1、第1章 軟件開發(fā)方法（一）軟件概述計算機(jī)教學(xué)實驗中心第1章 軟件開發(fā)方法計算機(jī)教學(xué)實驗中心第2|83頁問題的提出什么是軟件 ？軟件有哪些特征？什么是軟件危機(jī)？什么是軟件生命周期？軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展史第2|83頁問題的提出什么是軟件 ？第3|83頁1理解軟件的概念及軟件的特征2了解軟件生產(chǎn)的歷史3軟件危機(jī)及項目失敗的原因4了解軟件的生命周期概念5了解軟件開發(fā)史第3|83頁1理解軟件的概念及軟件的特征第4|83頁軟件（Software）隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化時代的到來，社會對“軟件”的需求激增。如今，世界發(fā)達(dá)國家都把軟件列為國家發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。美國國家關(guān)鍵技術(shù)委員會將軟件列為六大關(guān)鍵技術(shù)之一

2、；歐洲共同體將“軟件和信息處理”列為關(guān)鍵技術(shù)；我國把信息產(chǎn)業(yè)放在優(yōu)先發(fā)展的地位，看作是中國發(fā)展高新技術(shù)、趕超世界先進(jìn)水平的一次千載難逢的機(jī)遇。第4|83頁軟件（Software）隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字第5|83頁軟件的基本概念什么是軟件？計算機(jī)系統(tǒng)由計算機(jī)硬件和軟件構(gòu)成。計算機(jī)神奇的功能是在軟件的“指揮”下創(chuàng)造出來的。軟件是各種程序和有關(guān)資料的總稱。程序是：為實現(xiàn)特定目標(biāo)或解決特定問題而用計算機(jī)語言編寫的命令序列的集合是人們求解問題的邏輯思維活動的代碼化描述程序的最重要的目的是：便于閱讀、交流第5|83頁軟件的基本概念什么是軟件？第6|83頁Roger S. Pressman 對軟件的認(rèn)識“

3、計算機(jī)軟件已經(jīng)成為一種驅(qū)動力。它是進(jìn)行商業(yè)決策的引擎；它是現(xiàn)代科學(xué)研究和工程問題尋求解答的基礎(chǔ)；它也是鑒別現(xiàn)代產(chǎn)品和服務(wù)的關(guān)鍵因素。它被嵌入在各類系統(tǒng)中：交通、醫(yī)療、電信、軍事、工業(yè)生產(chǎn)過程、娛樂、辦公、難以窮舉。軟件在現(xiàn)代社會中確實是必不可少的。而我們在進(jìn)入21世紀(jì)，軟件將成為從基礎(chǔ)教育到基因工程的所有領(lǐng)域新進(jìn)展的驅(qū)動器?！钡?|83頁Roger S. Pressman 對軟件的認(rèn)識第7|83頁軟件的特征軟件是邏輯產(chǎn)品軟件產(chǎn)品質(zhì)量的體現(xiàn)方式不同軟件產(chǎn)品的生命周期和失敗曲線不同軟件產(chǎn)品的成本構(gòu)成不同大多數(shù)軟件仍然是定制生產(chǎn)的軟件產(chǎn)品的不同屬性第7|83頁軟件的特征軟件是邏輯產(chǎn)品第8|83頁軟件

4、是邏輯產(chǎn)品軟件產(chǎn)品是：具有產(chǎn)值、價格、質(zhì)量和功能的特性看不見,是邏輯的、無形的是腦力勞動的結(jié)晶第8|83頁軟件是邏輯產(chǎn)品軟件產(chǎn)品是：第9|83頁軟件產(chǎn)品質(zhì)量體現(xiàn)方式不同質(zhì)量體現(xiàn)方式不同：實用、可靠、可操作性；可維護(hù)性強(qiáng)方便用戶不會折舊、損壞、老化第9|83頁軟件產(chǎn)品質(zhì)量體現(xiàn)方式不同質(zhì)量體現(xiàn)方式不同：第10|83頁軟件產(chǎn)品的成本構(gòu)成不同 12% 需求率4%生產(chǎn)率開發(fā)人員 1979年美國國防預(yù)算的9%用于計算機(jī)領(lǐng)域，約$113億($1258億)。在這$113億中，$91億用于軟件投資（約占80%），僅有不到$23億用于購買硬件設(shè)備。第10|83頁軟件產(chǎn)品的成本構(gòu)成不同 12% 需求率4%生產(chǎn)第11

