淺析軟件工程技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

何家歡，徐仕遠(yuǎn)，曹藝博

（北方工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京100144）

在近幾十年來(lái)的不斷進(jìn)步當(dāng)中，軟件工程已經(jīng)逐步被投放到更加寬廣的領(lǐng)域中。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，軟件工程相應(yīng)的內(nèi)容在技術(shù)水準(zhǔn)上也早將軟件理論甩在了后面。相應(yīng)的理論知識(shí)在軟件工程的進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展中極其關(guān)鍵，軟件工程理論是實(shí)際操作的根本，因此，更應(yīng)該得到重視。

1 軟件工程技術(shù)的發(fā)展

在幾十年的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，軟件工程相關(guān)的技術(shù)手段持續(xù)進(jìn)步，相關(guān)水準(zhǔn)也逐漸提升。軟件工程這一技術(shù)的發(fā)展歷程基本劃分成下面3 個(gè)時(shí)間段：①20 世紀(jì)60 年代，當(dāng)時(shí)的軟件工程處于萌芽階段，剛步入程序摸索的初步階段，程序編程技術(shù)也處于起步階段，沒有形成軟件意識(shí)的雛形。②20 世紀(jì)70 年代，逐漸有了軟件的概念，此時(shí)計(jì)算機(jī)硬件在穩(wěn)定性、處理能力兩方面都有了極大的提高，軟件開發(fā)工作和應(yīng)用都在進(jìn)一步深入探索。這一期間軟件的開發(fā)與設(shè)計(jì)有了更進(jìn)一步的探索，正逐步形成一個(gè)系統(tǒng)項(xiàng)目。③20 世紀(jì)80 年代之后，計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)硬件也在逐漸進(jìn)步，程序開發(fā)也慢慢由軟件開發(fā)頂替。由于軟件危機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)界對(duì)于軟件的開發(fā)與管理重視了起來(lái)，從而踏上了軟件工程階段。

2 軟件是一種特別的產(chǎn)品

與其他產(chǎn)品不一樣的是，軟件由不同的代碼所組成，軟件的生產(chǎn)流程不易被別人發(fā)現(xiàn)，它的作用只在實(shí)際的應(yīng)用之后才被人們體會(huì)到。和傳統(tǒng)的生產(chǎn)工作相比，軟件極其特別。傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)大致有以下3 方面的內(nèi)容：①設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)基本可以斷定它成功與否。②生產(chǎn)。設(shè)計(jì)階段之后，按照設(shè)計(jì)的需求添置相應(yīng)的原材料，然后踏入產(chǎn)品的生產(chǎn)階段。③銷售。按照實(shí)際對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行價(jià)格調(diào)整，從中賺取利潤(rùn)。對(duì)于軟件生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，尤為關(guān)鍵的一步是其前期的設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)開發(fā)流程是整個(gè)軟件生產(chǎn)的關(guān)鍵之處。就成本方面而言，前期的開發(fā)設(shè)計(jì)成本和售后維修成本費(fèi)用占了相當(dāng)大的比例。一般的工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)與制造過(guò)程基本上是公開透明的，然而，在生產(chǎn)當(dāng)中的產(chǎn)品突然更改基本是不可能實(shí)現(xiàn)的。而軟件的開發(fā)是以代碼為基礎(chǔ)的，想要對(duì)其進(jìn)行更改只用開發(fā)人員實(shí)施一系列操作即可。

3 軟件工程的管理和技術(shù)

隨著近幾十年的不斷進(jìn)步，軟件工程的開發(fā)與應(yīng)用都上升到了一個(gè)新的高度。盡管軟件危機(jī)并沒有被全面解除，但在軟件工程進(jìn)一步改善與技術(shù)的進(jìn)一步提升中，軟件危機(jī)逐漸得到了緩解。同時(shí)，還需要通過(guò)管理技術(shù)對(duì)相應(yīng)軟件的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理掌控。

