计算机导论--第十讲

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1、计算机科学导论讲稿第十讲第十章软件工程一、软件工程的产生?软件的特点“软件”一词是20世纪60年代才出现的，它是指:计算机程序及其说明程序的各种文档。软件与硬件一起构成完整的计算机系统，它们是相互依存，缺一不可的。软件是一种特殊的产品，它具有以下独特的特性。软件是一种逻辑产品，它与物质产品有很大的区别。软件产品是看不见摸不着的，因而具有无形性，它是脑力劳动的结晶，它以程序和文档的形式出现，保存在计算机存储器和光盘介质上，通过计算机的执行才能体现它的功能和作用。软件产品的生产主要是研制，软件产品的成本主要体现在软件的开发和研制上，软件开发研制完

2、成后，通过复制就产生了大量软件产品。软件产品不存在磨损、消耗问题。软件产品生产的成本主要是脑力劳动，还未完全摆脱手工开发方式，大部分产品是“定做”的。软件费用不断增加，软件成本相当昂贵。软件的研制工作需要投入大量的、复杂的、高强度的脑力劳动，它的成本非常高。自从第一台计算机诞生以后，就开始了软件的生产，到现在为止，经过了三个阶段。即程序设计时代，程序系统时代，软件工程时代。1.程序设计时代（1964年~1956年）这个阶段的生产方式是个体手工劳动，使用的工具是机器语言,汇编语言。2.程序系统时代（1956年~1968年）这阶段的生产方式是作坊

3、的小集团合作生产，生产工具是高级语言，开发方法仍旧靠个人技巧，但开始提出结构化方法。3.软件工程时代（1968年至现在）这阶段的生产方式是工程化的生产，使用数据库、开发工具、开发环境、网络、分布式、面向对象技术来开发软件。软件危机软件设计往往只是为了一个特定的应用而在指定的计算机上设计和编制，采用密切依赖于计算机的机器代码或汇编语言，软件的规模比较小，文档资料通常也不存在，很少使用系统化的开发方法，设计软件往往等同于编制程序，基本上是个人设计、个人使用、个人操作、自给自足的私人化的软件生产方式。软件系统的规模越来越大，复杂程度越来越高，软件可

4、靠性问题也越来越突出。原来的个人设计、个人使用的方式不再能满足要求，迫切需要改变软件生产方式，提高软件生产率，软件危机开始爆发。现象　　早期出现的软件危机主要表现在：　　①软件开发费用和进度失控。②费用超支、进度拖延的情况屡屡发生。③生产出来的软件难以维护。　　　解决途径　　在软件开发过程中人们开始研制和使用软件工具，用以辅助进行软件项目管理与技术生产，人们还将软件生命周期各阶段使用的软件工具有机地集合成为一个整体，形成能够连续支持软件开发与维护全过程的集成化软件支援环境，以期从管理和技术两方面解决软件危机问题。-5-计算机科学导论讲稿　　此

5、外，人工智能与软件工程的结合成为80年代末期活跃的研究领域。基于程序变换、自动生成和可重用软件等软件新技术研究也已取得一定的进展，把程序设计自动化的进程向前推进一步。在软件工程理论的指导下，发达国家已经建立起较为完备的软件工业化生产体系，形成了强大的软件生产能力。软件标准化与可重用性得到了工业界的高度重视，在避免重用劳动，缓解软件危机方面起到了重要作用。　　软件危机的形成1.硬件生产率大幅提高如今，计算机的发展已进入一个新的历史阶段；硬件产品已系列化、标准化，"即插即用"。硬件产品的生产可以采用最高精尖的现代化工具和手段、自动成批生产。生产效

6、率几百万倍的提高。生产能力过剩。2.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4000万条指令假设1个人一年生产一万条有效指令，那么是否4000人生产一年，或400人生产10年就能完成任务呢？答案是否定的。一万条指令的复杂度决不仅仅是100条指令复杂度的100倍。3.软件生产率很低伴随计算机的普及，整个社会对计算机应用的需求越来越大。但软件的生产却还沿用"手工作坊"的生产方式，人工编程

7、生产。生产效率仅提高了几倍。生产能力极其低下。4.硬、软件供需失衡社会大量需求，生产成本高，生产过程控制复杂，生产效率低等等因素构成软件生产的恶性循环。5.矛盾引发"软件危机"由此产生"软件危机"。软件危机的具体体现1.软件开发进度难以预测拖延工期几个月甚至几年的现象并不罕见，这种现象降低了软件开发组织的信誉。以丹佛新国际机场为例:该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

8、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