軟件與軟件工程

軟件與軟件工程聯(lián)系方式第2頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天緒論計(jì)算機(jī)科學(xué)是什么？

1、是科學(xué)？是工程學(xué)科？還是一門技術(shù)？…….2、學(xué)科的智力本質(zhì)是什么？

3、它將持續(xù)興旺下去還是衰落下去？

4、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程的核心課程是否反映了這個(gè)領(lǐng)域？

5、怎樣把理論和實(shí)驗(yàn)集成在計(jì)算課程中？

6、各核心課程培養(yǎng)計(jì)算方面的能力嗎？

7、......第3頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天計(jì)算機(jī)科學(xué)的三個(gè)學(xué)科形態(tài)第4頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)科形態(tài)的認(rèn)識(shí)與爭(zhēng)論

(1)認(rèn)識(shí)

¤

理論是數(shù)學(xué)科學(xué)的根本。應(yīng)用數(shù)學(xué)家們都認(rèn)為：科學(xué)的進(jìn)展都是基于純數(shù)學(xué)的。

¤

抽象（模型化）是自然科學(xué)的根本?？茖W(xué)家相信：科學(xué)進(jìn)展的過(guò)程基本上都是形成假設(shè)，然后用模型化過(guò)程求證。

¤

設(shè)計(jì)是工程的根本。工程師們認(rèn)為：工程進(jìn)展都是提出問(wèn)題，然后通過(guò)設(shè)計(jì)去構(gòu)造系統(tǒng)，以解決問(wèn)題。第5頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)科形態(tài)的認(rèn)識(shí)與爭(zhēng)論

(2)爭(zhēng)論

¤

基于一個(gè)假定：三個(gè)過(guò)程的某一個(gè)是最基本的。

¤

計(jì)算的三個(gè)形態(tài)密切相連

抽象和設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)了理論；理論和設(shè)計(jì)階段需要模型化；理論和抽象階段始終離不開(kāi)設(shè)計(jì)。

¤

計(jì)算的三個(gè)形態(tài)有所不同

第6頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天爭(zhēng)論的結(jié)論

計(jì)算處于應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程三者的主要過(guò)程的交叉路口。這三個(gè)過(guò)程在本學(xué)科是同等重要和基本的。它是理論、抽象和設(shè)計(jì)三者唯一的交匯點(diǎn)。第7頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天程序設(shè)計(jì)的作用

(1)"計(jì)算科學(xué)=程序設(shè)計(jì)"是錯(cuò)誤的。(2)計(jì)算領(lǐng)域的許多活動(dòng)并不是程序設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)、體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用等。(3)程序設(shè)計(jì)是本學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)踐活動(dòng)的一部分，每一個(gè)計(jì)算工作者必須有程序設(shè)計(jì)的能力。但這并不意味著本學(xué)科就建筑在程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，也不意味著導(dǎo)引性課程必須是程序設(shè)計(jì)方面的課程。(4)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是涉足本領(lǐng)域特色的工具。

建議：程序設(shè)計(jì)作為核心課程的一部分，并把程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言作為涉足計(jì)算學(xué)科重要特色的有用媒介。

第8頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天計(jì)算機(jī)科學(xué)的原有定義(1)1967年Newell、Perlis和Simon主張：計(jì)算科學(xué)是研究計(jì)算機(jī)及圍繞它的主要現(xiàn)象的科學(xué)，而且說(shuō)明反對(duì)這個(gè)定義就無(wú)異于表明其他科學(xué)都不是科學(xué)。

(2)計(jì)算科學(xué)資格審查部：計(jì)算機(jī)科學(xué)是關(guān)于計(jì)算機(jī)和計(jì)算的知識(shí)總體。

它由理論、實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)三部分，并且包括理解計(jì)算專職、程序和系統(tǒng)的理論，為概念的發(fā)展和測(cè)試所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)方法論、算法和實(shí)現(xiàn)工具以及嚴(yán)整這些實(shí)現(xiàn)滿足要求的分析方法。

(3)計(jì)算機(jī)科學(xué)是研究知識(shí)表達(dá)機(jī)器實(shí)現(xiàn)的科學(xué)。

(4)Abelson和Sussman：計(jì)算機(jī)革命是思維方法和思維表達(dá)方法的革命。第9頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天計(jì)算機(jī)科學(xué)簡(jiǎn)短定義

(1)計(jì)算學(xué)科是對(duì)描述和變換信息的算法過(guò)程的系統(tǒng)研究，

包括它的理論、分析、設(shè)計(jì)、有效性、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。(2)全部計(jì)算科學(xué)的基本問(wèn)題是"什么能（有效地）自動(dòng)進(jìn)行？"。第10頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天計(jì)算機(jī)科學(xué)劃分的分支領(lǐng)域第11頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天計(jì)算科學(xué)的學(xué)科能力的培養(yǎng)(1)面向?qū)W科的思維能力

