我們對(duì)軟件工程技術(shù)發(fā)展的思索

馬瑋　石昭濤　者新

摘 要：軟件工程是一種特殊的產(chǎn)品，隨著其規(guī)模和復(fù)雜性的提高、使用范圍的擴(kuò)大，需要從技術(shù)和管理兩方面對(duì)軟件的開發(fā)過程進(jìn)行控制。本文對(duì)軟件的發(fā)展方向及動(dòng)態(tài)作了簡(jiǎn)要闡述和論證。為從事軟件開發(fā)的專業(yè)人員提供了一定的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：軟件工程；技術(shù)發(fā)展；思索

一、前言

經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，證明軟件工程可以正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)結(jié)合起來，采用工程概念、原理、技術(shù)和方法來維護(hù)軟件。

二、軟件工程的出現(xiàn)及危機(jī)

20世紀(jì)中期，計(jì)算機(jī)剛被從軍用領(lǐng)域轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域使用，那時(shí)編寫程序的工作被視同為藝術(shù)家的創(chuàng)作。當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)硬件非常昂貴，編程人員追求的是如何在有限的處理器能力和存儲(chǔ)器空間約束下，編寫出執(zhí)行速度快、體積小的程序。程序中充滿了各種各樣讓人迷惑的技巧。這時(shí)的軟件生產(chǎn)非常依賴于開發(fā)人員的聰明才智。到了上世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍得到較大擴(kuò)展，對(duì)軟件系統(tǒng)的需求和軟件自身的復(fù)雜度急劇上升，傳統(tǒng)的開發(fā)方法無法適應(yīng)用戶在質(zhì)量、效率等方面對(duì)軟件的需求。這就是所謂的“軟件危機(jī)”。為解決這個(gè)問題，1968年NATO會(huì)議上首次提出“軟件工程”的概念，提出把軟件開發(fā)從“藝術(shù)”和“個(gè)體行為”向“工程”和“群體協(xié)同工作”轉(zhuǎn)化。其基本思想是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)理論和技術(shù)以及工程管理原則和方法，按照預(yù)算和進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)滿用戶要求的軟件產(chǎn)品的定義、開發(fā)、發(fā)布和維護(hù)的工程。從此也誕生了一門新的學(xué)科——軟件工程。迄今為之，為了達(dá)到最初設(shè)定的目標(biāo)，軟件工程界已經(jīng)提出了一系列的理論、方法、語言和工具，解決了軟件開發(fā)過程中的若干問題。但是，由于軟件固有的復(fù)雜性、易變性和不可見性，軟件開發(fā)周期長(zhǎng)、代價(jià)高和質(zhì)量低的問題依然存在。IEEE在2002年發(fā)表的報(bào)告指出，即使是IT產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的美國(guó)，在2001年美國(guó)本土公司開發(fā)的軟件產(chǎn)品中平均每1000行代碼中有0.37個(gè)錯(cuò)誤，對(duì)于美國(guó)之外的其他國(guó)家，這個(gè)比例更高。

三、軟件工程的特點(diǎn)

軟件工程是一門研究用工程化方法構(gòu)建和維護(hù)有效的、實(shí)用的和高質(zhì)量的軟件的學(xué)科。它涉及到程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件開發(fā)工具、系統(tǒng)平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)模式等方面。在現(xiàn)代社會(huì)中，軟件應(yīng)用于多個(gè)方面。典型的軟件比如有電子郵件、嵌入式系統(tǒng)、人機(jī)界面、辦公套件、操作系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫(kù)、游戲等。同時(shí)，各個(gè)行業(yè)幾乎都有計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，比如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、銀行、航空、政府部門等。這些應(yīng)用促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，使得人們的工作更加高效，同時(shí)提高了生活質(zhì)量。得到最初的規(guī)范說明，步驟中的每一步都是在規(guī)范 說明在一致的前提下的更加具體化，在過程中要做若干證明，以保證前進(jìn)的正確性，最后將最終的規(guī)范說明轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的程序。

1.CBSE 從根本上改變了軟件生產(chǎn)方式，即將軟件開發(fā)實(shí) 現(xiàn)改變的像組裝汽車或機(jī)器一樣。

2.提高了軟件重用率，保護(hù)已有的投資；（3）CBSE 便開發(fā)者將更多的注意力放到業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)規(guī)則上去；持面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)語言。

3.在使用面向?qū)ο蠓椒ǖ幕A(chǔ)上，近年來出現(xiàn)了一些全新的 開發(fā)工具，最具意義的基于組件技術(shù)的軟件工程方法。

4..CBSE 使開發(fā)的系統(tǒng)靈活，便于維護(hù)和升級(jí)。

5.CBSE 降低了對(duì)系統(tǒng)開發(fā)者的要求。盡管 CBSE 未能消 除系統(tǒng)開發(fā)者和使用者之間的界線，卻移動(dòng)了分界線。這是因 為 CBSE 的開發(fā)者主要任務(wù)是裝配已有模塊，不需要有很高的編程技巧，從而使更多的人可以構(gòu)造適用于自己的系統(tǒng)。

