【软考系统架构设计师】六、软件工程

软件工程是软考系统架构设计师考试的核心支柱模块 ，不仅是理解软件架构设计、系统集成等复杂内容的基础，更是案例分析题中 "架构设计方案落地""项目风险控制" 等场景的核心依托。在历年考试中，该模块分值稳定在 8-10 分，覆盖单选（4-5 分）、多选（2-3 分）和案例分析（2-3 分），属于 "分值高、考点集中、易得分" 的关键模块。其知识点框架清晰，命题规律固定，零基础考生通过系统梳理和针对性练习，可快速掌握核心考点，为整体考试奠定坚实基础。

1. 软件工程概述

1.1 知识点讲解

1. 核心定义：软件工程是将系统化、规范化、可度量的方法应用于软件的开发、运行和维护过程，同时对这些方法进行研究的学科，核心目标是在规定时间、成本内交付高质量软件。

2. 核心要素：包含方法（如结构化方法、面向对象方法）、工具（如 IDE、测试工具）、过程（如瀑布模型、敏捷过程） 三大核心要素，三者相辅相成。

3. 核心目标：满足用户需求、保证软件质量（可靠性、可维护性、可扩展性等）、控制开发成本、提升开发效率。

4. 软件生命周期：问题定义→可行性研究→需求分析→系统设计→编码→测试→运行与维护，覆盖软件从概念到消亡的全流程。

1.2 高频考点

• 考查形式：单选为主，多选为辅
• 分值占比：1-2 分
• 命题角度：① 软件工程定义与核心要素；② 软件生命周期各阶段核心任务；③ 软件工程的核心目标。
• 解题技巧：牢记 "方法 + 工具 + 过程" 三大要素；软件生命周期按 "从无到有、从开发到维护" 的逻辑记忆，关键阶段（需求分析、设计、测试）的任务需精准对应。

1.3 真题示例

【真题示例 1】（2023 年单选）以下不属于软件工程核心要素的是（ ）

A. 方法 B. 工具 C. 过程 D. 文档

【解析】答案：D。软件工程的核心要素是 "方法、工具、过程"，文档是软件开发过程的产物，并非核心要素，故选 D。

【真题示例 2】（2022 年多选）软件生命周期中，属于开发阶段的有（ ）

A. 需求分析 B. 系统设计 C. 运行维护 D. 编码测试

【解析】答案：ABD。软件生命周期的开发阶段包括需求分析、系统设计、编码、测试；运行维护是独立的生命周期阶段，故选 ABD。

1.4 可视化图表

软件生命周期流程图：

图 1：软件生命周期全流程

2. 软件过程模型

2.1 知识点讲解

1. 瀑布模型（Waterfall Model）：

   • 核心特征：线性顺序、阶段固定、文档驱动，每个阶段完成后进入下一阶段，无迭代。
   • 阶段划分：需求分析→系统设计→详细设计→编码→测试→运行维护。
   • 适用场景：需求明确、变化少、规模小的项目（如传统管理系统开发）。

2. 螺旋模型（Spiral Model）：

   • 核心特征：迭代 + 风险驱动，每个迭代周期包含 "规划→风险分析→开发→评审" 四步，围绕螺旋线推进。
   • 核心优势：重视风险管控，适合大型复杂项目。

3. 敏捷模型（Agile Model）：

   • 核心思想：迭代增量、用户参与、响应变化，强调小步快跑、持续交付。
   • 典型方法：Scrum（冲刺、每日站会、产品待办列表）、XP（极限编程，强调结对编程、测试驱动）。
   • 适用场景：需求模糊、变化频繁的项目（如互联网产品开发）。

4. 统一过程模型（RUP）：

   • 核心特征：用例驱动、架构为中心、迭代增量，分为初始、细化、构造、移交四个阶段，每个阶段包含多个迭代。
   • 核心产出：用例模型、架构设计文档、可运行的增量版本。

