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【关键词】需求分析;面向对象;UNL建模;系统设计
【中图分类号】TP 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309(2013)02-0113-2
一、软件工程定义
软件工程一直以来都缺乏一个统一的定义,很多学者、组织机构都分别给出了自己的定义:
BarryBoehm:运用现代科学技术知识来设计并构造计算机程序及为开发、运行和维护这些程序所必需的相关文件资料。
IEEE在软件工程术语汇编中的定义:软件工程是:1.将系统化的、严格约束的、可量化的方法应用于软件的开发、运行和维护,即将工程化应用于软件;2.在1中所述方法的研究。FritzBauer在NATO会议上给出的定义:建立并使用完善的工程化原则,以较经济的手段获得能在实际机器上有效运行的可靠软件的一系列方法。目前比较认可的一种定义认为:软件工程是研究和应用如何以系统性的、规范化的、可定量的过程化方法去开发和维护软件,以及如何把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来。
《计算机科学技术百科全书》中的定义:软件工程是应用计算机科学、数学及管理科学等原理,开发软件的工程。软件工程借鉴传统工程的原则、方法,以提高质量、降低成本。其中,计算机科学、数学用于构建模型与算法,工程科学用于制定规范、设计范型(paradigm)、评估成本及确定权衡,管理科学用于计划、资源、质量、成本等管理。
比较认可的一种定义认为:软件工程是研究和应用如何以系统性的、规范化的、可定量的过程化方法去开发和维护软件,以及如何把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来。我认为,软件工程是一门综合了计算机,数学等多学科的课程,它涵盖了数据库,程序设计语言,软件开发等多方面,它的发展直接带动了经济和社会的发展。
二、软件工程的原则
软件工程的原则是指围绕工程设计、工程支持以及工程管理在软件开发过程中必须遵循的原则。软件工程的原则有以下四项软件工程师基本原则:
1.选取适宜开发范型
该原则与系统设计有关。在系统设计中,软件需求、硬件需求以及其他因素之间是相互制约、相互影响的,经常需要权衡。因此,必须认识需求定义的易变性,采用适宜的开发范型予以控制,以保证软件产品满足用户的要求。
2.采用合适的设计方法
在软件设计中,通常要考虑软件的模块化、抽象与信息隐蔽、局部化、一致性以及适应性等特征。合适的设计方法有助于这些特征的实现,以达到软件工程的目标。
3.提供高质量的工程支持
“工欲善其事,必先利其器”。在软件工程中,软件工具与环境对软件过程的支持颇为重要。软件工程项目的质量与开销直接取决于对软件工程所提供的支撑质量和效用。
4.重视开发过程的管理
软件工程的管理,直接影响可用资源的有效利用,生产满足目标的软件产品,提高软件组织的生产能力等问题。因此,仅当软件过程得以有效管理时,才能实现有效的软件工程。这一软件工程框架告诉我们,软件工程的目标是可用性、正确性和合算性;实施一个软件工程要选取适宜的开发范型,要采用合适的设计方法,要提供高质量的工程支撑,要实行开发过程的有效管理;软件工程活动主要包括需求、设计、实现、确认和支持等活动,每一活动可根据特定的软件工程,采用合适的开发范型、设计方法、支持过程以及过程管理。根据软件工程这一框架,软件工程学科的研究内容主要包括:软件开发范型、软件开发方法、软件过程、软件工具、软件开发环境、计算机辅助软件工程(CASE)及软件经济学等。
三、软件工程的目标
软件工程的目标是:在给定成本、进度的前提下,开发出具有可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用软件工程性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性并且满足用户需求的软件产品。追求这些目标有助于提高软件产品的质量和开发效率,减少维护的困难。下面分别介绍这些概念:
1.可修改性(modifiablity)