發(fā)現(xiàn)本領(lǐng)域新的特性的能力，這些特性導(dǎo)致新的活動(dòng)方式和新的工具，以便這些特性能被其他人所利用。

(2)使用工具的能力

使用本領(lǐng)域的工具有效地進(jìn)行其他領(lǐng)域時(shí)間活動(dòng)的能力。建議：

把面向?qū)W科的思維能力作為計(jì)算專業(yè)課程設(shè)置的主要目的。

同時(shí)，計(jì)算專業(yè)工作者必須充分熟悉工具，以便與其他學(xué)科的人們有效地合作，進(jìn)行那些學(xué)科的設(shè)計(jì)活動(dòng)。第12頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天學(xué)科淵源

(1)本學(xué)科和算法理論、數(shù)理邏輯和存儲(chǔ)程序式電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明一起，形成于40年代初。

(2)計(jì)算的淵源可以深入擴(kuò)展到數(shù)學(xué)和工程。數(shù)學(xué)把分析分到這一領(lǐng)域，而工程把設(shè)計(jì)分到這一領(lǐng)域。

(3)本學(xué)科包括它自己的理論、實(shí)驗(yàn)方法和工程。這與許多其他的自然科學(xué)不同。許多其他的自然科學(xué)和運(yùn)用其成果的工程學(xué)科是分開(kāi)的（例如化學(xué)和化學(xué)工程原理）、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程卻是不可分的，因?yàn)楸緦W(xué)科的科學(xué)與工程形態(tài)從根本上是相互滲透的。第13頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天與數(shù)學(xué)的關(guān)系

計(jì)算作為數(shù)學(xué)的主要對(duì)象已有幾千年了。

自然現(xiàn)象的許多模型被用來(lái)導(dǎo)出方程，它的解就導(dǎo)致那些自然現(xiàn)象的預(yù)言。例如軌道的彈道計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)和流體的流動(dòng)等。解這些方程的許多方法已經(jīng)給出。例如線性方程組的解法、微分方程的解法和求函數(shù)的積分。

幾乎在這同時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所需要的計(jì)算成為工程主要關(guān)注的對(duì)象。例如計(jì)算靜態(tài)物體壓力的算法、計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體慣量的算法和測(cè)量比我們直覺(jué)要大得多或小得多的距離的方法。第14頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天發(fā)展方向（1）新一代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。該方向包括神經(jīng)元計(jì)算、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、大容量存儲(chǔ)設(shè)備的研究、容錯(cuò)模型內(nèi)容等；

（2）并行與分布式軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)研究。該方向包括數(shù)理邏輯、計(jì)算理論、形式語(yǔ)義學(xué)、高級(jí)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)理論、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、軟件工程、容錯(cuò)理論等內(nèi)容；

（3）人工智能理論及其應(yīng)用。該方向包括數(shù)理邏輯、高等邏輯、算法理論、知識(shí)工程、神經(jīng)元計(jì)算、人工智能高能語(yǔ)言與人工智能程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容；

（4）計(jì)算機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。主要將圍繞計(jì)算可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)，計(jì)算幾何，科學(xué)計(jì)算這幾個(gè)重點(diǎn)方向開(kāi)展有工作，并帶動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、自然語(yǔ)言處理與機(jī)器翻譯、模式識(shí)別與圖解處理等方向發(fā)展。在這一綜合方向上研究?jī)?nèi)容將幾乎覆蓋所有的計(jì)算科學(xué)應(yīng)用技術(shù)方向內(nèi)容。第15頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件方法學(xué)和工程-基本問(wèn)題

本領(lǐng)域研究滿足技術(shù)要求、安全、可靠、可信的程序和大型軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?；締?wèn)題包括：

1.在程序和程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)背后的原理是什么？

2.怎樣去證明程序或系統(tǒng)滿足它的技術(shù)要求？

3.怎樣去給定技術(shù)要求，使不遺漏重要的情況，而且可以分析它的安全性？

4.怎樣使軟件系統(tǒng)通過(guò)不同階段不斷改進(jìn)？

5.怎樣使軟件設(shè)計(jì)得易理解和易修改？第16頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件方法學(xué)和工程–理論軟件方法學(xué)和工具練域理論的主要部分是：

(l)程序驗(yàn)證和證明。

(2)時(shí)態(tài)邏輯。

(3)可靠性理論。

(4)謂詞演算、公理語(yǔ)義學(xué)、和認(rèn)知心理學(xué)等支撐領(lǐng)域。第17頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件方法學(xué)和工程－抽象軟件方法學(xué)和工具抽象的主要部分是：

(1)定義技術(shù)要求的方法。如調(diào)詞變換器、程序設(shè)計(jì)演算、抽象數(shù)據(jù)類型和弗洛依德一霍爾(Floyd-Hoare)公理化符號(hào)。

