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　　軟件工程的課程，對(duì)于從事大中型的軟件開發(fā)是至關(guān)重要的一門課程。

　　《面向?qū)ο蠹夹g(shù)高級(jí)課程》深入、系統(tǒng)、完整地講解當(dāng)今主流的面向?qū)ο筌浖_發(fā)方法的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及重構(gòu)方法，深入講解UML語(yǔ)言的高級(jí)技術(shù)細(xì)節(jié)，以及近年來(lái)面向?qū)ο蠓椒ㄗ钚碌陌l(fā)展趨勢(shì)。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)主要內(nèi)容是面向面向?qū)ο筌浖_發(fā)的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。

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首先介紹下軟件工程的一些概念。

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一、理論基礎(chǔ)知識(shí)

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1、系統(tǒng)的概念

這個(gè)概念有不同的解讀。

相互作用的多元素的復(fù)合體 ---貝塔朗菲（系統(tǒng)論和理論生物學(xué)創(chuàng)始人）

• 多元性

• 相關(guān)性或相干性

• 整體性

相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體。---錢學(xué)森

• 由許多部分組成

• 部分之間存在著相互關(guān)聯(lián)、相互制約、相互作用

• 具有某種功能的整體，整體的功能性

整體大于部分之和 ---亞里士多德

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耗散系統(tǒng)

• 耗散系統(tǒng)是比利時(shí)皇家科學(xué)院院長(zhǎng)布魯塞爾學(xué)派領(lǐng)導(dǎo)人伊利亞·普里高津提出的，為此他獲得了1977年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

• 耗散系統(tǒng)就是指一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)（力學(xué)的、物理的、化學(xué)的、生物的、社會(huì)的等等）通過(guò)不斷地與外界交換物質(zhì)和能量，在外界條件的變化達(dá)到一定閾值時(shí)，就有可能從原有的混沌無(wú)序狀態(tài)過(guò)渡到一種在時(shí)間上、空間上或功能上有序的規(guī)范狀態(tài)，這樣的新結(jié)構(gòu)就是耗散結(jié)構(gòu)，或稱為耗散系統(tǒng)。

• 耗散系統(tǒng)具有真正意義上的時(shí)間單向性。時(shí)間變成了不可逆的矢量，單向流逝，一去不返。

• 我們生存的宇宙是一個(gè)我們現(xiàn)在能感知的最大的耗散系統(tǒng)。

• 軟件系統(tǒng)也是耗散系統(tǒng)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

• 靜態(tài)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)處于尚未運(yùn)行或者停止運(yùn)行狀態(tài)時(shí)各部分之間的基本聯(lián)接方式。

• 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)處于運(yùn)行過(guò)程中所體現(xiàn)出來(lái)的各部分之間的相互依存，相互支持，相互制約的關(guān)聯(lián)方式。

• 時(shí)間結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)組成部分依賴于時(shí)間流程所體現(xiàn)出來(lái)的關(guān)聯(lián)方式。

• 空間結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)組成部分依賴于空間的分布、排列或者配置所決定的關(guān)聯(lián)方式。

• 時(shí)空結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)組成部分既依賴于空間又依賴于時(shí)間的關(guān)聯(lián)方式。

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2、結(jié)構(gòu)的概念

結(jié)構(gòu)是一個(gè)由種種轉(zhuǎn)換規(guī)律組成的體系。---皮亞杰

這個(gè)轉(zhuǎn)換體系作為體系（相對(duì)于其各成分的性質(zhì)而言）含有一些規(guī)律。

正是由于有一套轉(zhuǎn)換規(guī)則的作用，轉(zhuǎn)換體系才能保持自己的守恒或使自己本身得到充實(shí)。

性質(zhì)：

• ? 整體性?

• 轉(zhuǎn)換性：一個(gè)元素可以轉(zhuǎn)換為另一個(gè)元素 ?

