第一講計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展歷程

計(jì)算機(jī)學(xué)科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)概論計(jì)算機(jī)學(xué)院盧明波2015.9第一講：計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)是什么？

Computersareeverywhere！2023/2/11.1.1計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的史前史1.算籌算籌又稱(chēng)為籌、策、算子等算籌在中國(guó)的起源很早中國(guó)著名科學(xué)家祖沖之(429—500年)借助算籌作為計(jì)算工具計(jì)算出圓周率2023/2/1

祖沖之(429—500年)2.算盤(pán)

算盤(pán)也稱(chēng)珠算，是中國(guó)勞動(dòng)人民創(chuàng)造的一種工具由古代“算籌”演變而來(lái)素有“中國(guó)計(jì)算機(jī)”之稱(chēng)最早見(jiàn)于漢末三國(guó)時(shí)代徐岳撰寫(xiě)的《數(shù)術(shù)記遺》南宋時(shí)期的數(shù)學(xué)家楊輝發(fā)明了《乘除通變算寶》2023/2/13.機(jī)械計(jì)算機(jī)法國(guó)科學(xué)家布萊斯?帕斯卡(BlaisePascal：1623—1662年)是被公認(rèn)為是制造出機(jī)械計(jì)算機(jī)的第一人。2023/2/13.機(jī)械計(jì)算機(jī)德國(guó)著名數(shù)學(xué)家戈特弗里德?威廉?萊布尼茨(GottfriedWilhelmLeibniz：1646—阿1716年)將帕斯卡的“加法器”擴(kuò)大為乘除運(yùn)算1700年左右，萊布尼茨從中國(guó)“易圖”(八卦)里受到啟發(fā)，悟出了二進(jìn)制數(shù)之真諦。2023/2/15.差分機(jī)和分析機(jī)英國(guó)劍橋大學(xué)著名科學(xué)家查理斯?巴貝奇(CharlesBabbage：1792—1871年)在1822年設(shè)計(jì)出第一臺(tái)差分機(jī)。2023/2/1Babbage(1792—1871年)6.模擬計(jì)算機(jī)托馬斯?沃森(T.Watson)和IBM

2023/2/16.模擬計(jì)算機(jī)布什(V.Bush)為了求解與電路有關(guān)的微分方程，制作了一臺(tái)模擬計(jì)算裝置助其求解1873年，美國(guó)人鮑德溫(F.Baldwin)，利用齒數(shù)可變齒輪，設(shè)法制造出一種小型計(jì)算機(jī)樣機(jī)2023/2/16.模擬計(jì)算機(jī)英國(guó)數(shù)學(xué)家布爾(G.Boole：1815—1864年)第一部著作《邏輯的數(shù)學(xué)分析》1854年，已經(jīng)擔(dān)任柯克大學(xué)教授的布爾再次出版《思維規(guī)律的研究——邏輯與概率的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)》憑借這兩部著作，布爾建立了一門(mén)新的數(shù)學(xué)學(xué)科——布爾代數(shù)2023/2/16.模擬計(jì)算機(jī)1938年，美國(guó)數(shù)學(xué)家香農(nóng)(C.Shannon)第一次在布爾代數(shù)和繼電器開(kāi)關(guān)電路之間架起了橋梁，以脈沖方式處理信息的繼電器開(kāi)關(guān)，從理論到技術(shù)徹底改變了數(shù)字電路的設(shè)計(jì)。1948年，香農(nóng)憑借《通信的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》一書(shū)，被譽(yù)為“信息論之父”。1956年，香農(nóng)參與發(fā)起了達(dá)特默斯人工智能會(huì)議，率先把人工智能運(yùn)用于計(jì)算機(jī)下棋方面，還發(fā)明了一個(gè)能自動(dòng)穿越迷宮的電子老鼠，以此驗(yàn)證了計(jì)算機(jī)可以通過(guò)學(xué)習(xí)提高智能。2023/2/1人工智能之父—圖靈1.圖靈1936年，阿倫?圖靈(AlanTuring：1912—1954年)在他的一篇具有劃時(shí)代意義的論文——《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問(wèn)題中的應(yīng)用》(OnComputerNumbersWithanApplicationtotheEntscheidungsProblem)中，論述了一種假想的通用計(jì)算器，也就是理想計(jì)算機(jī)，被后人稱(chēng)為“圖靈機(jī)”(TuringMachine——TM)。2023/2/11.圖靈1939年，“圖靈炸彈”(Bomba)，圖靈稱(chēng)它是“羅賓遜”。1945年，圖靈領(lǐng)導(dǎo)一批優(yōu)秀的電子工程師，著手制造自動(dòng)計(jì)算引擎(AutomaticComputingEngineer——ACE)。1950年，ACE樣機(jī)公開(kāi)表演，被稱(chēng)為世界上最快最強(qiáng)有力的電子計(jì)算機(jī)。2023/2/11.圖靈1950年l0月，圖靈發(fā)表了論文“計(jì)算機(jī)和智能”(ComputingMachineryandIntelligence)——

