第一讲 软件工程概述(软件危机)

第一讲.软件危机与软件工程第一讲软件危机与软件工程在当今数字化的时代，软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。

从智能手机上的各种应用程序，到企业的管理系统，再到国家的关键基础设施，软件的身影无处不在。

然而，在软件的发展历程中，并非一帆风顺，而是经历了诸多挑战和困难，其中最为突出的就是软件危机。

那么，什么是软件危机呢？简单来说，软件危机指的是在软件开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。

这些问题包括但不限于软件开发成本和进度的失控、软件质量的低下、软件的维护困难等等。

在过去，软件开发常常被视为一种个体化的艺术创作，缺乏规范的方法和流程。

开发人员往往凭借个人的经验和直觉来进行开发，这导致了软件开发的效率低下和质量不稳定。

而且，由于对软件需求的理解不够准确和全面，很多软件在开发完成后并不能满足用户的实际需求，需要进行大量的修改和返工，这不仅浪费了时间和资源，还严重影响了软件的交付进度。

此外，软件的规模和复杂度也在不断增加。

过去，一个简单的程序可能只有几百行代码，而现在，一些大型的软件系统可能拥有数百万甚至数千万行代码。

这种规模的增长使得软件开发和维护变得异常困难。

代码的复杂性导致了理解和修改的难度加大，容易引入新的错误，而且软件的测试和调试也变得更加耗时和费力。

软件危机给软件开发带来了巨大的困扰，严重制约了软件行业的发展。

为了解决这些问题，软件工程应运而生。

软件工程是一门致力于研究软件开发和维护的方法、技术和管理的学科。

它的目标是提高软件开发的效率和质量，降低开发成本，增强软件的可维护性和可扩展性。

软件工程强调采用规范化、系统化的方法来进行软件开发。

在软件开发的早期阶段，就需要对软件的需求进行详细的分析和定义，确保开发出来的软件能够真正满足用户的需求。

同时，软件工程还引入了一系列的开发模型，如瀑布模型、迭代模型、敏捷开发模型等，以适应不同类型和规模的软件项目。

在软件设计阶段，软件工程注重软件的架构设计和模块划分，通过合理的设计来提高软件的可维护性和可扩展性。

第一讲软件工程概述(软件危机)软件工程概述(软件危机)1·软件工程的定义软件工程是一门工程学科，旨在应用系统性、可量化的方法来开发和维护软件。

它涉及软件开发的各个方面，包括软件需求分析、设计、编码、测试和维护等。

2·软件发展的历史2·1 软件危机的出现在20世纪60年代末和70年代初，随着计算机应用的快速发展，软件开发面临了一系列的问题，被称为软件危机。

这些问题包括项目延期、成本超支、质量低下等。

2·2 软件危机的原因软件危机的主要原因包括：2·2·1 需求不明确在软件开发过程中，需求的变化和需求不明确是导致软件危机的主要原因之一。

客户往往无法准确地描述他们的需求，而开发人员也往往无法准确地理解需求。

2·2·2 缺乏有效的管理方法软件开发过程往往缺乏有效的管理方法，导致项目进展缓慢、进度不可控、团队合作不顺畅等问题。

2·2·3 技术限制和约束过去的软件开发技术受到硬件性能和软件工具的限制，导致开发效率低下和质量不可靠。

3·软件工程的基本原理和方法3·1 需求工程需求工程是软件工程的关键环节，旨在通过系统的方法来理解、分析和定义软件系统的需求。

3·2 结构化设计结构化设计是一种将软件系统划分为各个模块，并定义它们之间的关系的方法。

3·3 面向对象设计面向对象设计是一种将软件系统设计为一组相互协作的对象的方法。

它包括类的定义、继承和多态等概念。

3·4 软件测试软件测试是验证和验证软件系统是否满足要求的过程。

它包括单元测试、集成测试、系统测试等不同层次的测试。

3·5 软件维护软件维护是指对已发布的软件进行修改、优化和错误修复的过程。

4·软件工程的发展趋势4·1 敏捷开发敏捷开发是一种以迭代、增量和协作为核心的开发方法。

它强调灵活性、快速反馈和适应性。

第一讲软件工程概述(软件危机)第一讲软件工程概述(软件危机)软件工程是一门综合性学科，旨在研究如何以科学的方法，规范的过程和工程化的方式开发、维护和管理软件系统。

