserInformation
<图9>
<图10>
提出和分析问题 确定数学模型 模块化编程 程序整个编译、运行
设计算法 <图11>