“圖靈測(cè)試”(TuringTest)。圖靈榮膺“人工智能之父”稱(chēng)號(hào)。1954年，42歲的圖靈英年早逝。從1966年開(kāi)始，每年由美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(AssociationforComputingMachinery——ACM)頒發(fā)“圖靈獎(jiǎng)”(TuringAward)給世界上最優(yōu)秀的電腦科學(xué)家。2023/2/1圖靈紀(jì)念館2023/2/12.ENIAC和馮·諾依曼1946年2月，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)成功研制出了ENIAC，這是世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。莫爾學(xué)院的兩位青年學(xué)者——36歲物理學(xué)家約翰?莫齊利(JohnMauchly)和他的學(xué)生，24歲的電氣工程師布雷斯帕??？颂?PresperEckert)，向戈德斯坦提交了一份研制電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案——“高速電子管計(jì)算裝置的使用”。2023/2/12.ENIAC和馮·諾依曼1944年夏的一天，在阿貝丁火車(chē)站，戈德斯坦邂逅了數(shù)學(xué)家約翰?馮?諾依曼(JohnVonNouma：1903—1957年)，于是戈德斯坦向馮?諾依曼介紹了正在研制電子計(jì)算機(jī)，馮?諾依曼非常感興趣。幾天之后，馮?諾依曼就專(zhuān)程到莫爾學(xué)院參觀還未完成的ENIAC，并參加了為改進(jìn)ENIAC而舉行的一系列專(zhuān)家會(huì)議。2023/2/12.ENIAC和馮·諾依曼2023/2/1這臺(tái)名為ENIAC(電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)的縮寫(xiě)）的機(jī)器，使用18800個(gè)電子管，1500多個(gè)繼電器，耗電150千瓦，占地170平方米，重達(dá)30噸，可謂“龐然大物”也。2.ENIAC和馮·諾依曼馮?諾依曼決定重新設(shè)計(jì)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，命名為“離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)”(ElectronicDiscreteVariableAutomaticCalculator：EDVAC)。

1946年6月，馮?諾依曼和戈德斯坦、勃克斯回到普林斯頓大學(xué)高級(jí)研究院，完成了另一臺(tái)ISA(高級(jí)研究院的英文縮寫(xiě))電子計(jì)算機(jī)，他們聯(lián)名發(fā)表了計(jì)算機(jī)史上著名的“101頁(yè)報(bào)告”。2023/2/12.ENIAC和馮·諾依曼1946年，英國(guó)劍橋大學(xué)威爾克斯(M.Wilkes)教授，到賓夕法尼亞大學(xué)參加馮?諾依曼主持的培訓(xùn)班，完全接受了馮?諾依曼存儲(chǔ)程序的設(shè)計(jì)思想。1949年5月，威爾克斯研制成了一臺(tái)由3000只電子管為主要元件的計(jì)算機(jī)，命名為電子儲(chǔ)存程序計(jì)算機(jī)(ElectronicDelayStorageAutomaticCalculator：EDSAC)，由此，他獲得了1967年度“圖靈獎(jiǎng)”。2023/2/1

