软件、软件工程的基本概念和特点

Ｓｏｆｔｗａ　ｒｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ・软件开发　高可信软件工程技术的特点和现状　随着社会不断的发展，我国　信息技术水平逐渐提高，软件成　为了系信息技术中重要组成部分。　现阶段，人们对软件的质量、安　全性、稳定性、可靠性等有着较　高的要求，高可信软件工程技术　可以有效的满足人们的需求，保　证软件在运行时的质量与效率。　基于此，本文对高可信软件工程　技术进行了简单的研究。　【关键词】高可软件工程技术　随着社会不断的发展，计算机技术在各　行业中得到了广泛的应用，其中的软件系统也　成为了国民经济发展的重要组成部分。软件的　出现改变了人们传统的生活方式，将人们日常　创新，使软件成为人们日常生活不可缺少的一　部分。另外，软件的出现也成为一个全新的信　息设施，在网上银行、电子商务等领域中得到　了广泛的应用，如果没有软件那么这些领域就　不会再出现，由此可见，软件对于社会发展的　重要性。但是一些软件在实际运行过程中，其　质量、安全性、可靠性等方面还存在着一定不　足，如何保证软件在设计过程中具有较高的可　信性质已经成为了软件在发展过程中所研究的　重要话题之一。　１高可信软件概述　传统的技术所生产出来的软件主要通过　模型的建立、演算、测试、验证形成，从而保　证所生产出来的产品具有一定的期望性质。随　着社会不断的发展，传统生产技术已经跟不上　社会发展的脚步，只有将其不断的创新、完善　才能保证所生产出来的产品可以在这个竞争激　烈的社会中站稳脚步。而高可信软件在生产过　程中主要通过后置断言的顺序形将软件的整体　理论进行推理，并将其以顺序计算的形式展现　出来，只有这样才能将现有的程序模型以输出　对形式映射出来，从而形成一个全新相应模式，　并保证软件具有较高的可信性、安全性、稳定　性。　２高可信软件特点　要想保证软件系统在设计过程中具有较　高的可信形式就需要满足一些关键性质的需　求，只有这样才能保证所设计出来的软件系统　具有较高的可信形式。如果在设计过程中没有　满足关键性质的需求就会降低整个软件系统的　安全性与可靠性，从而导致软件系统不能正常　使用。　文／龚业杨菡　要想保证软件系统在设计过程中具有较　高的可信性质就需要满足以下几点关键性质特　点，如图ｌ所示。　２．１可靠性　在对软件系统设计过程中要为其制定一　项科学合理的设计方案，只有这样才能保证信　息系统可以指定的时间内完成，保证软件系统　的可靠性。　２．２安全性　在软件系统设计过程中将考虑到软件在　运行过程中所发生的安全故障，不能够为其制　定有效的防护措施，只有这样才能保证软件在　运行时候不会发生安全故障。　２．３保密性　保密性的高可信软件系统中重要组成部　分，做好软件的保密工作可以有效的保证数据　在传输、存储过程中的安全。　２．４生存性　如果软件在运行过程中受到外界攻击，没　有完整的生存性就会导致软件不能正常使用。　因此在对软件系统设计过程中要做好生存性对　设计工作，就算出现问题时软件也可以自行修　复，保证软件可以正常运行。　２．５实时性　实时性主要指软件在运行过程中具有良　的反应、输出、提交能力，从而保证软件在运　行过程中的稳定性。　３高可信软件工程技术现状　３．１软件形式化法　形式化法是软件系统设计中重要组成部　分，同时也是一种严格的软件开发系统。因此，　在软件系统开发过程中要保证其具有先进的思　想、方法、技术只有这样才能促进软件系统快　速发展。