論述軟件工程技術(shù)發(fā)展思索與應(yīng)用

摘要：軟件作為一種特別的產(chǎn)品，軟件的發(fā)展規(guī)模與繁瑣性不斷地提高。本文主要從四個(gè)層面對(duì)軟件工程技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行一些思索：第一，就事物發(fā)展規(guī)律的視角，闡述了軟基工程技術(shù)的發(fā)展史；第二，就軟件本質(zhì)特點(diǎn)的視角，分析了虛擬機(jī)各個(gè)抽象方面的構(gòu)成；第三，就軟件開(kāi)發(fā)的視角，體現(xiàn)軟件工程要探究的內(nèi)容；第四，研究了軟件技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。本文還介紹了軟件工程技術(shù)在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：軟件工程；軟件特稱；網(wǎng)構(gòu)軟件；軟件復(fù)用

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 22-0000-02

軟件工程是一門獨(dú)立的學(xué)科，它已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)三十年的發(fā)展時(shí)間。20世紀(jì)60年代，受高級(jí)語(yǔ)言流行的影響，計(jì)算機(jī)的使用范圍也得到了擴(kuò)大，對(duì)軟件系統(tǒng)需求量的急速升高，導(dǎo)致所說(shuō)的“軟件危機(jī)”出現(xiàn)，也就是軟件開(kāi)發(fā)在質(zhì)量和效率等層面上都滿足不了應(yīng)用的需求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，提出了“軟件工程”這一名詞，使軟件開(kāi)發(fā)逐步從“藝術(shù)”和“技巧”以及“個(gè)體行為”朝“工程”與“群體協(xié)同工作”發(fā)展過(guò)程。本文就對(duì)這個(gè)變化過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行研究。

1 軟基技術(shù)發(fā)展歷程

軟件工程在過(guò)程中具有一定意義的發(fā)展，主要有：第一，20世紀(jì)60年代晚期：開(kāi)始關(guān)注程序結(jié)構(gòu)的探究；結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)想法產(chǎn)生；軟件工程想法與軟件工程這一名詞被正式提出。第二，20世紀(jì)70年代：軟件開(kāi)發(fā)的初始時(shí)期得到關(guān)注，人們開(kāi)始探究結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)手段；程序設(shè)計(jì)方法學(xué)研究變成一個(gè)單獨(dú)的研究范圍；提出了將數(shù)據(jù)當(dāng)成核心的抽象數(shù)據(jù)類型概念；軟件工具逐漸產(chǎn)生。第三，20世紀(jì)80年代：軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)逐漸取代了程序設(shè)計(jì)方法學(xué)；輔助軟件工程以及軟件工程環(huán)境的研究是當(dāng)時(shí)的熱點(diǎn)；面向?qū)ο蠹夹g(shù)逐漸產(chǎn)生而且還逐漸地流行起來(lái)。第四，20世紀(jì)90年代：面向?qū)ο蠓椒ㄅc技術(shù)變成主要的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)；軟件過(guò)程探究成為當(dāng)時(shí)的熱點(diǎn)，還有企業(yè)軟件改善也是當(dāng)時(shí)的熱點(diǎn)；軟件的復(fù)用與軟件構(gòu)建技術(shù)在當(dāng)時(shí)被看成是唯一一條能夠有效解決軟件危機(jī)的方法。

軟件為客觀事物的反映，客觀世界是變化發(fā)展的，促使軟件也要隨著客觀事物的發(fā)展而發(fā)展，這樣的客觀事物發(fā)展規(guī)律使得軟件工程的出現(xiàn)與發(fā)展。假如只從解決計(jì)算機(jī)軟件和硬件的異構(gòu)性與各類軟件間的異構(gòu)性視角，就能夠看見(jiàn)軟基技術(shù)的發(fā)展方式。比如，為了屏蔽硬件間的異構(gòu)性發(fā)展了操作系統(tǒng)，為了屏蔽操作系統(tǒng)間與C語(yǔ)言間的異構(gòu)性產(chǎn)生了支持軟件與中間件等等；隨著解決這種問(wèn)題的持續(xù)深入，對(duì)于引用性與適應(yīng)性的需求就會(huì)持續(xù)地提高，還有軟件技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，也會(huì)產(chǎn)生一些其他繁瑣的異構(gòu)問(wèn)題，這種問(wèn)題的解決會(huì)使軟件技術(shù)得到很好地發(fā)展。

2 軟件與軟件內(nèi)容

軟件的研究?jī)?nèi)容可以分成三個(gè)方面：首先，研究軟件的本質(zhì)與模型，也就是軟件的元素和結(jié)構(gòu)模型，它為軟件具有良好結(jié)構(gòu)性且可以有效運(yùn)行的前提。同時(shí)，與其相差不多形式化模型的探究也為主要的研究問(wèn)題，它為軟件可以生產(chǎn)自動(dòng)化不可缺少的條件；其次，對(duì)于特別的軟件模型，探究有效的開(kāi)發(fā)技術(shù)，來(lái)提升軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效果與質(zhì)量。最后，研究一定領(lǐng)域的軟件或者是特別應(yīng)用的軟件。