(2)方法學(xué)，如逐步提煉、模塊化設(shè)計(jì)、模塊、分離編譯、信息隱藏(informationbiding)、數(shù)據(jù)流和抽象層次。

(3)程序開(kāi)發(fā)自動(dòng)化的方法。例如，文本編輯程序，面向語(yǔ)法的編輯程序和屏幕編輯程序。

(4)可信計(jì)算的方法學(xué)；例如，容錯(cuò)，安全性，可靠性，恢復(fù)，N版本程序設(shè)計(jì)，多方式冗余，和檢查點(diǎn)插入。

(5)軟件工具和程序設(shè)計(jì)環(huán)境。

(6)程序和系統(tǒng)的測(cè)度和評(píng)估。

(7)軟件系統(tǒng)到特定機(jī)器結(jié)構(gòu)的匹配問(wèn)題域。

(8)軟件研制的生命周期模型。第18頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件方法學(xué)和工程–設(shè)計(jì)軟件方法學(xué)和工具領(lǐng)域設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容是：

(1)技術(shù)要求描述語(yǔ)言(如PSL2，IMAJO)、構(gòu)造管理系統(tǒng)(如在AdaAPSE)和修改控制系統(tǒng)(如RCS，SCCS)。

(2)指向語(yǔ)法的編輯器、行編輯器、屏幕編輯器和字處理系統(tǒng)。

(3)在軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐中倡導(dǎo)和使用的特定方法，如HDM，及Dijkstra，Jackson，Mills或Yourdon等人倡導(dǎo)的方法。

(4)測(cè)試的過(guò)程和實(shí)踐(例如，遍歷、手模擬、模塊間接口的檢查、測(cè)試集的程序通路列舉和事件跟蹤)，質(zhì)量保證和計(jì)劃管理。

(5)程序開(kāi)發(fā)和查錯(cuò)，剖面分析，文本格式化和數(shù)據(jù)庫(kù)操作的軟件工具。

(6)像國(guó)防部那樣的安全計(jì)算系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)和驗(yàn)證過(guò)程的技術(shù)要求。

(7)用戶接口的設(shè)計(jì)。

(8)設(shè)計(jì)非常大的、可靠的、容錯(cuò)的和可信的系統(tǒng)的方法。第19頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天學(xué)習(xí)“軟件工程”的目的和意義學(xué)會(huì)如何在現(xiàn)代IT企業(yè)的環(huán)境中做一個(gè)成功者；學(xué)會(huì)如何做世界級(jí)的、高質(zhì)量的研究；學(xué)會(huì)如何創(chuàng)建大規(guī)模的軟件產(chǎn)品。

——微軟全球資深副總裁原微軟亞洲研究院院長(zhǎng)首席科學(xué)家張亞勤

第20頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、全球軟件產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、趨勢(shì)與挑戰(zhàn)

TheChallengesandOpportunitiesoftheGlobalSoftwareIndustry.軟件產(chǎn)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)軟件產(chǎn)業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)軟件產(chǎn)業(yè)的全球化趨勢(shì)智能網(wǎng)絡(luò)(IntelligentWeb)·從靜態(tài)網(wǎng)到動(dòng)態(tài)網(wǎng)·從被動(dòng)方式到主動(dòng)方式·從呈現(xiàn)信息和瀏覽的窗口到智能生成的平臺(tái)·從HTML到XML第21頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、全球軟件產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、趨勢(shì)與挑戰(zhàn)

TheChallengesandOpportunitiesoftheGlobalSoftwareIndustry.軟件產(chǎn)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)軟件產(chǎn)業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)軟件產(chǎn)業(yè)的全球化趨勢(shì)相對(duì)目前“打包式”軟件，為用戶提供智能化的“服務(wù)式”軟件。第22頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、全球軟件產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、趨勢(shì)與挑戰(zhàn)

TheChallengesandOpportunitiesoftheGlobalSoftwareIndustry.軟件產(chǎn)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)軟件產(chǎn)業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)軟件產(chǎn)業(yè)的全球化趨勢(shì)·強(qiáng)調(diào)開(kāi)放性、交互性·支持主流的開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)·人才的全球化對(duì)中國(guó)軟件企業(yè)有什么啟示和挑戰(zhàn)？第23頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

TalentBeyondTechnology_WhatKindofTalentWeNeedforModernSoftwareDevelopment扎實(shí)的基礎(chǔ)創(chuàng)新、獨(dú)立的工作能力主人翁精神和團(tuán)隊(duì)精神勾通與協(xié)調(diào)能力成就感強(qiáng)、有激情自覺(jué)地干好工作契而不舍，從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)二、現(xiàn)代軟件開(kāi)發(fā)對(duì)人才的要求第24頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天在微軟流傳著這樣一個(gè)故事