計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是二十世紀(jì)最輝煌的成就之一，按照采用的電子器件劃分，計(jì)算機(jī)大致已經(jīng)歷了四個(gè)階段：1.第一代計(jì)算機(jī)(1946年—1957年)其主要特征是邏輯器件使用電子管，用穿孔卡片機(jī)作為數(shù)據(jù)和指令的輸入設(shè)備，用磁鼓或磁帶作為外存儲(chǔ)器，使用機(jī)器語(yǔ)言編程。第一代計(jì)算機(jī)體積大、運(yùn)算速度低、存儲(chǔ)容量小、可靠性低。幾乎沒(méi)有什么軟件配置，主要用于科學(xué)計(jì)算。其代表機(jī)型有：ENIAC、IBM650(小型機(jī))、IBM709(大型機(jī))等。2023/2/12023/2/12.第二代計(jì)算機(jī)(1958年—1964年)

其主要特征是使用晶體管代替了電子管，內(nèi)存儲(chǔ)器采用了磁芯體，引入了變址寄存器和浮點(diǎn)運(yùn)算硬件，利用I/O處理機(jī)提高了輸入輸出能力。在軟件方面配置了子程序庫(kù)和批處理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及相應(yīng)的編譯程序，降低了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。其代表機(jī)型有：IBM7090、IBM7094、CDC7600等。2023/2/12023/2/13.第三代計(jì)算機(jī)(1965年—1972年)

其主要特征是用半導(dǎo)體、小規(guī)模集成電路(IntegratedCircuit——IC)作為元器件代替晶體管等分立元件，用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替磁芯存儲(chǔ)器，使用微程序設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)化處理機(jī)的結(jié)構(gòu)，這使得計(jì)算機(jī)的體積和耗電量顯著減小，而計(jì)算速度和存儲(chǔ)存量卻有較大提高，可靠性也大大加強(qiáng)。在軟件方面則廣泛地引入多道程序、并行處理、虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)和功能完備的操作系統(tǒng)，同時(shí)還提供了大量的面向用戶(hù)的應(yīng)用程序。計(jì)算機(jī)開(kāi)始定向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化，此時(shí)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)入到許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。其代表機(jī)器有：IBM360系列、富士通F230系列等。2023/2/12023/2/14.第四代計(jì)算機(jī)(1972年—)其主要特征是使用了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，大規(guī)模、超大規(guī)模塊集成電路的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)沿著兩個(gè)方向飛速向前發(fā)展。一方面，利用大規(guī)模集成電路制造多種邏輯芯片，組裝出大型、巨型計(jì)算機(jī)。另一方面，利用大規(guī)模集成電路技術(shù)，將運(yùn)算器、控制器等部件集成在一個(gè)很小的集成電路芯片上，從而出現(xiàn)了微處理器。完善的系統(tǒng)軟件、豐富的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和商品化的應(yīng)用程序的大量涌現(xiàn)，以及通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)進(jìn)入了一個(gè)大發(fā)展的階段。2023/2/12023/2/1現(xiàn)在很多國(guó)家正在研制新一代的計(jì)算機(jī)，新—代計(jì)算機(jī)將是微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、電子仿生技術(shù)等多學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物。它能進(jìn)行知識(shí)處理、自動(dòng)編程、測(cè)試和排錯(cuò)，以及用自然語(yǔ)言、圖形、聲音和各種文字進(jìn)行輸入和輸出。新—代計(jì)算機(jī)的研究目標(biāo)是試圖打破計(jì)算機(jī)現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu)，使得計(jì)算機(jī)能夠具有像人那樣的思維、推理和判斷能力。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的非傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)有：超導(dǎo)計(jì)算、量子計(jì)算、生物計(jì)算、光計(jì)算等。未來(lái)的計(jì)算機(jī)可能是超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)或納米計(jì)算機(jī)、DNA計(jì)算機(jī)等。2023/2/1著名計(jì)算機(jī)公司一、生產(chǎn)商整機(jī)：IBM、HP、Dell、聯(lián)想、宏基、蘋(píng)果芯片：Intel、AMD、威盛軟件：Microsoft、Adobe、甲骨文、網(wǎng)絡(luò)：思科、朗訊、3COM、華為、SUN二、互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商Yahoo、Google、Amazon、ebay、百度、阿里巴巴、搜狐、新浪、網(wǎng)易、騰訊2023/2/1計(jì)算機(jī)的五大部件

