目錄

一、概論

1. 軟件的基本概念

（1）什么是軟件

（2）軟件的發展

2. 軟件工程的基本概念

（1）軟件工程產生的歷史根源

（2）軟件工程的基本概念

（3）軟件工程的知識體系

?3. 軟件工程工具

二、軟件工程核心思想

1.?軟件工程的本質：不同抽象層次之間的映射與轉換

2.?軟件工程所關注的目標

3.?軟件開發中的多角色

4. 軟件工程 = 最佳實踐

5.?軟件工程的四個核心理論概念

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一、概論

1. 軟件的基本概念

（1）什么是軟件

軟件(Software)：一組對象或項目所形成的一個“配置”，由程序、文檔和數據等部分構成。 –程序(program)：可被計算機硬件理解并執行的一組指令，提供期望的功能和性能； –數據(data structure)：程序能正常操縱信息的數據結構； –文檔(document)：與程序開發、維護和使用有關的圖文材料 軟件的四大特征： 1.?復雜性(complexity)：軟件要解決的現實問題通常很復雜，數據、狀態、邏輯關系的可能組合導致了軟件本身的復雜性。軟件無法以“制造”的方式被生產，只能采用手工開發方式，這是一種人為、抽象化的智能活動(智力密集型)，與人的水平密切相關，人類思維的不確定性導致了開發過程的復雜性 2.?不可見性(invisibility)：尚未完成的軟件是看不見的，無法像產品一樣充分呈現其結構，使得人們在溝通上面臨極大的困難，難以精確的刻畫和度量 3. 易變性(changeability)：軟件所應用的環境由人群、法規、硬件設備、應用領域等因素匯集而成，而這些因素皆會頻繁快速的變化 4.?一致性(conformity)：各子系統的接口必須協同一致，而隨著時間和環境的演變，要維持這樣的一致性通常十分困難

（2）軟件的發展

1960-70年代：結構化方法——結構化程序設計方法、瀑布模型、螺旋模型等，好比建平房或用建平房的技術建造復雜建筑

1980：面向對象的方法——面向對象方法、面向對象模型及建模工具等，好比建高樓，可以更方便地構建復雜建筑

1990：構件化方法——軟構件方法、Web Services、軟件復用方法等，好比堆積木、造預制件等，可以批量地、快速地構建更為復雜的建筑

2000：面向服務的體系結構SOA方法——基于Internet與云計算的軟件開發方法

1950-1960年代：
軟件 = 程序(Program)
面向過程的軟件 = 算法(Algorithm) + 數據結構(Data Structure)

1970年代：
軟件 = 程序(Program) + 文檔(Document)
軟件 = 程序(Program) + 文檔(Document) + 數據(Data)

1980-1990年代：
面向對象的軟件 = 對象(Object) + 消息(Message)

1990年代-至今：
面向構件的軟件 = 構件(Component) + 框架(Framework)
面向服務的軟件 = 服務(Service) + 消息(Message) + 總線(Bus)

2. 軟件工程的基本概念

（1）軟件工程產生的歷史根源

軟件危機(Software Crisis)：計算機軟件的開發和維護過程所遇到的一系列嚴重問題；?

（2）軟件工程的基本概念

（3）軟件工程的知識體系

?3. 軟件工程工具

計算機輔助系統工程工具 - CASE
制圖、建模工具：Rational Rose / Microsoft Visio / StarUML
原型制作工具：Balsamiq Mockups / ExtJS / ?jQuery / EasyUI /墨刀
集成開發環境：Visual Studio.NET / Eclipse
數據庫設計工具：PowerDesigner / ERWin
代碼生成工具：Rational Rose（含）
項目管理工具 - Microsoft Project
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二、軟件工程核心思想

1.?軟件工程的本質：不同抽象層次之間的映射與轉換

任何軟件系統開發的共同本質在于：從現實空間的需求到計算機空間的軟件代碼之間的映射與轉換

單步映射與多步映射

軟件工程本質：用嚴格的規范和管理手段來縮小偏差，通過犧牲“時間”來提高“質量”

概念映射：問題空間的概念與解空間的模型化概念之間的映射?

業務邏輯映射：問題空間的處理邏輯與解空間處理邏輯之間的映射

為了實現以上兩個映射，軟件工程需要解決以下問題：
1. 需要設置哪些抽象層次——單步映射？多步映射？幾步？
2. 每一抽象層次的概念、術語與表達方式——公式？圖形？文字？
3. 相鄰的兩個抽象層次之間如何進行映射——需要遵循哪些途徑和原則？

需求分析：在一個抽象層上建立需求模型的活動，產生需求規約(Requirement Specification)，作為開發人員和客戶間合作的基礎，并作為以后開發階段的輸入

軟件設計：定義實現需求規約所需的系統內部結構與行為，包括軟件體系結構、數據結構、詳細的處理算法、用戶界面等，即所謂設計規約(Design Specification)，給出實現軟件需求的軟件解決方案

