淺析軟件工程

摘要：軟件工程專業是計算機領域發展最快的學科分支之一，軟件工程(Software Engineering，簡稱為SE)是一門研究用工程化方法構建和維護有效的、實用的和高質量的軟件的學科。這一學科包括許多的內容，具體來講有程序設計語言，數據庫，軟件開發工具，系統平臺，標準，設計模式等。當今社會，網絡化迅速發展，軟件的應用領域越來越廣。現在比較普遍的軟件有電子郵件，人機界面，辦公套件，操作系統，游戲等。目前，基本上每個行業都會某種程度的運用到計算機軟件。這些應用對于推動經濟和社會的發展起到了舉足輕重的作用，提高了工作效率，改善了人們的生活質量。

關鍵詞：軟件工程 計算機領域 程序設計 開發工具 設計模式 生命周期、軟件開發

1 概述

軟件工程是研究和應用如何以系統性的、規范化的、可定量的過程化方法去開發和維護軟件，以及如何把經過時間考驗而證明正確的管理技術和當前能夠得到的最好的技術方法結合起來的學科。這一學科包括許多的內容，具體來講有程序設計語言，數據庫，軟件開發工具，系統平臺，標準，設計模式等。當今社會，網絡化迅速發展，軟件的應用領域越來越廣?，F在比較普遍的軟件有電子郵件，人機界面，辦公套件，操作系統，游戲等。目前，基本上每個行業都會某種程度的運用到計算機軟件。這些應用對于推動經濟和社會的發展起到了舉足輕重的作用，提高了工作效率，改善了人們的生活質量。

我們究竟是將軟件的開發看成一門科學，還是將其看成是一門工程，關于這個問題已經討論了很長時間了。事實上，軟件的開發具備這兩者的特征。但是我們不能將二者混淆了。大多數人認為軟件工程基于計算機科學和信息科學就像是傳統意義上的工程學之于物理和化學。在世界各個國家，尤其是美國大約有40%的軟件工程師都有計算機科學的學位。他們可能不經常運用到計算機科學上的知識，但是會經常運用到軟件工程上的知識。許多應用都需要軟件工程，在軟件開發的許多程序中也需要軟件工程。軟件工程的主要作用就是指導軟件項目的方方面面。在軟件工程中，軟件開發與各種市場活動緊密相連。軟件工程的方法學認為程序員在開發軟件的時候是處在一個團隊中的，而且在編寫程序時要符合軟件的需求，設計，以及客戶的利益。

伴隨著開發技術的不斷進步，軟件開發過程也在不斷的改進。從早期的瀑布式(Waterfall)的開發模型直到最近開始興起的敏捷開發方法(Agile)，表現出來的是隨著時代的變化，軟件產業對于開發過程的認識也在不斷的變化，對于各種類型項目的理解方法也在發生著變化。在美國曾經有權威機構對軟件組織的績效做過評估，所得到結論是：軟件工程的專業分工不足，是造成品質低落、時程延誤、預算超支的最關鍵因素。2003年，The Standish Group年度報告指出，在他們調查的13522個專案中，有66％的軟件專案失敗、82％超出時程、48％推出時缺乏必需的功能，總計約550億美元浪費在不良的計劃、預算或軟件估算上。

2 軟件工程的需求分析

有一種觀點認為軟件工程是學習怎么做軟件的，對吧？我認為，這種觀點算對，但不是全對。得到一個軟件產品，自然是軟件工程的目的所在，但是軟件工程所包含的卻不僅僅是這些。就拿軟件業界比較常見的例子來給大家講一下，這個例子就是蓋房子，我們蓋房子，是不是就買塊地，然后準備好建材，就哐當哐當地開始建房子了呢？大家明白不是這樣，要建好一座房子，先要對土地進行測量勘察，確定可以在上面建房屋，之后還得先規劃出整個房子的藍圖來，接下來才是對根據藍圖開始建房子。建好房子后，還得經過一些檢測，比如甲醛有沒有超標啊，包工頭有沒有偷工減料啊，這些都合格之后才能交付使用。于是有人入住了，住久了，發現浴室漏水，那就得修補一下。再住久了，住了幾十年，房子舊得不成樣子了，這時候它的壽命也到了終點了。

