吉林成人高考-北华大学继续教育学院-软件工程专业

软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效、实用和高质量的软件的学科。软件工程专业是2002年国家教育部新增专业，随着计算机应用领域的不断扩大及中国经济建设的不断发展，软件工程专业将成为一个新的热门专业。该专业以计算机科学与技术学科为基础，培养能够从事软件开发、测试、维护和软件项目管理的高级专门人才，同时，各个行业几乎都有计算机软件的应用，如工业、农业、银行、航空、政府部门等，这些应用促进了经济和社会的发展，也提高了工作和生活效率。

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1基本简介

定义：

软件工程一直以来都缺乏一个统一的定义，很多学者、组织机构都分别给出了自己的定义：

BarryBoehm：运用现代科学技术知识来设计并构造计算机程序及为开发、运行和维护这些程序所必需的相关文件资料。

IEEE：在软件工程术语汇编中的定义：软件工程是：1.将系统化的、严格约束的、可量化的方法应用于软件的开发、运行和维护，即将工程化应用于软件；2.在1中所述方法的研究

FritzBauer：在NATO会议上给出的定义：建立并使用完善的工程化原则，以较经济的手段获得能在实际机器上有效运行的可靠软件的一系列方法。

《计算机科学技术百科全书》：软件工程是应用计算机科学、数学、逻辑学及管理科学等原理，开发软件的工程。软件工程借鉴传统工程的原则、方法，以提高质量、降低成本和改进算法。其中，计算机科学、数学用于构建模型与算法，工程科学用于制定规范、设计范型(paradigm)、评估成本及确定权衡，管理科学用于计划、资源、质量、成本等管理。

比较认可的一种定义认为：软件工程是研究和应用如何以系统性的、规范化的、可定量的过程化方法去开发和维护软件，以及如何把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来。

ISO 9000对软件工程过程的定义是：软件工程过程是输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。

内涵：

一、软件工程过程是指为获得软件产品，在软件工具的支持下由软件工程师完成的一系列软件工程活动，包括以下四个方面：

1、P（Plan）——软件规格说明。规定软件的功能及其运行时的限制。

2、D（DO）——软件开发。开发出满足规格说明的软件。

3、C（Check）——软件确认。确认开发的软件能够满足用户的需求。#p#分页标题#e#

4、A（Action）——软件演进。软件在运行过程中不断改进以满足客户新的需求。

二、从软件开发的观点看，它就是使用适当的资源（包括人员，软硬件资源，时间等），为开发软件进行的一组开发活动，在活动结束时输入（即用户的需求）转化为输出（最终符合用户需求的软件产品）。

三个阶段：定义阶段：可行性研究初步项目计划、需求分析；开发阶段：概要设计、详细设计、实现、测试；运行和维护阶段：运行、维护、废弃

原则：1、抽象；2、信息隐蔽；3、模块化；4、局部化；5、确定性；6，一致性；7、完备性；8、可验证性

2发展过程

软件是由计算机程序和程序设计的概念发展演化而来的，是在程序和程序设计发展到一定规模并且逐步商品化的过程中形成的。软件开发经历了程序设计阶段、软件设计阶段和软件工程阶段的演变过程。

程序设计阶段

程序设计阶段出现在1946年～1955年。此阶段的特点是：尚无软件的概念，程序设计主要围绕硬件进行开发，规模很小，工具简单，无明确分工（开发者和用户），程序设计追求节省空间和编程技巧，无文档资料（除程序清单外），主要用于科学计算。

软件设计阶段

软件设计阶段出现在1956年～1970年。此阶段的特点是：硬件环境相对稳定，出现了“软件作坊”的开发组织形式。开始广泛使用产品软件（可购买），从而建立了软件的概念。随着计算机技术的发展和计算机应用的日益普及，软件系统的规模越来越庞大，高级编程语言层出不穷，应用领域不断拓宽，开发者和用户有了明确的分工，社会对软件的需求量剧增。但软件开发技术没有重大突破，软件产品的质量不高，生产效率低下，从而导致了“软件危机”的产生。