5、|83頁軟、硬件失敗曲線不同 第11|83頁軟、硬件失敗曲線不同 第12|83頁大多數(shù)軟件產(chǎn)品仍然是定制生產(chǎn) 硬件產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和工藝已經(jīng)成熟，可以做到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化成批生產(chǎn),不論哪個廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，用戶買來都可以集成、組裝和替換使用。 盡管軟件產(chǎn)品復(fù)用是軟件界孜孜不倦追求的目標(biāo)，在某些局部范圍內(nèi)幾家領(lǐng)軍軟件企業(yè)也建立了一些軟件組件復(fù)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，例如，OMG的CORBA、Microsoft的COM和DCOM、SUN的EJB和J2EE，但是目前還做不到大范圍使用軟件替代品。大多數(shù)軟件仍然是為特定任務(wù)或用戶定制的。第12|83頁大多數(shù)軟件產(chǎn)品仍然是定制生產(chǎn) 硬件產(chǎn)品的生產(chǎn)第13|83頁軟件產(chǎn)品的

6、不同屬性 為便于軟件產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、維護(hù)和使用，軟件還必須具有: 可維護(hù)性（Maintainability） 獨(dú)立性（Dependability） 效率性（Efficiency） 可用性（Usability）第13|83頁軟件產(chǎn)品的不同屬性 為便于軟件產(chǎn)品的研制、第14|83頁軟件分類軟件按不同方式可以劃分為不同的類型：按功能劃分按規(guī)模劃分第14|83頁軟件分類軟件按不同方式可以劃分為不同的類型：第15|83頁按功能劃分軟件分類 軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)語言編譯器工具軟件管理軟件實時軟件科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理嵌入式軟件人工智能軟件專用領(lǐng)域軟件第15|83頁按功能劃分軟件分類 軟件系統(tǒng)

7、軟件應(yīng)用軟件操作系第16|83頁系統(tǒng)軟件是支持計算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行并實現(xiàn)用戶操作的那部分軟件。一般是在計算機(jī)系統(tǒng)購買時隨機(jī)攜帶的，也可以根據(jù)需要另行安裝。系統(tǒng)軟件的主要特征是：與硬件有很強(qiáng)的交互性能對資源共享進(jìn)行調(diào)度管理能解決并發(fā)操作處理中存在的協(xié)調(diào)問題其中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外部接口多樣化，便于用戶反復(fù)使用第16|83頁系統(tǒng)軟件是支持計算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行并實現(xiàn)用戶操作第17|83頁系統(tǒng)軟件例操作系統(tǒng)（Operating System）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Network System）語言編譯系統(tǒng)（ Language Compiler）通信軟件（Communications Software） 工具軟件（Too

8、ls Software） 第17|83頁系統(tǒng)軟件例操作系統(tǒng)（Operating Sy第18|83頁應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件是為滿足用戶不同領(lǐng)域、不同問題的應(yīng)用需求而提供的那部分軟件。 它可以拓寬計算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，放大硬件的功能。 應(yīng)用軟件具有無限豐富和美好的開發(fā)前景。第18|83頁應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件是為滿足用戶不同領(lǐng)域、不第19|83頁應(yīng)用軟件例 事務(wù)處理軟件 實時軟件 科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理軟件 嵌入式軟件 人工智能軟件 第19|83頁應(yīng)用軟件例 事務(wù)處理軟件 第20|83頁按規(guī)模劃分軟件分類類別參加人員數(shù)研制期限產(chǎn)品規(guī)模（語句行數(shù)）實 例微型114周0.5k選擇排序程序小型116月1k2k數(shù)值計

