Knowledge
返回知识库

软考

软件工程与 UML 速查表

软考高级系统架构设计师备考：开发模型/需求/测试 McCabe/维护/CMMI + UML 九图与类间关系，综合知识与案例双覆盖

更新于 2026年7月1日
软考软件工程UML系统建模

一句话定位

本表覆盖软考 §3.5 软件工程基础 与 §3.6 系统建模（UML），是综合知识（~18 题）与案例分析（UML 选图、设计模式场景）的共用底盘。重点：开发模型对比、McCabe 环路复杂度、UML 九图判别、类间关系六种。

NOTE

软件工程与 UML 在综合知识中约占 13~17 分，在案例分析中常以”看图填空/选图/改图”形式出现。建议与后续 P4 架构核心（架构风格/质量属性）和 P5 设计模式 联动复习。

A. 软件工程基础

A.1 软件生命周期与开发模型

生命周期阶段

阶段核心任务输出物
问题定义明确问题边界、确定目标可行性研究报告
需求分析功能/性能/约束需求获取与分析软件需求规格说明书（SRS）
设计概要设计 + 详细设计设计文档（模块结构、接口、算法）
编码程序实现源代码
测试单元/集成/确认/系统测试测试报告
维护改正/适应/完善/预防性维护维护记录

开发模型对比表（★★★ 必考）

模型核心特征优点缺点适用场景
瀑布模型线性顺序、阶段里程碑、文档驱动结构清晰、阶段明确、管理简单难应对变更、前期错误后期才发现需求明确、变更少的项目
快速原型先造原型 → 用户反馈 → 精化需求需求可视化、用户参与早易陷入”不断改需求”、可能忽视质量需求不明确、创新性强的项目
螺旋模型风险驱动、迭代 + 瀑布、四象限循环风险管控强、逐步细化复杂度高、对小项目过重大型高风险项目
增量模型分批次交付、每次增一个子集快速见效、降低风险需提前架构、增量间可能冲突功能模块可独立交付的项目
敏捷（Agile）迭代（2~4 周 Sprint）、用户故事、持续交付、拥抱变化快速响应变更、用户持续反馈文档轻量、大型团队协作挑战需求多变、互联网产品

IMPORTANT

  • 螺旋模型 = 风险驱动（不是迭代也不是瀑布，而是以风险分析为核心驱动每轮迭代）
  • 敏捷 ≠ 无文档：敏捷强调”刚好足够”的文档，不是不写；强调”可工作的软件胜过详尽的文档”（敏捷宣言价值观之一）
  • V 模型（瀑布变种）：测试与开发阶段一一对应，强调”测试早介入”

敏捷方法论对比

方法论核心实践特点
ScrumSprint（2~4 周）、每日站会、Sprint 评审/回顾、产品待办列表最流行的敏捷框架
XP（极限编程）结对编程、TDD、持续集成、小发布、重构技术实践密集的敏捷方法
看板（Kanban）可视化工作流、限制在制品（WIP）、流动效率专注流程优化、无固定迭代
DevOpsCI/CD、自动化测试、监控反馈、基础设施即代码开发与运维一体化，详见后续新技术专题

A.2 需求工程

阶段任务关键产出常用方法
需求获取收集用户原始需求需求调研记录访谈、问卷、观察、原型、头脑风暴
需求分析分析需求可行性、消除冲突需求模型（用例图、数据流图）结构化分析、面向对象分析
需求规约编写 formal 需求文档SRS（软件需求规格说明书）自然语言 + 形式化描述
需求验证评审需求正确性、一致性评审报告评审会议、原型验证、测试用例
需求管理变更控制、版本追踪、状态跟踪变更请求单需求跟踪矩阵（RTM）

NOTE

需求分类：功能需求（系统做什么）+ 非功能需求（性能、安全、可用性等质量属性）+ 约束条件（预算、技术、法规）。 需求变更控制流程：提出变更 → 影响分析 → 审批 → 实施 → 验证 → 归档。变更控制委员会（CCB）负责审批。

A.3 软件设计

设计分层

层级关注点产出物
概要设计（高层）模块划分、接口定义、数据结构、数据库逻辑结构概要设计说明书（HLD）
详细设计（底层）算法实现、数据结构细节、接口详细定义详细设计说明书（LLD）

耦合类型（由低到高，耦合度越低越好）

耦合类型定义记忆关键词
非直接耦合模块间无直接关系，通过主程序/控制模块联系最低耦合，最理想
数据耦合模块间通过参数传递基本数据参数传值
标记耦合模块间通过数据结构（如记录）传递传结构体/对象
控制耦合一个模块控制另一个模块的内部逻辑传递控制变量/标志
外部耦合模块与外部硬件/环境交互硬件/操作系统依赖
公共耦合多个模块共享全局数据区全局变量/公共数据区
内容耦合一个模块直接访问另一模块内部最高耦合，最应避免

