本文關鍵詞：軟件工程系統(tǒng)論研究初探，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

網友xxj16588近日為您收集整理了關于軟件工程系統(tǒng)論研究初探的文檔，希望對您的工作和學習有所幫助。以下是文檔介紹：軟件工程系統(tǒng)論研究初探引言以克服“軟件危機”為契機而提出的軟件工程自20世紀六七十年代創(chuàng)立以來,經過30多年的發(fā)展,已經形成為一門獨立的學科。軟件工程的發(fā)展面臨兩大問題:一是現有的理論研究成果與實踐相脫節(jié);二是軟件工程的發(fā)展趨勢要求在集成和發(fā)展現有的理論和方法的基礎上繼續(xù)深入研究其支撐理論體系,并建立新的理論基礎,從新的角度研究軟件工程的開發(fā)過程和方法。如果能把一般系統(tǒng)論和工程系統(tǒng)論的原理和方法應用到軟件工程學的研究中來,建立軟件工程系統(tǒng)論的科學體系、理論框架和方法論,無疑能促進上述兩大難題的解決。1工程系統(tǒng)論簡介20世紀90年代,我國科學家在一般系統(tǒng)論的約束和指導下創(chuàng)立了一門工程元科學—工程系統(tǒng)論。工程系統(tǒng)論是關于工程系統(tǒng)共同規(guī)律的理論,是一般系統(tǒng)論與工程實踐相結合的產物,它適用于所有領域的所有工程。嚴格意義上的“工程”是指以某組設想的目標為依據,應用有關的科學知識和技術手段通過一群人的有組織活動,將某些(某個)現有實體(自然的或人造的)轉化為具有預期使用價值的物質產品的過程。工程活動應包括9個基本要素,即用戶、目標、資源、行動者、方法與技術、過程、時間、活動、環(huán)境。除環(huán)境要素外的8個要素不僅存在于一個工程框架或邊界之內,而且還相互緊密地聯(lián)系和作用著,組成一個整體或全局。這個整體或全局我們就把它稱之為工程系統(tǒng)。工程系統(tǒng)論以各種各樣的工程系統(tǒng)為其研究目標,并力圖尋找和概括在所有工程系統(tǒng)中存在的共同規(guī)律。在系統(tǒng)科學的整個學科體系中,工程系統(tǒng)論是一門中間層次的學科。相對一般系統(tǒng)論,它和生物系統(tǒng)論、社會系統(tǒng)論是一門派生科學,即它的全部概念、原理和方法論都受一般系統(tǒng)論的約束;相對于作為特定工程領域(如航天工程、電子工程、信息工程等等)理論基礎的具體工程系統(tǒng)論,它則是一門工程元科學,即它是一門可以談論所有具體工程系統(tǒng)論學科的綜合學科。工程系統(tǒng)論的這種中間層次的學科性質,既使它為豐富和發(fā)展一般系統(tǒng)論提供著新的認識和結論,又使它為具體工程系統(tǒng)論的創(chuàng)立和發(fā)展開辟了廣闊的前景。這里的具體工程系統(tǒng)論就應該包含軟件工程系統(tǒng)論。工程系統(tǒng)論吸取了系統(tǒng)科學的思想,輔以自組織理論和系統(tǒng)辨證的思想,站在更高層次上對復雜、實用性的人工系統(tǒng)進行方法論指導。工程系統(tǒng)論有可能突破系統(tǒng)工程技術的局限性,從而在更加寬廣的時空跨度內控制人工系統(tǒng)的生成、發(fā)展與進化。由于工程系統(tǒng)論并沒有摒棄系統(tǒng)工程等學科中成功有效的技術方法、途徑和措施,而且增加了頂層的指導,所以這種更加普適性和更加宏觀的方法論體系應用于諸如軟件工程一類復雜人工系統(tǒng)具有勃勃生機和廣闊的應用前景。2開展軟件工程系統(tǒng)論的研究勢在必行軟件工程是指導計算機軟件開發(fā)與維護的工程學科。軟件工程的開發(fā)過程體現了軟件項目生命周期的系統(tǒng)性、階段性和復雜性。國外學者對軟件工程的研究自20世紀六、七十年代就開始了,研究的主線是軟件工程的基本原理和方法學,包括過程與模型、方法和技術、工具和環(huán)境、標準和規(guī)范等,陸續(xù)提出了許多著名的軟件開發(fā)方法,如結構化方法、形式化方法、面向對象方法、基于構件的方法、基于代理的方法、凈室方法、敏捷方法、人工智能方法等等。盡管這些方法存在著這樣那樣的問題,但無疑對軟件開發(fā)技術的進步和軟件工程的發(fā)展起到了重要的推動作用�，F代計算機的理論基礎是圖靈機模型和相應的馮-諾依曼體系結構。