2025年大學(xué)《信息與計(jì)算科學(xué)》專業(yè)題庫——信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)軟件工程實(shí)踐考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述軟件工程產(chǎn)生的歷史背景和主要驅(qū)動(dòng)力。在軟件開發(fā)過程中，需求分析階段的主要任務(wù)是什么？為什么需求分析是軟件開發(fā)中最關(guān)鍵的階段之一？二、請解釋什么是面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）？列出OOP的四大基本特性，并簡要說明其中任意兩個(gè)特性的含義及其在軟件開發(fā)中的作用。三、在軟件開發(fā)過程中，選擇合適的開發(fā)模型至關(guān)重要。簡述瀑布模型和敏捷開發(fā)模型的主要特點(diǎn)。針對一個(gè)需要快速迭代、需求經(jīng)常變化的小型Web應(yīng)用項(xiàng)目，為什么敏捷開發(fā)模型可能比瀑布模型更合適？四、某圖書館管理系統(tǒng)需要支持以下功能：用戶登錄、圖書檢索（按書名、作者）、圖書借閱、圖書歸還。請使用文字描述（無需UML圖）設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的主要功能模塊，并說明這些模塊之間的基本協(xié)作關(guān)系。五、什么是軟件測試？簡述軟件測試的主要目的。列出并簡要解釋軟件測試過程中常用的三種測試層次（除了單元測試之外）。六、在進(jìn)行軟件測試時(shí)，設(shè)計(jì)有效的測試用例至關(guān)重要。請以“用戶登錄”功能為例，設(shè)計(jì)至少三條不同類型的測試用例（例如，正常情況、用戶名錯(cuò)誤、密碼錯(cuò)誤），并說明設(shè)計(jì)這些測試用例的依據(jù)。七、簡述軟件項(xiàng)目管理中的范圍管理、進(jìn)度管理和成本管理的基本概念。在軟件開發(fā)過程中，范圍蔓延（ScopeCreep）可能帶來哪些負(fù)面影響？如何有效控制項(xiàng)目范圍？八、版本控制系統(tǒng)在現(xiàn)代軟件開發(fā)中扮演著重要角色。請簡述版本控制系統(tǒng)的基本功能。使用Git命令，完成以下操作：初始化一個(gè)名為“my_project”的新代碼倉庫，將現(xiàn)有文件“file1.txt”和“file2.txt”添加到暫存區(qū)，并提交到倉庫中，提交信息為“Initialcommit”。九、在軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)中，有效的溝通和協(xié)作是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。簡述在團(tuán)隊(duì)開發(fā)過程中，進(jìn)行代碼審查（CodeReview）的主要目的和好處。除了代碼審查，還有哪些促進(jìn)團(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作的有效方法？十、假設(shè)你正在參與一個(gè)大型軟件項(xiàng)目的開發(fā)，該項(xiàng)目的需求文檔已經(jīng)編寫完成。請列舉在進(jìn)行需求分析時(shí)，需要關(guān)注的主要質(zhì)量屬性（非功能性需求），并簡要說明其中任意三個(gè)屬性的含義及其重要性。試卷答案一、軟件工程是為了應(yīng)對傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法（如早期手工方式）所面臨的軟件危機(jī)（如進(jìn)度落后、成本超支、質(zhì)量低下、維護(hù)困難）而產(chǎn)生的一種工程化、規(guī)范化、系統(tǒng)化的軟件開發(fā)方法。其驅(qū)動(dòng)力主要包括：軟件規(guī)模日益增大、軟件復(fù)雜度不斷提高、用戶對軟件質(zhì)量和可靠性的要求越來越高、軟件開發(fā)的成本和周期限制等。需求分析階段的主要任務(wù)是深入理解用戶需求，明確系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能和性能要求，以及系統(tǒng)的約束和假設(shè)條件，并將這些需求轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確、完整、一致、可驗(yàn)證的文檔（如需求規(guī)格說明書）。需求分析是軟件開發(fā)中最關(guān)鍵的階段之一，因?yàn)椋?.需求是后續(xù)設(shè)計(jì)、編碼、測試和運(yùn)維的基礎(chǔ)，是整個(gè)項(xiàng)目的靈魂。