有一次比爾.蓋茨和上帝談話，上帝對(duì)他說(shuō)：“地球明天就要?dú)缌?！由于你是如此的成功，因此我特許你從地球上帶一樣?xùn)|西到天堂！你想帶什么？”比爾.蓋茨回答：“請(qǐng)?jiān)试S我從微軟選300個(gè)最優(yōu)秀的人，我要把他們帶到天堂！”盡管微軟的windows,Exchang,SQL,Office等都非常重要，但如果沒(méi)有象你們這些人才，微軟也將一無(wú)所有。你們對(duì)我們公司和微軟來(lái)說(shuō)是處于第一位的。第25頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天我國(guó)復(fù)合型軟件人才匱乏,培養(yǎng)適應(yīng)迅速變化的市場(chǎng)需求的復(fù)合型軟件人才已是迫在眉睫。三、信息化建設(shè)中對(duì)復(fù)合型軟件人才的需求

復(fù)合型軟件人才—具備不同專業(yè)背景、有市場(chǎng)觀念的開(kāi)發(fā)管理、工程管理和軟件經(jīng)營(yíng)等復(fù)合型軟件人才；第26頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、軟件開(kāi)發(fā)中的錯(cuò)誤觀點(diǎn)2.軟件需求分析很困難，不管三七二十一先把軟件做了再說(shuō)，反正軟件是靈活的，隨時(shí)可以修改。1.只要掌握了1-2門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)就沒(méi)有問(wèn)題。總之，錯(cuò)誤認(rèn)為：軟件就是程序，開(kāi)發(fā)軟件就是編寫程序。3.只要有最好的開(kāi)發(fā)工具、最好的計(jì)算機(jī)，一定能做出優(yōu)秀的軟件。

第27頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天本課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容1.傳統(tǒng)的軟件工程方法2.面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)—UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言3.軟件項(xiàng)目管理及CMM4.軟件復(fù)用及構(gòu)件工程本課程以傳統(tǒng)的軟件工程技術(shù)為基礎(chǔ)，主要討論如何應(yīng)用軟件工程的最新技術(shù)—UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，提高軟件開(kāi)發(fā)的水平和技術(shù)。第28頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天課程特點(diǎn)與安排1.課程特點(diǎn)：

實(shí)踐性強(qiáng)、發(fā)展迅速2.課程安排(建議)：課堂教學(xué)（64學(xué)時(shí)）—授課、案例分析、討論

3.關(guān)于考試(建議)

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筆試：分，平時(shí)：分第29頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天作者：齊治昌、寧洪出版社：高等教育出版社ISBN：9787040146288面向21世紀(jì)課程教材、國(guó)家精品課程配套教材1.軟件工程（第2版）

教材及主要參考書(shū)第30頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天教材及主要參考書(shū)作者：許家珆主編白忠建,彭德中,吳磊編寫出版社：電子工業(yè)出版社2.軟件工程—方法與實(shí)踐第31頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天教材及主要參考書(shū)3.軟件工程SoftwareEngineering,6thEdition作者：（英）IanSommerville出版社：機(jī)械工業(yè)出版社（影印版）

本書(shū)是英國(guó)著名軟件工程學(xué)家IanSommerville系統(tǒng)介紹軟件工程理論的力作，以要求極高的一類系統(tǒng)為實(shí)例，精辟透徹地闡述了軟件工程的內(nèi)涵。第32頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天參考網(wǎng)站http://

軟件工程網(wǎng)卡內(nèi)基梅大學(xué)軟件工程研究所/

對(duì)象技術(shù)和構(gòu)件技術(shù)鏈接Rational公司http://OMG(ObjectManagementGroup)http://

軟件工程網(wǎng)卡內(nèi)基梅大學(xué)軟件工程研究所/

對(duì)象技術(shù)和構(gòu)件技術(shù)鏈接Rational公司第33頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一章1軟件與軟件工程第34頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.1軟件軟件的概念；軟件的特點(diǎn)；軟件的分類；軟件的發(fā)展；軟件危機(jī)。第35頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件的概念軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分；軟件是邏輯產(chǎn)品，需要計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件的支撐；軟件是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的指揮中樞；軟件是信息轉(zhuǎn)換器，它能對(duì)信息進(jìn)行加工、處理或變換；軟件是工具，在人們的生活、工作、休閑，在社會(huì)的經(jīng)濟(jì)、軍事、政治、文化、科學(xué)技術(shù)、教育中發(fā)揮具大作用；第36頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天計(jì)算機(jī)世界的軟件

軟件是能夠完成預(yù)定功能和性能，并對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工的程序和描述程序及其操作的文檔。

軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第37頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件的特點(diǎn)軟件是被開(kāi)發(fā)或設(shè)計(jì)的,而不是傳統(tǒng)意義上被制造的軟件不會(huì)”磨損”軟件產(chǎn)業(yè)逐步走向基于構(gòu)件的組裝,但還是定制的第38頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

軟件的描述

軟件由程序、數(shù)據(jù)、文檔組成。數(shù)據(jù)