容许对系统进行修改而不增加原系统的复杂性。它支持软件的调试与维护,是一个难以达到的目标。
2.有效性(efficiency)
软件系统能最有效地利用计算机的时间资源和空间资源。各种计算机软件无不将系统的时/空开销作为衡量软件质量的一项重要技术指标。很多场合,在追求时间有效性和空间有效性方面会发生矛盾,这时不得不牺牲时间效率换取空间有效性或牺牲空间效率换取时间有效性。时/空折衷是经常出现的。有经验的软件设计人员会巧妙地利用折衷概念,在具体的物理环境中实现用户的需求和自己的设计。
3.可靠性(reliability)
能防止因概念、设计和结构等方面的不完善造成的软件系统失效,具有挽回因操作不当造成软件系统失效的能力。对于实时嵌入式计算机系统,可靠性是一个非常重要的目标。因为软件要实时地控制一个物理过程,如宇宙飞船的导航、核电站的运行,等等。如果可靠性得不到保证,一旦出现问题可能是灾难性的,后果将不堪设想。因此在软件开发、编码和测试过程中,必须将可靠性放在重要地位。
4.可理解性(understandability)
系统具有清晰的结构,能直接反映问题的需求。可理解性有助于控制软件系统的复杂性,并支持软件的维护、移植或重用。
5.可维护性(maintainability)
软件产品交付用户使用后,能够对它进行修改,以便改正潜伏的错误,改进性能和其他属性,使软件产品适应环境的变化,等等。由于软件是逻辑产品,只要用户需要,它可以无限期的使用下去,因此软件维护是不可避免的。软件维护费用在软件开发费用中占有很大的比重。可维护性是软件工程中一项十分重要的目标。软件的可理解性和可修改性有利于软件的可维护性。
6.可重用性(reusebility)
概念或功能相对独立的一个或一组相关模块定义为一个软部件。软部件可以在多种场合应用的程度称为部件的可重用性。可重用的软部件有的可以不加修改直接使用,有的需要修改后再用。可重用软部件应具有清晰的结构和注解,应具有正确的编码和较低的时/空开销。各种可重用软部件还可以按照某种规则存放在软部件库中,供软件工程师选用。可重用性有助于提高软件产品的质量和开发效率、有助于降低软件的开发和维护费用。从更广泛的意义上理解,软件工程的可重用性还应该包括:应用项目的重用,规格说明(也称为规约)的重用,设计的重用,概念和方法的重用,等等。一般来说,重用的层次越高,带来的效益也就越大。
7.可适应性(adaptability)
软件在不同的系统约束条件下,使用户需求得到满足的难易程度。适应性强的软件应采用广为流行的程序设计语言编码,在广为流行的操作系统环境中运行,采用标准的术语和格式书写文档。适应性强的软件较容易推广使用。
8.可移植性(portability)
软件从一个计算机系统或环境搬到另一个计算机系统或环境的难易程度。为了获得比较高的可移植性,在软件设计过程中通常采用通用的程序设计语言和运行环境支撑。对依赖于计算机系统的低级(物理)特征部分,如编译系统的目标代码生成,应相对独立、集中。这样,与处理机无关的部分就可以移植到其他系统上使用。可移植性支持软件的课重用性和课适应性。
9.可追踪性(tracebility)
根据软件需求对软件设计、程序进行正向追踪,或根据程序、软件设计对软件需求进行逆向追踪的能力。软件可追踪性依赖于软件开发各个阶段文档和程序的完整性、一致性和可理解性。降低系统的复杂性会提高软件的可追踪性。软件在测试或维护过程中或程序在执行期间出现问题时,应记录程序事件或有关模块中的全部或部分指令现场,以便分析、追踪产生问题的因果关系。
四、学习软件工程的必要性
软件工程是信息社会不可或缺的学科,对于软件及系统的开发更是不可不知,它告诉我们如何进行系统开发,一个系统的开发,最关键的是这个系统是用来做什么,也就是要进行需求分析,对于不同的用户,同一个系统可能有不同的需求,所以,一定要做好需求分析,而软件工程恰好告诉了我们如何进行需求分析。而开发一个系统,最主要的是系统和程序的设计,这些设计直接关系到这个系统的可靠性和有效性,这就要依靠软件工程了,它告诉我们怎样进行系统和程序的设计。学习软件工程使我们掌握了软件开发的方法,大大提高开发出来的软件的可靠性和有效性。
【参考文献】
[1]梅宏,等.浅论软件技术发展[J].电子学报,2002(S1).