四、軟件既不同于通常的精神產(chǎn)品，也不同于常見的物質(zhì)產(chǎn)品

作家的作品是一種精神產(chǎn)品，它沒有使用價(jià)值卻可以供人閱讀欣賞。若把軟件也看成是一種作品，卻發(fā)現(xiàn)其價(jià)值在于供人們使用，無人喜歡讀它的源代碼。軟件也與傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品不同。工業(yè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)好之后，主要的成本是原材料成本、生產(chǎn)過程的開銷等，但生產(chǎn)任何軟件的主要成本是設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)軟件時(shí)的成本，以及軟件投入使用后的維護(hù)成本，在生產(chǎn)線上制造軟件的成本非常低。用戶購(gòu)買某種商品后，就擁有了該商品的所有權(quán)和使用權(quán)?？墒怯脩糍I來的軟件卻只擁有它的有限“使用權(quán)”。工業(yè)產(chǎn)品會(huì)隨著使用而磨損、報(bào)廢，但軟件在使用過程不會(huì)有任何磨損，在相同的硬件條件下用戶1年前使用的軟件和5年后使用該軟件無任何差別。傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品在車間里生產(chǎn)，生產(chǎn)過程可見、可觸摸，也容易衡量生產(chǎn)過程中的消耗和進(jìn)展?？墒擒浖拈_發(fā)過程在人的大腦里，很難度量其進(jìn)度。所謂的“軟件工程”就是要這種過程“可視化”、“定量化”，把看不見的思維活動(dòng)變成看得見的“文檔”或者其他看得見的東西。軟件工程是研究和應(yīng)用如何以系統(tǒng)性的、規(guī)范化的、可定量的過程化方法去開發(fā)和維護(hù)軟件，以及如何把經(jīng)過時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來。五.軟件工程的發(fā)展動(dòng)態(tài) 20世紀(jì)末開始流行的Internet給人們提供了一種全球范圍的信息基礎(chǔ)設(shè)施，形成了一個(gè)資源豐富的計(jì)算平臺(tái)，未來如何在Internet平臺(tái)上進(jìn)一步整合資源，形成巨型的、高效的、可信的虛擬環(huán)境，使所有資源能夠高效、可信地為所有用戶服務(wù)，成為軟件技術(shù)的研究熱點(diǎn)。 Internet平臺(tái)具有一些傳統(tǒng)軟件平臺(tái)不具備的特征：分布性、節(jié)點(diǎn)的高度自治性、開放性、異構(gòu)性、不可預(yù)測(cè)性、連接環(huán)境的多樣性等。這對(duì)軟件工程的發(fā)展提出了新的問題。軟件工程需要新的理論、方法和技術(shù)和平臺(tái)來應(yīng)對(duì)這個(gè)問題。目前投入很大精力研究的中間件技術(shù)就是這方面的典型代表。 綜上所述，Internet及其上應(yīng)用的快速發(fā)展與普及，使計(jì)算機(jī)軟件所面臨的環(huán)境開始從靜態(tài)封閉逐步走向開放、動(dòng)態(tài)和多變。軟件系統(tǒng)為了適應(yīng)這樣一種發(fā)展趨勢(shì)，將會(huì)逐步呈現(xiàn)出柔性、多目標(biāo)、連續(xù)反應(yīng)式的網(wǎng)構(gòu)軟件系統(tǒng)的形態(tài)。面對(duì)這種新型的軟件形態(tài)，傳統(tǒng)的軟件理論、方法、技術(shù)和平臺(tái)面臨了一系列挑戰(zhàn)。從宏觀上看，這種挑戰(zhàn)為我們研究軟件理論、方法和技術(shù)提供了難得的機(jī)遇，使我們有可能建立一套適合于Internet開放、動(dòng)態(tài)和多變環(huán)境的新型軟件理論、方法和技術(shù)體系。從微觀的角度來看，Internet的發(fā)展將使系統(tǒng)軟件和支撐平臺(tái)的研究重點(diǎn)開始從操作系統(tǒng)等轉(zhuǎn)向新型中間件平臺(tái)，而網(wǎng)構(gòu)軟件的理論、方法和技術(shù)的突破必將導(dǎo)致在建立新型中間件平臺(tái)創(chuàng)新技術(shù)方面的突破。

結(jié)語

由于“軟件危機(jī)”的產(chǎn)生，迫使人們不得不研究、改變軟件開發(fā)的技術(shù)手段和管理方法。從此軟件產(chǎn)生進(jìn)入了軟件工程時(shí)代。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益普及，軟件系統(tǒng)的規(guī)模越來越龐大，高級(jí)編程語言層出不窮，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，開發(fā)者和用戶有了明確的分工，社會(huì)對(duì)軟件的需求量劇增，促進(jìn)了軟件工程的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]楊芙清.軟件工程技術(shù)發(fā)展思索[J].軟件學(xué)報(bào)，2005，16（1）.

[2]王博然.軟件工程的歷史與發(fā)展趨勢(shì)[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.7，7（3）.

作者簡(jiǎn)介：

馬瑋，男（1994年5月15號(hào)），西寧市城東區(qū)人，本科學(xué)生，研究方向?yàn)檐浖こ?。石昭濤，男?994年7月6號(hào)），貴州省臺(tái)江縣人，本科學(xué)生，研究方向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。者新，男（1995年5月22號(hào)），青海省西寧市人，本科學(xué)生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。