9、算程序中型2512年5k10k匯編程序較大型52023年50k100k數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)大型100100045年1M操作系統(tǒng)極大型20005000510年1M10M空中交通管制系統(tǒng)第20|83頁按規(guī)模劃分軟件分類類別參加人研制期限產(chǎn)品規(guī)模實第21|83頁軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展史 應(yīng)用驅(qū)動是推進(jìn)軟件發(fā)展進(jìn)程的主線:從軟件發(fā)展早期的按個人意愿編寫代碼，到按軟件工程的理論生產(chǎn)大型應(yīng)用系統(tǒng)；從手工作坊式的封閉性制作到按標(biāo)準(zhǔn)制式、大工業(yè)生產(chǎn)的開放系統(tǒng)；從注重個人精雕細(xì)琢地編寫代碼的技巧到注重工程項目的管理和開發(fā)團(tuán)隊的協(xié)作；從為特定應(yīng)用定制設(shè)計到以復(fù)用為目標(biāo)的組件式開發(fā)；從由少數(shù)軟件天才的編程藝術(shù)到由廣大用戶直接參與的

10、應(yīng)用開發(fā)。第21|83頁軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展史 應(yīng)用驅(qū)動是推進(jìn)軟件發(fā)展進(jìn)第22|83頁階段劃分半個多世紀(jì)以來，軟件及軟件開發(fā)技術(shù)在理論、觀念、目標(biāo)及技術(shù)方法等方面都發(fā)生了很大變化。以10年左右為間隔，劃分為五個階段。詳見表1-2。討論每個時期軟件開發(fā)技術(shù)的特點，包括軟件開發(fā)技術(shù)處理的對象、用途、目的、開發(fā)方法、開發(fā)工具、發(fā)展?fàn)顩r、技術(shù)突破、理論成就及目標(biāo)等。第22|83頁階段劃分半個多世紀(jì)以來，軟件及軟件開發(fā)技術(shù)在理第23|83頁第一階段20世紀(jì) 40-50年代早期計算機(jī)是由只有硬件的“裸機(jī)”組成，計算機(jī)中不裝任何軟件。由于采用電子管作為邏輯電路的元器件，系統(tǒng)穩(wěn)定性很差。那時人們只關(guān)心硬件的性能和

11、技術(shù)指標(biāo)，系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)是以硬件為中心，軟件開發(fā)（實際上是程序設(shè)計）處于從屬地位。 第23|83頁第一階段20世紀(jì) 40-50年代早期計算機(jī)是由第24|83頁軟件主要特征處理對象：由“0”和“1”組成的二進(jìn)制序列 ；用途：主要是科學(xué)計算及軍事應(yīng)用（彈道計算）；目的：“確定計算機(jī)硬件動作的序列”；開發(fā)方法：經(jīng)驗主義；開發(fā)工具：機(jī)器語言；認(rèn)識：計算機(jī)的用途是快速計算。 發(fā)展概況：機(jī)器語言、匯編語言、FORTRAN語言；技術(shù)突破：存儲器技術(shù)、 “迭代-反復(fù)”算法、觀念轉(zhuǎn)變 ；理論成就：馮諾依曼理論和圖靈測試； 目標(biāo)：用最少資源來獲得最大運(yùn)算能力。第24|83頁軟件主要特征處理對象：由“0”和“1”組

12、成的二第25|83頁階段軟件大事件1945年6月30日，馮諾依曼（John von Neumann）在EDVAC計算機(jī)設(shè)計報告草案中介紹了存儲程序的概念。1946年6月，馮諾依曼與高德斯坦等人發(fā)表了電子計算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探的論文，成為EDVAC的設(shè)計基礎(chǔ)。1950年10月，圖靈發(fā)表計算機(jī)器與智能（Computing Machinery and Intelligence）論文，指出如果一臺機(jī)器對于質(zhì)問的響應(yīng)與人類的響應(yīng)完全無法區(qū)別，那么這臺機(jī)器就具有智能。今天，人們把這一論斷稱為圖靈測試，它奠定了人工智能的理論基礎(chǔ)。1952年霍普研制成功第一個編譯程序A-O。1954年IBM資助的一個委員會在