2023/2/11.運(yùn)算器

運(yùn)算器又稱(chēng)算術(shù)邏輯單元(ArithmeticLogicUnit——ALU)，是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件，它的主要功能是對(duì)二進(jìn)制數(shù)碼進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算和與、或、非等基本邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)邏輯判斷。運(yùn)算器是在控制器的控制之下實(shí)現(xiàn)其功能的，運(yùn)算結(jié)果由控制器發(fā)出的指令送到內(nèi)存儲(chǔ)器中。2023/2/12.控制器控制器主要由指令寄存器、譯碼器、程序計(jì)數(shù)器和操作控制器等組成，控制器是用來(lái)控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作，并使整個(gè)處理過(guò)程有條不紊地進(jìn)行?；竟δ芫褪菑膬?nèi)存中取指令和執(zhí)行指令，即控制器按程序計(jì)數(shù)器指出的指令地址從內(nèi)存中取出該指令進(jìn)行譯碼，然后根據(jù)該指令功能向有關(guān)部件發(fā)出控制命令，執(zhí)行該指令。另外，控制器在工作過(guò)程中，還要接受各部件反饋回來(lái)的信息。通常把運(yùn)算器、控制器做在一個(gè)大規(guī)模集成電路塊上稱(chēng)為中央處理器，又稱(chēng)CPU(CentralProcessingUnit)。2023/2/13.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置，用于存放原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、最終結(jié)果和處理程序。向存儲(chǔ)器里存入信息也稱(chēng)為“寫(xiě)入”，寫(xiě)入新的內(nèi)容則覆蓋了原來(lái)的舊內(nèi)容。從存儲(chǔ)器里取出信息，也稱(chēng)為“讀出”，信息讀出后并不破壞原來(lái)存儲(chǔ)的內(nèi)容，因此信息可以重復(fù)取出，多次利用。存儲(chǔ)器可分為兩種：內(nèi)存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器。通常把內(nèi)存儲(chǔ)器、運(yùn)算器和控制器合稱(chēng)為計(jì)算機(jī)主機(jī)，也可以說(shuō)主機(jī)是由CPU與內(nèi)存儲(chǔ)器組成的，而主機(jī)以外的裝置稱(chēng)為外部設(shè)備，外部設(shè)備包括輸入/輸出設(shè)備，外存儲(chǔ)器等。2023/2/14.輸入/輸出設(shè)備輸入/輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)I/O(Input/Output)設(shè)備。用戶(hù)通過(guò)輸入設(shè)備將程序和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果(如數(shù)字、字母、符號(hào)和圖形)顯示或打印出來(lái)。常用的輸入設(shè)備有：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、掃描儀、數(shù)字化儀等；常用的輸出設(shè)備有：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。2023/2/11.2.2計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)軟件是指用來(lái)指揮計(jì)算機(jī)運(yùn)行的各種程序的總和以及開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)這些程序所需的技術(shù)文檔。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。沒(méi)有配備任何軟件的硬件計(jì)算機(jī)稱(chēng)為裸機(jī)，裸機(jī)向外部世界提供的界面只是機(jī)器指令。用戶(hù)及其他程序都通過(guò)系統(tǒng)軟件來(lái)使用計(jì)算機(jī)。2023/2/11．系統(tǒng)軟件

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、以及各種軟件工具等各種軟件程序組成，指揮、控制計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)按照預(yù)定的程序運(yùn)行、工作，從而達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，系統(tǒng)軟件的功能主要是簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)操作，擴(kuò)展計(jì)算機(jī)處理能力和提高計(jì)算機(jī)的效益。2023/2/11.2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)1．字長(zhǎng)2．時(shí)鐘周期和主頻3．運(yùn)算速度4．內(nèi)存容量5．?dāng)?shù)據(jù)輸入輸出最高速率2023/2/12023/2/1擁有最強(qiáng)的并行計(jì)算能力，主要用于科學(xué)計(jì)算。在氣象、軍事、能源等領(lǐng)域承擔(dān)大規(guī)模、高速度的計(jì)算任務(wù)。趨勢(shì)是用許多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)。巨型計(jì)算機(jī)83年銀河-I億次機(jī)92年銀河-II10億次機(jī)97年銀河-III百億次機(jī)2023/2/1大中型計(jì)算機(jī)具有比小型機(jī)更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。價(jià)格比小型機(jī)高。在銀行等最早使用計(jì)算機(jī)的行業(yè)中廣泛使用。中科院計(jì)算技術(shù)研究所國(guó)家智能機(jī)中心研制的每秒200億次的曙光2000型超級(jí)服務(wù)器2023/2/1小型計(jì)算機(jī)具有比微機(jī)更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)使用（多用戶(hù)，Multi-user）。目前主要用作服務(wù)器。2023/2/1微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）是通用計(jì)算機(jī)。通常是由一個(gè)用戶(hù)來(lái)使用（單用戶(hù)，Single-user）。配有文字、聲音、圖像等輸入輸出設(shè)備?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他計(jì)算機(jī)相連。高檔臺(tái)式機(jī)可充當(dāng)服務(wù)器。微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）

膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）

2023/2/1功能與臺(tái)式機(jī)類(lèi)似。一體化結(jié)構(gòu)。耗電更少，并配有電池，可在沒(méi)有交流電源的場(chǎng)合使用?？裳b在文件包中。微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）

掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）

2023/2/1向用戶(hù)提供專(zhuān)門(mén)的功能。靠電池供電。可裝在衣袋中。有些已具有無(wú)線通信能力。是嵌入式計(jì)算機(jī)的一類(lèi)。1.5.4計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系的核心內(nèi)容計(jì)算學(xué)科課程體系的教學(xué)內(nèi)容歸結(jié)為14個(gè)知識(shí)體1．離散結(jié)構(gòu)(PS)2．程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(PF)3．算法與復(fù)雜性(AL)4．組織與體系結(jié)構(gòu)(AR)5．操作系統(tǒng)(OS)6．網(wǎng)絡(luò)計(jì)算(NC)7．程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(PL)2023/2/18．人-機(jī)交互(HL)9．圖形學(xué)和可視化計(jì)算(GV)10．智能系統(tǒng)(IS)11．信息管理(IM)12．軟件工程(SE)13．?dāng)?shù)值計(jì)算科學(xué)(CN)14．社會(huì)和職業(yè)問(wèn)題(SP)軟件工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系（1）軟件需求軟件需求描述解決現(xiàn)實(shí)世界某個(gè)問(wèn)題的軟件產(chǎn)品，及對(duì)軟件產(chǎn)品的約束。軟件需求涉及需求抽取、需求分析、建立需求規(guī)格說(shuō)明和確認(rèn)，涉及建模、軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、時(shí)間可行性分析。軟件需求直接影響軟件設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試、軟件維護(hù)、軟件配置管理、軟件工程管理、軟件工程過(guò)程和軟件質(zhì)量等。（2）軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是軟件工程最核心的內(nèi)容。設(shè)計(jì)既是“過(guò)程”，也是這個(gè)過(guò)程的“結(jié)果”。軟件設(shè)計(jì)由軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)兩種活動(dòng)組成。它涉及軟件體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、接口、以及系統(tǒng)或構(gòu)件的其它特征，還涉及軟件設(shè)計(jì)質(zhì)量分析和評(píng)估、軟件設(shè)計(jì)的符號(hào)、軟件設(shè)計(jì)策略和方法等。（3）軟件構(gòu)造通過(guò)編碼、單元測(cè)試、集成測(cè)試、調(diào)試、確認(rèn)這些活動(dòng)，生成可用的、有意義的軟件。軟件構(gòu)造除要求符合設(shè)計(jì)功能外，還要求控制和降低程序復(fù)雜性、預(yù)計(jì)變更、進(jìn)行程序驗(yàn)證和制定軟件構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)。軟件構(gòu)造與軟件配置管理、工具和方法、軟件質(zhì)量密切相關(guān)。（4）軟件測(cè)試測(cè)試是軟件生存周期的重要部分，涉及測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試技術(shù)、測(cè)試度量和測(cè)試過(guò)程。測(cè)試不再是編碼完成后才開(kāi)始的活動(dòng)，測(cè)試的目的是標(biāo)識(shí)缺陷和問(wèn)題，改善產(chǎn)品質(zhì)量。軟件測(cè)試應(yīng)該圍繞整個(gè)開(kāi)發(fā)和維護(hù)過(guò)程。