用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示文檔

規(guī)范準(zhǔn)確清晰簡(jiǎn)潔無(wú)歧義自然語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)圖表

第39頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言面向機(jī)器匯編語(yǔ)言、機(jī)器語(yǔ)言等面向過(guò)程Fortran,Pascal,C等面向?qū)ο驝++,Java等面向問(wèn)題結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL等第40頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件分類系統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)軟件商務(wù)軟件工程和科學(xué)計(jì)算軟件嵌入式軟件人工智能軟件個(gè)人計(jì)算機(jī)軟件第41頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件的發(fā)展軟件發(fā)展的四個(gè)階段1950---1965

沒(méi)有系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)方法和管理機(jī)制、自定義軟件、批處理、有限分布。1965---1975

產(chǎn)生人機(jī)交互的新概念、新技術(shù)軟件產(chǎn)品、多用戶、實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)。1973---1988

微處理器的出現(xiàn)并廣泛應(yīng)用 分布式系統(tǒng)、嵌入智能、低成本硬件、消費(fèi)者的影響。1986---2000

廣域和局域網(wǎng)絡(luò)迅速普及 強(qiáng)大的桌面系統(tǒng)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、專家系統(tǒng)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。第42頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天2軟件發(fā)展存在的問(wèn)題軟件開(kāi)發(fā)能力不能滿足人們的需要。社會(huì)對(duì)軟件的依賴程度加大，人們普遍關(guān)注軟件的安全和可靠性建造高可靠性、高質(zhì)量軟件的任務(wù)任重道遠(yuǎn)。若干年前開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件經(jīng)過(guò)幾十次修改已無(wú)人認(rèn)識(shí)它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，己經(jīng)不可維護(hù)。由于經(jīng)濟(jì)原因,嵌入式系統(tǒng)存在許多怪現(xiàn)象，企業(yè)不愿意投入資源再生產(chǎn)，而采取打補(bǔ)丁+時(shí)髦界面的方法。第43頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件危機(jī)的表現(xiàn)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展長(zhǎng)期滯后，與硬件發(fā)展不協(xié)調(diào)。軟件開(kāi)發(fā)成本過(guò)高軟件質(zhì)量得不到保證軟件開(kāi)發(fā)效率低難以控制開(kāi)發(fā)進(jìn)度，工作量估計(jì)困難

軟件不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求，成為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素軟件危機(jī)第44頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.軟件危機(jī)原因軟件的規(guī)模加大、復(fù)雜性提高、性能增強(qiáng)軟件是邏輯產(chǎn)品,尚未完全認(rèn)識(shí)其本質(zhì)和特點(diǎn)缺乏有效的、系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)大型軟件項(xiàng)目的技術(shù)手段和管理方法用戶對(duì)軟件需求的描述和軟件開(kāi)發(fā)人員對(duì)需求的理解往往存在差異，用戶經(jīng)常要求修改需求，開(kāi)發(fā)人員很難適應(yīng)軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)人員和管理人員缺乏軟件工程化的素質(zhì)和要求，對(duì)工程化的開(kāi)銷認(rèn)識(shí)不足第45頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2軟件工程的產(chǎn)生和發(fā)展

軟件工程（SoftwareEngineering)是在克服60年代末所出現(xiàn)的“軟件危機(jī)”的過(guò)程中逐漸形成與發(fā)展的。

隨著互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和環(huán)境的迅速發(fā)展，對(duì)軟件工程的發(fā)展產(chǎn)生了變革性的巨大影響，網(wǎng)格計(jì)算、普適計(jì)算、中間件、網(wǎng)構(gòu)軟件等一批新技術(shù)和理念，從網(wǎng)絡(luò)資源共享與管理，人機(jī)交互及軟件服務(wù)等各方面提出了軟件技術(shù)的新課題。

第46頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件工程的發(fā)展已經(jīng)歷了四個(gè)重要階段：4.第四代軟件工程—構(gòu)件工程3.第三代軟件工程—過(guò)程工程2.第二代軟件工程—對(duì)象工程1.第一代軟件工程—傳統(tǒng)的軟件工程第47頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件工程的發(fā)展已經(jīng)歷了四個(gè)重要階段：1.第一代軟件工程—傳統(tǒng)的軟件工程2.第二代軟件工程—對(duì)象工程3.第三代軟件工程—過(guò)程工程4.第四代軟件工程—構(gòu)件工程

60年代末到70年代為了克服“軟件危機(jī)”(Softwarecrisis)提出“軟件工程”的名詞,將軟件開(kāi)發(fā)納入工程化的軌道，基本形成軟件工程的概念、框架、技術(shù)和方法。稱為傳統(tǒng)的軟件工程。第48頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件工程的發(fā)展已經(jīng)歷了四個(gè)重要階段：1、第一代軟件工程—傳統(tǒng)的軟件工程2、第二代軟件工程—對(duì)象工程3、第三代軟件工程—過(guò)程工程4、第四代軟件工程—構(gòu)件工程