3.1 技術(shù)方面

就科技層面而言，需要關(guān)注軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)，同時(shí)，對(duì)軟件工程的開發(fā)進(jìn)行清晰的思路分析，換句話說(shuō)，就是要求軟件開發(fā)者按照整體市場(chǎng)的需求為基本方針進(jìn)行開發(fā)。在開發(fā)過(guò)程中應(yīng)該盡可能地采取低層概念模型反映高層手段，以現(xiàn)有模式為基礎(chǔ)，致力于解決軟件危機(jī)。軟件復(fù)用作為系統(tǒng)軟件工程的理論核心，其本質(zhì)內(nèi)容就是反復(fù)利用現(xiàn)有的軟件理論成果開發(fā)出新的軟件，以此為本在很大程度上縮短新軟件的研發(fā)時(shí)長(zhǎng)，降低成本。在軟件的可復(fù)用條件下，將相關(guān)設(shè)計(jì)使用到其他相關(guān)軟件的生產(chǎn)過(guò)程中及開發(fā)形式上均可稱之為軟件的復(fù)用。但是軟件的復(fù)用同時(shí)也存在一定的隱患，成為研發(fā)的絆腳石，抑制著它的廣泛推行。

軟件開發(fā)這一內(nèi)容涌現(xiàn)出了大量的、新型的科技手段，如面向?qū)ο笳Z(yǔ)言和方法、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（CASE）與其相關(guān)的其他新技術(shù)和手段，通常采取的是技術(shù)類與管理類方法。整體上來(lái)看，在技術(shù)層面中基本包括軟件研發(fā)范型與軟件設(shè)計(jì)模式，二者重點(diǎn)不同，一個(gè)注重工程思想，盡可能地使所研發(fā)的軟件貼合使用者的需求；另一個(gè)則更加注重軟件研發(fā)的過(guò)程與設(shè)計(jì)時(shí)的思想理念。目前來(lái)說(shuō)，軟件研發(fā)的后續(xù)使用中更加注重的是軟件代碼的再次使用。詳細(xì)流程就是在開發(fā)一種軟件前，提前查閱材料找到相似的產(chǎn)品。如果有就可照搬，這樣可以避免反復(fù)的軟件研發(fā)過(guò)程。這樣研發(fā)的軟件是把已用產(chǎn)品再次使用，因此，在研發(fā)過(guò)程中還能將主要精力用在軟件的創(chuàng)新方面。軟件復(fù)用的本質(zhì)條件是它的結(jié)構(gòu)、技術(shù)，包括如何按照需求設(shè)計(jì)出新的構(gòu)件、如何通過(guò)現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)查找所需構(gòu)件，還應(yīng)該清楚各個(gè)構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)，與如何就構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)、正確的描述，同時(shí)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆诸惞芾怼?/p>

3.2 管理方面

加大對(duì)解軟件工程的了解，分辨出生產(chǎn)、開發(fā)與后續(xù)維護(hù)的本質(zhì)區(qū)別，在軟件工程當(dāng)中所采用的方式也和傳統(tǒng)的管理方法不相同。在軟件工程這方面要做到因地制宜，科學(xué)、合理地進(jìn)行人性化的管理，從而推動(dòng)軟件的進(jìn)一步研發(fā)。與此同時(shí)，在實(shí)施有效的管理?xiàng)l件下，進(jìn)一步減少了運(yùn)行成本、時(shí)間成本，將工作人員的工作速率提升到新層面，它也會(huì)推動(dòng)企業(yè)未來(lái)的發(fā)展進(jìn)程，提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

軟件研發(fā)的過(guò)程引進(jìn)工程項(xiàng)目管理的相關(guān)理論，可以使軟件的研發(fā)更加看重團(tuán)隊(duì)協(xié)作。在軟件研發(fā)過(guò)程中采用管理學(xué)的相關(guān)理論來(lái)進(jìn)一步加大研發(fā)力度，能使得軟件研發(fā)的整個(gè)進(jìn)度掌握在自己手中，保障軟件研發(fā)滿足預(yù)估成本、規(guī)定質(zhì)量和客戶標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，采用工程管理這一模式有助于研發(fā)工作者和企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展，并能降低風(fēng)險(xiǎn)損失。