測(cè)試在需求階段就應(yīng)該開(kāi)始，測(cè)試計(jì)劃和規(guī)程必須系統(tǒng)，并隨著開(kāi)發(fā)的進(jìn)展不斷求精。正確的軟件工程質(zhì)量觀是預(yù)防，避免缺陷和問(wèn)題比改正好。代碼生成前的主要測(cè)試手段是靜態(tài)技術(shù)（檢查），代碼生成后采用動(dòng)態(tài)技術(shù)（執(zhí)行代碼）。測(cè)試的重點(diǎn)是動(dòng)態(tài)技術(shù)，從程序無(wú)限的執(zhí)行域中選擇一個(gè)有限的測(cè)試用例集，動(dòng)態(tài)地驗(yàn)證程序是否達(dá)到預(yù)期行為。軟件工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系（5）軟件維護(hù)軟件產(chǎn)品交付后，需要改正軟件的缺陷、提高軟件性能或其他屬性、使軟件產(chǎn)品適應(yīng)新的環(huán)境。軟件維護(hù)是軟件進(jìn)化的繼續(xù)。軟件維護(hù)要支持系統(tǒng)快速地、便捷地滿(mǎn)足新的需求?；诜?wù)的軟件維護(hù)越來(lái)越受到重視。軟件維護(hù)是軟件生存周期的組成部分。然而，歷史上維護(hù)從未受到重視?，F(xiàn)在情況有了改變，軟件組織力圖使軟件運(yùn)營(yíng)時(shí)間更長(zhǎng)，軟件維護(hù)成為令人關(guān)注的焦點(diǎn)。（6）軟件配置管理為了系統(tǒng)的控制配置變更，維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)生命周期中配置的一致性和可追蹤性，必須按時(shí)間管理軟件的不同配置，包括配置管理過(guò)程的管理、軟件配置鑒別、配置管理控制、配置管理狀態(tài)記錄、配置管理審計(jì)、軟件發(fā)布和交付管理等。（7）軟件工程管理運(yùn)用管理活動(dòng)，如計(jì)劃、協(xié)調(diào)、度量、監(jiān)控、控制和報(bào)告，確保軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)是系統(tǒng)的、規(guī)范的、可度量的。它涉及基礎(chǔ)設(shè)施管理；項(xiàng)目管理；度量和控制計(jì)劃三個(gè)層次。度量是軟件管理決策的基礎(chǔ)。近年來(lái)軟件度量的標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)度、方法、規(guī)范發(fā)展較快。軟件工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系（8）軟件工程過(guò)程管理軟件工程過(guò)程的目的是，實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的或者更好的過(guò)程。軟件工程過(guò)程關(guān)注軟件過(guò)程的定義、實(shí)現(xiàn)、評(píng)估、測(cè)量、管理、變更、改進(jìn)，以及過(guò)程和產(chǎn)品的度量。軟件工程過(guò)程分為，①?lài)@軟件生存周期過(guò)程的技術(shù)和管理活動(dòng)，即需求獲取、軟件開(kāi)發(fā)、維護(hù)和退役的各種活動(dòng)。②對(duì)軟件生存周期的定義、實(shí)現(xiàn)、評(píng)估、度量、管理、變更和改進(jìn)。（9）軟件工程工具和方法軟件開(kāi)發(fā)工具是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的，用于輔助軟件生存周期過(guò)程。通常，工具是為特定的軟件工程方法設(shè)計(jì)的，以減少手工操作的負(fù)擔(dān)、使軟件工程更加系統(tǒng)化。軟件工具的種類(lèi)很多，從支持個(gè)人到整個(gè)生存周期。軟件工具分為：需求工具、設(shè)計(jì)工具、構(gòu)造工具、測(cè)試工具、維護(hù)工具、配置管理工具、工程管理工具、工程過(guò)程工具、軟件質(zhì)量工具等。軟件工程方法支持軟件工程活動(dòng)，使軟件開(kāi)發(fā)更加系統(tǒng)，并能獲得成功。軟件開(kāi)發(fā)方法不斷發(fā)展。當(dāng)前，軟件工程方法分為：①啟發(fā)式方法，包括結(jié)構(gòu)化方法、面向數(shù)據(jù)方法、面向?qū)ο蠓椒ê吞囟ㄓ蚍椒?；②基于?shù)學(xué)的形式化方法；③用軟件工程多種途徑實(shí)現(xiàn)的原型方法，原型方法幫助確定軟件需求、軟件體系結(jié)構(gòu)，用戶(hù)界面等。（10）軟