實現：由設計規約到代碼的轉換，以某種特定的編程語言，對設計規約中的每一個軟件功能進行編碼

驗證/確認：一種評估性活動，確定一個階段的產品是否達到前階段確立的需求(verification)，或者確認開發的軟件與需求是否一致 (validation)

現實空間的需求 →?需求規約?→ 設計規約?→?代碼

2.?軟件工程所關注的目標

產品：各個抽象層次的產出物
過程：在各個抽象層次之間進行映射與轉換
軟件工程具有“產品與過程二相性”的特點，必須把二者結合起來去考慮，而不能忽略其中任何一方

功能性需求(Functional Requirements)：軟件所實現的功能達到它的設計規范和滿足用戶需求的程度（功能1、功能2、…、功能n）
完備性：軟件能夠支持用戶所需求的全部功能的能力
正確性：軟件按照需求正確執行任務的能力，正確性描述軟件在需求范圍之內的行為
健壯性：在異常情況下，軟件能夠正常運行的能力，包括容錯能力和恢復能力。健壯性描述軟件在需求范圍之外的行為。
可靠性：在給定的時間和條件下，軟件能夠正常維持其工作而不發生故障的能力

非功能性需求(Non-Functional Requirements)：系統能夠完成所期望的工作的性能與質量
效率：軟件實現其功能所需要的計算機資源的大小，“時間-空間”
可用性：用戶使用軟件的容易程度，用戶容易使用和學習
可維護性：軟件適應“變化”的能力，系統很容易被修改從而適應新的需求或采用新的算法、數據結構的能力
可移植性：軟件不經修改或稍加修改就可以運行于不同軟硬件環境(CPU、OS和編譯器)的能力
清晰性：易讀、易理解，可以提高團隊開發效率，降低維護代價
安全性：在對合法用戶提供服務的同時，阻止未授權用戶的使用
兼容性：不同產品相互交換信息的能力
經濟性：開發成本、開發時間和對市場的適應能力
商業質量：上市時間、成本/受益、目標市場、與老系統的集成、生命周期長短等

不同類型的軟件對質量目標的要求各有側重：
實時系統：側重于可靠性、效率
生存周期較長的軟件：側重于可移植性、可維護性

3.?軟件開發中的多角色

客戶單位(Client，甲方)：
決策者(CXO)、終端用戶(End User)、系統管理員(Administrator)

軟件開發公司(Supplier，乙方)：
決策者(CXO)
軟件銷售與市場人員
咨詢師、需求分析師
軟件架構師、軟件設計師
開發人員：開發經理/項目經理、程序員
維護人員

（曾經的我還會負責地把右下角的東西P掉，現在的我只想要躺平擺爛）?

4. 軟件工程 = 最佳實踐

軟件系統的復雜性、動態性使得：高深的軟件理論在軟件開發中變得無用武之地。即使應用理論方法來解決，得到的結果也往往難以與現實保持一致

因此，軟件工程被看作一種實踐的藝術。做過越多的軟件項目，犯的錯誤就越少，積累的經驗越多，承接項目的成功率就越高。對新手來說，要通過多實踐、多犯錯來積累經驗，也要多吸收他人的失敗與教訓與成功的經驗。
在軟件工程師試圖解決“軟件危機”的過程中，總結出一系列日常使用的概念、原則、方法和開發工具。這些實踐經驗經過長期的驗證，已經被證明是更具組織性、更高效、更容易獲得成功。大部分的這些實踐都沒有理論基礎！

5.?軟件工程的四個核心理論概念

核心概念：概念和形式模型、抽象層次、大問題的復雜性：分治、復用、折中、一致性和完備性、效率、演化

分而治之

將復雜問題分解為若干可獨立解決的簡單子問題，并分別獨立求解，以降低復雜性。然后再將各子問題的解綜合起來，形成最初復雜問題的解

核心問題：如何的分解策略可以使得軟件更容易理解、開發和維護？

復用

在一個新系統中，大部分的內容是成熟的，只有小部分內容是全新的，構造新的軟件系統可以不必每次從零做起。復用已經成功使用的架構、框架、同類經驗的團隊，直接使用已有的軟構件，即可組裝成新的系統，復用已有的功能模塊，既可以提高開發效率，也可以改善新開發過程中帶來的質量問題。

折中

不同的需求之間往往存在矛盾與沖突，需要通過折中來作出的合理的取舍，找到使雙方均滿意的點

核心問題：如何調和矛盾（需求之間、人與人之間、供需雙方之間、…）

演化

軟件系統在其生命周期中面臨各種變化
核心問題：在設計軟件的初期，就要充分考慮到未來可能的變化，并采用恰當的設計決策，使軟件具有適應變化的能力
即：可修改性、可維護性、可擴展性

總結

以上是生活随笔為你收集整理的哈工大软件过程与工具复习1——第1-2讲 概论与核心思想的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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