5. 能力成熟度模型（CMMI）：

   • 核心定义：评估软件组织过程能力的模型，分为 5 个成熟度等级。
   • 等级划分：
     • 1 级（初始级）：过程无序，依赖个人能力。
     • 2 级（可重复级）：有基本过程规范，可重复过往成功经验。
     • 3 级（已定义级）：过程标准化、文档化，全员执行。
     • 4 级（已管理级）：过程可度量、可监控。
     • 5 级（优化级）：持续改进过程，基于数据驱动。

2.2 高频考点

• 考查形式：单选 + 多选 + 案例分析（模型选择）
• 分值占比：2-3 分
• 命题角度：① 各模型核心特征与适用场景对比；② 敏捷模型与传统模型的差异；③ CMMI 成熟度等级判断；④ RUP 阶段划分。
• 解题技巧：用 "特征 - 场景" 对应记忆（如需求明确→瀑布，需求多变→敏捷，大型复杂→螺旋）；CMMI 等级记 "初重定管优" 口诀，结合阶段特征判断。

2.3 真题示例

【真题示例 1】（2023 年单选）某互联网产品需求频繁变更，团队需快速响应并持续交付可用版本，最适合采用的软件过程模型是（ ）

A. 瀑布模型 B. 螺旋模型 C. Scrum 模型 D. RUP 模型

【解析】答案：C。Scrum 是敏捷模型的典型代表，核心优势是响应变化、迭代增量交付，适合需求频繁变更的互联网产品；A 适合需求明确项目，B 适合风险突出的大型项目，D 适合架构为中心的复杂项目，故选 C。

【真题示例 2】（2022 年多选）以下属于 CMMI 成熟度等级的有（ ）

A. 初始级 B. 可重复级 C. 已优化级 D. 标准化级

【解析】答案：ABC。CMMI5 个成熟度等级为初始级、可重复级、已定义级、已管理级、已优化级；"标准化级" 并非官方等级，故选 ABC。

2.4 可视化图表

1. 主流软件过程模型对比图：

图 2：主流软件过程模型特征与适用场景

2. CMMI 成熟度等级演进图：

图 3：CMMI 成熟度等级演进

3. 需求工程

3.1 知识点讲解

1. 核心定义：需求工程是一系列与需求相关的活动，包括需求获取、分析、规格说明、验证、变更管理，核心目标是明确 "软件要做什么"。

2. 需求分类：

   • 功能需求：软件必须完成的具体功能（如用户登录、数据查询）。
   • 非功能需求：性能、可靠性、安全性、可维护性等（如响应时间≤2 秒）。
   • 约束需求：开发环境、技术选型等限制（如基于 Java 开发）。

3. 核心活动：

   • 需求获取：通过访谈、问卷调查、原型法、用例分析等方式收集用户需求。
   • 需求分析：梳理需求、消除歧义、建立需求模型（如用例图、数据流图）。
   • 需求规格说明：编写《需求规格说明书》（SRS），明确需求细节。
   • 需求验证：确认需求的完整性、一致性、可行性（如用户评审、原型验证）。
   • 需求变更管理：建立变更流程，评估变更影响，控制变更风险（如变更申请→评审→批准→实施）。

4. 需求追踪：建立需求追踪矩阵（RTM），关联需求、设计、测试用例，确保需求被完整实现。

3.2 高频考点

• 考查形式：单选 + 多选 + 案例分析（需求变更处理）
• 分值占比：2 分
• 命题角度：① 需求分类判断；② 需求获取方法对比；③ 需求变更管理流程；④ 需求追踪的作用。
• 解题技巧：功能需求 vs 非功能需求："做什么" vs "做得怎么样"；需求变更流程记 "申请 - 评审 - 批准 - 实施 - 验证" 五步走。

