软件工程

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5 分钟

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一、软件工程诞生的背景：软件危机

表现

• 许多软件项目的技术进步无法满足用户的进一步需求
• 许多软件项目超出预算和时间安排 $\Rightarrow$ 造成大量已有软件难以维护

原因

• 客观原因：软件本身特点，如软件规模和软件开发难度的增加
• 主观原因：不正确的开发方法

二、软件工程的出现

标志事件

• 1968年，北大西洋公约组织（NATO）的德国格密斯学术会议正式提出了“软件工程”这一概念，即：用工程化的方法来进行软件开发

软件工程化

定义

• 工程：有序化、可控制、可管理
  • 涉及的三要素：方法、技术、管理
• 四个核心步骤：计划、实施、反馈、优化

注意区分工程的三要素和软件工程的三要素

软件工程化的难度

1. 结构复杂
2. 目标难以定量
3. 演化性

三、软件工程的定义

软件工程目前没有统一、一致的定义

• Fritz Bauer（“软件工程”的概念提出者）：软件工程是建立和使用一套合理的工程原则，以便获得经济的软件，这种软件是可靠的，可以在实际机器上高效地运行
• IEEE：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. 对第一点所提到的方法的研究
• 计算机科学百科全书：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、降低成本为目的

四、软件工程的框架

• 一图示例：

软件工程的目标/目的

• 生产具有正确性、可用性以及开销合宜的产品
  • 正确性：产品实现相应功能规约的程度
  • 可用性：软件的基本结构、实现及其文档为用户可用的程度
  • 开销合宜：软件开发与运行的总代价满足用户要求的程度

软件生存周期

• 核心步骤：系统工程 $\Rightarrow$ 需求分析 $\Rightarrow$ 设计 $\Rightarrow$ 实现 $\Rightarrow$ 测试 $\Rightarrow$ 运行与维护
  • 系统工程：将基于计算机系统的功能、性能等要求分配到各系统元素中
  • 需求分析：确定软件的功能、性能、数据、界面等要求
  • 设计：概要设计和详细设计
  • 实现：用某种程序设计语言将设计的结果转换为可执行的代码程序
  • 测试：发现并纠正软件中的错误和缺陷
  • 运行与维护：在软件运行期间，对软件进行必要的修改

软件工程原则^[1]

• 围绕工程设计、工程支持和工程管理
  1. 要选用适宜的开发模型
  2. 采用合适的设计方法
  3. 提供高质量的工程支持
  4. 重视软件工程的管理

软件工程的核心三大要素

1. 方法
2. 工具
3. 过程

软件过程

定义

• 软件生存周期所涉及到的一系列相关过程
• 软件过程技术的目标：
  • 通过工程化、标准化和形式化的方法管理软件的开发过程，从而改变基于手工作坊的软件生产方式，实现大规模的软件生产

软件方法

定义

• 提供如何构造软件的技术
  1. 结构化开发方法
  2. 面向数据结构的开发方法
  3. 面向对象开发方法
  4. 基于构件的软件开发方法
  5. 敏捷软件开发

软件工具

定义

• 用来辅助计算机软件的开发、运行、维护、管理、支持过程中的活动或任务的软件
  • 称呼：计算机辅助软件工程（Computer Aided Software Engineering）简称CASE

分类

1. 开发过程工具
2. 维护过程工具
3. 管理过程工具
4. 应用类工具

• 具体一图示例：

贡献者

freeway348

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01996-OS

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1. 重点框架 ↩︎