关键词:软件工程 计算机领域 程序设计 开发工具 设计模式 生命周期、软件开发
1 概述
软件工程是研究和应用如何以系统性的、规范化的、可定量的过程化方法去开发和维护软件,以及如何把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来的学科。这一学科包括许多的内容,具体来讲有程序设计语言,数据库,软件开发工具,系统平台,标准,设计模式等。当今社会,网络化迅速发展,软件的应用领域越来越广。现在比较普遍的软件有电子邮件,人机界面,办公套件,操作系统,游戏等。目前,基本上每个行业都会某种程度的运用到计算机软件。这些应用对于推动经济和社会的发展起到了举足轻重的作用,提高了工作效率,改善了人们的生活质量。
我们究竟是将软件的开发看成一门科学,还是将其看成是一门工程,关于这个问题已经讨论了很长时间了。事实上,软件的开发具备这两者的特征。但是我们不能将二者混淆了。大多数人认为软件工程基于计算机科学和信息科学就像是传统意义上的工程学之于物理和化学。在世界各个国家,尤其是美国大约有40%的软件工程师都有计算机科学的学位。他们可能不经常运用到计算机科学上的知识,但是会经常运用到软件工程上的知识。许多应用都需要软件工程,在软件开发的许多程序中也需要软件工程。软件工程的主要作用就是指导软件项目的方方面面。在软件工程中,软件开发与各种市场活动紧密相连。软件工程的方法学认为程序员在开发软件的时候是处在一个团队中的,而且在编写程序时要符合软件的需求,设计,以及客户的利益。
伴随着开发技术的不断进步,软件开发过程也在不断的改进。从早期的瀑布式(Waterfall)的开发模型直到最近开始兴起的敏捷开发方法(Agile),表现出来的是随着时代的变化,软件产业对于开发过程的认识也在不断的变化,对于各种类型项目的理解方法也在发生着变化。在美国曾经有权威机构对软件组织的绩效做过评估,所得到结论是:软件工程的专业分工不足,是造成品质低落、时程延误、预算超支的最关键因素。2003年,The Standish Group年度报告指出,在他们调查的13522个专案中,有66%的软件专案失败、82%超出时程、48%推出时缺乏必需的功能,总计约550亿美元浪费在不良的计划、预算或软件估算上。
2 软件工程的需求分析
有一种观点认为软件工程是学习怎么做软件的,对吧?我认为,这种观点算对,但不是全对。得到一个软件产品,自然是软件工程的目的所在,但是软件工程所包含的却不仅仅是这些。就拿软件业界比较常见的例子来给大家讲一下,这个例子就是盖房子,我们盖房子,是不是就买块地,然后准备好建材,就哐当哐当地开始建房子了呢?大家明白不是这样,要建好一座房子,先要对土地进行测量勘察,确定可以在上面建房屋,之后还得先规划出整个房子的蓝图来,接下来才是对根据蓝图开始建房子。建好房子后,还得经过一些检测,比如甲醛有没有超标啊,包工头有没有偷工减料啊,这些都合格之后才能交付使用。于是有人入住了,住久了,发现浴室漏水,那就得修补一下。再住久了,住了几十年,房子旧得不成样子了,这时候它的寿命也到了终点了。
软件工程之所以叫软件工程,就是因为它使用了工程学方法来帮助软件开发,建筑也是一门工程学,所以它们之间是会有些共通之处的,不信?请看:首先,我们在对土地进行测量勘察的时候,是在确定它是否适宜建房子,在软件工程上来讲,这个术语叫“可行性分析”,可行性分析的任务就是确定开发这个软件是否在技术上可以做到,在资金上有充足支持,在市场上能够受欢迎,如果答案是肯定的,那么就可以继续下一步的开发步骤。规划出房子的蓝图,在软件工程上被分为两个过程:“需求分析”、“设计”。需求分析就是得到软件需要做什么,需要实现什么功能。而设计就是告诉开发人员怎么实现这些功能。也就是规划出软件的一个蓝图,在“编码”阶段再对其进行实现,这就对应着建房的关键阶段,就是按照蓝图盖好房子啦。房子在入住前需要检测是否合格,软件在交付给用户使用的时候自然也需要检测是否合格,这个阶段叫做“测试”。检测合格了,那就可以交付给用户使用,在市场上销售。软件不可能完美无缺,所以在使用过程中,一定会出现某些问题,这时候就要将问题提交给软件开发人员,修复问题,这个阶段就是软件过程中的“维护”阶段。过了一段时间,这段时间可能很长,也可能很短,这软件已经不适应生产力的发展了,那么就可以正式宣告这软件寿终正寝了,至此,软件的生命周期才正式结束。
我们还要注意,软件生命周期包括制定计划、需求分析和定义、软件设计、程序编码、软件测试、运行维护这六个阶段,是指一个计算机软件从功能确定、设计直到不再使用该软件的全过程。
软件工程,正是贯穿在一个软件的整个生命周期中的。从开发某个软件的计划被提起或者立项,软件工程就开始发挥着作用,用自己的一套方法体系,来指导软件开发的整个过程。因此软件工程不等于编程,编程只是软件工程整个过程中的一个重要环节而已。据统计,在整个开发周期中,平均编码这个过程只占了整个周期的大约30%的时间。
英文名称:Software Engineer
主管单位:辽宁省教育厅
主办单位:东北大学;计算机软件国家工程研究中心
出版周期:月刊
出版地址:辽宁省大连市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1008-0775
国内刊号:21-1378/TP
邮发代号:8-198
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1994
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关键词:计算机软件;软件工程;开发软件;软件发展
中图分类号:TP311.5