软件工程阶段

自1970年起，软件开发进入了软件工程阶段。由于“软件危机”的产生，迫使人们不得不研究、改变软件开发的技术手段和管理方法。从此软件产生进入了软件工程时代。此阶段的特定是：硬件已向巨型化、微型化、网络化和智能化四个方向发展，数据库技术已成熟并广泛应用，第三代、第四代语言出现；第一代软件技术：结构化程序设计在数值计算领域取得优异成绩；第二代软件技术：软件测试技术、方法、原理用于软件生产过程；第三代软件技术：处理需求定义技术用于软件需求分析和描述。

3目标相关

软件工程的目标是：在给定成本、进度的前提下，开发出具有适用性、有效性、可修改性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可移植性、可追踪性、可互操作性和满足用户需求的软件产品。追求这些目标有助于提高软件产品的质量和开发效率，减少维护的困难。

（1）适用性：软件在不同的系统约束条件下，使用户需求得到满足的难易程度。

（2）有效性：软件系统能最有效的利用计算机的时间和空间资源。各种软件无不把系统的时/空开销作为衡量软件质量的一项重要技术指标。很多场合，在追求时间有效性和空间有效性时会发生矛盾，这时不得不牺牲时间有效性换取空间有效性或牺牲空间有效性换取时间有效性。时/空折衷是经常采用的技巧。

（3）可修改性：允许对系统进行修改而不增加原系统的复杂性。它支持软件的调试和维护，是一个难以达到的目标。

（4）可靠性：能防止因概念、设计和结构等方面的不完善造成的软件系统失效，具有挽回因操作不当造成软件系统失效的能力。#p#分页标题#e#

（5）可理解性：系统具有清晰的结构，能直接反映问题的需求。可理解性有助于控制系统软件复杂性，并支持软件的维护、移植或重用。

（6）可维护性：软件交付使用后，能够对它进行修改，以改正潜伏的错误，改进性能和其它属性，使软件产品适应环境的变化等。软件维护费用在软件开发费用中占有很大的比重。可维护性是软件工程中一项十分重要的目标。

（7）可重用性：把概念或功能相对独立的一个或一组相关模块定义为一个软部件。可组装在系统的任何位置，降低工作量。

（8）可移植性：软件从一个计算机系统或环境搬到另一个计算机系统或环境的难易程度。

（9）可追踪性：根据软件需求对软件设计、程序进行正向追踪，或根据软件设计、程序对软件需求的逆向追踪的能力。

（10）可互操作性：多个软件元素相互通信并协同完成任务的能力。

4开发信息

过程

生产一个最终能满足需求且达到工程目标的软件产品所需要的步骤。软件工程过程主要包括开发过程、运作过程、维护过程。它们覆盖了需求、设计、实现、确认以及维护等活动。需求活动包括问题分析和需求分析。问题分析获取需求定义，又称软件需求规约。需求分析生成功能规约。设计活动一般包括概要设计和详细设计。概要设计建立整个软件系统结构，包括子系统、模块以及相关层次的说明、每一模块的接口定义。详细设计产生程序员可用的模块说明，包括每一模块中数据结构说明及加工描述。实现活动把设计结果转换为可执行的程序代码。确认活动贯穿于整个开发过程，实现完成后的确认，保证最终产品满足用户的要求。维护活动包括使用过程中的扩充、修改与完善。伴随以上过程，还有管理过程、支持过程、培训过程等

原则

软件工程的原则是指围绕工程设计、工程支持以及工程管理在软件开发过程中必须遵循的原则。

软件工程的原则有以下四项

软件工程师

基本原则：

选取适宜开发范型

该原则与系统设计有关。在系统设计中，软件需求、硬件需求以及其他因素之间是相互制约、相互影响的，经常需要权衡。因此，必须认识需求定义的易变性，采用适宜的开发范型予以控制，以保证软件产品满足用户的要求。