4 “軟件工程”的應(yīng)用

“軟件工程”不僅僅是一門課程，更標(biāo)志著一個(gè)領(lǐng)域。軟件工程在實(shí)際生活中的應(yīng)用是與其他的相關(guān)技術(shù)手段所結(jié)合共同實(shí)現(xiàn)的，單提及軟件工程人們都會(huì)感到深不可測(cè)，但其在人們的日常生活中隨處可見。例如，人們?cè)诔胁少?gòu)日常所需時(shí)，每一件商品上都會(huì)粘貼或附著一個(gè)條形碼，它包含了該物品的所有信息，在結(jié)賬時(shí)通過(guò)紅外掃描儀就能夠把各項(xiàng)物品信息進(jìn)行匯總，從而算出應(yīng)該支付的金額；完成之后，生成包含各類產(chǎn)品信息的商品發(fā)票給顧客。通過(guò)相關(guān)條碼的應(yīng)用，極大程度上減少了超市工作人員的工作量，進(jìn)一步提高了工作人員的效率。當(dāng)然，這僅僅是實(shí)際生活中最普遍的一個(gè)例子而已。軟件工程的發(fā)展與運(yùn)用，正在時(shí)刻參與著人們的日常工作、生活，極大地推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展。

4.1 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用

軟件測(cè)試的主要目的是保障其質(zhì)量的可靠性，是研發(fā)的關(guān)鍵手段，正慢慢地被大眾所重視。但是，中國(guó)依然還有許多軟件企業(yè)仍舊位于無(wú)編制、無(wú)規(guī)則的情形當(dāng)中，與軟件編程對(duì)比，軟件測(cè)試這一流程并沒有被人們所重視，含軟件研發(fā)人員在內(nèi)的大多數(shù)人在軟件測(cè)試這一流程存在誤區(qū)，這樣將會(huì)加大軟件測(cè)試的難度。

4.2 復(fù)雜動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

過(guò)去10 年，軟件工程在繁雜的動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)里，很多研究人員把這一網(wǎng)絡(luò)理論與方法應(yīng)用于軟件工程里面，例如使用多樣網(wǎng)絡(luò)的方式探索軟件網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)特性。網(wǎng)絡(luò)化軟件的研究是結(jié)構(gòu)與行為可動(dòng)態(tài)演化的軟件，具有適應(yīng)性、自組織性、開放性。與傳統(tǒng)的軟件體系相比，網(wǎng)絡(luò)軟件這一概念更加靈活，有極大的伸縮性，它能夠提供持續(xù)的服務(wù)，可以更迅速地解決用戶的要求。

4.3 數(shù)字機(jī)床中的應(yīng)用

機(jī)床工具領(lǐng)域在最近幾年來(lái)看，軟硬件方面都有著較為明顯的發(fā)展，即從以往的體系簡(jiǎn)單、作用單一的機(jī)床逐步更替成的靈活性更高的機(jī)床，與此同時(shí)還能夠通過(guò)同樣的程序完成不同的工作。

簡(jiǎn)而言之，由于應(yīng)用軟件即將超越硬件的更迭時(shí)長(zhǎng)，相應(yīng)的廠家將會(huì)把更多的注意力集中到軟件的開發(fā)與使用上，以此來(lái)獲取更大的經(jīng)濟(jì)利益。同時(shí)，趨向全球化的生產(chǎn)模式需要加強(qiáng)生產(chǎn)系統(tǒng)的可操作性。軟件可以使較為先進(jìn)的功能得到進(jìn)一步改善，比如使加工產(chǎn)物擁有更高的精準(zhǔn)性等。軟件也可以進(jìn)一步劃分，采取最高級(jí)的信息與通信技術(shù)，繼續(xù)探索未來(lái)的產(chǎn)品。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于科技的持續(xù)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也隨之得到了強(qiáng)有力的推動(dòng)，從而大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)軟件被應(yīng)用于日常生活中的各個(gè)方面。計(jì)算機(jī)軟件工程作為一項(xiàng)新型的、高科技化的整體項(xiàng)目，極大程度上推動(dòng)著軟件工程的進(jìn)一步發(fā)展，推動(dòng)了人們工作效率的提升。

眼下，軟件工程的具體探究工作包含軟件開發(fā)模型、設(shè)計(jì)方法、工程中的支持技術(shù)與工程管理技術(shù)，相關(guān)內(nèi)容已較為成熟，軟件工程并不是一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)巨大的綜合性學(xué)科。因此，給軟件工程提出來(lái)了新準(zhǔn)則，需要把老舊的思想拋出腦后，采取新的觀點(diǎn)、思路，以此來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)軟件工程的后續(xù)發(fā)展。