随着软件产业的不断发展,计算机应用逐步渗透到社会的各个角落,使各行各业都发生了很大的变化。传统的计算机学科逐步上升到计算科学。这同时也促使人们对软件的品种、数量、功能和质量等提出了越来越高的要求。软件的规模越大、越复杂,软件开发越显得力不从心。于是,业绩开始重视软件开发过程、方法、工具和环境的研究,软件工程应用而生。20世纪90年代以来,软件重用和软件构件技术成为研究热点,面向对象方法和技术成为软件开发的主流技术。软件工程知识为开发高品质的产品提供了理论和科学支撑,强调采用工程化的方式开发软件。这些知识支持以精确地方式描述软件工程产品,为产品及其相互关系的建模和推理提供了基础,并为可预测的设计过程提供了依据。
1 计算机软件
“软件”这个词汇于20世纪60年代被首次提出。一个完整的计算机系统由软件和硬件组成。它们相互依存,缺一不可。IEEE给软件定义为是计算机程序、规划以及运行计算机系统可能需要的相关文档和数据。其概念是随着计算机的发展而得出进一步完善的,最先人们认为软件就是程序,到了20世纪70年代,人们认为软件不仅包括程序,还包括开发、使用、维护这些程序所需要的文档。到了80年代,较为全面的软件的定义才出现,包括计算机程序、实现程序所使用的方法、规则、相关联的文档、运行所需的数据等都是程序。
计算机的应用和功能的正常使用离不开硬件和软件,只有硬件和软件得到很好的组合,计算机才能正常工作,完成相应的任务。在计算机的资源配置上,既要考虑硬件资源又要考虑软件资源。就软件资源来看,它包括系统软件和应用软件。系统软件的主要目的是实现对计算机的管理、监控和维护,包括自检程序、操作系统等等。而应用软件的主要目的是解决计算机当中的某些具体问题,实现对计算机的管理等功能,包括学习管理软件、人事管理软件等等。从软件功能的角度来看,我们可以认为,软件就是通过利用计算机本身提供的逻辑功能,合理组织计算机的工作,简化或者替代人们在使用计算机过程中的工作环境。因此,对于计算机的各种程序来说,不管是支持计算机工作的程序,还是支持用户使用的程序,它们都是软件,如职场生存攻略提高工作效率的一些必备软件:Photoshop、word、Excel、Dreamweaver等。
软件特点有:(1)复杂性;(2)一致性;(3)可变性;(4)不可见性。软件类型一是通用软件,另一是定制软件,是根据软件服务对象的范围,将其划分为两个类型。软件危机是:(1)软件维护费用急剧上升,直接威胁计算机应用的扩大;(2)软件生产技术进步缓慢,是加剧软件危机的重要原因。软件生存周期是指一个软件从提出需求开始直到该软件报废为止的整个时期,通常包括可行性分析和项目开发计划、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、维护等活动,它们将以适当地方式分配到不同阶段去完成。
软件开发是一个过程,是指软件工程人员未获得软件产品在软件工具支持下实施的一系列软件工程活动。其开发过程包括获取过程、供应过程、开发过程、操作过程、维护过程、管理过程和支持过程。其开发模型有:(1)瀑布模型;(2)快速原型模型;(3)喷泉模型;(4)增量模型;(5)螺旋模型;(6)形式化方法模型;(7)基于构件的开发模型。其开发方式是一种使用定义好的技术集及符号表示组织软件生产的过程,包括:(1)结构化方式;(2)Jackson方法;(3)维也纳开发方法;(4)面向对象开发方法。其开发工具一般指为了支持软件人员开发和维护活动而使用的软件。有RUP、RequisitepRro、Rose及Robot。
2 软件工程
“软件工程”自1968年首次提出软件工程概念以来,已经40多年了。编程范型已经经历了三次演变,软件工程也从第一展到第三代。其概念提出那个年代就开发大型系统软件用手工方式进行,其生产效率低、出错率高。这种状态不能满足日益增长的软件生产的需要,产生以下四个方面的问题:(1)软件复杂性飞速增长;(2)软件成本高;(3)开发周期长;(4)维护工作量大。即出现了“软件危机”现象。软件工程定义为将系统性的、规范化的、可定量的方法应用于软件得开发、运行和维护,即将工程化应用到软件上。
其有一个相似的概念,出现上个世纪70年代,是开发和维护软件的规范化方法,其指导思想是以处理工程问题的方法处理软件生产的全过程。其发展大致经过三个阶段,包括程序设计时代、软件时代、软件工程时代。而软件开发也大体经过三个阶段,定义、开发、维护三个阶段。随着软件工程的发展,软件工程学出现,它是计算机科学、系统工程学、管理学、经济学等等,既是边缘学科,又是综合性学科。
软件工程目标有:(1)支付较低的开发成本;(2)达到要求的软件功能;(3)取较好的软件性能;(4)开发的软件易于移植;(5)需要较低的维护费用;(6)能按时完成开发任务,及时交付使用;(7)开发的软件可靠性高。其标准主要有三:一是FIPS 135是美国国家标准局的《软件文档管理指针》;二是NSAC--39是美国核子安全分析中心的《安全参数显示系统的验证与确认》;三是ISO 5807是国际标准化组织(现在已经成为中国国家标准)的《信息处理--数据流程图、程序流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定》。
其标准层次有五个,从顶层到低层依次是国际标准、国家标准、行业标准、企业规范及项目(课题)规范。其标准级别也是五个,即国际标准、国家标准、行业标准、企业(机构)标准和项目(课题)标准。这是根据软件工程,其标准制定的机构和标准适用的范围有所不同分出的级别。软件工程包括软件开发技术和软件工程项目管理两大部分。第三代软件工程:基于构件的软件工程是以软件服用为目标、领域工程为基础,其开发过程一般包括四个阶段,依次是领域分析和测试计划定制、领域设计、建立可复用构件库、按“构件集成模型”查找与集成构件。
今后,计算机软件工程的不断发展,给克服软件危机带来了希望。随着面向对象编程力度的增大,软件工程师技术再不断进步,特别是构件开发的规范化与市场化,已经把软件开发推进到一个新的阶段,出现了“开发伴随软件复用,开发为了软件复用”以及“软件就是服务”等新思想。这些突出的成绩,让我们对计算机软件方向的发展拭目以待。
参考文献:
[1]史济民,顾春华,郑红.软件工程--原理?方法与应用[M].北京:高等教育出版社出版社,2009.