软件工程的发展离不开软件危机的触发和推动。

本文将详细介绍软件工程概述以及软件危机的背景和原因。

1.软件工程的定义和范畴1.1 软件工程的定义1.2 软件工程的发展历程1.3 软件工程的目标和原则1.4 软件工程的生命周期2.软件危机的背景和原因2.1 软件危机的概念2.2 软件危机的背景2.3 软件危机的原因2.4 软件危机的影响和后果3.软件危机的解决方案3.1 软件过程改进3.2 软件工程方法学3.3 软件工程工具和环境3.4 软件工程的标准和认证4.软件工程的未来趋势4.1 敏捷开发和DevOps4.2 和机器学习在软件工程中的应用4.3 云原生和微服务架构4.4 软件工程与其他学科的交叉融合附录：________本文档涉及附件：________法律名词及注释：________1.版权法：________指规范作品著作权及相应权利的法律法规。

2.专利法：________指规范发明、实用新型和外观设计专利权的法律法规。

3.商标法：________指规范商标注册、商标权利保护和商标侵权行为处罚的法律法规。

4.反不正当竞争法：________指规范商业主体之间竞争行为的合法性和合规性的法律法规。

附件：________法律名词及注释：________1.版权法：________指规范作品著作权及相应权利的法律法规。

2.专利法：________指规范发明、实用新型和外观设计专利权的法律法规。

3.商标法：________指规范商标注册、商标权利保护和商标侵权行为处罚的法律法规。

4.反不正当竞争法：________指规范商业主体之间竞争行为的合法性和合规性的法律法规。

第一讲软件工程概述(软件危机)软件危机在计算机科学发展的早期，软件开发的过程中出现了一系列严重的问题，被称为软件危机。

软件危机主要表现在以下几个方面：1. 项目延期和超预算软件开发项目常常会因为技术、人员或者需求变更等原因导致延期和超预算。

这让开发者和客户都感到沮丧，并对软件开发过程的可行性和有效性产生质疑。

2. 软件质量低下由于软件开发的复杂性，很容易出现缺陷和错误。

软件质量低下会导致系统不稳定、易于崩溃、功能不完备等问题。

3. 缺乏可维护性和可重用性由于缺乏系统化的工程方法和设计规范，很多软件很难进行维护和重用。

这不仅增加了开发者的工作量，也浪费了大量的时间和资源。

4. 项目管理困难软件开发涉及多个工作环节和不同的团队成员，项目管理的难度非常大。

缺乏有效的管理方法和工具，往往导致项目进度难以掌控，人员协调困难等问题。

软件工程的出现为了解决软件危机所带来的问题，软件工程这一概念应运而生。

软件工程旨在通过系统化的方法和工程化的思维来开发和维护软件。

1. 系统化的方法软件工程提供了一套系统化的方法，包括需求分析、系统设计、编码、测试等环节，以确保软件开发过程的可控和可靠性。

2. 工程化的思维软件工程借鉴了工程学科的思维方式，将软件开发过程看作是一个工程项目，强调规划、设计、组织和管理等方面。

3. 软件开发生命周期软件工程将软件开发过程划分为不同的阶段，形成了软件开发生命周期的概念，包括需求分析、设计、编码、测试、发布等阶段。

每个阶段都有不同的任务和目标，确保软件开发的高质量和高效率。

4. 软件工程的原则和方法软件工程提出了一系列原则和方法，如模块化、结构化、面向对象、迭代开发、敏捷开发等，用来指导和规范软件开发过程。

软件工程是解决软件危机的一种有效途径。

通过系统化的方法和工程化的思维，可以提高软件开发的质量和效率，降低项目风险和成本。

软件工程对于现代社会的发展具有重要的意义，对于软件开发者和项目管理者来说，也是必不可少的知识和技能。

第一章软件工程概述第一章软件工程概述1.1软件危机1.1.1软件危机的介绍1）软件危机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。