2.需求的準(zhǔn)確性、完整性和一致性直接決定了軟件產(chǎn)品的成功與否。3.在軟件開發(fā)早期發(fā)現(xiàn)和修正需求錯(cuò)誤，其成本遠(yuǎn)低于在后期階段發(fā)現(xiàn)和修復(fù)錯(cuò)誤。二、面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）是一種基于“對象”概念的程序設(shè)計(jì)范式。它將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法封裝在一起，形成對象，通過對象之間的相互協(xié)作來實(shí)現(xiàn)軟件功能。OOP的四大基本特性是：封裝、繼承、多態(tài)和抽象。1.封裝（Encapsulation）：將數(shù)據(jù)（屬性）和操作數(shù)據(jù)的方法（行為）捆綁在一起，形成一個(gè)獨(dú)立的對象單元，并對外部隱藏對象的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只提供有限的接口供外部訪問。封裝有助于提高代碼的可維護(hù)性、可重用性和安全性。2.繼承（Inheritance）：允許一個(gè)類（子類/派生類）繼承另一個(gè)類（父類/基類）的屬性和方法。繼承實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用，并支持類之間的邏輯層次關(guān)系，有助于構(gòu)建更靈活、可擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)。（選擇多態(tài)或抽象進(jìn)行解析亦可）多態(tài)（Polymorphism）：允許不同類的對象對同一消息（方法調(diào)用）做出不同的響應(yīng)。多態(tài)增強(qiáng)了代碼的通用性和靈活性，使得程序可以更加簡潔和易于擴(kuò)展。抽象（Abstraction）：是指隱藏對象的內(nèi)部復(fù)雜性，只暴露其必要的接口和行為。抽象有助于降低系統(tǒng)復(fù)雜度，讓開發(fā)者可以專注于處理問題本質(zhì)，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。三、瀑布模型是一種線性順序的軟件開發(fā)模型，其特點(diǎn)是將軟件生命周期劃分為需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測試、部署和維護(hù)等若干階段，后一階段在前一階段完成后開始，且各階段之間有明確的接口和文檔輸出，強(qiáng)調(diào)階段間的順序依賴和評審。敏捷開發(fā)模型是一種迭代和增量的軟件開發(fā)方法，其特點(diǎn)包括：需求靈活變化、快速迭代開發(fā)、緊密的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、客戶參與、擁抱變化、重視交付可工作的軟件。敏捷開發(fā)強(qiáng)調(diào)適應(yīng)性、溝通和響應(yīng)變化。對于需要快速迭代、需求經(jīng)常變化的小型Web應(yīng)用項(xiàng)目，敏捷開發(fā)模型更合適，因?yàn)椋?.敏捷方法能夠更好地適應(yīng)需求的變化，通過短迭代周期快速響應(yīng)客戶反饋，不斷調(diào)整開發(fā)方向。2.敏捷強(qiáng)調(diào)快速交付可工作的軟件，可以讓客戶盡早看到成果并給出反饋。3.敏捷的協(xié)作方式和溝通機(jī)制（如每日站會(huì)、回顧會(huì)）有助于小型團(tuán)隊(duì)保持高效溝通，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。四、圖書館管理系統(tǒng)的主要功能模塊及其基本協(xié)作關(guān)系如下：1.用戶管理模塊：負(fù)責(zé)用戶注冊、登錄、信息維護(hù)等。它與用戶登錄模塊、圖書借閱模塊、圖書歸還模塊交互。2.圖書管理模塊：負(fù)責(zé)圖書信息的錄入、修改、刪除、查詢（按書名、作者等）。它與圖書檢索模塊、圖書借閱模塊交互。3.圖書檢索模塊：接收用戶輸入的檢索條件（書名、作者等），調(diào)用圖書管理模塊查詢數(shù)據(jù)，并將檢索結(jié)果展示給用戶。它與圖書管理模塊交互。4.借閱管理模塊：負(fù)責(zé)處理圖書借閱請求，更新圖書狀態(tài)和用戶借閱信息。它與用戶管理模塊、圖書管理模塊交互。5.歸還管理模塊：負(fù)責(zé)處理圖書歸還請求，更新圖書狀態(tài)和用戶借閱信息。它與用戶管理模塊、圖書管理模塊、借閱管理模塊交互?