[2]刘冰,赖涵,瞿中,等.软件工程实践教程[M].北京:机械工业出版社,2009.
[3]麦中凡.计算机软件技术基础[M].北京:高等教育出版社,1999.
[4]钱乐秋,赵文耘.软件工程[M].北京:清华大学出版社,2007.
实际上,测试人员被测试搞得晕头转向,测试管理人员不知所措是常有的事情(相对来讲,一些知名的大型跨国公司做的比较好)。这些主要和测试时间紧迫,测试质量与产品质量的标准很难度量有关——最可怕的不是对手厉害,而是未知的对手。要解决这些问题显而易见要找到这些问题的根本原因,那就要从根本上说起,软件测试是软件工程的组成部分,脱离软件工程框架的软件测试是不可以想象的,软件工程的工程思想和方法作用在软件产品的每个阶段,当然软件测试也不能例外。换句话说,软件工程的思想为软件测试提供了基础的思想和方法,任何的软件测试不论在哪个阶段都不应该脱离软件工程的思想,孤立的去思考,设计,规划,执行,并验证。但实际上是,由于测试工作的繁忙(大多数是由缺少标准和规划而无法控制所致),更多的时候,可能只是就问题论问题了,从而偏离了软件测试的方向,使得测试质量不可控。
抛开具体的软件工程的具体模型,一般的产品周期流程可以如下划分
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近几年,计算机软件工程的应用领域日益广泛,具体包括各种程序设计语言、数据库技术、软件设计模式、操作和数据指令的标准、应用系统平台和软件开发工具。鉴于传统软件工程存在的诸多缺限,还有功能对象的转变和应用范围的扩大。无论是作为软件研发的开发商还是作为软件直接应用的用户都要进行软件的升级。软件升级需要达到几点要求,包括要有非常高的工作效率,靠的住的安全性,增加软件的应用寿命和能够进行方便的修改重生成特性。
1.1软件要具有高的工作效率
软件升级几乎涵盖了所有软件相关组成结构,要充分审核任何一个重要结构,做必要的改造。升级后软件要明显优于未升级前,对任务的处理时间要有较大的提升。具体来说就是,要对空间、时间等资源进行充分高效的利用,例如对计算机数据库技术一定要充分挖掘数据的可利用价值。同时,始终保持用户至上的理念,不断提高用户操作的便捷性是软件升级最重要的目标。应该在原有的基础上增加修改程序、组装软件和调整指令等必要的新功能。
1.2软件要安全可靠
互联网的广泛应用方便了人们的工作生活,对计算机的广泛应用起到了不可忽视的推动作用。但由于它的开放性也给黑客提供了作案方便。黑客善于利用应用软件对计算机系统实施攻击,通过对软件代码的反编译,植入和修改破坏软件安全性以达到个人的目的,使得用户蒙受巨大的精神或经济损失。所以软件升级改造必须要考虑软件的安全防御功能。
1.3尽量延长软件的使用寿命
软件开发设计前期调查,需求分析,开发,维护等多个阶段,其过程复杂,需要投入大量的人力、物力和财力。所以从成本消耗的调度看,新软件要尽量延长使用寿命,缩短产品更新换代的周期。就拿杀毒软件而言,每年市场上销售的杀毒软件数量巨大,对就的软件增加和完善功能必须要确保其在规定的时间内无需更换。同时,为了创造良好的经济效益,使用周期也应该得到延长。
1.4方便修改重新生成
为了减少软件开发的投入,还可从软件后期维护着手。对于软件后期维护也是软件周期中花费最大的,只要设法减少这一阶段的投入,就会大大减少软件的成本。因此,开发软件时考虑留有修改余地,使得软件便于修改重新生成就显得尤为有意义,另外也会有效的减少设计工程师的操作难度。
2计算机软件工程升级策略考虑
2.1软件工程设计要有科学性
软件开发的第一阶段就是设计,软件工程的升级设计一定要以科学为指导。例如,对于研发程序代码要考虑软件模块化。对外要考虑软件的抽象和信息隐蔽特性,以及软件的局部化、一致性原则和适应性等特征。选择恰当的科学的设计方法,能够为这些特征的实现提供方便,达到科学性设计这一目标,突出升级软件后的优势特征。
2.2要全面兼顾市场需求