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。

软件危机的典型表现：(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趋势。

1.1.2产生软件危机的原因软件本身特点：缺乏可见性，在运行之前往往难以衡量，质量也难以评价不会因为长期使用而用坏，软件维护通常意味着修正或修改原来的设计，较难维护。

规模庞大，需分工合作，如何保证每个人的工作合在一起是极端复杂的问题。

软件开发与维护的方法不正确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。

软件生命周期：一个软件从定义、开发、使用和维护直到最早被废弃。

软件产品必须由一个完整的配置组成（程序、文档、数据）1.1.3消除软件危机的途径正确认识计算机软件认识到软件开发是一个协同配合、共同完成的工程项目并吸取经验。

推广使用已总结的开发软件成功的技术和方法开发使用更好的软件工具1.2软件工程的介绍软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。

采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，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，以经济地、高效的开发出高质量的软件并有效地维护它，这就是软件工程。

软件工程关注于大型程序的构造软件工程的中心课题是控制复杂性软件经常变化开发软件的效率非常重要和谐地合作是开发软件的关键软件必须有效地支持它的用户在软件工程领域中通常由具有一种文化背景的人替具有另一种文化背景的人创造产品。

第一讲软件工程概述(软件危机)软件危机的背景和概念软件危机是指在软件开发过程中，出现了大量的开发延期、超出预算和质量问题的现象。

这种危机主要是由于软件工程领域在早期阶段的蓬勃发展，导致了开发过程的混乱和不规范，也暴露了软件复杂性带来的挑战。

软件危机的存在对于软件行业的发展和应用产生了重要的影响。

软件危机的原因和表现软件危机的产生主要有以下几个原因：1. 项目管理不规范：许多早期软件项目缺乏清晰的目标和明确的需求，在项目开发过程中缺乏有效的管理和控制手段，导致项目进展缓慢和低效。

2. 软件复杂性增加：随着软件规模的不断扩大和功能的不断增加，软件系统变得越来越复杂，而人类对于复杂系统的认知和理解能力有限，这给软件开发带来了很大的困难。

3. 缺乏有效的开发方法和工具：早期的软件开发方法和工具相对较为简单和粗糙，无法满足软件开发过程中的需求，导致开发过程存在很多不确定性和风险。

软件危机的表现主要体现在以下几个方面：1. 延期交付：很多软件项目无法按照原定的计划和时间要求准时交付，导致项目进度拖延和成本增加。

2. 超出预算：由于开发过程中存在不确定性和风险，许多软件项目的开发成本超出了最初的预算，给项目管理带来了很大的压力。

3. 质量问题：软件开发过程中的不规范和管理不足导致了软件质量的下降，出现了很多的缺陷和bug。

软件工程的发展和作用为了解决软件危机带来的问题，软件工程作为一门新兴的学科逐渐兴起并取得了长足的发展。

软件工程的主要目标是通过建立一套科学的方法论和规范，来管理和控制软件开发过程，以提高软件开发的效率和质量。

软件工程的发展主要经历了以下几个阶段：1. 软件危机阶段：这个阶段主要是软件工程学科的起源阶段，人们开始意识到软件开发过程中存在的问题和挑战，并提出了一些初步的解决方案。

2. 软件工程方法论阶段：在这个阶段，软件工程学科逐渐形成了一套方法论体系，包括需求分析、设计、编码、测试等各个方面的方法和技术。

《软件⼯程》第⼀章软件⼯程学概述第⼀章软件⼯程学概述1.1 软件危机1.1.1 软件的定义——定义：软件=“完成特定功能的程序+数据结构+⽂档”——特征：（3个）软件是开发的，⽽不是制造的；软件不磨损，但退化；⾃定义。

——发展问题1.1.2 软件危机的表现——定义：在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的⼀系列严重的问题。

