软件工程是计算机领域的核心学科之一，涵盖了软件从需求到维护的全生命周期管理。本文将结合《软件工程 ------ 理论与实践》习题，系统梳理软件工程的核心知识点，帮助读者构建完整的知识体系。
一、软件与软件工程的基础概念
1. 软件的核心特性
软件是逻辑产品，区别于硬件的核心特性包括：
- 无形性：无物理形态，依赖载体运行；
- 无磨损性：不存在硬件的老化问题，但会因需求变更出现 "退化"；
- 智力密集型：生产过程以脑力劳动为主；
- 高成本性：开发周期长、人力投入大，尚未完全摆脱手工生产模式；
- 复杂性：功能逻辑、交互关系复杂，受计算机系统环境限制。
2. 软件工程的三要素
软件工程的核心三要素是 方法、工具、过程：
- 方法：指导软件开发的技术体系（如结构化方法、面向对象方法）；
- 工具：辅助开发的软件（如建模工具 StarUML、编译工具 GCC）；
- 过程：软件开发的流程框架（如瀑布模型、螺旋模型）。
3. 软件工程的目标
软件工程的核心目标是 以较低成本开发出高质量、易维护的软件，同时控制风险、保障项目进度。
二、软件危机的定义与表现
1. 软件危机的概念
软件危机是指软件规模扩大、复杂度提升后，开发模式与技术无法适配需求，导致软件质量低、进度延期、成本超支的现象。
2. 软件危机的核心表现
- 质量低劣：软件缺陷多，甚至开发过程中途夭折；
- 生产率低下：开发效率无法匹配软件需求的增长速度。
三、软件生命周期与开发模型
1. 软件生命周期的阶段划分
软件从概念到退役的全生命周期分为 6 个阶段：
- 可行性研究与计划：确定项目目标、评估技术 / 经济可行性；
- 需求分析与规格说明：明确软件的功能、性能等需求；
- 设计：分为概要设计（模块划分）和详细设计（模块实现细节）；
- 编程：用编程语言实现模块功能；
- 测试：分模块测试、集成测试、系统测试三级，验证软件正确性；
- 运行维护：包括功能扩充、错误修正、性能优化等。
2. 主流软件开发生命周期模型
软件开发生命周期模型是对开发流程的标准化描述，主流模型包括：
| 模型 | 核心特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 瀑布模型 | 线性顺序流程，阶段划分清晰 | 需求稳定的中小型项目 |
| 增量模型 | 分模块迭代交付，逐步完善功能 | 需求部分明确的项目 |
| 螺旋模型 | 风险驱动 + 迭代，包含风险分析 | 大型高风险项目 |
| 喷泉模型 | 迭代无间隙，面向对象开发 | 面向对象的软件项目 |
四、主流软件开发方法
软件开发方法是指导软件分析、设计、实现的技术体系，常见方法包括：
- 结构化开发方法：以功能分解为核心，适用于小型数据处理系统，不适合大型软件；
- Jackson 方法（JSP/JSD）：基于数据结构设计，适合简单系统，不适合大型软件；
- 原型化开发方法 ：
- RCP（循环渐进原型法）：迭代完善原型，最终原型成为产品；
- RSP（抛弃式原型法）：原型仅用于验证需求，验证后废弃；
- 面向对象开发方法：以 "对象、类、继承" 为核心，主流分支包括 Booch、Coad、OMT，最终统一为 UML 建模语言；
- 维也纳开发方法（VDM）：基于形式化规格说明的开发方法。
五、面向对象开发方法体系
面向对象开发是当前主流的开发思想，核心方法包括：
- Booch 方法：早期面向对象分析设计方法，强调对象、类的建模；
- Coad 方法：专注于面向对象分析（OOA），从需求中提取对象、属性、服务；
- OMT（对象建模技术）：分对象模型、动态模型、功能模型三个维度建模；
- UML（统一建模语言）：整合上述方法的标准化建模语言，包含 13 种图（类图、用例图等）。
六、常见考点辨析
- 软件≠程序：软件是程序、数据、文档的集合，编写软件是全流程工作，而非仅写程序；
- 瀑布模型的最大优点：流程可控、文档规范，而非 "阶段划分清晰"；
- 结构化方法对应的模型：是瀑布模型，而非螺旋模型；
- RCP 与 RSP 的区别：RCP 原型成为产品，RSP 原型被抛弃。