采用合适的设计方法

在软件设计中，通常要考虑软件的模块化、抽象与信息隐蔽、局部化、一致性以及适应性等特征。合适的设计方法有助于这些特征的实现，以达到软件工程的目标。

提供高质量的工程支持

“工欲善其事，必先利其器”。

在软件工程中，软件工具与环境对软件过程的支持颇为重要。软件工程项目的质量与开销直接取决于对软件工程所提供的支撑质量和效用。

重视开发过程的管理

软件工程的管理，直接影响可用资源的有效利用，生产满足目标的软件产品，提高软件组织的生产能力等问题。因此，仅当软件过程得以有效管理时，才能实现有效的软件工程。

这一软件工程框架告诉我们，软件工程的目标是可用性、正确性和合算性；实施一个软件工程要选取适宜的开发范型，要采用合适的设计方法，要提供高质量的工程支撑，要实行开发过程的有效管理；软件工程活动主要包括需求、设计、实现、确认和支持等活动，每一活动可根据特定的软件工程，采用合适的开发范型、设计方法、支持过程以及过程管理。根据软件工程这一框架，软件工程学科的研究内容主要包括：软件开发范型、软件开发方法、软件过程、软件工具、软件开发环境、计算机辅助软件工程(CASE) 及软件经济学等。#p#分页标题#e#

方法

国外大的软件公司和机构一直在研究软件开发方法这个概念性的东西，而且也提出了很多实际的开发方法，比如：生命周期法、原型化方法、面向对象方法等等。下面介绍几种流行的开发方法：

结构化方法

结构化开发方法是由E.Yourdon 和 L.L.Constantine 提出的，即所谓的SASD 方 法， 也可称为面向功能的软件开发方法或面向数据流的软件开发方法。

Yourdon方法是80年代 使用最广泛的软件开发方法。它首先用结构化分析（SA）对软件进行需求分析，然后用结构化设计（SD）方法进行总体设计，最后是结构化编程（SP）。它给出了两类典型的软件结构（变换型和事务型）使软件开发的成功率大大提高。

面向数据结构的软件开发方法

Jackson方法是最典型的面向数据结构的软件开发方法，Jackson方法把问题分解为可由三种基本结构形式表示的各部分的层次结构。三种基本的结构形式就是顺序、选择和重复。三种数据结构可以进行组合，形成复杂的结构体系。这一方法从目标系统的输入、输出数据结构入手，导出程序框架结构，再补充其它细节，就可得到完整的程序结构图。这一方法对输入、输出数据结构明确的中小型系统特别有效，如商业应用中的文件表格处理。该方法也可与其它方法结合，用于模块的详细设计。

面向问题的分析法

PAM（Problem Analysis Method）是80年代末由日立公司提出的一种软件开发方法。 它的基本思想是考虑到输入、输出数据结构，指导系统的分解，在系统分析指导下逐步综 合。这一方法的具体步骤是：从输入、输出数据结构导出基本处理框；分析这些处理框之间的先后关系；按先后关系逐步综合处理框，直到画出整个系统的PAD图。这一方法本质上是综合的自底向上的方法，但在逐步综合之前已进行了有目的的分解，这个目的就是充分考虑系统的输入、输出数据结构。PAM方法的另一个优点是使用PAD图。这是一种二维树形结构图，是到目前为止最好的详细设计表示方法之一。当然由于在输入、输出数据结构与整个系统之间同样存在着鸿沟，这一方法仍只适用于中小型问题。

原型化方法

产生原型化方法的原因很多，主要随着我们系统开发经验的增多，我们也发

软件工程需求分析

现并非所有的需求都能够预先定义而且反复修改是不可避免的。当然能够采用原型化方法是因为开发工具的快速发展，比如用VB，DELPHI等工具我们可以迅速的开发出一个可以让用户看的见、摸的着的系统框架，这样，对于计算机不是很熟悉的用户就可以根据这个样板提出自己的需求。

5研究领域

软件工程与应用 Software Engineering and Applications 是一本关注计算机领域最新进展的国际中文期刊，由汉斯出版社发行。本刊支持思想创新、学术创新，倡导科学，繁荣学术，集学术性、思想性为一体，旨在为了给世界范围内的科学家、学者、科研人员提供一个传播、分享和讨论计算机领域内不同方向问题与发展的交流平台。

