所属篇章：上篇·综合知识预估分值：8~12 分（高分章节）考查重点：需求工程、设计模式、软件测试、过程模型、项目管理难度等级：★★★★（理解深度要求高，案例分析常考）

一、本章知识图谱

软件工程├── 5.1 软件过程模型│   ├── 瀑布模型│   ├── 增量模型│   ├── 螺旋模型│   └── RUP/敏捷├── 5.2 需求工程│   ├── 需求获取与分析│   ├── 需求规格说明│   └── 需求验证与管理├── 5.3 软件设计│   ├── 设计原则（SOLID 等）│   ├── 设计模式（23 种 GoF）│   └── 架构模式├── 5.4 软件测试│   ├── 测试类型与策略│   └── 测试方法├── 5.5 软件维护└── 5.6 项目管理基础

二、核心考点详解

考点 1：软件过程模型（高频选择题 + 案例分析）

高频考点：螺旋模型的核心特征是风险分析；增量模型强调分批交付可运行产品；RUP 四个阶段为初始、细化、构建、交付。

考点 2：需求工程

2.1 需求分类

2.2 需求获取方法

• 访谈法
  与利益相关者面对面交流
• 观察法
  到现场观察业务流程
• 问卷法
  大规模收集需求
• 原型法
  通过原型确认需求
• 头脑风暴
  集体创意

2.3 需求分析工具

考点 3：软件设计原则（高频考点）

3.1 面向对象设计原则（SOLID + 其他）

最高频：开闭原则是面向对象设计的"总纲"，其他原则是实现开闭原则的手段。

3.2 设计模式（23 种 GoF 模式）

创建型模式（5 种）——关注对象如何创建：

结构型模式（7 种）——关注类和对象的组合：

行为型模式（11 种）——关注对象间的通信：

高频考法：给出 UML 类图或场景描述，判断使用的设计模式。重点关注工厂方法、适配器、观察者、策略、代理、模板方法。

考点 4：软件测试

4.1 测试类型

4.2 测试方法

白盒测试覆盖强度递增：

语句覆盖 < 判定覆盖 < 条件覆盖 < 判定/条件覆盖 < 条件组合覆盖 < 路径覆盖

高频考点：路径覆盖是最强的覆盖标准，但路径数可能指数级增长。

4.3 集成测试策略

易混淆：自顶向下用桩模块（模拟被调用的下层模块），自底向上用驱动模块（模拟调用上层模块的主程序）。

考点 5：CMM/CMMI（能力成熟度模型）

高频考点：CMM 5 个级别的名称和特征是必记内容，尤其注意 2 级和 3 级的区别。

三、历年真题解析

【真题 2021 年·综合知识】

题目：在面向对象设计中，（  ）原则是指"一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭"。

A. 单一职责原则B. 里氏替换原则C. 开闭原则D. 依赖倒置原则

答案：C

解析：开闭原则（Open-Closed Principle）是面向对象设计的核心原则，要求系统在不修改现有代码的前提下扩展功能。策略模式、模板方法等都是实现开闭原则的手段。

【真题 2022 年·综合知识】

题目：某系统需要对用户输入的字符串进行多种格式的校验（邮箱、手机号、身份证号等），且未来可能增加新的校验类型。最适合使用的设计模式是（  ）。

A. 单例模式B. 策略模式C. 适配器模式D. 桥接模式

答案：B

解析：策略模式将各种校验算法封装为独立的策略类，通过统一接口调用，新增校验类型只需添加新的策略类，符合开闭原则。

【真题 2023 年·案例分析】

题目：某电商平台采用自顶向下的集成测试策略。在测试过程中，测试人员需要使用（1）来模拟尚未开发完成的下层模块。请说明（1）的名称和作用，并比较自顶向下与自底向上集成测试策略的差异。