软件开发的直接目的就是服务于市场需求,一个脱离市场需求的软件产品是对经济资源的浪费。同样,软件的升级也要有市场需求为支持,在满足市场基本需求的前提下,进行相关的研究和开发,才会使工作有价值,避免由于开发设计不当造成资源浪费。另外,作为计算机组成的两大部分,软件和硬件一直都存在计算机产品开发不可兼得的问题,无时无刻不逼迫使得软件开发单位考虑两者互相的影响与制约的关系,做出权衡。如此一来,面对具有多变性的市场,在采取有效控制之前,必须对市场有全面的掌握和理解,才能开发出更加满足社会需要的软件产品。
2.3把握智多种发展趋势
2.3.1智能化智能化不仅出现在计算机科学领域,它是现代通信与信息技术、行业技术、计算机网络技术和智能化控制技术综合到一起针对某一方面的应用。在人工智能化应用与计算机领域的今天,这个趋势必然会与现代通信技术、计算机网络技术与现场总线的控制技术飞速发展,一起给人们的生产生活带来巨大的变革。
2.3.2服务化随着计算机软件技术的发展和应用软件的广泛普及,计算机软件技术及产品的服务化将成为一种大趋势。未来,软件开发商会以一种服务的形式提供软件,利用网络提供方式,将各种软件放在服务器的主机上,客户可根据选择下载安装某种应用软件。当然客户也可以与软件开发商联系,提出自己的要求,订购软件服务。通过网络享受软件和硬件资源,软件维护升级等,使软件真正的服务于人民。
2.3.3融合我国对工业发展策略调整以及传统工业的升级,必然会加快电气化、机械化和自动化这些硬设备向信息化、数字化和网络化等软设备转变。计算机软件技术的融合化是我国信息化和工业化融合的一支重要力量。随着工业化不断推进和传统产业升级加快,工业软件的需求会进一步加大,我国计算机软件软件产业会不断发展壮大,推动计算机软件技术融合,以适应发展需要。
2.3.4开放化随着软件工程的蓬勃发展,早期封闭性强的收费性软件发展模式以慢慢不再适应大的形式。为了给提高计算机软件质量的提高创建机遇,逐步打破软件技术和知识产权的垄断,开发化已变成不可阻挡的趋势。计算机软件源代码的开放,将意味着软件产品逐步标准化,这将有利于我国计算机软件产业的更新换代和全面升级。在这种趋势下,也势必会使我国计算机软件开发效率得到较大提高。
2.4提供工程化支持,强化升级管理
新软件必须大幅增强软件的使用价值,具有很强的软件工程使用多用性,这些就需要软件工程的支持。主要包括软件工具和环境要对软件工程有足够的支持,以及充分保障软件工程项目的质量、技术和开销。这些都由对软件工程所提供的支撑质量和效用所决定。软件工程的管理作为另外一项比较重要的方面直接影响了对可用资源的有效利用,大幅提高软件组织的生产单位产出率,生产出合格的软件产品等问题。在参照市场需求下,提前做好准备,制定软件工程的管理制度,加强新旧产品升级空隙的质量监督和管理是电子产品研发企业必须做好的工作。
3结束语
关键词:软件工程;课程群;课程设计
中图分类号:G642 文献标识码:B
文章编号:1672-5913 (2007) 20-0005-03
软件工程是计算机学科的重要学科分支,在本科计算机类各专业中都开设一些软件工程的课程,在研究生教学中,无论是硕士还是博士,都设置软件工程的研究方向,开设高一级的软件工程课程。本文中,软件工程课程群是指包括各层次的软件工程类课程。另外,软件工程又是一门发展非常迅速的学科,早年在研究生中讲述的内容现在放在本科中讲。因此,这些课程存在定位不明确,课程间内容交叉重复等问题。本文根据本科生和研究生两个层次对软件工程类课程的教学要求,阐述软件工程课程群的定位、课程设置、主要课程的知识单元和知识点。
1定位
首先分析社会对各层次计算机专业学生在软件工程方面的知识和能力要求。我们认为计算机类本科学生毕业后,主要从事计算机软件的开发工作,他们应掌握软件工程的基本概念、基本原理和基本方法,并能运用这些概念、方法、原理,参与和/或从事软件开发的某些活动(如分析、设计、编码、测试等)。软件工程方向的研究生主要着重研究能力的培养,毕业后主要承担系统分析员和/或系统设计员角色,甚至承担项目经理的角色,他们应掌握软件工程的研究动态,了解软件工程最新的研究成果,具备有关软件的系统分析、构架设计和软件项目管理的知识和能力。