内聚类型（由高到低，内聚度越高越好）

内聚类型定义记忆关键词
功能内聚模块内所有元素共同完成单一功能 the best一个功能，一个模块
顺序内聚元素顺序执行，前一输出为后一输入数据流顺序
通信内聚元素操作同一数据集共享数据
过程内聚元素必按特定顺序执行（无数据流依赖）固定执行顺序
时间内聚元素在相同时间执行（初始化/收尾）同时执行
逻辑内聚元素功能类似，由外部参数选择执行哪个逻辑选择
偶然内聚元素无实质关联，偶然放在一起最差，避免

设计原则速记

原则英文核心思想
单一职责SRP一个模块只做一件事
开闭原则OCP对扩展开放、对修改关闭
里氏替换LSP子类可替换父类
接口隔离ISP客户端不应依赖不用的接口
依赖倒置DIP依赖于抽象而非实现
迪米特法则LoD最小知识原则，减少对象间交互

A.4 软件测试

测试分类

分类维度类型说明
测试技术黑盒测试不关注内部结构，按功能需求测试（等价类划分/边界值/因果图/决策表/错误推测）
白盒测试关注内部结构，按代码逻辑测试（语句覆盖/判定覆盖/条件覆盖/路径覆盖/判定-条件覆盖）
测试阶段单元测试最小可测试单元（函数/类/模块）
集成测试模块组装后测试（自顶向下/自底向上/三明治/大爆炸）
确认测试验证软件是否满足需求规格（SRS） sand 验收测试
系统测试整体系统测试（功能/性能/安全/兼容性/压力）
回归测试修改后重新执行已有测试用例，确保未引入新问题

McCabe 环路复杂度（★★★ 必考计算题）

公式：V(G) = E - N + 2 （或 V(G) = P + 1，P 为判定节点数）

其中：

  • E = 边数（edge）
  • N = 节点数（node）
  • P = 判定节点数（predicate node，即分支节点）

例题：某程序流程图有 11 条边、9 个节点、3 个判定节点，求环路复杂度。

解：

  • V(G) = E - N + 2 = 11 - 9 + 2 = 4
  • 验证：V(G) = P + 1 = 3 + 1 = 4 ✓

结论：环路复杂度为 4，意味着至少需要 4 条独立路径才能覆盖所有语句。

A.5 软件维护

类型定义占比触发原因
改正性维护修复已发现的错误~25%用户报告 bug
适应性维护适应环境变化（OS/硬件/法规）~20%外部环境变更
完善性维护增强功能、提升性能~50%（最大）用户新需求
预防性维护预防未来问题、重构优化~5%预见性技术债务

WARNING

完善性维护占比最大（约 Later 维护），是易混淆考点。改正性维护≠完善性维护：前者是修 bug，后者是加功能。

A.6 CMM / CMMI 五级

级别名称特征关键过程域
1 级初始级过程混乱、依赖个人英雄主义—
2 级可重复级有基本项目管理（计划/跟踪/配置管理）需求管理、项目计划、配置管理
3 级已定义级组织级标准过程、文档化组织过程焦点、组织培训、集成项目管理
4 级已管理级量化管理、过程度量、预测性控制量化项目管理、组织过程绩效
5 级优化级持续过程改进、技术创新因果分析与解决、组织创新与部署

B. UML 系统建模

B.1 UML 九图速查表

图类型核心用途关键词案例场景
用例图静态描述系统功能需求与参与者关系Actor、用例、包含(include)、扩展(extend)需求分析阶段，界定系统边界
类图静态描述类结构、属性、操作及类间关系类、属性、方法、关联/聚合/组合/泛化/实现系统设计核心，数据库映射基础
对象图静态类图的实例快照，某时刻对象及链接对象名、属性值验证类图正确性、展示运行时状态
构件图静态描述软件构件及其依赖关系构件、接口、依赖系统实现视图，模块组装
部署图静态描述硬件节点及软件构件的物理部署节点、构件、通信路径系统部署架构，服务器/网络拓扑
状态图动态描述对象生命周期内状态转换状态、事件、转换、 Guard 条件订单状态机、线程生命周期
顺序图动态按时间顺序描述对象间消息交互生命线、消息、激活块、返回消息典型交互流程，强调时序
协作图动态描述对象间交互的组织结构对象、链接、消息序号强调空间结构，与顺序图等价
活动图动态描述工作流/业务流程/并发行为活动、泳道、分支/合并、 fork/join业务流程建模、算法流程

IMPORTANT

顺序图 vs 协作图 = 语义等价：两者表达同一交互的不同视角。

  • 顺序图强调时间顺序（纵向为时间，横向为对象）。
  • 协作图强调空间结构（对象间链接关系）。
  • 两者可互相转换，UML 2.x 中协作图更名为通信图（Communication Diagram）。
  • 构件图 vs 部署图：构件图是逻辑实现（模块/组件关系），部署图是物理部署（服务器/硬件/网络）。