3.3 真题示例

【真题示例 1】（2023 年单选）以下属于软件非功能需求的是（ ）

A. 支持用户注册登录 B. 提供数据导出 Excel 功能

C. 系统年停机时间≤8 小时 D. 允许查询近 3 年订单数据

【解析】答案：C。非功能需求是 "做得怎么样"，C 属于可靠性需求；A、B、D 均是具体功能，属于功能需求，故选 C。

【真题示例 2】（2021 年多选）需求工程中，需求获取的常用方法有（ ）

A. 访谈法 B. 原型法 C. 数据流图法 D. 问卷调查法

【解析】答案：ABD。需求获取方法包括访谈、问卷、原型、用例分析等；数据流图法是需求分析阶段的建模方法，并非获取方法，故选 ABD。

3.4 可视化图表

需求工程核心活动流程图：

图 4：需求工程核心活动流程

4. 系统分析与设计

4.1 知识点讲解

1. 结构化方法：

   • 核心思想：自顶向下、逐步求精、模块化，基于 "数据" 和 "流程" 建模。
   • 核心工具：
     • 数据流图（DFD）：描述数据在系统中的流动和处理过程（外部实体、加工、数据流、数据存储）。
     • 数据字典（DD）：定义 DFD 中的数据项、数据结构、数据流等。
     • 结构化流程图（SC）：描述模块的控制流程。
   • 适用场景：需求明确、规模适中的结构化系统（如传统管理信息系统）。

2. 面向对象方法：

   • 核心思想：以 "对象" 为核心，封装、继承、多态三大特性，模拟现实世界。
   • 核心工具（UML）：
     • 用例图：描述用户与系统的交互（参与者、用例、关联）。
     • 类图：描述类的属性、方法及类间关系（关联、继承、聚合、组合）。
     • 时序图：描述对象间的交互时序。
     • 状态图：描述对象的状态变化。

• 设计原则（SOLID）：单一职责、开放封闭、里氏替换、接口隔离、依赖倒置。

4.2 高频考点

• 考查形式：单选 + 多选 + 案例分析（建模）
• 分值占比：2-3 分
• 命题角度：① 结构化方法与面向对象方法的差异；② UML 图的适用场景；③ SOLID 设计原则理解；④ DFD 图元素识别。
• 解题技巧：结构化 vs 面向对象："数据流程驱动" vs "对象驱动"；UML 图记 "用例描述交互、类图描述结构、时序图描述时序"；SOLID 原则用 "单一职责（一个类做一件事）、开放封闭（对扩展开放对修改封闭）" 等通俗解释记忆。

4.3 真题示例

【真题示例 1】（2023 年单选）用于描述系统中类的属性、方法及类间继承关系的 UML 图是（ ）

A. 用例图 B. 类图 C. 时序图 D. 状态图

【解析】答案：B。类图的核心作用是描述类的结构及类间关系（继承、关联等）；A 描述用户交互，C 描述交互时序，D 描述对象状态变化，故选 B。

【真题示例 2】（2022 年多选）以下属于面向对象设计 SOLID 原则的有（ ）

A. 单一职责原则 B. 开放封闭原则 C. 里氏替换原则 D. 模块化原则

【解析】答案：ABC。SOLID 原则包括单一职责、开放封闭、里氏替换、接口隔离、依赖倒置；模块化原则是结构化方法的原则，故选 ABC。

4.4 可视化图表

1. 结构化方法 vs 面向对象方法对比图：

图 5：结构化与面向对象方法对比

2. UML 核心图适用场景：

图 6：UML 核心图适用场景

5. 软件测试

5.1 知识点讲解

1. 核心定义：软件测试是为了发现错误而执行程序的过程，核心目标是验证软件是否符合需求，提高软件质量。

2. 测试方法分类：

   • 按测试对象：白盒测试（关注内部逻辑，如代码覆盖）、黑盒测试（关注输入输出，如等价类划分）、灰盒测试（结合白盒与黑盒）。
   • 按测试阶段：单元测试（测试单个模块）、集成测试（测试模块间接口）、系统测试（测试整个系统）、验收测试（用户验证）。