根据以上分析,我们认为,本科生软件工程课程群应以软件工程的基本概念、基本原理和基本方法为主线,使学生具备扎实的软件工程基本理论知识、熟练的编程能力、较好的团队合作能力和实验能力,同时具备一定的分析与解决问题能力和创新能力。研究生软件工程课程群应以研究课题为主线,使学生掌握软件工程最新的研究动态,对其中若干个研究方向有深入的了解,具备较强的分析与解决问题能力和创新能力,以及基本的软件项目组
织和管理能力。
2课程设置
软件工程课程群按学生的层次可分为本科生软件工程课程群和研究生软件工程课程群,按课程类别可分为必修课和选修课。
根据上述定位,本科生软件工程课程群的必修课包括软件工程和软件实践,有些学校在软件工程课中包括足够的实践时间,可将它们合并成一门软件工程课。选修课可根据各校的特点开设不同的课程,如面向对象的分析与设计、软件体系结构、基于构件的软件开发、软件测试等,也可将研究生的某些课程作为本科高年级学生的选修课。
研究生软件工程课程群的必修课可包括高级软件工程、软件项目管理和专题讨论,其中专题讨论没有固定的教材,它以若干专题(如软件复用技术、模型驱动体系结构、软件产品线等)的最新论文为主,以报告和讨论的形式进行。选修课可根据导师的研究方向选择合适的课程,如需求工程、软件过程、形式方法等。
3教学内容
本节参照国外相关的资料,结合我们多年的教学实践,给出软件工程课程群中各必修课的知识单元。
3.1软件工程(本科生)
本科软件工程课程的内容应覆盖教育部计算机科学与技术教学指导委员会制订的计算机科学与技术本科专业规范(计算机科学方向)中有关软件工程的主要知识单元,该课程以软件工程的基本概念、基本原理和基本方法为主,着重国内比较流行的结构化分析与设计方法、面向对象分析与设计方法和常规的软件测试方法。同时对一些较新的软件开发模型、方法和技术(如基于构件的软件开发模型和方法、敏捷开发方法、CMM&CMMI、Web工程等)做简单的介绍,以便学生今后自学。
3.2软件实践(本科生)
该课程是本科软件工程课程的一门后继实验课,以某种软件开发方法(如面向对象方法)和软件过程(如统一软件过程RUP)为基础,引导学生完成一个完整的软件项目开发全过程,包括需求获取、需求分析、系统设计、实现以及测试等基本步骤。该课程主要培养学生的分析与解决问题能力、团队合作能力、实验能力和创新能力
3.3高级软件工程(研究生)
该课程选择当今软件工程研究的热点课题作为主要内容,其知识单元可包括:基于构件的软件工程、软件产品线、软件体系结构、模型驱动体系结构(MDA)、面向方面程序设计(AOP)、需求工程、面向对象测试技术、逆向工程和再工程、Agent技术、形式方法、高可信软件,开源软件等。值得注意的是,在一门高级软件工程课程中很难详细介绍上述所有的内容,各校可根据自己的特点和研究方向,选择几个(以3~5个为宜)知识单元作重点介绍,对其他知识单元可只做简单的介绍。
下面给出几个知识单元所包含的知识点。
基于构件的软件工程(CBSE)主要包括:CBSE基本概念,软件构件规格说明,构件模型,基于构件的开发过程,基于构件开发的语义完整性,构件组装和集成,预测系统的可信度,软件产品线体系结构中的构件,商用第三方构件(COTS)及构件获取技术,基于构件的软件体系结构,基于构件软件的测试与质量保证,构件的可变性机制,软件构件库,构件交易,构件描述与检索等。
软件产品线(SPL)主要包括:软件产品线的基本概念,软件产品线的基本活动(核心资产开发,产品开发,管理),领域工程与应用系统工程,SPL经济学,软件产品线实践域,软件产品线实践模式,产品线组装,基于产品线的应用系统开发技术等。
软件体系结构主要包括:软件体系结构的原则和实践,体系结构框架/方法,体系结构模型与MDA,集成框架,软件体系结构设计与分析,体系结构风格,软件体系结构文档,软件体系结构评估与确认,面向服务体系结构(SOA),体系结构模式,企业体系结构等。
模型驱动体系结构(MDA)主要包括:MDA基本概念,MDA规格说明,MDA模型(CIM,PIM,PSM),模型转换,模型语言(如可执行的UML,对象约束语言OCL等),元建模,MDA过程,领域建模,系统模型,平台无关建模,平台特定的实现等。