；緟f(xié)作流程例如：用戶通過用戶管理模塊登錄，然后通過圖書檢索模塊查找圖書，找到后通過借閱管理模塊發(fā)起借閱請求，借閱成功后信息被更新并記錄，歸還時(shí)通過歸還管理模塊處理，更新狀態(tài)。五、軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤（Bugs）、缺陷（Defects）或不足，并驗(yàn)證軟件是否滿足規(guī)定需求的過程。軟件測試的主要目的包括：1.發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤：盡可能在軟件發(fā)布前發(fā)現(xiàn)并修復(fù)其中的錯(cuò)誤。2.驗(yàn)證和確認(rèn)：驗(yàn)證軟件是否滿足規(guī)定的需求，確認(rèn)軟件是否達(dá)到了預(yù)期的功能和性能目標(biāo)。3.提高軟件質(zhì)量：通過測試和修復(fù)缺陷，提升軟件的可靠性、可用性、性能等質(zhì)量屬性。4.增強(qiáng)用戶信心：向用戶和利益相關(guān)者證明軟件是值得信賴的。5.減少風(fēng)險(xiǎn)：降低軟件發(fā)布后因缺陷導(dǎo)致失敗的風(fēng)險(xiǎn)。（除單元測試外）常用的三種測試層次是：1.集成測試（IntegrationTesting）：在單元測試的基礎(chǔ)上，將多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的單元或模塊組合起來進(jìn)行測試，目的是驗(yàn)證模塊之間的接口和交互是否正確。2.系統(tǒng)測試（SystemTesting）：在集成測試之后進(jìn)行，將整個(gè)集成好的系統(tǒng)作為一個(gè)整體進(jìn)行測試，目的是驗(yàn)證系統(tǒng)是否滿足指定的需求規(guī)格說明書，包括功能需求和非功能需求。3.驗(yàn)收測試（AcceptanceTesting）：通常在系統(tǒng)測試之后進(jìn)行，是用戶或客戶參與的測試，目的是驗(yàn)證系統(tǒng)是否滿足用戶或客戶的實(shí)際使用需求，確認(rèn)系統(tǒng)可以接受并部署使用。六、以“用戶登錄”功能為例，設(shè)計(jì)的測試用例：1.測試用例1：輸入有效的用戶名和密碼。預(yù)期結(jié)果：登錄成功，進(jìn)入系統(tǒng)主界面。*設(shè)計(jì)依據(jù)：驗(yàn)證正常登錄場景是否按預(yù)期工作。2.測試用例2：輸入有效的用戶名和錯(cuò)誤的密碼。預(yù)期結(jié)果：登錄失敗，提示密碼錯(cuò)誤，用戶名保持不變。*設(shè)計(jì)依據(jù)：驗(yàn)證系統(tǒng)能否正確處理錯(cuò)誤的密碼輸入，并提供明確的錯(cuò)誤提示。3.測試用例3：輸入不存在的用戶名。預(yù)期結(jié)果：登錄失敗，提示用戶名不存在，密碼框清空或保持原值。*設(shè)計(jì)依據(jù)：驗(yàn)證系統(tǒng)能否正確處理未注冊用戶嘗試登錄的情況。（可補(bǔ)充更多測試用例，如：輸入為空、特殊字符輸入、密碼區(qū)分大小寫等）七、軟件項(xiàng)目管理中的基本概念：1.范圍管理（ScopeManagement）：指通過定義項(xiàng)目范圍、確認(rèn)范圍、控制范圍等一系列過程，確保項(xiàng)目包含且僅包含所有必要的工作。目標(biāo)是明確項(xiàng)目邊界，防止范圍蔓延。2.進(jìn)度管理（ScheduleManagement）：指通過估算活動(dòng)持續(xù)時(shí)間、制定進(jìn)度計(jì)劃、控制進(jìn)度等一系列過程，確保項(xiàng)目按時(shí)完成。目標(biāo)是制定實(shí)際可行的項(xiàng)目時(shí)間表，并跟蹤其執(zhí)行情況。3.成本管理（CostManagement）：指通過估算活動(dòng)成本、制定成本預(yù)算、控制成本等一系列過程，確保項(xiàng)目在批準(zhǔn)的預(yù)算內(nèi)完成。目標(biāo)是有效控制項(xiàng)目成本，避免超支。范圍蔓延（ScopeCreep）可能帶來的負(fù)面影響：1.項(xiàng)目失控：需求不斷變化，導(dǎo)致項(xiàng)目目標(biāo)模糊，難以管理和控制。2.進(jìn)度延誤：新增的需求增加了工作量，導(dǎo)致項(xiàng)目延期。3.成本超支：額外的工作量和資源需求導(dǎo)致項(xiàng)目費(fèi)用增加。4.質(zhì)量下降：為了趕進(jìn)度或節(jié)省成本，可能犧牲產(chǎn)品質(zhì)量。5.團(tuán)隊(duì)士氣低落：頻繁變更和壓力可能導(dǎo)致團(tuán)隊(duì)成員不滿和士氣下降。有效控制項(xiàng)目范圍的方法：1.