【正文】 造成軟件危機的原因。1．軟件危機產(chǎn)生的原因軟件危機產(chǎn)生的原因與軟件的特點有關(guān)，也與軟件開發(fā)的方式、方法、技術(shù)以及軟件開發(fā)人員本身有關(guān)。此外，光計算機、化學(xué)計算機、生物計算機和量子計算機等新一代計算機的研制發(fā)展，必將給軟件工程技術(shù)帶來一場革命。4．第四代技術(shù)階段計算機系統(tǒng)發(fā)展的第四階段不再是單臺的計算機和計算機程序，而是面向計算機和軟件的綜合影響。為了維護軟件需要耗費大量的成本。1968年北大西洋公約組織（NATO）的計算機科學(xué)家在聯(lián)邦德國召開國際會議，討論軟件危機問題，正式提出了“軟件工程”（software engineering）的術(shù)語。軟件產(chǎn)品交付給用戶使用之后，為了糾正錯誤或適應(yīng)用戶需求的改變對軟件進行的修改，稱為軟件維護（software maintenance）。程序設(shè)計通常要注意如何節(jié)省存儲單元、提高運算速度，除了程序清單之外，沒有其他任何文檔資料。在此過程中，軟件危機產(chǎn)生并越來越嚴重，因而逐步形成了研究如何消除軟件危機，如何合理地開發(fā)和維護軟件的學(xué)科——軟件工程學(xué)。一開始只有程序的概念，后來才出現(xiàn)軟件的概念。 軟件工程；軟件工程是指導(dǎo)計算機軟件開發(fā)和維護的學(xué)科。概 述隨著計算機系統(tǒng)的發(fā)展，計算機的應(yīng)用日益廣泛，計算機軟件的開發(fā)、維護工作顯得越來越重要。軟件工程的目的是在規(guī)定的時間、規(guī)定的開發(fā)費用內(nèi)，開發(fā)出滿足用戶需要的、質(zhì)量合格的軟件產(chǎn)品。 軟件生命周期。當(dāng)軟件需求量大大增加后，人們把軟件視為產(chǎn)品，確定了軟件生產(chǎn)的各個階段必須完成的有關(guān)計算機程序的功能、設(shè)計和使用的文字或圖形資料，這些資料稱為“文檔”。1．程序設(shè)計階段20世紀40年代中期到20世紀60年代中期，電子計算機價格昂貴、運算速度低、存儲量小。2．“軟件=程序+文檔”階段20世紀60年代中期到20世紀70年代中期，集成電路計算機的運算速度和內(nèi)存容量大大提高。此時，由于在軟件開發(fā)過程中很少考慮到它們的維護問題，軟件維護的費用以驚人的速度增長，并且不能及時滿足用戶的需求，質(zhì)量也得不到保證。從此一門新的工程學(xué)科誕生了。美國當(dāng)時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，對計算機軟件的投資占計算機軟件、硬件總投資的70%，到1985年時軟件成本大約占總成本的90%。復(fù)雜的操作系統(tǒng)控制的強大的桌面系統(tǒng)，以及連接局域網(wǎng)和因特網(wǎng)、高帶寬的數(shù)字通信與先進的應(yīng)用軟件相互配合，產(chǎn)生了綜合的效果。 軟件危機軟件危機是指在計算機軟件開發(fā)和維護時所遇到的一系列問題。（1）軟件是計算機系統(tǒng)中的邏輯部件，軟件產(chǎn)品往往規(guī)模龐大，給軟件的開發(fā)和維護帶來客觀的困難。2．軟件危機主要表現(xiàn)形式（1）軟件發(fā)展速度跟不上硬件的發(fā)展和用戶的需求。因而，軟件開發(fā)成本和進度都與原先的估計相差太大，引起用戶不滿。軟件設(shè)計時不注意程序的可讀性，不重視程序的可維護性，程序中存在的錯誤很難改正。3．解決軟件危機的途徑目前，計算機的體系結(jié)構(gòu)在硬件上是馮管理方面大多為非數(shù)值計算問題，需要設(shè)計計算機軟件來進行處理，因而可能會使軟件變得復(fù)雜、龐大，從而導(dǎo)致軟件危機的產(chǎn)生。為了解決軟件危機，既要有技術(shù)措施（好的方法和工具），也要有組織管理措施。軟件文檔（software documentation）是以人們可讀的形式出現(xiàn)的技術(shù)數(shù)據(jù)和信息。 什么是軟件工程軟件工程是計算機科學(xué)中的一個重要分支。軟件工程的目標是實現(xiàn)軟件的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，軟件工程的目的是在規(guī)定的時間、規(guī)定的開發(fā)費用內(nèi)，開發(fā)出滿足用戶需求的、高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。以后，興起了結(jié)構(gòu)程序設(shè)計，人們采用結(jié)構(gòu)化的方法來編寫程序。之后，20世紀80年代廣泛應(yīng)用了面向?qū)ο笤O(shè)計方法。 方法：完成軟件開發(fā)任務(wù)的技術(shù)方法。 過程：規(guī)定了完成任務(wù)的工作階段、工作內(nèi)容、產(chǎn)品、驗收的步驟和完成準則。傳統(tǒng)方法把軟件開發(fā)工作劃分成若干個階段，每個階段相對獨立，也比較簡單，順序完成各階段的任務(wù)；每個階段的開始和結(jié)束都有嚴格的標準；每個階段結(jié)束時要進行嚴格的技術(shù)審查和管理復(fù)審。傳統(tǒng)方法可以再分為面向數(shù)據(jù)流設(shè)計方法和面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法?？