软件工程知识点概述：模型、需求与工程方法

软件工程是一门综合性的学科，它结合了计算机科学理论、工程管理方法，旨在通过系统化、规范化的流程来开发出满足用户需求的高质量软件产品。本章节将深入探讨软件工程的核心概念和关键实践。 首先，我们来定义软件和程序。软件不仅包括计算机程序，还包含文档，如用户手册、设计文档等，这些文档是为了帮助人们理解程序的功能和使用方式。软件开发的任务是双重的：一是理解问题域的需求，即求解软件的业务逻辑；二是选择合适的开发手段，如编程语言、工具等。 软件开发的目标在于缩小问题域与实际执行环境（运行平台）之间的差距，确保概念和逻辑在两者间可以无缝转换。这需要通过映射过程，将问题域中的概念转化为代码，处理逻辑转化为程序流程。软件工程的本质就是这种概念和逻辑的映射，解决从问题空间到解空间的转化问题。 软件工程的出现是为了应对所谓的"软件危机"，即在20世纪60至80年代，软件开发效率低下，质量问题频发，成为制约社会经济发展的重要因素。因此，它提倡以工程化的原理、原则和方法来指导软件开发，如著名的瀑布模型就是在那个时期提出的，它强调了开发过程的线性和顺序性。 进入80年代，CASE（计算机辅助软件工程）工具的出现进一步推动了软件开发的进步，它们提供了自动化建模和分析的功能，使得系统建模成为软件开发的基本途径。系统建模是通过对系统进行抽象，用图形化的方式展示其组成、交互关系和边界，以便于理解和管理。 软件系统模型可以分为两个主要类型：概念模型和软件模型。概念模型是对现实世界的抽象，描述系统的基本性质和架构。而软件模型则更具体，根据抽象层次分为设计模型、实现模型和部署模型，它们分别关注软件设计、编码实现和部署实施的不同阶段。 需求分析是软件开发的关键环节，它定义了软件产品必须满足的功能、性能和其他特性。需求必须满足五个基本性质：必要性、无歧义性、可测性、可跟踪性和可度量性。功能需求明确了软件的核心功能，而非功能需求则包括性能要求（如响应时间、并发能力）、外部接口（与其他系统的交互）、设计约束和质量属性（如安全性和可用性）。 举例来说，性能需求可能规定系统在特定时间内完成特定计算任务，如在5分钟内计算给定季度的总销售税，同时支持100个工作站的并发访问。数据持久性是另一个重要的非功能需求，而误报率则是衡量“信息对比”功能质量的标准。外部接口需求则明确系统如何与其他系统协作，如账户接收系统需与月财务状况系统进行数据交换。 软件工程是一门涵盖广泛的知识领域，从需求分析到系统建模，再到模型实现和管理，它通过科学的方法论和工具，旨在提高软件质量和生产率，解决软件开发过程中遇到的挑战。