軟件工程系統(tǒng)論研究

王巍偉

（同濟(jì)大學(xué)，上海 200092）

軟件工程經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展取得了明顯進(jìn)步，然而現(xiàn)階段軟件工程發(fā)展中還存在一些問(wèn)題。首先，軟件工程的實(shí)踐和現(xiàn)有的理論研究成果之間出現(xiàn)了脫節(jié)的情況；其次，基于現(xiàn)在軟件工程發(fā)展的要求，必須要在集成和發(fā)展現(xiàn)有的方法理論的基礎(chǔ)之上，繼續(xù)深入研究其支撐理論體系，同時(shí)建立新的理論基礎(chǔ)，從而立足于新的角度對(duì)軟件工程的開(kāi)發(fā)方法和過(guò)程進(jìn)行研究。

1 研究軟件工程系統(tǒng)論的重要性

軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境由于開(kāi)發(fā)工具以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展而得到了極大的改變，同時(shí)人們對(duì)軟件生命周期、提供方式以及時(shí)空觀念等概念也發(fā)生了變化。如今，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法已開(kāi)始逐漸取代傳統(tǒng)的面向過(guò)程、面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及面向數(shù)據(jù)流的方法，而且現(xiàn)在正逐漸朝著面向角色程序設(shè)計(jì)的方法不斷發(fā)展。角色技術(shù)的各部分之間具有相互協(xié)調(diào)以及各有側(cè)重的特點(diǎn)，其強(qiáng)調(diào)在分析即將開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)時(shí)采用規(guī)范自然的方法。這種立足于系統(tǒng)的角度分析解決問(wèn)題的方式與工程系統(tǒng)論的思維特性非常符合，因此在大型復(fù)雜系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作中比較適用。由于現(xiàn)代軟件工程的重要性以及其不斷發(fā)展的要求，使其必須具備一定的理論支持。同時(shí)，還必須具備一種有效的工程理論工具才能解決現(xiàn)存的軟件危機(jī)，除了要對(duì)新的開(kāi)發(fā)過(guò)程和開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行研究之外，更重要的是要采用新的方法指導(dǎo)軟件工程的發(fā)展。在這種情況下，將軟件工程系統(tǒng)論的基本方法、框架理論以及科學(xué)體系確定并且建立起來(lái)就變得非常重要。

2 軟件工程系統(tǒng)論研究的內(nèi)容以及可行性分析

2.1 軟件工程系統(tǒng)論研究的內(nèi)容

2.1.1 軟件工程系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)

其主要包括系統(tǒng)復(fù)雜性的基本類型、演變規(guī)律和根源，以及如何對(duì)這些復(fù)雜性進(jìn)行處理或控制的方法；系統(tǒng)的基本組成部分和特性，在功能、時(shí)間以及空間上這些成分的聯(lián)系規(guī)律和性狀，最有效以及最小的系統(tǒng)配置成分；軟件工程系統(tǒng)的行為、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和環(huán)境之間存在的作用規(guī)律和固有關(guān)系。

2.1.2 軟件工程系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

其主要包括軟件工程系統(tǒng)中的層次，各個(gè)層次間的聯(lián)系方式；系統(tǒng)的特性和基層性；層次的平衡性和協(xié)調(diào)性、無(wú)限性和相對(duì)性。

2.1.3 軟件工程系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和復(fù)雜性

其主要包括軟件工程系統(tǒng)的復(fù)合過(guò)程狀態(tài)、復(fù)合分類、復(fù)合因子分析以及復(fù)合性內(nèi)涵；復(fù)合狀態(tài)的協(xié)同性特征、協(xié)調(diào)性特征；適應(yīng)性協(xié)調(diào)系統(tǒng)的方法、特征和目標(biāo)。

2.1.4 軟件工程系統(tǒng)的突現(xiàn)性

其主要包括軟件工程系統(tǒng)的突現(xiàn)性特征；軟件工程系統(tǒng)的突現(xiàn)性會(huì)不會(huì)受到環(huán)境的影響；突現(xiàn)性的刻畫；整體突現(xiàn)性受到的系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)部分的影響。

2.1.5 軟件工程系統(tǒng)的無(wú)序性和有序性

其主要包括無(wú)序性和有序性的發(fā)生原因、表現(xiàn)和特征；無(wú)序性轉(zhuǎn)化為有序性的衡量條件和動(dòng)力。

2.2 軟件工程系統(tǒng)論研究的可行性

首先，系統(tǒng)科學(xué)與軟件工程之間具有十分密切的關(guān)系，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方法系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型是軟件工程的主要理論基礎(chǔ)，系統(tǒng)科學(xué)的基本思想在軟件工程的方法和技術(shù)中都有所體現(xiàn)。一些非常重要的軟件工程系統(tǒng)方法，包括面向?qū)ο蠓椒ㄒ约敖Y(jié)構(gòu)化方法等都沿用了系統(tǒng)科學(xué)的思想方法。采用不同產(chǎn)品的方式對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行處理是軟件工程的核心思想，也就是要在軟件生產(chǎn)中全面納入監(jiān)督工程、審核、可行性研究以及需求計(jì)劃等概念，以保證質(zhì)量目標(biāo)、經(jīng)費(fèi)目標(biāo)以及進(jìn)度目標(biāo)等工程項(xiàng)目3個(gè)基本要素的實(shí)現(xiàn)，所以將工程系統(tǒng)論的方法和原理引入到軟件工程研究中具有非常大的可行性。

其次，作為大型的復(fù)雜加工系統(tǒng)，軟件工程的開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在著繁重的組織和設(shè)計(jì)管理任務(wù)、龐大的指標(biāo)體系等特點(diǎn)，同時(shí)還具有廣泛的業(yè)務(wù)知識(shí)和相關(guān)學(xué)科范圍、較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)和研究周期等特征，再加上其還會(huì)受到運(yùn)行環(huán)境、人員素質(zhì)、運(yùn)作機(jī)制以及經(jīng)濟(jì)投入等各種因素的影響，所以在軟件工程中必須要充分利用工程系統(tǒng)論的科學(xué)思想，把握其內(nèi)在的客觀規(guī)律，并且使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行水平得以極大提升。

最后，系統(tǒng)論的思想和學(xué)說(shuō)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的推廣應(yīng)用后，對(duì)軟件工程的發(fā)展起到了有效的推動(dòng)作用，人們也越來(lái)越多地了解到軟件工程的方法和原理。與此同時(shí)，現(xiàn)在我國(guó)從事軟件工程開(kāi)發(fā)和研究的人員隊(duì)伍越來(lái)越壯大，而且這些人員都具備非常豐富的科研實(shí)踐背景和理論基礎(chǔ)知識(shí)，因此其可以將很多有益的工程案例提供給軟件工程系統(tǒng)的理論研究。所以不管是在研究層面，還是在建立層面，軟件工程系統(tǒng)論并不存在技術(shù)瓶頸和理論障礙。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)利用工程系統(tǒng)論，對(duì)軟件工程開(kāi)發(fā)中存在的實(shí)踐問(wèn)題和理論問(wèn)題進(jìn)行研究具有十分重要的作用，然而要想真正將軟件工程系統(tǒng)的建立起來(lái)仍然面臨著較大困難。與水利工程以及土木工程等相比，軟件工程研究的系統(tǒng)并不具備連續(xù)系統(tǒng)的性質(zhì)，而是一種離散系統(tǒng)。因此，如果系統(tǒng)出現(xiàn)輕微改變就可能使系統(tǒng)受到較大影響，所以未來(lái)在研究軟件工程系統(tǒng)時(shí)必須要解決這些問(wèn)題。

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