【构建之法】第1章-概论

墨蓝 2024-04-18 22:55 92阅读 0赞

***本章重点：***

*  计算机科学的领域
 *  软件工程与计算机科学的关系
 *  软件的特性
 *  软件工程的定义与组成部分

# 1 软件 = 程序 + 软件工程 #

**程序 = 数据结构 + 算法**

一个复杂的软件不但要有合理的**软件架构（Software Architecture）**、**软件设计与实现（Software Design，Implementation and Debug）**，还要有各种文件和数据来描述各个程序文件之间的依赖关系、编译参数、链接参数，等等。这些都是软件**构建**的过程。

## 1.1 软件的生命周期（Software Life Cycle，SLC） ##

*  **源代码管理（Source Code Control）**：也叫\*\*\*配置管理（Software Configuration Management）\*\*\*，指对于不同版本源代码的管理和控制；
 *  **质量保障（Quality Assurance，QA）**：用一系列工具、流程和文档来保证程序的正确性，这些工具（也是软件）、流程应该达到很高的质量，才能保证开发出来的软件的质量；
 *  **软件测试（Test）**：指具体的验证过程；
 *  **需求分析（Requirement Analysis）**：对于来自客户等的需求进行分析，把合适的需求梳理出来，然后逐步展开后续工作；
 *  **程序理解（Program Comprehension）**：指软件团队人员读懂已有程序、了解程序设计的过程；
 *  **软件维护（Software Maintenance）**：也叫\*\*\*服务运行（Service Operation）\*\*\*，指软件运行过程中出现问题后，软件团队成员对其进行修复（如打补丁）的过程；

以上就是软件完整的生命周期，再这一周期中，需要有人负责**软件项目的管理（Project Management）**。

## 1.2 一个成功软件的要点 ##

*  **用户体验（User Experience）**：软件的好用与否；
 *  **国际化和本地化（Globalization & Localization）**：对于来自不同语言、不同地区的用户对界面和功能不同需求的处理；
 *  **商业模式**：需要由\*\*\*职业道德规范\*\*\*来约束IT人的行为；

***结论***：

*  软件 = 程序 + 软件工程
 *  软件企业 = 软件 + 商业模式

## 1.3 软件开发的不同阶段 ##

*  **玩具阶段**：写程序联系数据结构/算法，用心的语言尝试一下“Hello World”；
 *  **业余爱好阶段**：用JavaScript、ASP.NET、Ruby写写网站；
 *  **探索阶段**：钻研新技术，应用新技术在软件行业创新；
 *  **成熟的产业阶段**：银行软件系统，互联网搜索行业，电子商务系统、Windows操作系统。

# 2 软件工程是什么 #

*  **软件工程是把系统的、有序的、可量化的方法应用到软件的开发、运营和维护上的过程；**
 *  **软件工程包括下列领域**：软件需求分析、软件设计、软件构建、软件测试和软件维护；
 *  **软件工程和下列的学科相关**：计算机科学、计算机工程、管理学、数学、项目管理学、质量管理、软件人体工学、系统工程、工业设计和用户体验设计。

## 2.1 软件的特殊性 ##

***软件的分类***：

*  **系统软件**：操作系统、设备驱动程序、工具软件等；
 *  **应用软件**：用户使用它们来完成工作，从管理核电厂到写文章，或者是通信、游戏、浏览网页、播放视频等；
 *  **恶意软件**：软件病毒等。

***软件开发过程的难题***：

*  **复杂性（Complexity）**：软件可以说是人类创造的最复杂的系统类型，文件繁多、模块之间关系复杂；
 *  **不可见性（Invisibility）**：软件工程师能直接看见源代码，但源代码不是软件本身，工程师是无法看到自己的源代码是如何具体地在机器上被执行的；
 *  **易变性（Changeability）**：软件看上去很容易修改，修改软件比修改硬件容易多了。而正确地修改软件是一件很困难的事情；
 *  **服从性（Conformity）**：软件不能独立存在，它总是要运行在硬件上面，它要服从系统中其它组成部分的要求、用户的要求和行业系统的要求（例如银行利率的变化）；
 *  **非连续性（Discontinuity）**：连续性系统中增加输入，就能看到相应输出的增加，而软件中则往往很难看到这种情况。

## 2.2 软件工程与计算机科学的关系 ##

1）计算机科学与软件工程的不同侧重点：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>计算机科学</th> 
   <th>软件工程</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>发现和研究长期的、客观的真理</td> 
   <td>短期的实际结果（具体的软件会过时）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>理想化的</td> 
   <td>对各种因素的折衷</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>确定性，完美，通用性</td> 
   <td>对不确定性和风险的管理，足够好，具体的应用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>各个学科独立深入研究，做出成果</td> 
   <td>关注和应用各个相关学科的知识，解决问题</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>理论的统一</td> 
   <td>百花齐放的实践方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>强调原创性</td> 
   <td>最好的、成熟的实践方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>形式化，追求简明的公式</td> 
   <td>在实践中建立起来的灵感和直觉</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>正确性</td> 
   <td>可靠性</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2）“工程”与“科学”的其它区别体现：

*  哲学家的宗旨：我思，故我在
 *  科学家的宗旨：我发现，故我在
 *  工程师的宗旨：我构建，故我在

3）不同项目的特点：

*  Build To Learn：目的是做进一步的试验，试图发现客观规律或探求某方法的优劣。这些项目经常是科研论文的基础工作；
 *  Build To Show：为了突出地展现某个技术的作用，开发一些以演示为目的的软件，这些项目很吸引眼球，经常获得新闻报道，但是功能未必全面或实用；
 *  Build To Serve：为了服务一定范围的目标用户而构建的工具等，如SDK；
 *  Build To Win：以在市场上赢得用户为目标而构建的软件。

## 2.3 软件工程的知识领域 ##

根据IEEE在2014年发布的SWEBOK V3.0（Software Engineering Body of Knowledge），提到了软件工程中以下15个知识领域（Knowledge Area，KA）：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>知识领域</th> 
   <th>理论基础</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>生命周期</td> 
   <td>软件需求、软件设计、软件构建、软件测试、软件维护</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>专门领域</td> 
   <td>软件配置管理、软件工程管理、软件工程过程、软件工程模型和方法、软件质量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>理论基础</td> 
   <td>计算基础、数学基础、工程基础</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2.4 软件工程的目标 – 创造“足够好”的软件 ##

*  **用户满意度**：用户体验好；
 *  **可靠性**：软件不会出现崩溃、导致死机等问题；
 *  **软件流程的质量**：开发流程规范，团队成员互相协作高效进行；
 *  **可维护性**：代码可读性高，有足够的、详细的文档等。

本书（《构建之法-现代软件工程》）的目标是，让读者通过理论学习和具体项目的练习，做到下面三点：

*  研发出符合用户需求的软件；
 *  通过一定的软件流程，在预计的时间内发布“足够好”的软件；
 *  能证明所开发的软件是可以维护和继续发展的。

# 3 参考 #

\[1\]邹欣. 构建之法:现代软件工程（第三版）\[M\]. 人民邮电出版社.