軟件技術(shù)的研究?jī)?nèi)容又可以分成軟件語(yǔ)言和軟件工程等。軟件語(yǔ)言為進(jìn)行書寫軟件的語(yǔ)言，它主要有需求級(jí)語(yǔ)言和功能級(jí)語(yǔ)言以及實(shí)現(xiàn)級(jí)語(yǔ)言，對(duì)于不一樣的語(yǔ)言處理方式所使用的軟件模式也是不一樣的。軟件工程主要研究的是怎樣利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)理論來(lái)有效地開(kāi)發(fā)軟件。具體有：將軟件開(kāi)發(fā)方法作為研究?jī)?nèi)容的軟件方法學(xué)，將軟件生命周期作為研究?jī)?nèi)容的軟件工程，還有將自動(dòng)化軟件研發(fā)歷程作為內(nèi)容的CASE工具與環(huán)境。軟件系統(tǒng)主要為操作系統(tǒng)以及語(yǔ)言處理系統(tǒng)等軟件。它們是人們開(kāi)發(fā)各種使用系統(tǒng)運(yùn)行的支撐。比如操作系統(tǒng)為用來(lái)管理系統(tǒng)資源的軟件，主要就是為了提升計(jì)算機(jī)的整體使用狀況。語(yǔ)言處理系統(tǒng)主要有各種各樣的處理程序，例如。解釋程序與匯編程序以及編輯程序等，主要是把該程序的使用者書寫軟件翻譯成計(jì)算機(jī)能夠理解與運(yùn)行的程序，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)只要由數(shù)據(jù)庫(kù)以及它的管理系統(tǒng)構(gòu)成，主要用來(lái)支持關(guān)系到眾多數(shù)據(jù)保存與處理的使用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與運(yùn)行。

3 軟件工程的主要研究?jī)?nèi)容

就某種角度而言，軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)質(zhì)就是達(dá)到“高層概念”至“低層概念”的反映，達(dá)到“高層處理邏輯”至“低層處理邏輯”的反映。就大型軟件系統(tǒng)的研發(fā)而言，這個(gè)反應(yīng)時(shí)對(duì)比較繁瑣的，牽扯到有關(guān)人員、使用的技術(shù)和采用的手段與所需要的資金以及時(shí)間的束縛，于是，就可以將軟件工程概括為：軟件工程是指“利用計(jì)算機(jī)科學(xué)理論與技術(shù)還有工程管理原則與方法，根據(jù)預(yù)算與進(jìn)度，達(dá)到滿足軟件使用者的需求的軟件產(chǎn)品的定義和開(kāi)發(fā)以及發(fā)布與維護(hù)的工程或者是把它當(dāng)成是研究對(duì)象的學(xué)科?！避浖こ毯蛣e的工程相同，要擁有自己的目標(biāo)和活動(dòng)以及需要堅(jiān)持的原則。

它的基本目標(biāo)為生產(chǎn)擁有正確性的產(chǎn)品和可用性的產(chǎn)品以及開(kāi)銷核算的產(chǎn)品。正確性是指產(chǎn)品達(dá)到預(yù)定的功能的程度；可用性是指軟件的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)以及文檔為用戶使用的使用程度；開(kāi)銷合算性是指軟件的研發(fā)和使用的總體開(kāi)銷滿足軟件使用者的需要。上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)不管是在理論方面還是在具體使用里都存有問(wèn)題需要解決，束縛了對(duì)過(guò)程和過(guò)程模型以及工程方法的選擇。

軟件工程活動(dòng)包括需求和設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)等活動(dòng)。需求活動(dòng)為在抽象層上創(chuàng)設(shè)系統(tǒng)模型的行為，需求規(guī)約為需求活動(dòng)的主要產(chǎn)品，需求規(guī)約為軟件研發(fā)者與軟件需求者間訂立約定的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)的輸入。軟件體系結(jié)構(gòu)和處理算法等為設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)活動(dòng)為設(shè)計(jì)規(guī)約之代碼變換的行為。

軟件設(shè)計(jì)的主要目的就是為了要實(shí)現(xiàn)好的結(jié)構(gòu)，讓研發(fā)出來(lái)的軟件擁有較好的結(jié)構(gòu)性與演化性。軟件工程主要研究軟件研發(fā)范型、設(shè)計(jì)方法和工程支持技術(shù)以及工程管理技術(shù)。軟件研發(fā)范型與軟件工程的“方向”有關(guān)。探索準(zhǔn)確的求解軟件的計(jì)算邏輯；軟件設(shè)計(jì)方法與軟件工程的“途徑”有關(guān)，探索“高層概念模型與處理邏輯”至“低層概念模型與處理邏輯”的映射。綜上所述，軟件工程開(kāi)發(fā)就是如上所說(shuō)的一種映射，并且這種映射里牽扯到人員和技術(shù)以及成本等元素，因此，就要研究軟件生產(chǎn)模式問(wèn)題。

傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式都為滿足標(biāo)準(zhǔn)的令構(gòu)件生產(chǎn)和以零部件為基礎(chǔ)的產(chǎn)品的組裝，在這個(gè)活動(dòng)中，部件為核心，“復(fù)用”為一定的手段。事實(shí)表明，這樣的模式為軟件研發(fā)實(shí)現(xiàn)工程化的必經(jīng)過(guò)程。于是，軟件行業(yè)的發(fā)展到發(fā)展成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，符合要求部件的生產(chǎn)與部件的復(fù)用是其實(shí)現(xiàn)的重要因素。

4 軟件工程的未來(lái)發(fā)展方向

二十世紀(jì)后期逐步流行的網(wǎng)絡(luò)為人們提供了一個(gè)資源眾多的計(jì)算舞臺(tái)，將來(lái)怎樣在網(wǎng)絡(luò)上不斷地整合資源，使資源能夠有效為使用者服務(wù)，是軟件研究的熱點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)舞臺(tái)擁有分布性和開(kāi)放性以及異構(gòu)性等特點(diǎn)，這是傳統(tǒng)軟件所不具有的。這就給軟件工程的發(fā)展提出了新的問(wèn)題。軟件工程要采用新的方法和技術(shù)去解這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)前，具有帶表性的事情就是對(duì)中間技術(shù)的研究。

如上所說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展和普及，讓軟件環(huán)境逐漸從靜態(tài)封閉轉(zhuǎn)向開(kāi)放和動(dòng)態(tài)。軟件系統(tǒng)要適合這種發(fā)展方向，漸漸地就會(huì)表現(xiàn)出多目標(biāo)和柔性的形態(tài)。與這樣的軟件形態(tài)相比，傳統(tǒng)的軟件技術(shù)和方法等機(jī)會(huì)面臨一些沖擊與挑戰(zhàn)。就總體上而言，它為研究人員研究軟件理論和方法等給予了機(jī)遇，讓研究人員可能研究出一套與網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放和動(dòng)態(tài)環(huán)境的新型軟件技術(shù)體系。就局部而言，網(wǎng)路的發(fā)展會(huì)使系統(tǒng)軟件的研究重點(diǎn)逐漸從操作系統(tǒng)向中間平臺(tái)轉(zhuǎn)變，網(wǎng)構(gòu)軟件的方法與技術(shù)的發(fā)展也會(huì)使中間件平臺(tái)在創(chuàng)新技術(shù)上有所發(fā)展。

5 在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

從軟件工程的視角去引導(dǎo)同學(xué)實(shí)行課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生了解在課程設(shè)計(jì)時(shí)，將系統(tǒng)地把學(xué)過(guò)的知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際問(wèn)題中，依照軟件工程的思想進(jìn)行工作。

5.1 將可行性研究引導(dǎo)選題，把握好選題這一關(guān)

在選題應(yīng)該堅(jiān)持以下原則：首先，從專業(yè)要培養(yǎng)的目標(biāo)的為出發(fā)點(diǎn)，顯現(xiàn)專業(yè)所要訓(xùn)練的內(nèi)容，不僅使學(xué)生能夠得到全面的訓(xùn)練，還要保障課程設(shè)計(jì)具有量的編程，來(lái)清楚它的工作成果。其次，選題應(yīng)要做到具有完整性與獨(dú)立性。最后，提倡學(xué)生通過(guò)參加社會(huì)活動(dòng)來(lái)尋求課題，培養(yǎng)學(xué)生們自主學(xué)習(xí)能力。

5.2 規(guī)范設(shè)計(jì)過(guò)程

仔細(xì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的任務(wù)為進(jìn)一步的進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部，將偽代碼或者是注釋的方式實(shí)現(xiàn)整個(gè)函數(shù)，但是在這個(gè)過(guò)程不編寫代碼，要設(shè)計(jì)出程序的說(shuō)明。并且依據(jù)函數(shù)語(yǔ)句流向編寫各個(gè)函數(shù)單元測(cè)試規(guī)劃。自系統(tǒng)設(shè)計(jì)起，同學(xué)們根據(jù)軟件工程需求，畫出DFD圖，將輸入和輸出數(shù)據(jù)流給予詳細(xì)的說(shuō)明，構(gòu)建滿足軟件工程需要的數(shù)據(jù)字典，依據(jù)DFD圖畫出模塊結(jié)構(gòu)圖。

6 總結(jié)

軟件作為一種特別的產(chǎn)品，軟件的發(fā)展規(guī)模與繁瑣性不斷地提高。本文主要從四個(gè)層面對(duì)軟件工程技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行一些思索：首先，就事物發(fā)展規(guī)律的視角，闡述了軟基工程技術(shù)的發(fā)展史；其次，就軟件本質(zhì)特點(diǎn)的視角，分析了虛擬機(jī)各個(gè)抽象方面的構(gòu)成；再次，就軟件開(kāi)發(fā)的視角，體現(xiàn)軟件工程要探究的內(nèi)容；最后，研究了軟件技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。本文還介紹了軟件工程技術(shù)在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況。

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