研究领域：

软件工程研究

软件架构

软件设计方法

软件领域建模

软件工程决策支持

软件工程教育

软件测试技术

自动化的软件设计和合成

基于组件的软件工程

计算机支持的协同工作

编程语言和软件工程

计算机网络

信息与通信安全

计算机图形学与人机交互

多媒体技术应用#p#分页标题#e#

人工智能与识别

嵌入式软件与应用

自动控制

分布式计算与网格计算

云计算技术

存储技术

数据库技术研究

计算机辅助设计与应用技术

6体系结构

软件体系结构表示了一个软件系统的高层结构，主要特点有：
1）软件系统结构是一个高层次上的抽象，它并不涉及具体的系统结构（比如B/S还是C/S），也不关心具体的实现。
2）软件体系结构必须支持系统所要求的功能，在设计软件体系结构的时候，必须考虑系统的动态行为。
3）在设计软件体系结构的时候，必须考虑有现有系统的兼容性、安全性和可靠性。同时还要考虑系统以后的扩展性和伸缩性。所以有时候必须在多个不同方向的目标中进行决策。

当前已经有一些关于规范化软件体系结构，比如：ISO的开放系统互联模型、X Window系统等等。软件系统的结构通常被定义为两个部分：一个是计算部件。另一个就是部件之间的交互。如果把软件系统看成一幅图的话，计算部件就是其中的节点，而部件之间的交互就是节点之间的弧线。部件之间的连接可以被认为是一种连接器，比如过程调用、事件广播、数据库查询等等。正确的体系结构设计是软件系统成功的关键。

7软件需求

软件需求包括 3 个不同的层次――业务需求、用户需求和功能需求。

除此之外，每个系统还有各种非功能需求。

业务需求（Business requirement）表示组织或客户高层次的目标。业务需求通常来自项目投资人、购买产品的客户、实际用户的管理者、市场营销部门或产品策划部门。业务需求描述了组织为什么要开发一个系统，即组织希望达到的目标。使用前景和范围（ vision and scope ）文档来记录业务需求，这份文档有时也被称作项目轮廓图或市场需求（ project charter 或 market requirement ）文档。

用户需求（user requirement）描述的是用户的目标，或用户要求系统必须能完成的任务。用例、场景描述和事件――响应表都是表达用户需求的有效途径。也就是说用户需求描述了用户能使用系统来做些什么。

功能需求（functional requirement）规定开发人员必须在产品中实现的软件功能，用户利用这些功能来完成任务，满足业务需求。功能需求有时也被称作行为需求（ behavioral requirement ），因为习惯上总是用“应该”对其进行描述：“系统应该发送电子邮件来通知用户已接受其预定”。功能需求描述是开发人员需要实现什么。

系统需求（system requirement）用于描述包含多个子系统的产品（即系统）的顶级需求。系统可以只包含软件系统，也可以既包含软件又包含硬件子系统。人也可以是系统的一部分，因此某些系统功能可能要由人来承担。

业务规则包括企业方针、政府条例、工业标准、会计准则和计算方法等。业务规划本身并非软件需求，因为它们不属于任何特定软件系统的范围。然而，业务规则常常会限制谁能够执行某些特定用例，或者规定系统为符合相关规则必须实现某些特定功能。有时，功能中特定的质量属性（通过功能实现）也源于业务规则。所以，对某些功能需求进行追溯时，会发现其来源正是一条特定的业务规则。

功能需求记录在软件需求规格说明（ SRS ）中。 SRS 完整地描述了软件系统的预期特性。 SRS 我们一般把它当作文档，其实， SRS 还可以是包含需求信息的数据库或电子表格；或者是存储在商业需求管理工具中的信息；而对于小型项目，甚至可能是一叠索引卡片。开发、测试、质量保证、项目管理和其他相关的项目功能都要用到 SRS 。#p#分页标题#e#

除了功能需求外， SRS 中还包含非功能需求，包括性能指标和对质量属性的描述。

质量属性（quality attribute）对产品的功能描述作了补充，它从不同方面描述了产品的各种特性。这些特性包括可用性、可移植性、完整性、效率和健壮性，它们对用户或开发人员都很重要。其他的非功能需求包括系统与外部世界的外部界面，以及对设计与实现的约束。