80年代中到90年代，面向?qū)ο蟮姆椒ㄅc技術(shù)得到發(fā)展，研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，演化為一種完整的軟件開(kāi)發(fā)方法和系統(tǒng)的技術(shù)體系，稱為對(duì)象工程。第49頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件工程的發(fā)展已經(jīng)歷了四個(gè)重要階段：1、第一代軟件工程—傳統(tǒng)的軟件工程2、第二代軟件工程—對(duì)象工程3、第三代軟件工程—過(guò)程工程4、第四代軟件工程—構(gòu)件工程

80年代中開(kāi)始，人們?cè)谲浖_(kāi)發(fā)的實(shí)踐過(guò)程中認(rèn)識(shí)到：提高軟件生產(chǎn)率，保證軟件質(zhì)量的關(guān)鍵是“軟件過(guò)程”，是軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)中的管理和支持能力，逐步形成軟件過(guò)程工程。第50頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件工程的發(fā)展已經(jīng)歷了四個(gè)重要階段：1、第一代軟件工程—傳統(tǒng)的軟件工程2、第二代軟件工程—對(duì)象工程3、第三代軟件工程—過(guò)程工程4、第四代軟件工程—構(gòu)件工程

90起年代，基于構(gòu)件（Component）的開(kāi)發(fā)方法取得重要進(jìn)展，軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可通過(guò)使用現(xiàn)成的可復(fù)用構(gòu)件組裝完成，而無(wú)需從頭開(kāi)始構(gòu)造，以此達(dá)到提高效率和質(zhì)量，降低成本的目的。稱為構(gòu)件工程。第51頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天第52頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

軟件工程是一門新興的邊緣學(xué)科,涉及的學(xué)科多，研究的范圍廣，研究的主要內(nèi)容有以下幾方面：}

軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)軟件開(kāi)發(fā)方法、技術(shù)軟件開(kāi)發(fā)工具及環(huán)境軟件管理技術(shù)軟件規(guī)范（國(guó)際規(guī)范）}

軟件管理技術(shù)第53頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天１.3軟件工程過(guò)程與軟件生存期

為了克服軟件危機(jī)，人們從其他產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化生產(chǎn)得到啟示，于是在68年北大西洋公約的軟件可靠性會(huì)議（NATO）上，首次提出了“軟件工程”的概念。提出了在軟件生產(chǎn)中采用工程化的方法，采用一系列科學(xué)的、現(xiàn)代化的方法技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)軟件。這種工程化的思想貫穿到軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的全過(guò)程。第54頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天是指在軟件工具的支持下，所進(jìn)行的一系列軟件開(kāi)發(fā)和進(jìn)化的活動(dòng)。通常包括以下四類基本過(guò)程：1、軟件規(guī)格說(shuō)明：規(guī)定軟件的功能及其運(yùn)行環(huán)境。2、軟件開(kāi)發(fā)：產(chǎn)生滿足規(guī)格說(shuō)明的軟件。3、軟件確認(rèn)：確認(rèn)軟件能夠完成客戶提出的要求。4、軟件演進(jìn)：為滿足客戶的變更要求，軟件必須在使用的過(guò)程中演進(jìn)。軟件工程過(guò)程

（Softwareengineeringprocess）第55頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件工程過(guò)程

（Softwareengineeringprocess）規(guī)程與方法工具和設(shè)備有技能經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的開(kāi)發(fā)人員過(guò)程第56頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件工程三要素軟件工程過(guò)程方法工具軟件工程釆用層次化的方法,每個(gè)層次都包括過(guò)程、方法、工具三要素。第57頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天問(wèn)題定義編碼需求分析軟件設(shè)計(jì)可行性研究運(yùn)行與維護(hù)測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)期運(yùn)行時(shí)期計(jì)劃時(shí)期(目標(biāo)與范圍說(shuō)明書(shū))(可行性論證論告)(維護(hù)報(bào)告)(測(cè)試報(bào)告)(程序)(設(shè)計(jì)文檔)(需求說(shuō)明書(shū))軟件生命周期（SDLD）—瀑布模型瀑布模型第58頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.4軟件開(kāi)發(fā)模型

軟件開(kāi)發(fā)模型是描述軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中各種活動(dòng)如何執(zhí)行的模型。因此又稱為軟件過(guò)程模型。

軟件過(guò)程模型是對(duì)軟件開(kāi)發(fā)實(shí)際過(guò)程的抽象和簡(jiǎn)化。

目前典型的軟件開(kāi)發(fā)模型有：

瀑布模型、增量模型、螺旋模型、噴泉模型、變換模型和基于知識(shí)的模型等。不同的開(kāi)發(fā)方法有不同的軟件過(guò)程模型。第59頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件過(guò)程模型軟件過(guò)程模型是軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程、軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)以及它們之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)框架軟件項(xiàng)目的管理提供里程碑和進(jìn)度表為軟件開(kāi)發(fā)提供原則和方法第60頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天以軟件需求完全確定為前提的瀑布模型在軟件開(kāi)發(fā)初期只能提供基本需求所采用的漸進(jìn)式開(kāi)發(fā)模型如原型模型、螺旋模型、增量模型、并發(fā)開(kāi)發(fā)模型