圖靈機的想法是把問題轉化為一步一步按規(guī)則執(zhí)行的機械求解過程,各種計算機語言也不過都是表現這種思想的某種形式語言。因此軟件開發(fā)的過程實質上就是程序員們對所求解問題域的形式化過程。程序員們先分析求解問題的特征,建立求解模型和基本算法,然后用某種程序設計語言進行描述,最后進行計算獲得結果。由于對馮-諾依曼計算機順序執(zhí)行的實現過程的認識和人們理解與表達過程間存在著巨大差異,加上程序員把目光都集中在如何實現、如何編程上,認識的偏頗和思維的慣性導致對軟件工程系統(tǒng)理解和認識不足。人們往往習慣于用非系統(tǒng)思維的方式來指導軟件工程設計和管理,造成一些非系統(tǒng)、非整體的設計結果。譬如,只注意軟件工程各個階段的流程和步驟,忽視了整個“工程系統(tǒng)”的特點;只注意局部階段和局部過程而忽視整體;強調程序模塊和過程的優(yōu)化設計,忽略了系統(tǒng)體系結構分析和全局優(yōu)化;在工程開發(fā)的各個階段缺乏有效的協(xié)調和良好的溝通,造成需求分析與系統(tǒng)架構、系統(tǒng)設計與代碼實現、軟件測試與軟件設計以及上游階段與下游階段等方面的許多矛盾;軟件本身的特點使其在工程開發(fā)過程中容易形成各自為戰(zhàn)、少有溝通的局面。尤其是大型軟件工程項目分工細、層次多、時間緊,更容易人為地把一個完整的系統(tǒng)分割成互不相關的若干個系統(tǒng),很難從總體上把握工程的系統(tǒng)性和整體性。國外學者較早地注意到系統(tǒng)工程方法在軟件工程中的應用。作為軟件工程領域早期的一流人物,Win2stonW.Royce博士在20世紀80年代早期首次引入了“軟件系統(tǒng)工程”一詞[5]。他們認為,缺乏系統(tǒng)工程方法的項目,很可能導致軟件不能在所選的硬件上運行,軟件不能與硬件和其他軟件系統(tǒng)集成,軟件不適于長期使用。在產品開發(fā)中,疏忽系統(tǒng)方面的工作,將會加劇長期沒有解決的軟件危機。美國學者MarkJ.Chris2tensen和RichardH.Thayer明確地提出了“軟件系統(tǒng)工程”一說。他們指出,“軟件系統(tǒng)工程像系統(tǒng)工程一樣,是一個技術和管理過程”�！败浖到y(tǒng)工程不是具體一項任務的描述—它是一個過程、一種理念,當在最高層實施軟件工程時,應采用這一過程和這一理念�！痹诜治鲕浖到y(tǒng)工程與軟件工程的關系時,他們進一步指出,“在軟件開發(fā)的初級階段,軟件系統(tǒng)工程功能負責軟件需求分析和體系結構設計。軟件系統(tǒng)工程還負責軟件系統(tǒng)的最終測試以及系統(tǒng)功能的發(fā)布”。顯然,他們把軟件系統(tǒng)工程視為軟件工程的一個子集和軟件工程過程的一部分。由于研究的角度和目標不一樣,他們提出的“軟件系統(tǒng)工程”與本文提出的“軟件工程系統(tǒng)”并不是一回事,但已經在一定程度上體現了系統(tǒng)論的思想。國內外還有眾多學者從事軟件工程開發(fā)方法的研究。例如,Wooldridget等提出了面向主體分析和設計的GAIA方法;monkads;高翔等人研究了應用角色模型的面向主體的軟件設計方法;張志軍等人提出了基于軟系統(tǒng)方法的開發(fā)技術;馮柵等發(fā)表了基于智能體系統(tǒng)的軟件工程方法等。上述方法都是從具體工程方法的角度來關注和研究軟件工程過程中面臨的一些問題。即使是美國學者談論的“軟件系統(tǒng)工程”概念,并沒有完全把系統(tǒng)論的思想和方法貫穿于軟件工程的全過程(只是部分階段),更沒有涉及工程系統(tǒng)的概念或應用工程系統(tǒng)論的思想來考察和研究軟件工程科學體系。從文獻資料檢索和互聯(lián)網搜索情況看,迄今為止,未發(fā)現國內外有把工程系統(tǒng)論應用到軟件工程的理論與方法研究的報道。網絡技術和開發(fā)工具的顯著進步帶來了軟件開發(fā)環(huán)境的極大改變,同時也影響到人們的時空觀念、軟件提供方式和生命周期的概念。程序設計方法已從面向數據流、面向數據結構和面向過程的方法進化到面向對象的程序設計方法,目前正在向面向角色的程序設計方法演進。角色技術的各部分各有側重且相互協(xié)調,強調以規(guī)范自然的方法分析描述即將開發(fā)的系統(tǒng),使開發(fā)人員和領域專

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