基于复杂性的软件过程动态资源配置优化研究

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1、西北工业大学硕士学位论文基于复杂性的软件过程动态资源配置优化研究第一章绪论§1．1研究背景及童义软件开发是一个集科学、艺术和工程于一身的过程，涉及需求、分析与设计、实现、测试以及管理活动。除去像爿daAugustaByron(1816—1851)早期的程序设计工作外，自1946年世界上第一台电子计算机问世以来，软件的发展可以划分为四个阶段【l】：第一阶段是20世纪50年代初期至20世纪60年代初期的十余年，是计算机系统开发的初期阶段。第二阶段是20世纪60年代中期至20世纪70年代末期，引进了多用户、多道程序和人机交互

2、等新概念。第三阶段是20世纪70年代中期至20世纪80年代末期。在这一阶段，分布式系统、计算机网络、嵌入式计算机系统有了很大的发展。第四阶段是从20世纪80年代末期开始。在这个阶段，面向对象，专家系统，人工智能软件开始走向实际应用。在半个多世纪的发展过程中，软件的应用范围不断拓展，软件产品和软件技术也通过各种可能胞途径深刻地改变着人们的工作、生活方式以及社会经济产业结构。上世纪末期，发达国家已经认识到软件的重要性，正如《美国国家关键技术报告》所述，“软件本身对大多数其它国家关键技术起着必不可少的支撑作用”，“先进软件的

3、发展在新一代军事与商业系统的推广及可靠性方面越来越成为一项重要的制约因素”，软件已被视为一项国家关键技术成为各国的扶持重点和竞争战略要点12】。我国的软件产业起步于80年代初，在“六五”和“七五”期间，我国的软件产业得到了学术和行业范围内的基础性建设，“八五”计划正式列入建立软件产业基础的关键课题，在国家信息化战略指导下和转变经济增长方式的驱动下，软件产业成为国民经济和社会发展的基础性、战略性产业【3l，据信息产业部和国家统计局联合公布的{2002年我国软件产业发展公报》统计数据显示：2002年全国规模以上软件企业共4

4、700家，从业人员590，000人，截止2002年，软件产业连续8年保持25％以上的增长速度，但在这种快速增长的过程中，也暴露了一些潜在问题。尤其是随着所需要解决问题的复杂程度越来越大，软件系统的复杂度也呈现出一种指数级增长的趋势，与此同时，软件应用范围的不断深入和扩展，也导致99％的软件应用需求己不再是数值计算问题，而是难以精确描述且富于变化的非数值型应用问题，这对软件系统提出了移植性、可重用性、可扩展性、自主性、智能性、协作性、鲁棒性等诸多要求，于是导致软件的发展出现了成本剧增，进度失控、潜在风险层出不穷、可靠性和

5、质量难以保证等问题，这些问题一方面对传统软件技术提出质疑与挑-钱，另一方面也制约了软件产业的发展。西北工业大学硕士学位论文基于复杂性的软件过程动态资源配置优化研究20世纪60年代末至70年代初，“软件危机”一词在计算机界广为流传。事实上，“软件危机”几乎从计算机诞生的第一天起就出现了，1968年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国召开的国际学术会议(NATO会议)上，FritzBauer首次提出了“软件危机”(softwarecris括)这个概念，试图建立并使用正确的工程方法开发出成本低、可靠性好并能在机器上高效运

6、行的软件，从而解决或缓解软件危机141。事实上，许多重要的大型软件开发项目，如IBM0S／360和世界范围的军事命令控制系统(WWMCCS)，在耗费了大量的人力和财力之后，由于离预定目标相差甚远而不得不宣布失败ll】。软件危机集中表现在以下几点：进度拖后按年计、成本超支可多达一个数量级、可靠性不高、生产率低、交付的产品难于维护。来自StandishGroup的统计数据显示，美国1995年53％的软件项目在预算和进度两方面都超支和逾期50％以上。到1998年，情况有所改善，但仍然有33％的项目估算超限2l％一50％，18

7、％的项目超限51％～100％，1l％的项目超限101％,--200％。在软件危机产生时，工程技术已在很多领域实施并取得了显著的效果，计算机科学家通过研究软件自身的实际情况以及实际开发中出现的问题，决定把工程技术的思想引入软件开发领域，使软件开发走上工程学科的途径，至此，软件工程作为软件技术与工程技术相结合的产物登上了历史的舞台。面对着软件危机的诸多问题，世界各国的学术界与工程界的专家们展开讨论，并分别从管理学、计算机学、工程学等角度提出了侧重于各自学科背景的解决软件危机的方案。毫无疑问，软件过程是软件危机发生的载体，成

8、本、进度、生产率等诸多问题与软件过程存在密切关系，而软件过程是一项复杂的系统工程，牵涉到多方面的因素。因此，从系统工程的角度出发，来审视软件过程对于缓解软件危机具有重要意义。§1．2研究对象及目的IEEE将“过程”定义为“为实现给定目标所执行的一系列步骤”15J。过程的核心要素是活动，过程的执行依赖于资源，并且服从于一组约束，过程