• 自身調(diào)整性：根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整

結(jié)構(gòu)廣泛地適用于數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、藝術(shù)等領(lǐng)域。

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3、模型與科學(xué)模型

? 模型在日常生活中我們經(jīng)常見到。模型在科學(xué)研究和工程中應(yīng)用的更加廣泛，所有的科學(xué)研究以及各種比較成熟的 工程領(lǐng)域，工程學(xué)領(lǐng)域，基本上都會(huì)出現(xiàn)很多的各種各樣的模型。

? 　　模型是一個(gè)人的一種對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種反應(yīng)， 因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界過(guò)于抽象，所以我們建立一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)指代物，它要比理解現(xiàn)實(shí)世界更加簡(jiǎn)單， 所以用它來(lái)代指現(xiàn)實(shí)世界的某一個(gè)事物， 這樣理解起來(lái)呢就非常容易。

　　模型對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界至關(guān)重要，編寫代碼用模型可以提高代碼的復(fù)用性、可拓展性，減少一些隱含的風(fēng)險(xiǎn)。

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　　人類知識(shí)分類：常識(shí)、經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)、神話故事（傳說(shuō)）、科學(xué)知識(shí)、哲學(xué)、藝術(shù)知識(shí)、宗教七類---卡爾波普爾

在現(xiàn)實(shí)世界，在認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界過(guò)程中建立的模型， 現(xiàn)實(shí)世界對(duì)于人來(lái)說(shuō)， 直接認(rèn)識(shí)過(guò)于復(fù)雜，人直接利用各種各樣的經(jīng)驗(yàn)，各種各樣的知識(shí)， 抽象簡(jiǎn)化成一些模型來(lái)進(jìn)行認(rèn)識(shí)。

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? 　　卡爾·波普爾最關(guān)鍵一個(gè)貢獻(xiàn)就是他把科學(xué)模型和其他的一些 知識(shí)做了一個(gè)非常明確的一個(gè)界定，他通過(guò) 三個(gè)性質(zhì)來(lái)講科學(xué)模型與其他的模型做了一個(gè)很好的切割。

這三個(gè)性質(zhì)分別是：

• 可解釋性：現(xiàn)象可以被理論解釋

• 可預(yù)言性：可以根據(jù)理論對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)言

• 可證偽性：可以被證明是正確的

這三個(gè)性質(zhì)可以是如果我們要認(rèn)定某一些知識(shí)是科學(xué)，這三個(gè)性質(zhì)可以說(shuō)是缺一不可。

?現(xiàn)代數(shù)學(xué)中數(shù)理邏輯的一個(gè)分支，恰恰是研究模型的，我們稱之為模型論。 它的模型論實(shí)際上恰恰是對(duì)一些復(fù)雜的 一些理論建立 一種比較容易理解的直觀的模型。

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4、工程模型

工程：（狹義）以某組設(shè)想的目標(biāo)為依據(jù)，應(yīng)用有關(guān)的科學(xué)知識(shí)和技術(shù)手段，通過(guò)一群人的有組織活動(dòng)將某個(gè)（或某些）現(xiàn)有實(shí)體（自然的或人造的）轉(zhuǎn)化為具有預(yù)期使用價(jià)值的人造產(chǎn)品的過(guò)程。

（廣義）一群人為達(dá)到某個(gè)目的，在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)進(jìn)行協(xié)作活動(dòng)的過(guò)程。

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工程師：實(shí)踐和研究工程學(xué)的人。工程師在構(gòu)造實(shí)物前，先構(gòu)建模型，之后向模型學(xué)習(xí)。

工程模型：

　　實(shí)際系統(tǒng)的簡(jiǎn)化表示，支持理解復(fù)雜問題或情況、針對(duì)某一問題或情況交流思想和驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。有用的工程模型必須具有抽象、可理解、可模擬（反映實(shí)際系統(tǒng)行為）、精確、預(yù)言、便宜和轉(zhuǎn)化（實(shí)現(xiàn)）。工程模型只能檢驗(yàn)，不能證明，當(dāng)前嘗試證明。被證偽，危害嚴(yán)重。

　　工程模型在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)之間存在語(yǔ)義鴻溝：構(gòu)造方法、技術(shù)和誤解。工程模型是雙刃劍。工程模型不能被證明，只能檢驗(yàn)。一旦模型出錯(cuò)危害嚴(yán)重。

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　　在一些比較成熟的工業(yè)中存在大量的模型，人們往往在 建造實(shí)體之前要建立各種各樣的工程模型，比如說(shuō)一個(gè)建筑領(lǐng)域的工程師要建一個(gè)橋梁，在一開始他要建立 一些數(shù)學(xué)的模型來(lái)計(jì)算，為了傳達(dá)他的這個(gè)橋梁的一些建設(shè)一些意圖和思想，它必須要畫一些圖紙。 來(lái)這個(gè)傳達(dá)自己的一些想法，因?yàn)橛辛藞D紙之后，就可以使成千上萬(wàn)的一些工程設(shè)計(jì)的一些人員， 可以協(xié)作的一些工作，傳遞準(zhǔn)確的信息。