3. 核心测试技术：

   • 黑盒测试技术：等价类划分、边界值分析、因果图、场景法。
   • 白盒测试技术：语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、路径覆盖。

4. 测试模型：V 模型（测试与开发阶段对应，单元测试→详细设计，集成测试→概要设计，系统测试→需求分析）。

5.2 高频考点

• 考查形式：单选 + 多选
• 分值占比：1-2 分
• 命题角度：① 测试方法分类与适用场景；② 测试阶段与开发阶段的对应关系；③ 黑盒 / 白盒测试技术识别。
• 解题技巧：白盒（看内部逻辑）vs 黑盒（看输入输出）；V 模型记 "测试阶段对应开发阶段的逆过程"。

5.3 真题示例

【真题示例 1】（2023 年单选）不关注程序内部逻辑，仅通过输入输出验证软件功能的测试方法是（ ）

A. 白盒测试 B. 黑盒测试 C. 灰盒测试 D. 单元测试

【解析】答案：B。黑盒测试的核心特征是 "不关心内部实现，只验证输入输出是否符合需求"；A 关注内部逻辑，C 结合两者，D 是按阶段分类的测试，故选 B。

【真题示例 2】（2021 年单选）在 V 模型中，与概要设计阶段对应的测试阶段是（ ）

A. 单元测试 B. 集成测试 C. 系统测试 D. 验收测试

【解析】答案：B。V 模型中，开发阶段与测试阶段一一对应：详细设计→单元测试，概要设计→集成测试，需求分析→系统测试，故选 B。

5.4 可视化图表

V 模型（开发与测试阶段对应）：

图 7：V 模型（开发与测试阶段对应关系）

6. 净室软件工程

6.1 知识点讲解

1. 核心定义：净室软件工程是一种基于形式化方法的软件开发方法，核心思想是 "预防缺陷而非发现缺陷"，通过严格的数学验证确保软件正确性。

2. 理论基础：基于 "程序正确性证明"，通过数学方法验证程序是否符合规格说明。

3. 技术手段：

   • 盒式结构：黑盒（功能规格）、状态盒（状态行为）、清晰盒（实现逻辑）。

   • 统计测试：基于用户场景的测试，验证软件在实际使用中的可靠性。

4. 应用与缺点：

   • 应用：高可靠性要求的系统（如航空航天软件）。

   • 缺点：开发成本高、对开发人员数学能力要求高、不适用于快速迭代项目。

6.2 高频考点

• 考查形式：单选
• 分值占比：1 分
• 命题角度：① 净室软件工程的核心思想；② 技术手段（盒式结构）；③ 适用场景。
• 解题技巧：核心记 "预防缺陷"，区别于传统测试 "发现缺陷"；盒式结构按 "功能→状态→实现" 的逻辑记忆。

6.3 真题示例

【真题示例】（2022 年单选）以下关于净室软件工程的说法，正确的是（ ）

A. 核心是通过大量测试发现缺陷 B. 基于形式化方法，预防缺陷

C. 适用于需求频繁变更的项目 D. 开发成本低，易于推广

【解析】答案：B。净室软件工程核心是 "预防缺陷"，基于形式化方法；A 是传统测试的核心，C、D 是其缺点的反向描述，故选 B。

6.4 可视化图表

净室软件工程盒式结构示意图：

图 8：净室软件工程盒式结构

7. 基于构件的软件工程（CBSE）

7.1 知识点讲解

1. 核心定义：CBSE 是基于可复用构件的软件开发方法，核心思想是 "构件组装"，将软件拆分为可复用的构件，通过组装构件快速构建系统。

2. 构件和构件模型：

   • 构件：具有独立功能、可复用、可组装的软件模块（如 EJB、COM 组件）。
   • 构件模型：定义构件的接口、通信方式、组装规则（如 CORBA、J2EE、COM+）。