参考答案：

（1）为桩模块（Stub）。

桩模块的作用是模拟被测模块所调用的下层模块的功能，返回预设的测试数据，使得上层模块可以在下层模块尚未完成的情况下进行集成测试。

考点 6：软件项目管理基础

软件估算方法：

软件配置管理（SCM）：

• 配置项识别、版本控制、变更控制、配置审计、状态报告
• 基线（Baseline）：经正式评审和批准的配置项集合

软件质量保证（SQA）：

• 技术评审（走查、审查、检查）
• 过程审计
• 度量分析

考点 7：McCabe 圈复杂度

圈复杂度（Cyclomatic Complexity）：衡量程序控制流复杂程度的指标。

计算公式：

其中：e = 边数，n = 节点数，p = 连通分量数

简化计算：

• V(G) = 判定节点数 + 1
• V(G) = 区域数

高频考点：圈复杂度等于独立路径数，也等于最少需要的测试用例数。建议每个函数的圈复杂度不超过 10。

考点 8：内聚与耦合

耦合度（从低到高）：

内聚度（从低到高）：

高频考点：高内聚低耦合是软件设计的目标。功能内聚+数据耦合是最佳组合。

三、补充历年真题解析

【真题 2019 年·综合知识】

题目：某程序的控制流图中有 12 条边、8 个节点，其圈复杂度为（  ）。

A. 4  B. 6  C. 8  D. 10

答案：B

解析：V(G) = e - n + 2 = 12 - 8 + 2 = 6。圈复杂度 = 6，表示需要至少 6 条独立路径来覆盖程序。

【真题 2020 年·综合知识】

题目：以下关于设计模式的叙述中，正确的是（  ）。

A. 工厂方法模式属结构型模式B. 单例模式确保一个类只有一个实例C. 观察者模式属于创建型模式D. 适配器模式属行为型模式

答案：B

解析：单例模式确保一个类只有一个实例，属创建型模式。工厂方法是创建型（A 错），观察者是行为型（C 错），适配器是结构型（D 错）。

【真题 2022 年·综合知识】

题目：在 CMM 的“已定义级”，组织应完成的关键活动是（  ）。

A. 建立基本的项目管理过程B. 将软件过程标准化为组织级规范C. 使用度量数据管理过程D. 持续改进过程

答案：B

解析：CMM 第 3 级（已定义级）的核心是将软件过程标准化为组织级规范，建立组织的过程资产库。第 2 级是建立基本项目管理，第 4 级是量化管理，第 5 级是持续改进。

【真题 2023 年·案例分析】

题目：某系统采用微服务架构，各服务之间通过 REST API 通信。请分析微服务架构中使用的设计模式，并说明每个模式的作用。

参考答案：

微服务架构中常用以下设计模式：

每个模式的作用分析：

1. API 网关
   作为所有外部请求的统一入口，避免客户端直接访问内部服务，提供认证、授权、限流、路由等横切关注点
2. 断路器
   当服务调用失败达到阈值时自动“断开”，快速返回默认响应，避免资源耗尽，待服务恢复后自动“闭合”
3. Saga
   将一个分布式事务拆分为多个本地事务，每个本地事务有对应的补偿操作，确保最终一致性