形式化方法可以有效的对整个计算机　系统进行推理测试，并对一些形式化的规约技　术进行验证，找出其中的不足，并为其制定有　效的解决对策。合理应用形式化方法可以有效　的提高软件的质量与效率，这对于提高可信软　件的安全性来说也有着非常大的帮助。　３．２软件测试、设计技术　软件的可信性对于软件系来说有着非常　重要的关系，因此，在软件系统实际测试过程　中要做好软件系统的测试与设计工作，只有这　样才能保证软件系统具有较高的安全性。而软　件系统的测试工作主要通过对软件的判断形式　回回回回回圈　Ｂ　８　８　Ｏ　８　ｊｌ－Ｉ－＇　ｌ…二＝！Ｊ　图１：高可信软件特点　的，可以将软件中的性质展现出来，对于软件　系统的开发工作来说也是非常重要的一部分。　对于软件系统的工程设计来说，我国所使用的　设计工作主要通过软件高可信手段进行处理，　从而满足软件系统在发展时的需求，保证软件　系统具有较高的安全性、可靠性、　随着社会不断的发展，软件系统的设计工　作应取得了较大的成效。而形式化方法对于软　件系统的设计工作来说有着至关重要的关系。　要想保证软件系统的质量就需要对软件系统的　程序理论进行深入研究，并在其中制定出全新　的可信性质的设计方法与技术。而软件开发工　作是一项极为复杂的过程，因此，在对软件时　要从根本上提高软件的质量与效率，只有这样　才能保证软件系统在运行时的安全性。　４总结　高可信软件技术对于社会的发展有着非　常重要的关系，只有人们认识到高可信软工程　技术的价值才能做好其设计工作，并其中的真　正价值发挥出来，从而保证软件在运行时的安　全性、稳定性、可靠性。本文对高可信软件工　程技术进行了简单的分析，文中还存在着一定　的不足，希望我国专业技术人员加强对其的研　究。　参考文献　［１】杨芙清，梅宏，吕建，金芝．浅论软件技　术发展…．电子学报，２０１４（０９）．　【２］林惠民，张文辉．模型检测：理论、方法　与应用［Ｊ】．电子学报，２０１４（１１）．　［３］Ｇｅｏ　ｒ　ｇｅ　Ｃ　ＮｅＣｕ１　ａ，Ｐｅｔ　ｅｒ　Ｌｅｅ．Ｓａｆｅ　ｋｅｒｎｅｌ　ｅｘｔ　ｅｎ　ｓｉ　ｏｎ　ｓ　ｗｉｔｈＯＵｔ　ｒＨｎ—　ｔ　ｉｍｅ　ｃｈｅ　ｃｋｉｎｇ［Ａ】．２ｎｄ　ＳＹｍＰＯ　Ｓ　ｉＵｍ　ｏｎ０Ｐｅ　ｒａｔｉ　ｎｇ　ＳＹ　Ｓｔ　ｅｍ　ｓ　Ｄｅ　ｓｉ　ｇｎ　ａｎｄ　ＩｍＰ１　ｅ—ｍｅｎｔ　ａｔｉ　Ｏｎ（０　ＳＤＩ　９　６）［Ｍ】．　Ｓｅａｔｔ１，ＷＡ，Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００３．２２９—２４３．　［４】ＳＵｍａｎｔ　ＫＯＷ　Ｓｈｉ　ｋ，Ｄｉ　ｎａｋａ　ｒＤｈＵ　ｒｊ　ａｔｉ，　Ｖ　ｉ　ｋ　ｒ　ａ　ｍ　Ａ　ｄ　ｖ　ｅ．Ｅ　ｎ　ｓ　ｕ　ｒ　ｉ　ｎ　ｇ　Ｃ　Ｏ　ｄ　ｅ　ｓａｆｅｔｙｗｉｔｈｏｕｔ　ｒｕｎｔｉｍｅ　ｃｈｅｃｋｓ　ｆｏｒ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｃｏｎｔ／＇Ｏ１　ｓｙｓｔｅｍｓ［Ａ］．Ｐ１，ｏｃ　ＩｎｔＣｏｎ　ｆｏｎＣｏｍｐｉ　１ｅｒ　ｓ，Ａｒｃｈｉ　ｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＳｙｎｔｈｅ　Ｓ　ｉ　Ｓ　ｆｏｒ　ＥｍｂｅｄｄｅｄＳｙｓ　ｔｅｍｓ（ＣＡＳ－ＥＳ０２）［Ｃ】．　Ｇｒｅｎｏｂ１ｅ，Ｆ１，ａｎｃｅ，Ｏｃｔ，２０Ｏ２：２８８－２９７．　作者单位　同济大学软件学院上海市２０１８０４　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ

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第一章

1、软件概念：由计算机程序，数据，软件文档组成

软件的特点：无法直接观察它的物理形态，只能通过观察他的是实际 运行情况来了解他的功能特性和质量等； 人们在分析设计开发测试过 程以及软件开发项目的管理过程中渗透了大量的人类的脑力劳动；不存在磨损和老化但存在缺陷维护和技术更新的问题； 开发运行依赖一定的计算机系统环境；具有可复用性

软件的分类：按功能分：系统支撑应用软件； 按服务对象：通用定制软件；按规模：大中小型软件；按工作方式：实时分时交互式批处理

2、软件危机：是指落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求，从而导致软件的开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。

主要表现：

 开发人员开发的软件产品不能完全满足用户的需求；

 软件产品的质量难以得到保障；

 开发周期开发经费和维护费用很难被准确估计从而给项目的管理带来很多麻烦；

 随着技术的更新，用户的扩大，已有的软件产品不能灵活地适应环境的改变；

 软件文档不完备并且存在文档内容与软件产品不符的情况。

原因：

①软件开发是一项 复杂的工程，需要用科学的工程化思想来组织和指导软件开发的各个阶段

②没有完善的质量保证体系

③软件文档的重要性没有得到软件开发人员和用户的足够重视

④从事软件开发的专业人员对这个产业认识不够充分缺乏经验

⑤软件独有的特点也给软件的开发和维护带来困难

3、软件工程是指应用计算机科学与技术，数学和管理学的原理，运用工程学理论方法和技术，研究和指导软件开发和演化的一门交叉学科。

软件工程的目标：

 使软件开发的成本控制在预计的合理范围内；

 使软件产品的各项功能和性能能够满足用户需求；

 提高软件产品的可靠性；

 使生产出来的软件产品易于移植维护升级和使用；

 使软件产品的开发周期能够控制在预计的合理时间范围内。

软件工程学科内容：

 软件工程原理过程方法模型管理度量环境应用。

软件：在信息处理和计算机领域内，一般认为软件是计算机程序、各种相关的文档和数据的集合

文档：指为了委托、购入、使用、开发、维护软件，以及管理开发过程所需要的所有文书和资料。

软件危机：软件发展的第二阶段末期的规模较大的项目开发中，出现了与当初的计划推迟交工、费用比预算大幅度上升、不能满足用户要求、可靠性低、维护困难等问题，导致了软件危机。

软件工程：指用科学知识和技术原理来定义、开发、维护软件的一门学科。或者说，软件工程就是运用工程学的基本原理和方法来组织管理软件的生产、研究、开发、管理、维护的过程、方法和技术。

软件工程过程：指在获取、供应、开发、操作和维护软件时，要实施的过程、活动和任务。

软件生存周期：是指一个软件从立项开始，经过制造、测试、使用和维护直到软件废止为止的整个时期。

数据流图：是以图形的方式描述数据在系统中流动和处理的过程，只反映系统必须完成的逻辑功能，是一种功能模型。

数据字典：用来定义数据流图中各个成分的具体含义。

模块：在程序中是数据说明、可执行语句等程序对象的集合，或者是单独命名和编址的元素，在软件的体系结构中，模块是可组合、分解和更换的单元。

模块化：指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把软件系统划分成若干模块的过程。每个模块完成一个特定的子功能，所有模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。

抽象：是认识复杂现象过程中使用的思维工具，即抽出事物本质的共同特性而暂不考虑它的细节，不考虑其他因素。

信息隐蔽：指在设计和确定模块时，使得一个模块内包含的信息（过程和数据），对于不需要这些信息的其他模块来说，是不能访问的。

模块独立性：指每个模块只完成系统要求的独立的子功能，并且与其他模块的联系最少且接口简单。

耦合性：也称块间关系，指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。

数据耦合：指两个模块之间有调用关系，传递的是简单的数据值，相当于高级语言中值传递。

第一章软件工程概述

重点掌握的内容：软件和软件工程的基本概念

一．什么是软件

1.满足功能要求和性能的指令或计算机程序集合；

2.处理信息的数据结构；

3.描述程序功能以及程序如何操作和使用所要求的文档；

软件的特点：

软件是一种逻辑实体,而不是具体的物理实体,因而它具有抽象性;

软件是通过人们的智力活动,把知识与技术转换成信息的一种产品,是在研制、开发中被创造出来的

在软件运行和使用的期间,没有硬件那样的机械磨损、老化问题

软件的开发和运行经常受到计算机系统的限制,对计算机系统有着不同程度的依赖性

软件的开发至今尚未完全摆脱手工的开发方式

软件的开发费用越来越高,成本相当昂贵;

二．软件危机以及产生软件危机的原因

1.软件开发生产率提高的速度,远远跟不上计算机迅速普及的趋势;软件产品“供不应求”;

2.软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升;

3.软件开发人员和用户之间的信息交流往往很不充分,用户对“已完成的”的软件系统不满足的现象经常发生;

4.软件产品的质量不容易保证;

5.软件产品常常是不可维护的;

6.软件产品的重用性差,同样的软件多次重复开发;

7.软件通常没有适当的文档资料;

产生软件危机的原因可归结为两个重要的方面：

软件生产本身存在的复杂性；

软件开发所使用的方法和技术;

三、软件危机

1、软件危机定义：软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题;

2、软件危机的两个主要问题：如何开发软件,以满足对软件日益增长的需求；

如何维护数量不断膨胀的已有软件;

3、软件危机的典型表现：1对软件开发成本和进度的估计常常很不准确;

2用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生;

3软件产品的质量往往靠不住;

4软件常常是不可维护的;

5软件通常没有适当的文档资料;

6软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升;

7软件开发生产率提高的速度,远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势; 软件工程