3. CBSE 过程：构件开发→构件库建立→构件检索→构件组装→系统测试。

4. 构件组装：通过接口匹配、适配器模式等方式，将构件组合为完整系统。

7.2 高频考点

• 考查形式：单选 + 多选
• 分值占比：1 分
• 命题角度：① 构件的核心特征；② 主流构件模型（CORBA、J2EE、COM+）；③ CBSE 过程步骤。
• 解题技巧：构件核心特征记 "独立功能、可复用、可组装"；构件模型按 "跨平台（CORBA）、Java 平台（J2EE）、Windows 平台（COM+）" 分类记忆。

7.3 真题示例

【真题示例】（2023 年多选）以下属于基于构件的软件工程核心特征的有（ ）

A. 构件可复用 B. 构件独立功能 C. 基于构件组装 D. 全程迭代开发

【解析】答案：ABC。CBSE 核心特征是构件可复用、独立功能、组装构建系统；D 是敏捷模型的特征，故选 ABC。

7.4 可视化图表

CBSE 开发过程流程图：

图 9：基于构件的软件工程开发过程

8. 软件项目管理

8.1 知识点讲解

1. 核心定义：软件项目管理是对软件项目的计划、组织、协调、控制，确保项目在规定时间、成本、质量范围内完成。

2. 核心内容：

   • 进度管理：制定进度计划（如甘特图、里程碑计划），监控进度偏差，调整计划。
   • 配置管理：管理软件配置项（代码、文档、数据），控制配置变更（版本控制、变更控制）。
   • 质量管理：制定质量计划，执行质量保证（QA）和质量控制（QC），确保软件质量。
   • 风险管理：识别风险、评估风险（概率 × 影响）、制定风险应对策略（规避、转移、减轻）。

3. 核心工具：甘特图（进度可视化）、风险矩阵（风险评估）、配置管理工具（SVN、Git）。

8.2 高频考点

• 考查形式：单选 + 多选 + 案例分析（风险应对、进度管理）
• 分值占比：1-2 分
• 命题角度：① 进度 / 配置 / 质量 / 风险管理的核心任务；② 风险应对策略；③ 配置管理的核心活动。
• 解题技巧：风险应对策略记 "规避（避开风险）、转移（转移给他人）、减轻（降低影响）、接受（被动承受）"；配置管理核心是 "版本控制 + 变更控制"。

8.3 真题示例

【真题示例 1】（2023 年单选）软件项目中，将风险转移给第三方（如购买保险）的风险应对策略是（ ）

A. 风险规避 B. 风险转移 C. 风险减轻 D. 风险接受

【解析】答案：B。风险转移的核心是将风险责任转移给第三方；A 是避开风险场景，C 是降低风险影响，D 是被动承受，故选 B。

【真题示例 2】（2022 年多选）软件配置管理的核心活动包括（ ）

A. 版本控制 B. 变更控制 C. 质量保证 D. 配置审计

【解析】答案：ABD。配置管理核心活动包括配置标识、版本控制、变更控制、配置审计；C 是质量管理的活动，故选 ABD。

8.4 可视化图表

软件项目风险管理流程：

图 10：软件项目风险管理流程

总结

软件工程是软考系统架构设计师的核心基础模块 ，核心考点集中在软件过程模型、需求工程、系统分析与设计、软件测试、项目管理五大板块，分值稳定且命题规律清晰，覆盖单选、多选和案例分析，是 "高分突破口"。

备考关键在于：① 掌握 "特征 - 场景" 对应关系（如模型→场景、方法→适用情况）；② 熟记核心流程（需求工程、测试阶段、风险管理）；③ 通过真题强化高频考点，结合图表辅助记忆；④ 关联案例分析，掌握流程类知识点的文字表达。

只要按 "分类记忆 + 图表辅助 + 真题巩固" 的思路推进，该模块可实现高分突破，为整体考试奠定坚实基础！祝各位备考者顺利拿下系统架构设计师证书！