B.2 类间关系六种与 UML 符号

关系英文UML 符号语义示例
依赖Dependency虚线箭头 ------>一个类使用/依赖于另一个类A 的方法参数是 B
关联Association实线（可带箭头指向被依赖方）对象间的引用/链接学生 ↔ 课程
聚合Aggregation空心菱形 ◇ + 实线整体-部分，部分可独立存在学校 ◇-o 学生
组合Composition实心菱形 ◆ + 实线整体-部分，部分不可独立存在订单 ◆-o 订单项
泛化Generalization空心三角箭头 △ + 实线继承关系（is-a）动物 △- 狗
实现Realization空心三角箭头 △ + 虚线接口实现USB 接口 △- 实现类

WARNING

聚合 vs 组合是案例分析高频混淆点：

  • 聚合：弱整体-部分，部分可独立（学校没了学生还在）。
  • 组合：强整体-部分，生命周期绑定（订单没了订单项也没了）。
  • 考试常考：“部门与员工”→聚合；“汽车与发动机”→组合（发动机不可脱离汽车存在）。

B.3 UML 类图示例（Mermaid）

图 1：UML 类图六种关系示例（关联/聚合/组合/泛化/实现/依赖）

注：图中展示了类图六种关系中的五种：关联（学生-课程）、聚合（学院-系）、组合（系-教授）、泛化（教工-教授）、实现（教工-教工接口）。依赖关系未直接展示，通常在方法参数或局部变量中使用。

C. 记忆口诀与易错点

开发模型速记

模型关键词口诀
瀑布线性、文档、顺序”瀑布飞流直下，文档驱动它”
原型需求不明、先造样”需求不明先造样，用户看了再商量”
螺旋风险、迭代、四象限”螺旋转圈不慌张，风险驱动四象限”
增量分批、交付、模块”增量分批交，每批都叫好”
敏捷迭代、用户、变化”敏捷迭代快，用户故事带”

UML 九图速记口诀

类别图口诀
静态用例、类、对象、构件、部署”用例类对象，构件部署站”
动态状态、顺序、协作、活动”状态顺序走，协作活动凑”
补充包图、组合结构、定时、交互概览”包组定时交”

易错点汇总

易错点正确答案
螺旋模型的核心驱动因素风险，不是迭代也不是瀑布
敏捷是否不写文档写，“刚好足够”而非不写
完善性维护 vs 改正性维护完善性 = 加功能（占比最大）；改正性 = 修 bug
耦合排序（由低到高）非直接 → 数据 → 标记 → 控制 → 外部 → 公共 → 内容
内聚排序（由高到低）功能 → 顺序 → 通信 → 过程 → 时间 → 逻辑 → 偶然
聚合 vs 组合空心菱形◇=聚合（部分可独立）；实心菱形◆=组合（部分不可独立）
顺序图 vs 协作图两者语义等价，可互转；顺序图强调时序，协作图强调结构
V(G)=E-N+2 中 E 和 N 的含义E=边数，N=节点数（不是路径数！）

D. 交叉引用与关联阅读

相关主题位置关联内容
计算机基础ATAL**01-cs-fundamentals.mdxOS 进程调度、PV 操作、数据库事务 ACID
架构核心04-architecture-core.mdx（待产）架构风格对比、质量属性战术、ATAM/SAAM 评估流程
设计模式05-design-patterns.mdx（待产）23 种 GoF 速查、UML 类图应用
新技术06-new-tech-web-arch.mdx（待产）DevOps、CI/CD、云原生四要素
案例分析模板07-case-analysis-template.mdx（待产）UML 选图答题套路、设计模式场景判断
论文素材库08-essay-material-library.mdx（待产）软件工程方法论在论文中的应用

E. 自测题（检验掌握程度）

  1. 某程序模块有 8 条边、6 个节点，McCabe 环路复杂度 V(G) = ?

点击查看答案 V(G) = E - N + 2 = 8 - 6 + 2 = 4

  1. 以下哪种耦合度最低？A. 数据耦合 B. 标记耦合 C. 控制耦合 D. 公共耦合

点击查看答案 A. 数据耦合（耦合度排序：数据 < 标记 < 控制 < 外部 < 公共 < 内容）

  1. “汽车”与”发动机”应使用哪种类间关系？A. 关联 B. 聚合 C. 组合 D. 依赖

点击查看答案 C. 组合（发动机不可脱离汽车独立存在，生命周期绑定）

  1. 螺旋模型的核心驱动因素是什么？

点击查看答案 风险分析（不是迭代，也不是瀑布，是风险驱动的迭代过程）

  1. CMMI 五级的第 3 级名称是什么？

点击查看答案 已定义级（组织级标准过程、文档化）