軟件工程之所以叫軟件工程，就是因為它使用了工程學方法來幫助軟件開發，建筑也是一門工程學，所以它們之間是會有些共通之處的，不信？請看：首先，我們在對土地進行測量勘察的時候，是在確定它是否適宜建房子，在軟件工程上來講，這個術語叫“可行性分析”，可行性分析的任務就是確定開發這個軟件是否在技術上可以做到，在資金上有充足支持，在市場上能夠受歡迎，如果答案是肯定的，那么就可以繼續下一步的開發步驟。規劃出房子的藍圖，在軟件工程上被分為兩個過程：“需求分析”、“設計”。需求分析就是得到軟件需要做什么，需要實現什么功能。而設計就是告訴開發人員怎么實現這些功能。也就是規劃出軟件的一個藍圖，在“編碼”階段再對其進行實現，這就對應著建房的關鍵階段，就是按照藍圖蓋好房子啦。房子在入住前需要檢測是否合格，軟件在交付給用戶使用的時候自然也需要檢測是否合格，這個階段叫做“測試”。檢測合格了，那就可以交付給用戶使用，在市場上銷售。軟件不可能完美無缺，所以在使用過程中，一定會出現某些問題，這時候就要將問題提交給軟件開發人員，修復問題，這個階段就是軟件過程中的“維護”階段。過了一段時間，這段時間可能很長，也可能很短，這軟件已經不適應生產力的發展了，那么就可以正式宣告這軟件壽終正寢了，至此，軟件的生命周期才正式結束。

我們還要注意，軟件生命周期包括制定計劃、需求分析和定義、軟件設計、程序編碼、軟件測試、運行維護這六個階段，是指一個計算機軟件從功能確定、設計直到不再使用該軟件的全過程。

軟件工程，正是貫穿在一個軟件的整個生命周期中的。從開發某個軟件的計劃被提起或者立項，軟件工程就開始發揮著作用，用自己的一套方法體系，來指導軟件開發的整個過程。因此軟件工程不等于編程，編程只是軟件工程整個過程中的一個重要環節而已。據統計，在整個開發周期中，平均編碼這個過程只占了整個周期的大約30%的時間。

3 軟件工程原則

軟件工程學主要是用來對軟件開發和維護進行指導，是為了經濟地獲得能夠在實際機器上有效運行的可靠軟件而建立和使用的一系列完整的工程化原則。它充分的運用計算機科學、數學及管理科學等方面的知識，并借鑒傳統工程的原則、方法來完成開發軟件的任務，這樣就能夠最大限度的開發高質量的軟件，并且能夠減少成本。

Boehm是一位知名的軟件工程專家，在借鑒了許多的專家和學者的經驗之后，再加上自己在開發軟件方面的經驗，在1983年總結出了軟件工程的七條基本原理：

①用分階段的生存周期計劃嚴格管理；

②堅持進行階段評審；

③對產品嚴格把關；

④在技術上運用現代程序設計；

⑤結果能清楚地審查；

⑥開發小組的人員不要太多，但是這些人員要有真才實學；

⑦不斷對軟件工程實踐進行改進是很有必要的。

一般來說，一個軟件方法往往規定了明確的工作步驟、具體的描述方式以及確定的評價標準。軟件開發的基本方法包括結構化方法、面向對象方法等。

隨著軟件工程學的發展和軟件開發的實踐，軟件開發模型依次被提出：瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型、噴泉模型、形式化方法模型等。

目前，已經推出很多軟件開發工具，如需求分析階段的PSL/PSA系統；編碼階段的各種語言編譯工具、編輯程序、連接程序等，都是軟件編碼階段的軟件工具；測試階段的測試數據產生程序、動態分析程序、靜態分析程序等軟件自動測試工具；維護階段的版本控制系統等。從廣義上來講，軟件分析、設計階段的各種圖形工具，如數據流（DFD）等也可以稱為軟件開發工具。

從技術和管理上采取多項措施后，組織實施軟件工程的最終目的是保證項目成功，即達到以下幾個主要目標：

①使開發成本最少；

②達到預期的軟件功能；

③軟件性能更好；

④使軟件易于移植；

⑤最大限度降低維護費用；

⑥按時完成開發任務，及時交付使用。

4 結束語

軟件工程的方法的意義是非常廣泛的。具體來講包括項目管理，分析，設計，程序的編寫，測試和質量控制。有些人認為人們要認真遵守這些方法進行軟件開發，但是有些人還沒有足夠的能力實施這些方法。事實上，具體運用哪種方法開發軟件是受很多方面因素的限制的。

參考文獻：

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