13、John Backus領(lǐng)導(dǎo)下開始研制高級語言，設(shè)計用于科學(xué)與工程計算的FORTRAN語言。1956年IBM推出了IBM704，其機(jī)器性能較以前的計算機(jī)有了顯著提高。并且在其上首次運(yùn)行了符號匯編程序SAP，成為程序發(fā)展史上最有意義的事。它確立了匯編的基本形式。1957年，在IBM704上運(yùn)行了第一個高級語言FORTRAN，至今還在使用。1958年，推出多個高級語言。有麻省理工學(xué)院（MIT）的麥卡錫（John McCarthy）為人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用而設(shè)計LISP語言；有第一個用于數(shù)控機(jī)床的編程的專用語言APT；還有用于商業(yè)數(shù)據(jù)處理的語言Flow-Matic。1858年，Alex Bernstein

14、等人在IBM704機(jī)開發(fā)的第一個成熟的程序象棋程序；有Alan Newell等人使用高級語言首次開發(fā)的模仿人類思維過程的程序；還有空中交通管理系統(tǒng)。第25|83頁階段軟件大事件1945年6月30日，馮諾依曼第26|83頁第二階段20世紀(jì) 60年代由于硬件技術(shù)的發(fā)展，在電路設(shè)計中廣泛采用晶體管和集成電路，使計算機(jī)的體積大大縮小，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，價格降低。開始出現(xiàn)以屏幕顯示器和鍵盤輸入方式的商用計算機(jī)，促進(jìn)了計算機(jī)的產(chǎn)、銷量急劇上升。在軟件領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域拓寬，社會對應(yīng)用軟件的需求急劇增加，軟件的地位和作用不斷提高，從而有力地推動了軟件技術(shù)和開發(fā)方法的改進(jìn)和發(fā)展。 第26|83頁第二階段20世紀(jì) 6

15、0年代由于硬件技術(shù)的發(fā)展，第27|83頁軟件主要特征處理對象：高級語言編寫的程序 ；用途：科學(xué)計算、商務(wù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理；目的：“確定計算機(jī)指令的動作序列”；開發(fā)方法：功能性程序設(shè)計；開發(fā)工具：匯編語言、高級語言；認(rèn)識：軟件應(yīng)獨(dú)立于硬件；必須規(guī)范程序內(nèi)部控制流； 發(fā)展概況：高級語言；編譯技術(shù)；非數(shù)值商業(yè)應(yīng)用；軟件危機(jī)技術(shù)突破：高級語言促進(jìn)計算機(jī)應(yīng)用 ；功能性程序設(shè)計技術(shù)；理論成就：軟件工程解決軟件危機(jī)；結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計理論； 目標(biāo)：擴(kuò)大程序系統(tǒng)的規(guī)模，以適應(yīng)更復(fù)雜的應(yīng)用。第27|83頁軟件主要特征處理對象：高級語言編寫的程序 ；第28|83頁階段軟件大事件1960年，ALGOL60語言是使用遞歸的

16、第一個面向過程的語言，用與數(shù)學(xué)與科學(xué)計算。同年創(chuàng)建通用商用語言COBOL。 1961年誕生了第一個模擬語言GPSS。同年MIT在 IBM7090上開發(fā)了第一個實驗性分時系統(tǒng)CTSS（Compatible Time Sharing System）。當(dāng)時的7090只有32K內(nèi)存，監(jiān)控程序為5K，剩下27K給用戶使用。CTSS支持32個用戶，對 IBM后來的操作系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的影響。1962年， 在測試技術(shù)方面，Auerback公司提供了最早的基準(zhǔn)程序Benchmark用于測試技術(shù)。同年，貝爾實驗室研制了用語音譜圖識別語音。和能設(shè)計、存儲及編輯合成音樂的軟件。1963年，貝爾實驗室發(fā)明了能夠?qū)ｉT處理