以形式化開(kāi)發(fā)方法為基礎(chǔ)的變換模型基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)過(guò)程敏捷開(kāi)發(fā)過(guò)程---統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程RUP五類軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程模型第61頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天瀑布模型問(wèn)題定義編碼需求分析軟件設(shè)計(jì)可行性研究運(yùn)行與維護(hù)測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)期運(yùn)行時(shí)期計(jì)劃時(shí)期(目標(biāo)與范圍說(shuō)明書(shū))(可行性論證論告)(維護(hù)報(bào)告)(測(cè)試報(bào)告)(程序)(設(shè)計(jì)文檔)(需求說(shuō)明書(shū))瀑布模型第62頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天瀑布模型主要思想

軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程與軟件生命周期是一致的相鄰二階段之間存在因果關(guān)系需對(duì)階段性產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)審第63頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天瀑布模型的優(yōu)點(diǎn)軟件生命周期模型,使軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程可以在分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試和維護(hù)的框架下進(jìn)行；軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程具有系統(tǒng)性、可控性，克服了軟件開(kāi)發(fā)的隨意性。第64頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天瀑布模型的缺點(diǎn)項(xiàng)目開(kāi)始階段用戶很難精確的提出產(chǎn)品需求，由于技術(shù)進(jìn)步，用戶對(duì)系統(tǒng)深入的理解，修改需求十分普遍。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)晚期才能得到程序的運(yùn)行版本，這時(shí)修改軟件需求和開(kāi)發(fā)中的錯(cuò)誤代價(jià)很大。采用線性模型組織項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)常發(fā)生開(kāi)發(fā)小組人員“堵塞狀態(tài)”，特別是項(xiàng)目的開(kāi)始和結(jié)束。第65頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天增量模型(incrementalmodel)增量模型是一種非整體開(kāi)發(fā)的模型。是一種進(jìn)化式的開(kāi)發(fā)過(guò)程。根據(jù)增量的方式和形式的不同，分為：基于瀑布模型的漸增模型基于原型的快速原型模型該模型具有較大的靈活性，適合于軟件需求不明確、設(shè)計(jì)方案有一定風(fēng)險(xiǎn)的軟件項(xiàng)目。增量模型和瀑布模型之間的本質(zhì)區(qū)別是什么？第66頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天增量模型特點(diǎn)增量小而可用的軟件特點(diǎn)在前面增量的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)后面的增量每個(gè)增量的開(kāi)發(fā)可用瀑布或快速原型模型迭代的思路第67頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

為了描述軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能的回溯，尤其是維護(hù)階段往往要經(jīng)歷上述各個(gè)階段。采用循環(huán)模型描述。需求分析設(shè)計(jì)編碼測(cè)試運(yùn)行評(píng)價(jià)計(jì)劃循環(huán)模型循環(huán)模型第68頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

速成原型的工作模型是一個(gè)循環(huán)的模型。

1.快速分析快速確定軟件系統(tǒng)的基本要求，確定原型所要體現(xiàn)的特征(界面，總體結(jié)構(gòu)，功能，性能)

2.構(gòu)造原型考慮主要特征，快速構(gòu)造一個(gè)可運(yùn)行的系統(tǒng)。有三類原型：用戶界面原型，功能原型，性能原型。

3.運(yùn)行和評(píng)價(jià)原型

4.修改與改進(jìn)原型的工作模型運(yùn)行評(píng)價(jià)構(gòu)造快速分析修改第69頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

智能模型(intelligentmodel)獲取需求需求分析具體描述優(yōu)化程序調(diào)整驗(yàn)證維護(hù)知識(shí)庫(kù)專家系統(tǒng)程序

也稱為基于知識(shí)的軟件開(kāi)發(fā)模型，是知識(shí)工程與軟件工程相結(jié)合的軟件開(kāi)發(fā)模型。智能模型第70頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.5軟件開(kāi)發(fā)方法

軟件開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是要在規(guī)定的投資和時(shí)間內(nèi)，開(kāi)發(fā)出符合用戶的需求，高質(zhì)量的軟件，為此需要有成功的開(kāi)發(fā)方法。軟件開(kāi)發(fā)方法可分為兩大類：面向過(guò)程的開(kāi)發(fā)方法面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法第71頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法（StructuredDevelopingMethod）是現(xiàn)有的軟件開(kāi)發(fā)方法中最成熟，應(yīng)用最廣泛的方法，主要特點(diǎn)是快速，自然和方便。結(jié)構(gòu)化方法總的指導(dǎo)思想自頂向下、逐步求精。它的基本原則是功能的分解與抽象。一、結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法的組成結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法SP法（StructuredProgram）結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法SD法（StructuredDesign）結(jié)構(gòu)化分析方法SA法（StructuredAnalysis）