考点 9：需求追踪

需求追踪矩阵：将需求与设计、代码、测试用例对应关联。

考点 10：净室软件工程

净室软件工程（Cleanroom）：基于数学严格性的软件开发方法。

核心思想：

• 基于形式化方法（集合论、序列论）
• 统计质量控制
• 增量式开发
• 正确性验证

技术手段：

• 盒结构规约：黑盒、状态盒、清晰盒
• 正确性验证：证明代码符合规约
• 统计测试：基于使用分布的随机测试

缺点：开发效率低、对开发人员数学能力要求高、不适用所有项目

考点 11：基于构件的软件工程（CBSE）

构件：可独立部署、可复用的软件单元。

构件模型：

CBSE 过程：

1. 构件检索：查找可复用构件
2. 构件适配：调整构件以满足需求
3. 构件组装：将构件集成到系统中

构件组装方式：

• 顺序组装：构件依次执行
• 层次组装：构件嵌套调用
• 叠加组装：构件叠加增强功能

考点 12：软件风险管理

风险管理过程：

1. 风险识别：识别潜在风险
2. 风险分析：评估概率和影响
3. 风险规划：制定应对策略
4. 风险监控：跟踪风险状态

风险应对策略：

三、补充历年真题解析

真题 2020 年·综合知识

题目：以下关于净室软件工程的叙述中，不正确的是（  ）。

A. 净室工程基于形式化方法B. 净室工程强调在开发过程中消除缺陷C. 净室工程使用统计测试方法D. 净室工程适合所有类型的软件项目

答案：D

解析：净室工程对开发人员数学能力要求高，开发效率较低，不适合所有项目。它更适合高可靠性要求的系统。其核心是在开发过程中预防缺陷而非事后测试。

真题 2022 年·综合知识

题目：在 CBSE 中，构件组装的方式不包括（  ）。

A. 顺序组装  B. 层次组装C. 叠加组装  D. 并行组装

答案：D

解析：CBSE 中构件组装方式包括顺序组装、层次组装和叠加组装。并行组装不是标准的 CBSE 组装方式。

真题 2019 年·综合知识

题目：某系统需要将一个复杂对象的不同表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示。应使用（  ）设计模式。

A. 工厂方法  B. 抽象工厂  C. 建造者  D. 原型

答案：C

解析：建造者（Builder）模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示。适合构建复杂对象（如 XML 解析器、报表生成器）。

真题 2020 年·综合知识

题目：以下关于观察者模式的叙述中，正确的是（  ）。

A. 观察者模式属于创建型模式B. 观察者模式定义了对象间的一对多依赖关系C. 观察者模式不支持广播通信D. 观察者模式会导致对象间的强耦合

答案：B

解析：观察者模式属于行为型模式，定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会得到通知。它支持广播通信（C 错），松耦合（D 错）。

真题 2021 年·综合知识

题目：在 UML 中，用于描述对象之间消息传递顺序的图是（  ）。

A. 类图  B. 序列图（顺序图）  C. 状态图  D. 活动图

答案：B

解析：序列图（顺序图）描述对象之间按时间顺序的消息传递。类图描述静态结构，状态图描述对象状态变化，活动图描述业务流程。

真题 2022 年·综合知识

题目：以下关于敏捷开发方法的叙述中，不正确的是（  ）。

A. Scrum 的 Sprint 通常为 2-4 周B. 敏捷宣言强调工作的软件高于详尽的文档C. XP 提倡结对编程和持续集成D. 敏捷开发不需要任何文档

答案：D

解析：敏捷开发不是不需要文档，而是强调“工作的软件高于详尽的文档”。敏捷仍然需要适当的文档，只是不追求过度文档化。

真题 2023 年·案例分析

题目：某系统需要实现一个日志记录器，确保整个系统只有一个日志实例。同时，系统需要根据不同的日志级别（DEBUG/INFO/ERROR）创建不同的日志记录器。请说明应使用哪些设计模式。

参考答案：

1. 单例模式
   确保整个系统只有一个日志管理器实例
2. 工厂方法模式
   根据不同日志级别创建不同的日志记录器
3. 策略模式
   不同日志级别可以采用不同的日志策略（如 DEBUG 输出到控制台，ERROR 写入文件）

// 单例模式 - 日志管理器publicclassLogManager {privatestatic LogManager instance;privateLogManager() {}publicstaticsynchronized LogManager getInstance() {if (instance == null) instance = newLogManager();return instance;    }}// 工厂方法 - 根据级别创建日志记录器publicinterfaceLoggerFactory {    Logger createLogger();}