梢杂孟铝蟹匠虂砀爬ǎ好嫦?qū)ο?=?對象?+?類?+?繼承?+?消息通信面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)是多次反復(fù)、迭代開發(fā)的過程。在實際工作中，軟件開發(fā)人員可以根據(jù)具體情況，選擇不同的軟件開發(fā)方法，也可將不同的方法結(jié)合起來，揚長避短，在提高軟件開發(fā)效率的同時，提高軟件的質(zhì)量。例如，需求分析工具用類生成需求說明；設(shè)計階段需要使用編輯程序、編譯程序、連接程序，有的軟件還能自動生成程序；在測試階段可使用排錯程序、跟蹤程序、靜態(tài)分析工具和監(jiān)視工具等；軟件維護階段用到版本管理、文檔分析工具等；軟件管理方面也有許多軟件工具。軟件開發(fā)方法提出了明確的工作步驟和標準的文檔格式，這是設(shè)計軟件工具的基礎(chǔ)，而軟件工具的實現(xiàn)又將促進軟件開發(fā)方法的推廣和發(fā)展。本書將在后續(xù)章節(jié)介紹一些常用的軟件開發(fā)方法、軟件工具及軟件開發(fā)環(huán)境。因而，CASE領(lǐng)域是一個應(yīng)用、集成和綜合的領(lǐng)域。軟件工程管理的目的是按預(yù)定的時間和費用，成功地生產(chǎn)軟件產(chǎn)品。從經(jīng)濟角度分析，開發(fā)一個軟件系統(tǒng)是否劃算，是軟件使用單位的負責(zé)人決定是否開發(fā)這個項目的主要依據(jù)，要從軟件開發(fā)成本、運行費用、經(jīng)濟效益等方面來估算整個系統(tǒng)的投資和回報情況。（2）人員組織軟件開發(fā)不是個體勞動，需要各類人員協(xié)同配合，共同完成工程任務(wù)，因而應(yīng)該有良好的組織、周密的管理。（4）軟件配置管理軟件工程各階段所產(chǎn)生的全部文檔和軟件本身構(gòu)成軟件配置。ISO 9000把軟件過程定義為：“把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和 活動”。軟件過程是軟件工程方法學(xué)的三個要素（方法、工具和過程）之一。（2）堅持進行階段評審。（6）開發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精。 軟件生命周期 軟件生命周期定義軟件生命周期（software life cycle）是從設(shè)計軟件產(chǎn)品開始到產(chǎn)品不能使用為止的時間周期。而一個人從參加工作開始就對國家與社會做貢獻，貢獻越大，人的價值也就越大。軟件生命周期有時與軟件開發(fā)周期作為同義詞使用。每一階段的工作都以前一階段的結(jié)果為依據(jù)，并作為下一階段的前提。開發(fā)單位的技術(shù)人員可根據(jù)所開發(fā)軟件的性質(zhì)、用途及規(guī)模等因素決定在軟件生命周期中增加或減少相應(yīng)的階段。 軟件生命周期劃分階段的原則軟件生命周期劃分階段的原則如下：（1）各階段的任務(wù)彼此間盡可能相對獨立。 軟件生命周期各階段的任務(wù)軟件生命周期一般由軟件計劃、軟件開發(fā)和軟件運行維護三個時期組成。軟件交付使用后在運行過程中需要不斷地進行維護，才能使軟件持久地滿足用戶的需要。（3）需求分析確定軟件系統(tǒng)應(yīng)具備的具體功能。詳細設(shè)計每個模塊，確定實現(xiàn)模塊所需要的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每次維護的要求及修改步驟都應(yīng)詳細準確地記錄下來，作為文檔保存。下面分別加以介紹。瀑布模型要求開發(fā)過程的每個階段結(jié)束時要進行復(fù)審，復(fù)審?fù)ㄟ^了才能進入下一階段，復(fù)審?fù)ú贿^則要進行修改或回到前面的階段進行返工。1．軟件生命周期的順序性順序性是指：只有前一階段工作完成以后，后一階段的工作才能開始；前一階段的輸出文檔，就是后一階段的輸入文檔。瀑布模型開發(fā)適合于在軟件需求比較明確，開發(fā)技術(shù)比較成熟，工程管理比較嚴格的場合下使用。3．保證質(zhì)量為了保證質(zhì)量，瀑布模型堅持兩個重要做法：（1）每個階段都要完成規(guī)定的文檔。當(dāng)用戶實際使用了目標系統(tǒng)以后，通過對系統(tǒng)的執(zhí)行、評價，使用戶明確對系統(tǒng)的需求。這相當(dāng)于工程上先制作“樣品”，試用后做適當(dāng)改進，然后再批量生產(chǎn)一樣。開發(fā)者一邊進行軟件開發(fā)，一邊讓用戶學(xué)習(xí)使用，若用戶發(fā)現(xiàn)軟件功能不符合自己的實際要求，可及時提出意見，開發(fā)者應(yīng)立即進行修改，如此反復(fù)進行，直到用戶滿意為止。根據(jù)建立原型的目的不同，實現(xiàn)原型的途徑也有所不同，通常有下述三種類型的原型。3．用于驗證設(shè)計方案的原型原型可作為新穎設(shè)計思想的實現(xiàn)工具，對于新的設(shè)計思想，開發(fā)部分軟件的原型，可提高風(fēng)險開發(fā)的安全系數(shù)，從而證實設(shè)計的可行性。根據(jù)需要，維護工作可能返回到需求分析、設(shè)計或編碼等不同的階段。增量模型把軟件產(chǎn)品作為一系列增量構(gòu)件來設(shè)計、編碼、集成和測試。增量開發(fā)和增量提交方式可以同時使用，也可以單獨使用。 增量模型另一種方式是，所有階段都采用增量模