——表现：（6个）（1）对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。

（2）软件产品质量较差，可靠性低。

（3）⽤户对开发出来的软件产品不满意。

（4）软件常常是不可维护的。

（5）软件产品缺少应有的⽂档资料。

（6）软件产品的供不应求。

1.1.3 软件危机的原因——客观原因——主观原因1.2 软件⼯程1.2.1 软件⼯程的概念——定义：指导软件开发与维护的⼯程科学。

采⽤⼯程的概念、原理、技术和⽅法来开发和维护软件，综合运⽤正确的管理技术和最好的技术⽅法，以经济地开发出⾼质量的软件并有效维护它。

IEEE的定义：①软件⼯程是把系统的、规范的、可度量的途径应⽤于软件开发、运⾏和维护过程，也就是把⼯程应⽤于软件；②对这些途径加以研究。

1.2.2 软件⼯程的基本原理（7个）——（1）⽤分阶段的⽣命周期计划严格管理（2）坚持进⾏阶段评审（3）实⾏严格的产品控制（4）采⽤现代程序设计技术（5）结果可以清楚地审查（6）开发⼩组成员少⽽精（7）承认不断改进软件⼯程实践的必要性1.2.3 软件⼯程⽅法学：3个要素（⽅法、⼯具和过程）——传统⽅法学：结构化技术，软件⽣命周期——⾯向对象⽅法学：类+对象+继承+消息，软件开发过程更接近⼈类认知模式1.3 软件⽣命周期1.3.1 软件⽣命周期的概念——定义：⼀个软件从定义、开发、使⽤和维护，直⾄最终被废弃，要经历的漫长的时期称为软件⽣命周期。

——构成：3个时期，8个阶段软件定义：问题定义，可⾏性研究，需求分析软件开发：总体设计，详细设计，编码和单元测试，综合测试；运⾏维护：软件维护1.3.2 各阶段的基本任务（8个阶段）——问题定义：需要解决的问题是什么？书⾯报告——可⾏性研究：确定软件系统是否值得去解《可⾏性研究报告》——需求分析：解决这些问题需要系统做什么？《软件需求规格说明书》——总体设计：应该怎样实现⽬标系统？《概要设计说明书》——详细设计：如何具体地实现这个系统？——编码和单元：写代码，测试每个模块！——测试、综合测试：通过各类测试和调试来完善软件《测试计划/⽅案》——软件维护：通过各种必须的维护活动使系统持久地满⾜⽤户的需要。

软件工程知识点第一章软件工程概述1.软件危机的概念软件危机是指在计算机软件的开发与维护过程中所遇到的一系列严重问题。

2.软件危机有哪些现象（1）对软件开发成本和进度估计常常很不准确（2）进场出现用户对“已完成的”软件产品不满意的情况（3）软件产品的质量往往达不到要求（4）软件通常是很难维护的（5）软件产品往往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不满足社会对软件产品的日益增长的需求。

3.软件工程概念软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。

采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，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，以经济的开发出高质量的软件并有效地维护它。

这就是软件工程。

4.软件工程七条基本原则（1）用分阶段的生命周期计划严格管理（2）坚持进行阶段评审（3）实行严格的产品控制（4）采用现代程序设计技术（5）结果应能清楚地审查（6）开发小组的人员应该少而精（7）承认不断开进软件工程实践的必要性5.软件工程方法学包含3个基本元素是什么软件工程方法学的包含3个要素：方法，工具和过程6.软件生命周期划分哪些阶段软件生命周期由软件定义、软件开发和运行维护3个时期软件定义时期划分为3个阶段，即问题定义、可行性研究和需求分析。

开发时期由4个阶段组成，总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试维护时期的主要任务是使软件持久的满足用户的需求，每一次维护活动本质上都是一次压缩和简化了的定义和开发过程。

7.各阶段的基本任务软件定义时期的任务是：确定软件开发工程必须完成的总目标；确定工程的可行性，导出实现工程目标应该采用的策略及系统必须完成的功能，估计完成该项工程需要的资源和成本，并制定工程进度表。