　　建造模型的目的還是為了交流，第一個(gè)目的是為了 這個(gè)控制復(fù)雜性，第二個(gè)目的是為了交流，這個(gè) 第三個(gè)目的就是為了驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。 這個(gè)建立 這個(gè)模型實(shí)際上呢是從我們頭腦中的構(gòu)想， 和這個(gè)現(xiàn)實(shí)的未來(lái)的這個(gè)建造是實(shí)際的 工程系統(tǒng)中搭建了一個(gè)橋梁，使得我們 按照有計(jì)劃的有步驟的一步一步的逼近 這個(gè)未來(lái)的這個(gè)我們這個(gè)重要構(gòu)建的那個(gè) 宏圖。

有用的工程模型必須包含的特征

• 抽象

  強(qiáng)調(diào)重要的方面忽略無(wú)關(guān)的方面

• 可理解

  以一種對(duì)觀察者容易理解的方式表現(xiàn)

• 可模擬

  模仿其代表的事物的結(jié)構(gòu)與行為

• 精確

  忠實(shí)的反映被建模系統(tǒng)

• 預(yù)言

  可用來(lái)導(dǎo)出關(guān)于被建模系統(tǒng)的正確結(jié)論

• 便宜

  比被建模系統(tǒng)更便宜構(gòu)造及學(xué)習(xí)

• 轉(zhuǎn)化

  模型可以轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)事物

5、軟件模型

軟件模型

　　軟件模型是一種特殊的工程模型， 是在軟件工程領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)模型， 軟件模型基本上都是一些泡泡和箭頭， 這個(gè)相對(duì)于程序而言它們不會(huì) crash，也就是它們不會(huì)崩潰。

軟件模型的問題：與工程模型有很多相似的地方，但主觀性強(qiáng)、可模擬性不強(qiáng)、轉(zhuǎn)換為代碼需要經(jīng)歷多種模型的轉(zhuǎn)化。

模型：所研究系統(tǒng)、過(guò)程、事物或概念的一種表達(dá)形式，也可指根據(jù)實(shí)驗(yàn)、圖樣放大或縮小而制作的樣品。

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　　建模：為了某一認(rèn)知的目的，有效益地用某一事物替代另一事物。 允許我們 為了特定的目的來(lái)替代現(xiàn)實(shí)， 模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)的抽象，因?yàn)樗豢赡鼙硎?現(xiàn)實(shí)的所有的方面。 模型使得我們以一種簡(jiǎn)單的方式來(lái)認(rèn)識(shí)世界， 避免現(xiàn)實(shí)中的復(fù)雜、 危險(xiǎn)和不相關(guān)性。 但是呢，我們也由此不得不承受 由于這種簡(jiǎn)化而造成的一些風(fēng)險(xiǎn)。

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軟件開發(fā)復(fù)雜性：

• 需求難以精確描述、
• 開發(fā)過(guò)程需求經(jīng)常變化、
• 大量文本二義沖突、
• 難以發(fā)現(xiàn)大項(xiàng)目隱藏復(fù)雜性、
• 人類處理復(fù)雜現(xiàn)象能力有限、
• 難以評(píng)估預(yù)期執(zhí)行結(jié)構(gòu)能否滿足用戶期望
• 1+1+1>3.

軟件開發(fā)過(guò)程中模型支持理解、準(zhǔn)確交流及模擬或驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。

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軟件開發(fā)過(guò)程中模型的作用

模型的重要性

• 便于更好地理解我們正在開發(fā)的系統(tǒng)
• 可以模擬或者驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果，造成不必要的損失或者浪費(fèi)
• 便于工程中所涉及的人員之間的準(zhǔn)確、快速的信息傳遞。

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　　在軟件領(lǐng)域一個(gè)獨(dú)特的地方是所有的模型呢 實(shí)際上是主觀性非常強(qiáng)，依賴于建模者的 視角，建模者所持有的方法學(xué)，以及建模者個(gè)體 。即使對(duì)相同的事物，可以允許我們以不同的視角，不同的方法學(xué)去來(lái)看待 ，可以允許仁者見仁，智者見智。 即使對(duì)相同的事物存在有不同的模型 ，仍然可以采取一些比較寬容的態(tài)度來(lái)面對(duì)。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/Nicholas0707/p/9203766.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的编程学习笔记(第一篇)面向对象技术高级课程：绪论-软件开发方法的演化与最新趋势（1）...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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