清晰定義項(xiàng)目目標(biāo)和范圍：在項(xiàng)目開始前就明確項(xiàng)目要做什么，不做什么，并形成書面文檔。2.獲得干系人共識(shí)：確保所有關(guān)鍵干系人對項(xiàng)目范圍有共同的理解和認(rèn)可。3.建立變更控制流程：對任何范圍變更請求進(jìn)行正式評估、批準(zhǔn)和記錄，確保變更得到有效管理。4.加強(qiáng)溝通：保持項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、干系人之間的良好溝通，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決范圍相關(guān)的問題。八、版本控制系統(tǒng)（VersionControlSystem,VCS）的基本功能：1.跟蹤文件變化：記錄文件從創(chuàng)建到修改的整個(gè)歷史記錄。2.文件回退（Revert/Undo）：將文件恢復(fù)到之前的某個(gè)版本。3.并發(fā)控制：允許多個(gè)用戶同時(shí)修改同一文件，并解決沖突。4.分支與合并（BranchingandMerging）：允許創(chuàng)建代碼的分支，在分支上進(jìn)行獨(dú)立開發(fā)后再合并回主線，支持并行開發(fā)。5.代碼審查支持：提供工具或機(jī)制輔助進(jìn)行代碼審查。6.配置管理：管理項(xiàng)目中的不同版本和構(gòu)建。使用Git命令完成指定操作：1.`gitinitmy_project`：初始化一個(gè)名為“my_project”的本地代碼倉庫。2.`gitaddfile1.txt`：將文件“file1.txt”添加到暫存區(qū)（StagingArea）。3.`gitaddfile2.txt`：將文件“file2.txt”添加到暫存區(qū)。4.`gitcommit-m"Initialcommit"`：將暫存區(qū)中的所有變更（即“file1.txt”和“file2.txt”）提交到當(dāng)前分支的倉庫中，提交信息為“Initialcommit”。九、代碼審查（CodeReview）的主要目的和好處：主要目的：1.發(fā)現(xiàn)代碼中的錯(cuò)誤、缺陷、安全漏洞和性能問題。2.傳播知識(shí)，讓團(tuán)隊(duì)成員了解項(xiàng)目的不同部分和實(shí)現(xiàn)方式。3.統(tǒng)一編碼風(fēng)格和標(biāo)準(zhǔn)，提高代碼質(zhì)量。4.提供反饋，幫助開發(fā)者（包括審查者和被審查者）提高編程技能。好處：1.提高代碼質(zhì)量：盡早發(fā)現(xiàn)并修復(fù)問題，減少線上故障。2.增強(qiáng)代碼可維護(hù)性：統(tǒng)一的風(fēng)格和更清晰的邏輯使代碼更容易理解和維護(hù)。3.促進(jìn)知識(shí)共享和團(tuán)隊(duì)協(xié)作：加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成員間的溝通和理解。4.減少技術(shù)債務(wù)：避免編寫低質(zhì)量、難以維護(hù)的代碼。5.培養(yǎng)開發(fā)者技能：通過反饋和交流促進(jìn)個(gè)人成長。促進(jìn)團(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作的有效方法：1.每日站會(huì)（DailyScrum）：簡短的每日會(huì)議，讓團(tuán)隊(duì)成員同步進(jìn)度、報(bào)告障礙、討論計(jì)劃。2.代碼審查（CodeReview）：如上所述，對代碼進(jìn)行同行評審。3.項(xiàng)目會(huì)議/評審會(huì)：定期召開會(huì)議，討論項(xiàng)目進(jìn)展、評審階段性成果。4.知識(shí)庫/Wiki：建立共享的知識(shí)庫，存放文檔、規(guī)范、最佳實(shí)踐等。5.即時(shí)通訊工具：使用Slack、Teams等工具進(jìn)行快速溝通和問題討論。6.合理的敏捷實(shí)踐：如用戶故事地圖、產(chǎn)品待辦列表梳理等。十、需求分析時(shí)需要關(guān)注的主要質(zhì)量屬性（非功能性需求）包括但不限于：功能性需求、性能（Performance）、可靠性（Reliability）、可用性（Usability）、可維護(hù)性（Maintainability）、可擴(kuò)展性（Scalability）、安全性（Security）、可移植性（Portability）、兼容性（Compatibility）等。其中任意三個(gè)屬性的含義及其重要性：1.性能（Performance）：指系統(tǒng)在特定條件下執(zhí)行其功能的能力，通常用響應(yīng)時(shí)間、吞吐量、資源利用率等指標(biāo)衡量。重要性：高性能意味