軟件工程的歷史與發展趨勢

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論文摘要:軟件是一種特殊的產品,隨着其規模和複雜性的提高、使用範圍的擴大,需要從技術和管理兩方面對軟件的開發過程進行控制。從軟件工程這門學科和技術出現的背景出發,回顧了軟件工程在近40年來理論、方法和實踐中的成果。最後結合Internet技術和平臺的挑戰,初步討論了軟件工程需要面對的新挑戰。

軟件工程的歷史與發展趨勢

論文關鍵詞:軟件危機;構件;體系結構;軟件項目管理;中間件

1軟件工程的出現

1.1軟件危機
  20世紀中期,計算機剛被從軍用領域轉向民用領域使用,那時編寫程序的工作被視同爲藝術家的創作。當時的計算機硬件非常昂貴,編程人員追求的是如何在有限的處理器能力和存儲器空間約束下,編寫出執行速度快、體積小的程序。程序中充滿了各種各樣讓人迷惑的技巧。這時的軟件生產非常依賴於開發人員的聰明才智。
到了20世紀60年代,計算機的應用範圍得到較大擴展,對軟件系統的需求和軟件自身的複雜度急劇上升,傳統的開發方法無法適應用戶在質量、效率等方面對軟件的需求。這就是所謂的“軟件危機”。
  爲解決這個問題,1968年NATO會議上首次提出“軟件工程”(SotfwraeEngineeirng)的概念,提出把軟件開發從“藝術”和“個體行爲”向“工程”和“羣體協同工作”轉化。其基本思想是應用計算機科學理論和技術以及工程管理原則和方法,按照預算和進度,實現滿用戶要求的軟件產品的定義、開發、發佈和維護的工程。從此也誕生了一門新的學科——軟件工程。
  迄今爲之,爲了達到最初設定的目標,軟件工程界已經提出了一系列的理論、方法、語言和工具,解決了軟件開發過程中的若干問題。但是,由於軟件固有的複雜性、易變性和不可見性,軟件開發週期長、代價高和質量低的問題依然存在。IEEE在2002年發表的報告指出,即使是IT產業最發達的美國,在2001年美國本土公司開發的軟件產品中平均每1000行代碼中有0.37個錯誤,對於美國之外的其他國家,這個比例更高。

1.2軟件與其他產品的差異
  軟件是一種特殊的產品,人們通常看到的`是它的載體,而真正具有意義的是載體上的計算機或信息。
  軟件既不同於通常的精神產品,也不同於常見的物質產品。作家的作品是一種精神產品,它沒有使用價值卻可以供人閱讀欣賞。若把軟件也看成是一種作品,卻發現其價值在於供人們使用,無人喜歡讀它的源代碼。論文下載
  軟件也與傳統的工業產品不同。工業產品在設計好之後,主要的成本是原材料成本、生產過程的開銷等,但生產任何軟件的主要成本是設計、實現軟件時的成本,以及軟件投入使用後的維護成本,在生產線上製造軟件的成本非常低。用戶購買某種商品後,就擁有了該商品的所有權和使用權。可是用戶買來的軟件卻只擁有它的有限“使用權”。工業產品會隨着使用而磨損、報廢,但軟件在使用過程不會有任何磨損,在相同的硬件條件下用戶1年前使用的軟件和5年後使用該軟件無任何差別。傳統的工業產品在車間裏生產,生產過程可見、可觸摸,也容易衡量生產過程中的消耗和進展。可是軟件的開發過程在人的大腦裏,很難度量其進度。
  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變成看得見的“文檔”或者其他看得見的東西。

2軟件工程方法和技術

30多年來,軟件工程的研究和實踐取得了長足的進展,儘管目前離徹底解決“軟件危機”還有相當的差距(對是否能徹底解決目前也存在爭議),但軟件工程的方法對軟件產業的發展還是起到了很大的推動作用。從20世紀60年代以來,陸續出現了結構化程序設計技術、計算機輔助軟件工程(CASE)、面嚮對象語言和方法、軟件過程及軟件過程改善研究等一系列成果,並應用到實踐中。目前軟件工程中主要使用的方法和技術可以分成技術和管理兩類。

2.1技術的角度
  主要包括:軟件開發範型、軟件設計方法。軟件開發範型關注軟件工程的方向,即如何纔是正確的編寫滿足需求的軟件;軟件設計方法關注軟件工程的“途徑”,即研究怎樣完成從高層概念模型到低層概念模型的映射。
  軟件工程理論在實踐中應用時重點放在軟件複用上。參考目前成熟的工業產品的開發模式,軟件複用可以在軟件開發中避免重複勞動,它以已有的成果爲基礎,充分利用過去開發應用系統中積累的知識和經驗,將開發的重點集中於新應用的特有構成成分上。通過使用軟件複用技術,開發應用系統時可以充分利用已有的開發成果,消除軟件生命週期中的許多重複勞動,提高軟件開發的效率。同時,複用高質量的已有成果,可以避免重新開發時引入的錯誤,從而提高軟件質量。