📚 软件工程考纲 · 核心知识点问答速查

📝 第一部分：应用题核心知识点详解

🎯 问题1: 如何识别参与者和用例？

• 答案:
  • 参与者 (Actor): 指与系统交互的人、外部设备或外部系统。在场景描述中，通常是名词。例如，在一个图书馆系统中，“读者”、“图书管理员”、“管理员”就是参与者。
  • 用例 (Use Case): 指参与者希望系统执行的一个完整的功能。它描述了系统“做什么”，通常是动词+名词的短语。例如，“读者”可以“查询图书”、“借阅图书”；“图书管理员”可以“添加新书”。

🎯 问题2: 用例图中的包含 (<<include>>) 和扩展 (<<extend>>) 关系有何区别？

• 答案:

  • 包含 (<<include>>):

    • 含义: 强制性的、必须执行的关系。基础用例的执行必须包含被包含用例的功能。可以理解为代码中的函数调用。
    • 例子: “借阅图书”和“归还图书”都必须进行“用户身份验证”。那么“用户身份验证”就是一个被包含的用例。
    • 画法: 从基础用例画一条虚线箭头指向被包含的用例，并标注 <<include>>。

  • 扩展 (<<extend>>):

    • 含义: 可选的、在特定条件下才会触发的关系。它为基础用例增加了额外的、非必需的功能。
    • 例子: 在“支付订单”这个基础用例中，可能会触发一个可选的扩展用例——“使用优惠券”。只有当用户有优惠券并选择使用时，这个扩展才会发生。
    • 画法: 从扩展用例画一条虚线箭头指向基础用例，并标注 <<extend>>。

🎯 问题3: 类图中的五大关系是什么？

• 答案:
  1. 泛化 (Generalization):
     • 含义: 即继承关系，表示 “is-a” 的关系。子类继承父类的属性和方法。
     • 画法: 实线 + 空心三角箭头，箭头指向父类。
  2. 关联 (Association):
     • 含义: 类与类之间的结构性联系，表示一个类的对象与另一个类的对象之间有连接。例如，学生 和 课程 之间的“选课”关系。
     • 画法: 实线，可带箭头表示方向。
  3. 聚合 (Aggregation):
     • 含义: 特殊的关联，表示 “has-a” 的关系，是整体与部分的关系，但部分可以独立于整体存在。
     • 例子: 班级 和 学生。班级解散了，学生依然存在。
     • 画法: 实线 + 空心菱形，菱形端连接整体。
  4. 组合 (Composition):
     • 含义: 更强形式的聚合，表示 “contains-a” 的关系。部分不能独立于整体存在，生命周期一致。
     • 例子: 公司 和 部门。公司注销了，部门也就不存在了。
     • 画法: 实线 + 实心菱形，菱形端连接整体。
  5. 依赖 (Dependency):
     • 含义: 一种使用关系。一个类的变化会影响到另一个类。通常是一个类的方法参数、返回值或局部变量使用了另一个类。
     • 画法: 虚线 + 普通箭头，箭头指向被依赖的类。

🎯 问题4: 如何使用等价类划分法为“登录功能”设计测试用例？

• 答案:

  假设场景: 用户名要求为6-18个字符的字母或数字；密码要求为8-20个字符，必须包含字母和数字。

  步骤:

  1. 识别输入条件: 用户名长度、用户名字符类型；密码长度、密码字符类型。
  2. 划分有效等价类 (做正确的事):

     输入项	有效等价类	示例
     用户名	长度在6-18之间，由字母和数字组成	testuser01
     密码	长度在8-20之间，由字母和数字组成	password123

  3. 划分无效等价类 (做错误的事):

     输入项	无效等价类	示例
     用户名	① 长度小于6 (<6)	user1
     	② 长度大于18 (>18)	thisisareallylongusername
     	③ 包含特殊字符 (!@#)	test@user
     密码	① 长度小于8 (<8)	pwd123
     	② 长度大于20 (>20)	areallylongandsecurepassword123
     	③ 只含字母	mypassword
     	④ 只含数字	123456789
     	⑤ 包含特殊字符	pwd!@#123

  4. 设计测试用例: 从每个等价类中选取一个代表值，组合成测试用例。至少保证每个无效等价类都被一次测试覆盖。

📚 第二部分：核心知识点问答

🔥 考点一：软件工程基础

• 问题: 简述瀑布模型、喷泉模型、敏捷模型、快速原型模型（原型模型）、增量模型、螺旋模型、统一软件开发过程模型的优缺点。

  • 答案:

    模型	优点	缺点
    瀑布模型	管理简单，阶段清晰，每个阶段都有明确成果。适合需求稳定且明确的项目。	缺乏灵活性，无法适应需求变更，风险暴露晚（通常在后期测试阶段才发现），返工成本高。
    喷泉模型	(面向对象) 迭代、无间隙，允许各阶段交叉并行，减少返工，效率高，有利于代码重用。	管理和控制复杂，需要经验丰富的开发人员和良好的沟通，可能导致项目失控或进度不明确。
    敏捷模型 (敏捷思想)	适应性强，能快速响应需求变更，客户参与度高，客户满意度高，早期即可交付可用产品。	对文档要求低，可能导致后期维护困难；对团队成员要求高（需自组织、跨职能）；项目范围可能不易控制。
    快速原型模型（原型模型）	早期获取用户反馈，有效降低需求理解风险，满足用户需求，可作为需求规格说明书的补充。	可能导致项目范围蔓延（Scope Creep），用户可能误以为原型就是最终产品；原型可能不具备最终产品质量和效率。
    增量模型	降低项目风险，每次增量交付可提高用户满意度；产品增量交付，用户可早期使用，并提供反馈；较好适应需求变更。	增量之间接口可能不清晰，系统结构可能随增量而恶化；需求难以完全分解成独立增量。
    螺旋模型	风险驱动，高度强调风险分析，适合大型、复杂、高风险项目；将瀑布模型和原型模型的优点结合。	风险分析需要经验丰富的人员，投入大量时间和资金；管理复杂，对项目经理要求高；不适合小型或低风险项目。
    统一软件开发过程模型 (UP)	迭代和增量，以用例为驱动，架构为中心，风险驱动；支持面向对象，适应需求变更；具有广泛工具支持。	过程复杂，学习曲线陡峭，对团队技术和管理能力要求高；文档和管理工作量较大。

• 问题: 敏捷开发的四个核心价值观是什么？

  • 答案:
    1. 个体和交互 高于 流程和工具。
    2. 可以工作的软件 高于 详尽的文档。
    3. 客户合作 高于 合同谈判。
    4. 响应变化 高于 遵循计划。

🔥 考点二：结构化方法

• 问题: DFD的四个基本图符是什么？

  • 答案:
    • 正方形 (外部实体): 系统之外的人或组织，是数据的来源或终点。
    • 圆角矩形/圆形 (加工): 对数据进行处理或变换的功能。
    • 箭头 (数据流): 在处理过程之间流动的数据。
    • 半开口矩形 (数据存储): 存储数据的地方，如文件或数据库。

• 问题: 什么是高内聚、低耦合？

  • 答案:
    • 内聚 (Cohesion): 指一个模块内部各个元素之间结合的紧密程度。
      • 高内聚: 意味着模块只做一件事，且内部各部分都是为了做好这件事而存在。追求的目标是“功能内聚”。
    • 耦合 (Coupling): 指模块与模块之间的依赖程度。
      • 低耦合: 意味着模块之间相互独立，一个模块的修改不会对其他模块造成大的影响。追求的目标是“数据耦合”（通过参数传递数据）。
    • 设计目标: 高内聚，低耦合，这使得软件更容易理解、修改和维护。

🔥 考点三：面向对象与UML

• 问题: 面向对象的三大特征是什么？
  • 答案:
    1. 封装 (Encapsulation): 将数据（属性）和操作数据的代码（方法）捆绑在一个单元（类）中，并对外部隐藏对象的内部实现细节。
    2. 继承 (Inheritance): 允许创建一个新类（子类），它能拥有另一个已存在类（父类）的属性和方法，并能添加自己的新特性。
    3. 多态 (Polymorphism): 不同的对象对同一个消息（方法调用）可以做出不同的响应。即“同一接口，多种实现”。

🔥 考点四：软件测试

• 问题: 黑盒测试与白盒测试的区别是什么？

  • 答案:

    特性	白盒测试 (White-Box)	黑盒测试 (Black-Box)
    核心思想	检查程序的内部逻辑结构。	只关心程序的外部功能，不看内部实现。
    测试依据	源代码、详细设计文档。	软件需求规格说明书。
    优点	可以发现代码深处的逻辑错误，代码覆盖率高。	从用户视角出发，能发现功能性错误和未实现的需求。
    缺点	无法发现未实现的需求；测试开销大。	无法测试到代码的特定分支，代码覆盖率低。

• 问题: 环路复杂度的两个计算公式中，字母代表什么？

  • 答案: 环路复杂度用于衡量程序的逻辑复杂性，也等于程序中独立路径的数量。
    1. $V(G) = E - N + 2$
       • E: 控制流图中边的数量 (Edges)。
       • N: 控制流图中节点的数量 (Nodes)。
    2. $V(G) = P + 1$
       • P: 控制流图中判定节点 (如 if, while 等) 的数量 (Predicate nodes)。

• 问题: 单元测试中，什么是驱动模块和桩模块？

  • 答案:
    • 驱动模块 (Driver): 一个“主程序”，用于调用被测试的模块，并向其传递测试数据。
    • 桩模块 (Stub): 一个“虚拟的子程序”，用于代替被测试模块所调用的那些尚未开发的模块，它只返回一个预设的简单值。