17、字符串的SNOBOL語言。同年，花費(fèi)了80億美元的美國半自動防空系統(tǒng)（SAGE）研發(fā)成功投入使用。 1964年5月1日，美國達(dá)特茅斯學(xué)院的凱梅尼和湯姆斯發(fā)明推出了BASIC語言。同年，IBM公司開發(fā)出報表生產(chǎn)程序RPG。后來有人認(rèn)為RPG是第四代編程語言的先兆。IBM經(jīng)過7年努力，完成了航空訂票系統(tǒng)，還在當(dāng)年開發(fā)了計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)。1965年，開始了服務(wù)于大型分時系統(tǒng)的MAC工程。后來發(fā)展成為Multics操作系統(tǒng)。 同年，荷蘭計算機(jī)科學(xué)家迪克斯特拉（Dijkstra）提出結(jié)構(gòu)化編程技術(shù)，適合在軟件的詳細(xì)設(shè)計或低層設(shè)計及編碼實現(xiàn)階段采用。第28|83頁階段軟件大事件1960年，ALGOL60

18、語言是第29|83頁階段軟件大事件（續(xù)）1966年，IBM公司的PHHoward提出英文字符識別系統(tǒng)，推動了文字識別技術(shù)的發(fā)展。RCasey和GNagy對漢字OCR（光學(xué)字符識別）進(jìn)行了研究，并提出二級匹配的方法。1967年，挪威計算中心的OJDahl和KNygaard用ALGOL語言開發(fā)出Simula67用于模擬應(yīng)用，這是第一個面向?qū)ο笳Z言。同年，美國科學(xué)家克努斯經(jīng)典著作The Art of Computer Programming。把算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為獨(dú)立實體從使用它們的程序中分離出來，開創(chuàng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法理論。1968年10月北大西洋公約組織（NATO）的科學(xué)委員會在德國加爾密斯（Garm

19、isch）開會討論軟件可靠性及軟件危機(jī)的問題，產(chǎn)生了關(guān)于“軟件工程”的加爾密斯報告，首次提出了 “軟件工程”的問題。 同年，荷蘭科學(xué)家埃德 Edsgar WDijkstra在 ACM通信上發(fā)表了“GOTO語句值得考慮的害處”的論文，引發(fā)了一場關(guān)于結(jié)構(gòu)化編程的大討論。國際信息處理聯(lián)合會（FP）鼓勵使用六位數(shù)字的數(shù)據(jù)格式（YYMMDD）來表示日期進(jìn)行信息交換，從而造成2000年危機(jī)問題。同年Ivan ESuterland提出窗口技術(shù)。1969年，貝爾實驗室的Dennis MRitchie和KThompson用PDP-7匯編指令編寫了UNIX的第一版本V1。UNIX的發(fā)展對計算機(jī)界、尤其是對軟件界產(chǎn)

20、生了巨大而深刻的影響。第29|83頁階段軟件大事件（續(xù)）1966年，IBM公司的P第30|83頁第三階段20世紀(jì) 70年代這個時期計算機(jī)硬件的發(fā)展具有里程碑的意義，采用諸如大規(guī)模集成電路，分布式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式等高新技術(shù)極大地提高了計算機(jī)系統(tǒng)的處理能力，特別是微處理器的誕生，開創(chuàng)了大眾化使用計算機(jī)的新時代。該階段軟件的特征是：高性能的計算機(jī)系統(tǒng)對軟件的功能和性能提出了更高的要求。 第30|83頁第三階段20世紀(jì) 70年代這個時期計算機(jī)硬件的第31|83頁軟件主要特征處理對象：小規(guī)模系統(tǒng)的程序設(shè)計 ；用途：商務(wù)應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；數(shù)據(jù)庫應(yīng)用；目的：“研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法以尋求處理的時-空平衡”；