3.4软件项目管理(研究生)
该课程的知识单元包括:综合管理,范围管理,时间管理,成本管理,质量管理,人力资源管理,沟通管理,风险管理,采购管理,敏捷项目管理,外包管理,软技能等。下面给出其中若干个知识单元所包含的知识点。
综合管理:项目,项目范围陈述,项目管理计划(编制过程,内容),项目执行的管理,项目评价,项目的监督和控制,集成的变更控制,实施报告,配置管理,关闭项目。
范围管理:启动过程,项目选择方法,项目合同,范围管理计划(编制过程,范围陈述,范围定义),创建WBS,范围验证过程,范围蔓延,范围变更控制过程,目标管理(MBO),影响曲线。
时间管理:活动定义过程,活动排序过程,图示方法(优先图示方法(PDM),箭头图示方法(ADM),条件图示方法,图形评价和评审技术(GERT), 项目网络图,关键路径方法(CPM),计划评价和评审技术(PERT)等),PERT对CPM的估算,活动资源估算,活动持续时间估算,估算工具,进度表开发过程,进度控制过程,净价值术语和公式。
成本管理:资源计划编制过程,成本估算(术语,过程,COCOMO模型,工具),成本管理计划,成本预算过程,成本基线,项目投资需求,成本控制过程,实施度量,预测完成,净价值术语和公式。
质量管理:质量计划编制过程,质量保证计划,过程改进计划,质量保证过程,质量控制过程,统计质量控制(SQC),质量改进过程。
人力资源管理:人力资源计划编制,组织计划编制,项目管理中人的因素,责任委派矩阵,获取项目组,员工获取过程,项目管理者的角色和责任,项目组(建造过程),小组动力,管理项目组,角色与责任,领导风格,能力类型,冲突管理,6动机理论,小组性能估算,管理知识员工。
沟通管理:沟通计划编制,沟通管理计划,信息分发,沟通模型,沟通风格,沟通方法,沟通链接规则,沟通障碍,沟通技巧,绩效报告,管理涉众,管理收尾。
风险管理:风险管理计划编制,实用方法,风险标识,风险分析(定性分析,可能性与风险影响,定量分析,灵敏性分析,决策树分析,预期货币价值,概率方法),风险响应(计划编制,工具与技术),可保险风险,风险监督与控制过程,影响曲线。
采购管理:采购计划编制,购买和获取计划,合同计划,成本补偿合同,固定价格合同,工作陈述,申请计划编制过程,请求供方响应,申请过程,供方选择,源选择过程,谈判,合同,合同管理,合同变更控制,合同收尾。
敏捷项目管理:Agile宣言和原则,迭代与演化开发,产品业主,敏捷管理需求,敏捷估算与计划编制,敏捷设计,敏捷文档,敏捷软件构造,敏捷编程,人员管理问题,敏捷质量保证,敏捷项目管理,项目评审,敏捷度量。
外包管理:识别全球业务机遇,组织模型与商业策略,全球项目的特征和挑战,全球项目经理的技能,国际及多种文化的交融,IP保护与其他法律方面,采购道德规范,道德规范法规,试验计划,风险管理,软件过程与实践的改进,建立团队,需求管理及客户/供应商关系,开发方法学,全球软件开发(GSD)与全球软件工程(GSE),沟通、协调和协作,离岸项目的管理,克服距离和时间,文化交叉的处理,全球项目的安全问题,全球项目收尾,从业人员教育培训及知识管理。
软技能:领导能力,批判性思考,职业道德规范,自我激励,诚实,小组工作,风险捕获,适应性,人际关系,工作压力承受、压力管理,创造性,影响力,研究能力,问题解决能力,组织能力,多文化处理能力,学习能力,时间管理,口头沟通,文字沟通,细心周到。
4小结
本文介绍了软件工程课程群的设计,在具体实施时,可根据各校的特点,对上述课程设置、知识单元、知识点进行裁剪。下一步将继续完善各课程的知识单元和知识点,为软件工程课程群建设打好基础。
参考文献
[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 计算机科学与技术本科专业规范[M]. 北京:高等教育出版社,2006 .
作者简介
钱乐秋(1942-),男,复旦大学计算机科学与工程系教授,博士生导师,主要研究方向为软件工程。