三、补充考点

考点 11：SOLID 原则详解

考点 12：常用设计模式场景映射

考点 13：测试覆盖强度对比

真题 2023 年·综合知识

题目：以下关于 SOLID 原则的叙述中，正确的是（  ）。

A. 开闭原则要求系统对修改开放B. 里氏替换原则要求子类可以替换父类而不影响程序正确性C. 依赖倒置原则要求依赖具体实现D. 接口隔离原则要求接口越大越好

答案：B

解析：里氏替换原则（LSP）要求子类可以替换父类而不影响程序正确性。开闭原则对修改关闭（A 错），依赖倒置依赖抽象（C 错），接口隔离要求接口小而精（D 错）。

真题 2021 年·综合知识

题目：以下关于测试覆盖强度的叙述中，正确的是（  ）。

A. 语句覆盖是最强的覆盖B. 满足条件组合覆盖一定满足路径覆盖C. 满足路径覆盖一定满足条件组合覆盖D. 条件覆盖一定满足判定覆盖

答案：C

解析：路径覆盖包含了所有可能的执行路径，因此必然包含所有条件组合。语句覆盖最弱（A 错），条件组合覆盖不一定满足路径覆盖（B 错），条件覆盖不一定满足判定覆盖（D 错）。

三、补充考点（二）

考点 14：需求变更管理

变更控制流程：

1. 变更申请 → 2. 影响分析 → 3. CCB 审批 → 4. 变更实施 → 5. 验证确认 → 6. 发布

CCB（变更控制委员会）：

需求变更管理原则：

• 基线化：需求基线确定后，变更必须走正式流程
• 影响分析：评估变更对进度、成本、质量的影响
• 跟踪：记录变更状态，确保变更可追溯
• 版本控制：需求文档纳入配置管理

考点 15：代码重构与代码异味

常见代码异味（Code Smell）：

重构原则：

• 小步前进，每次只做一个小变更
• 有测试保护，重构前后运行测试
• 不添加新功能，只改善代码结构

考点 16：软件估算模型

COCOMO II 三种子模型：

COCOMO 基本公式：

• 工作量 E = A × (Size)^B × ∏EMi
• 开发时间 D = C × E^D
• A、B、C、D 为常数，EMi 为工作量乘数

功能点分析（FPA）：

考点 17：持续集成/持续部署（CI/CD）

CI/CD 流水线典型阶段：

CI/CD 最佳实践：

• 每次提交都触发构建
• 构建失败立即修复（最高优先级）
• 测试自动化，快速反馈
• 构建产物只构建一次，部署多次
• 生产环境部署与测试环境一致

考点 18：软件质量模型

ISO/IEC 25010 质量模型（8 大质量特性）：

McCall 质量模型：

考点 19：形式化方法

形式化方法分类：

形式化方法优缺点：

适用场景：航空航天、医疗设备、核电控制、金融交易核心系统

考点 20：软件产品线工程（SPL）

核心概念：

SPL 开发过程：

1. 共性分析：识别产品线共同特征
2. 可变性分析：识别差异点（必选/可选/替代特征）
3. 核心资产开发：构建可复用组件库
4. 产品派生：根据需求从核心资产组装特定产品

真题 2023 年·综合知识

题目：在软件变更管理中，CCB（变更控制委员会）的主要职责是（  ）。

A. 编写变更请求B. 审批或拒绝变更请求C. 实施变更D. 验证变更效果

答案：B

解析：CCB 的主要职责是评审变更请求，决定批准或拒绝变更。编写变更请求由变更提出人完成（A 错），实施变更由开发团队执行（C 错），验证变更效果由 QA 完成（D 错）。