开发时期具体设计和实现在前一个时期定义的软件。

维护时期的组要任务是使软件持久地满足用户的需要。

具体的说，当软件在使用过程中发现错误时应该加以改正，当环境改变时应该修改软件以适应新的环境，当用户有新的要求时应该及时改进软件以满足用户的新需要。

第一章软件工程概述名词解释1、软件危机“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。

概括来说，软件危机包含两方面的问题：一是如何开发软件，以满足不断增长、日趋复杂的需求；二是如何维护规模不断膨胀的软件产品。

2、软件工程软件工程是一门综合性的交叉学科，它涉及哲学、计算机科学、工程科学、管理科学、数学等各学科的知识。

3、软件生命周期软件生命周期是指一个软件从提出开发要求开始，直到该软件报废为止的整个时期，通常分为可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试和维护7个阶段。

简答题1、软件生命周期包括哪几个阶段？各阶段的主要任务是什么？软件生命周期包括可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试和维护7个阶段。

①可行性分析主要任务：这一步骤必须回答的问题是“将要开发的软件系统是做什么的？在经济、技术和操作上是否可行？”具体来说，需要考虑的问题有：该软件项目的性质是什么，它是数据处理问题还是实时控制问题，它是科学计算问题还是人工智能问题等，以及该问题是否有行得通的解决办法，若有解决问题的办法，则需要多少费用，资源（包括硬件、软件和人员）及时间。

②需求分析主要任务：这一阶段主要解决系统“做什么”的问题。

客户了解他们所面对的问题，知道必须做什么，但是通常不能完整，准确地表达出来，也不知道怎样用计算机解决这些问题。

二软件开发人员虽然知道怎样用软件完成人们提出的各种功能要求，但是对客户的具体业务和需求不完全清楚，这是需求分析阶段的困难所在。

③概要设计主要任务：这一阶段主要解决系统“怎么做”的问题。

具体来说，开发人员要把确定的各项功能需求转换成相应的软件体系结构，在该结构中，每个成分都是意义明确的模块，即每个模块都和某些功能需求相对应。

因此，概要设计的核心内容就是设计软件的结构，弄清该结构由哪些模块构成，每个模块的功能是什么，这些模块之间的层次结构是怎样的。

同事，还要设计该应用系统的总体数据结构和数据库结构，即应用系统要存储什么数据，这些数据是什么样结构吗，它们之间有什么关系等。

太原科技大学软件工程考试重点知识（一）第1章软件工程学概述1.1软件危机概念：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。

实际上，几乎所有软件都不同程度地存在这些问题。

原因：1.与软件本身的特点有关。

1）软件不同于硬件，缺乏“可见性”，它是计算机系统的逻辑部件而不是物理部件。

2）软件不同于一般程序，规模庞大，而且程序复杂性将随着程序规模的增加而呈指数上升。

2.与软件开发与维护的方法不正确有关。

1）忽视软件需求分析的重要性。

对用户要求没有完整准确的认识就匆忙着手编写程序。

2）认为软件开发就是写程序并设法使之运行。

3）在软件开发的不同阶段进行修改需要付出的代价是很不相同的。

4）轻视软件维护。

消除途径：1.对计算机软件有正确的认识：软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序，数据及其相关文档的完整集合。

即Software=Program+Data+Document。

2.必须充分认识到软件开发是一种组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完成的工程项目。

3.推广使用在实践中总结出来的开发软件的成功技术和方法，并继续研究探索。

4.开发和使用更好的软件工具。

1.2软件工程软件工程：是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。

软件工程的本质特性：1.软件工程关注于大型程序的构造；2.软件工程的中心课题是控制复杂性；3.软件经常变化；4.开发软件的效率非常重要；5.和谐地合作是软件开发的关键；6.软件必须有效地支持它的用户；7.在软件工程领域中是由具有一种文化背景的人替具有另一种文化背景的人创造产品。

软件工程包括技术和管理两方面的内容，是技术与管理紧密结合所形成的工程学科。

软件工程方法学的3要素：方法、工具和过程。

目前使用最广泛的软件工程方法学，分别是传统方法学和面向对象方法学。

1.传统方法学也称为生命周期方法学或结构化范型。

结构化方法（StructureMethod）有：1）结构化设计方法（SD）；2）结构化分析方法（SA）；3）结构化分析与设计技术（SADT）；4）JACKSON方法；5）WARNIER方法。