约束（constraint）限制了开发人员设计和构建系统时的选择范围。

8学习方法

软体工程的方法有很多方面的意义。包括专案管理，分析，设计，程序的编写，测试和质量控制。

软体设计方法可以区别为重量级的方法和轻量级的方法。重量级的方法中产生大量的正式文档。

著名的重量级开发方法包括ISO9000，CMM，和统一软体开发过程（RUP）。

轻量级的开发过过程没有对大量正式文档的要求。着名的轻量级开发方法包括极限编程（XP）和敏捷流程（AgileProcesses）。

根据《新方法学》这篇文章的说法，重量级方法呈现的是一种防御型的姿态。在应用重量级方法的软体组织中，由于软体项目经理不参与或者很少参与程序设计，无法从细节上把握项目进度，因而会对项目产生恐惧感，不得不要求程式设计师不断撰写很多“软体开发文档”。而轻量级方法则呈现“进攻型”的姿态，这一点从XP方法特别强调的四个准则—“沟通、简单、反馈和勇气上有所体现。目前有一些人认为，重量级方法合于大型的软体团队（数十人以上）使用，而“轻量级方法”适合小型的软体团队（几人、十几人）使用。当然，关于重量级方法和轻量级方法的优劣存在很多争论，而各种方法也在不断进化中。

一些方法论者认为人们在开发中应当严格遵循并且实施这些方法。但是一些人并不具有实施这些方法的条件。实际上，采用何种方法开发软体取决于很多因素，同时受到环境的制约

9专业设置

培养目标

软件工程通过对计算机及软件技术的理论、方法与技能的学习，适应软件产业发展需要、具有扎实的专业理论基础与较强的工程实践能力、能够从事计算机系统软件与应用软件的设计与开发以及能从事软件工程管理相关工作的软件人才。

培养要求

本专业是培养适应计算机应用学科的发展，特别是软件产业的发展，具备计算机软件的基础理论、基本知识和基本技能，具有用软件工程的思想、方法和技术来分析、设计和实现计算机软件系统的能力，毕业后能在IT行业、科研机构、企事业中从事计算机应用软件系统的开发和研制的高级软件工程技术人才。

培养原则

软件工程领域（管理信息化方向）工程硕士应掌握从事本工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识，了解当代信息管理技术发展前沿、应用前景和最新发展动态，能熟练地阅读本领域的外文资料，掌握解决信息管理问题的先进技术方法和现代技术手段；具有创新意识和独立承担软件工程技术管理或信息系统管理工作的能力。

主要课程

主干学科：马克思主义理论、大学外语、高等数学、大学物理、物理实验、线性代数、概率论与数理统计、程序设计语言、数据结构、离散数学、操作系统、编译技术、软件工程概论、统一建模语言、软件体系结构、软件需求、软件项目管理该专业除了学习公共基础课外，还将系统学习离散数学、数据结构、算法分析、面向对象程序设计、现代操作系统、数据库原理与实现技术、编译原理、软件工程、软件项目管理、计算机安全等课程，根据学生的兴趣还可以选修一些其它选修课。#p#分页标题#e#

就业方向

本专业学生毕业后可以从事各级各类企事业单位的办公自动化处理、计算机安装与维护、网页制作、计算机网络和专业服务器的维护管理和开发工作、动态商务网站开发与管理、软件测试与开发及计算机相关设备的商品贸易等方面的有关工作。

软件工程与计算机科学

软件的开发到底是一门科学还是一门工程，这是一个被争论了很久的问题。实际上，软件开发兼有两者的特点。但是这并不意味着它们可以被互相混淆。很多人认为软件工程基于计算机科学和信息科学就如传统意义上的工程学之于物理和化学一样。在美国，大约40%的软件工程师具有计算机科学的学位。在世界其他地方，这个比例也差不多。他们并不一定会每天使用计算机科学方面的知识，但是他们每天都会使用软件工程方面的知识。