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航空航天学院——洪涛 软件工程基础 软件工程基础 第1章 软件工程概述 软件工程( Software Engineering, SE)概念是在20世纪60年代末期提出的。这一概念的提出,目的是倡导以工程的原理、原则和方法进行软件开发,用于解决当时出现的“软件危机”。 主旨是以工程化的思想进行软件开发,从而生产高质量和高效率的软件。也即是说,软件工程研究的基础就是软件。 1.1 关于软件 1.1.1 软件及其特性 软件是一系列程序、数据及其相关文档的集合。 程序是按照特定顺序组织的指令的集合; 数据是程序操作的对象; 文档是与程序的开发、维护和使用有关的图文资料。 计算机软件的核心是程序。 软件具有下列几个特征: 复杂性 一致性(软、硬件) 磨损和老化 易变性 移植性(计算机系统) 高成本 1.1.2软件的演化 自从20世纪40年代产生了世界第1台计算机后,软件的演化大致经历了以下4个阶段: 第1阶段(程序设计阶段):从1946年到20世纪60年代初,计算机软件发展的初期,其主要特征是程序生产方式为个体手工方式。 第2阶段(程序系统阶段):从20世纪60年代初到70年代初,软件工程学科诞生。软件的开发方式由个体生产发展成为小组生产。 第3阶段(软件工程阶段):从20世纪70年代中期至80年代中期,软件工程师把工程化的思想加入到软件的开发过程中,用工程化的原则、方法和标准开发和维护软件。 第4阶段(面向对象阶段):从20世纪80年代中期至今,面向对象的方法学受到人们的重视,从而促进了软件业的飞速发展,软件产业在世界经济中已经占有举足轻重的地位。 软件演化过程的各个阶段有不同的特征,在这些阶段中,软件工作的范围从只考虑程序的编写扩展到涉及整个软件生存周期。 随着计算机的普及,程序的稳健性和易读性受到广泛的关注,于是,程序从按个人意图创造的“艺术品”转变成能被广大用户接受的工程化产品。由于外部环境和用户需求不断变化,以及软件开发技术不断发展,注定了软件系统只有不断地演化才能适应用户新的需求。 从整个系统的角度看,开发软件系统的目的是为了满足用户的需求,提高生产力。因此,软件的需求仍是软件发展的动力。 进入软件工程阶段以后,软件的开发具有社会属性,软件要在市场中流通以满足更多用户的需要。 1.1.3软件危机 在软件技术发展的第2阶段,随着计算机硬件技术的不断进步,人们要求软件能与之相适应。然而,软件技术的进步一直未能满足形势发展所提出的要求。致使问题积累起来,形成了日益尖锐的矛盾,这就导致了软件危机。 1968年,北大西洋公约组织的计算机科学家在前联邦德国召开的国际学术会议上第一次提出了软件危机这个名词,即指落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求,从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。 1)软件危机的表现形式: 软件开发费用和进度失控。 软件的可靠性差。 生产出来的软件难以维护。 2)软件危机产生的原因 用户需求不明确。 缺乏正确的理论指导,缺乏有力的方法学和工具方面的支持。软件开发产品个性化的加剧,也是发生软件开发危机的一个重要原因。 软件开发规模越来越大。 软件开发复杂度越来越高。 案例 1.1 软件生产随规模增大复杂度增大 以美国宇航局的软件系统为例: 1963年 水星计划系统 200万条指令 1967年 双子星座计划系统 400万条指令 1973年阿波罗计划系统 1000万条指令 1979年哥伦比亚航天飞机系统 4000万条指令 案例1.2 丹佛新国际机场 机场规模是曼哈顿机场的两倍,宽为希思机场的10倍,可以全天侯同时起降三架喷气式客机; 投资1.93亿美元建立了一个地下行李传送系统,总长21英里,有4,000台遥控车,可按不同线路在20家不同的航空公司柜台、登机门和行李领取处之间发送和传递行李; 支持该系统的是5,000个电子眼、400台无线电接受机、56台条形码扫描仪和100台计算机。 按原定计划要在1993年万圣节前启用,但一直到1994年6月,机场的计划者还无法预测行李系统何时能达到开放的稳定程度。 案例1.3 伦敦救护服务系统 伦敦救护服务系统覆盖伦敦市区600平方千米的地域和大约680万的救护人口,成为世界上最大的救护服务中心。该服务中心拥有318辆事故与应急救护车和445病人运输救护车,一个摩托车接应团队和一架直升机。中心的工作人员达到274

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