SA，SD，SP法相互銜接，形成了一整套開(kāi)發(fā)方法。結(jié)構(gòu)化方法及瀑布模型第72頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天什么是原型化方法（PrototypingMethod）原型化方法及其工作模型

原型——是軟件的一個(gè)早期可運(yùn)行的版本，它反映了最終系統(tǒng)的部分重要特性。原型化方法的基本思想是花費(fèi)少量代價(jià)建立一個(gè)可運(yùn)行的系統(tǒng)，使用戶及早獲得學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。原型化方法又稱速成原型法（RapidPrototyping）。第73頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天原型化方法及其工作模型

1、廢棄（throwaway）型

RSP法（RapidSpecificPrototyping）快速建立需求規(guī)格原型。

2、追加（addon）型

RCP法（RapidCyclicPrototyping）快速建立漸進(jìn)原型法。采用循環(huán)漸進(jìn)的開(kāi)發(fā)方式，對(duì)系統(tǒng)模型作連續(xù)精化。第74頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天構(gòu)造原型運(yùn)行/評(píng)價(jià)原型原型完成否要細(xì)部說(shuō)明否嚴(yán)格說(shuō)明細(xì)部效果滿意否整理原型提供文檔修正改進(jìn)原型YYNN快速分析，確定初步規(guī)格說(shuō)明YN細(xì)化的快速原型模型圖2細(xì)化的快速原型模型快速分析或修改評(píng)價(jià)構(gòu)造運(yùn)行第75頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天原型模型的優(yōu)點(diǎn)原型模型支持軟件需求開(kāi)發(fā)，幫助用戶和開(kāi)發(fā)人員理解需求，是軟件需求工程的關(guān)鍵。它產(chǎn)生的正式需求文擋，是軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。如果開(kāi)發(fā)的原型是可運(yùn)行的，它的若干高質(zhì)量的程序片段和開(kāi)發(fā)工具可用于工作程序的開(kāi)發(fā)。原型的開(kāi)發(fā)和評(píng)審是系統(tǒng)分析員和用戶/客戶共同參予的迭代過(guò)程，每個(gè)迭代循環(huán)都是線性過(guò)程。第76頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

對(duì)大型軟件,需要多個(gè)原型描述系統(tǒng)的生存期，螺旋模型將瀑布模型與原型化模型結(jié)合起來(lái),并加入了風(fēng)險(xiǎn)分析。螺旋模型螺旋模型螺旋模型將開(kāi)發(fā)過(guò)程分為幾個(gè)螺旋周期，每個(gè)螺旋周期可分為4個(gè)工作步驟：第一，確定目標(biāo)、方案和限制條件；第二，評(píng)估方案、標(biāo)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)和解決風(fēng)險(xiǎn)；第三，開(kāi)發(fā)確認(rèn)產(chǎn)品；第四，計(jì)劃下一周期工作。第77頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天螺旋模型的使用軟件工程項(xiàng)目從螺旋中心開(kāi)始啟動(dòng)，沿順時(shí)針?lè)较蚯斑M(jìn)。第一圈產(chǎn)生產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明；第二圈產(chǎn)生一個(gè)用于開(kāi)發(fā)的原型；第三圈產(chǎn)生軟件產(chǎn)品的初始版本；第四圈產(chǎn)生軟件產(chǎn)品比較完善的新版本

……。第78頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天螺旋模型的優(yōu)點(diǎn)符合人們認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界和軟件開(kāi)發(fā)的客覌規(guī)律；支持軟件整個(gè)生命周期；保持瀑布模型的系統(tǒng)性、階段性；利用原型評(píng)估降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)；開(kāi)發(fā)者和用戶共同參與軟件開(kāi)發(fā)，盡早發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤；不斷推出和完善軟件版本，有助于需求變化，獲取用戶需求，加強(qiáng)對(duì)需求的理解。第79頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天面向?qū)ο蠓椒ǎ∣OSD(Object-OrientedSoftwareDevelopment）是80年代推出的一種全新的軟件開(kāi)發(fā)方法。非常實(shí)用而強(qiáng)有力，被譽(yù)為90年代軟件的核心技術(shù)之一。面向?qū)ο蠓椒捌涔ぷ髂Ｐ?/p>

其基本思想是：對(duì)問(wèn)題領(lǐng)域進(jìn)行自然的分割，以更接近人類通常思維的方式建立問(wèn)題領(lǐng)域的模型，以便對(duì)客觀的信息實(shí)體進(jìn)行結(jié)構(gòu)和行為的模擬，從而使設(shè)計(jì)的軟件更直接地表現(xiàn)問(wèn)題的求解過(guò)程。面向?qū)ο?/p>