真题 2022 年·综合知识

题目：以下关于代码重构的叙述中，不正确的是（  ）。

A. 重构应该小步进行B. 重构过程中可以添加新功能C. 重构前后应该运行测试D. 过长方法是常见的代码异味

答案：B

解析：重构的原则是在不改变软件外部行为的前提下改善内部结构，重构过程中不应该添加新功能。添加新功能是单独的开发活动，应该与重构分开进行。

真题 2021 年·综合知识

题目：COCOMO II 的后体系结构模型是基于（  ）进行估算的。

A. 对象点  B. 功能点  C. 代码行数  D. 用例点

答案：C

解析：COCOMO II 有三种子模型：应用组装模型基于对象点（A），早期设计模型基于功能点（B），后体系结构模型基于代码行数（C），是最精确的估算模型。

真题 2020 年·综合知识

题目：以下关于 CI/CD 的叙述中，正确的是（  ）。

A. CI 要求每次代码提交都触发构建和测试B. CD 是指代码评审（Code Review）C. 构建失败后可以延后修复D. CI/CD 只适用于小型团队

答案：A

解析：持续集成（CI）的核心是每次代码提交都触发自动构建和测试，快速发现问题。CD 是持续交付/持续部署（B 错），构建失败应立即修复（C 错），CI/CD 适用于各种规模团队（D 错）。

真题 2019 年·综合知识

题目：ISO/IEC 25010 软件质量模型中，可靠性包括的子特性不包括（  ）。

A. 成熟度  B. 容错性  C. 可移植性  D. 可恢复性

答案：C

解析：ISO 25010 中可靠性的子特性包括成熟度、可用性、容错性和可恢复性。可移植性是另一个独立的质量特性（与适应性、可安装性、可替换性并列）。

真题 2022 年·综合知识

题目：在形式化方法中，模型检测的主要特点是（  ）。

A. 可以验证无限状态系统B. 可以自动验证有限状态系统的属性C. 可以替代所有测试工作D. 只能用于硬件验证

答案：B

解析：模型检测是一种自动化的形式化验证技术，可以对有限状态系统进行穷举搜索，验证系统是否满足特定属性。不能处理无限状态（A 错），不能替代测试（C 错），可用于软件和硬件（D 错）。

真题 2021 年·综合知识

题目：以下关于软件产品线工程的叙述中，正确的是（  ）。

A. 软件产品线只关注代码复用B. 特征模型用于描述产品线中的可变性C. 产品线开发不需要管理共性D. 产品线工程只适用于大型企业

答案：B

解析：特征模型（Feature Model）是软件产品线工程的核心工具，用于描述产品线中各产品间的共性和可变性（必选/可选/替代特征）。产品线关注架构、组件等多层次复用（A 错），共性管理是基础（C 错），适用于各种规模组织（D 错）。

真题 2020 年·综合知识

题目：以下关于 McCall 质量模型的叙述中，正确的是（  ）。

A. McCall 模型只关注产品操作B. 可维护性属于产品修订维度C. 可移植性属于产品操作维度D. McCall 模型不包含安全性

答案：B

解析：McCall 模型将质量因素分为三个维度：产品操作（正确性、可靠性等）、产品修订（可维护性、灵活性、可测试性）、产品转移（可移植性、可复用性、互操作性）。可维护性属于产品修订维度（B 正确），可移植性属于产品转移（C 错）。

四、高频易错点归纳

五、本章小结

软件工程是考试中分值最高的章节之一，重点掌握：

1. 过程模型
   各模型的特征对比和适用场景
2. SOLID 原则
   5 个原则的含义和关系
3. 23 种设计模式
   创建型/结构型/行为型的分类，每种模式的核心思想
4. 测试方法
   白盒覆盖强度、集成测试策略
5. CMM/CMMI
   5 个成熟度级别的特征
6. 设计模式场景映射
   常见场景对应的推荐模式
7. 测试覆盖强度
   语句/判定/条件/路径覆盖的层次关系
8. 需求变更管理
   CCB 职责、变更控制流程、基线化
9. 代码重构
   常见代码异味、重构手法、重构原则
10. CI/CD
    持续集成流水线、最佳实践
11. 软件质量模型
    ISO 25010 八大质量特性、McCall 三维度
12. 软件估算
    COCOMO II 三种子模型、功能点分析
13. 形式化方法
    模型检测、定理证明、适用场景
14. 软件产品线
    特征模型、共性/可变性分析、核心资产