21、開發(fā)方法：研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法；結(jié)構(gòu) 化開發(fā)方法；開發(fā)工具：高級語言；數(shù)據(jù)庫技術(shù)；認(rèn)識：平衡時-空平衡復(fù)雜度；程序執(zhí)行的停機(jī)；程序可讀性； 發(fā)展概況：數(shù)據(jù)獨(dú)立（文件、DB）；對復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)格說明；技術(shù)突破：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法 ；區(qū)分了應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件；理論成就：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法 理論；形式方法；軟件工程方法； 目標(biāo)：解決軟件危機(jī)。第31|83頁軟件主要特征處理對象：小規(guī)模系統(tǒng)的程序設(shè)計 ；第32|83頁階段軟件大事件1970年，Winston Royce在他的管理大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)提出了著名的“瀑布模型” 。同年，柯特（EFCodd）提出關(guān)系模型為關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展打下基礎(chǔ)。在編程語言方面，出現(xiàn)了

22、用于系統(tǒng)程序設(shè)計的 BLISS語言，用來編寫編譯程序和操作系統(tǒng)。1971年，瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院的伍爾斯教授發(fā)明了第一個結(jié)構(gòu)化的編程語言Pascal，并用17世紀(jì)法國著名科學(xué)家 Blaise Pascal（帕斯卡）的名字命名。同年，伍爾斯教授還提出“自頂向下、逐步細(xì)化”的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法。Friedrich IBauer提出軟件工程的定義：“確立并使用正確的工程原理和方法，以便能夠經(jīng)濟(jì)地獲得可靠而有效的軟件?！?巴拿斯提出了信息隱藏的原理，對軟件工程的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。1972年，出現(xiàn)三種有深遠(yuǎn)影響的編程語言：貝爾實驗室的 Dennis Ritchie發(fā)明的C語言。它在Martin Richar

23、ds的 BCPL語言和 Ken Tbompston的B語言的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展。最初的C語言是為編寫UNIX而設(shè)計的，并在PDP-11上首先實現(xiàn)。法國馬賽大學(xué)的Alan Colmeratuer發(fā)明 PROLOG語言，用于人工智能領(lǐng)域，其在歐洲和日本比較流行。Xerox公司Palo Alto研究中心 Alan Kay（艾蘭凱）發(fā)明的 Smalltalk語言。它是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，適合使用鼠標(biāo)工作的可視計算機(jī)系統(tǒng)，它體現(xiàn)了與傳統(tǒng)程序設(shè)計不同的觀念及風(fēng)格。同年，在計算機(jī)科學(xué)的理論方面，計算復(fù)雜性理論提出了NP問題的思想。提出對某些大規(guī)模的計算問題（如旅行商問題），其計算量是極其巨大的。同年，華裔科學(xué)家

24、王安發(fā)展了字處理系統(tǒng)。第32|83頁階段軟件大事件1970年，Winston Ro第33|83頁階段軟件大事件（續(xù)）1974年GJMyers，WStevens，LConstantine，EYourdon等發(fā)展了結(jié)構(gòu)化設(shè)計（SD）方法，基本思想是通過模塊化建立一個結(jié)構(gòu)良好的系統(tǒng)。同年，在斯得哥爾摩的象棋比賽中，計算機(jī)進(jìn)行了首次賽事。1975年，MAJackson提出JSP方法，它是適合中小型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計的一種方法。同年，Charles HMoore發(fā)明了Forth語言，它適合實時控制及工業(yè)機(jī)器人的編程。這一年還出現(xiàn)了SPSS語言，用于社會科學(xué)的統(tǒng)計。勃洛克發(fā)表著作“人月的秘密”

25、，提出在拖延了的項目中增加人員只會使項目更為延期的觀點。1976年BWBoehm又對軟件工程給出定義：“在軟件（包括程序和文檔）設(shè)計、實現(xiàn)、測試、運(yùn)行、維戶的各個過程中建立在科學(xué)基礎(chǔ)上的一套實用方法”。CAHoare則認(rèn)為軟件工程是“一種導(dǎo)致電子數(shù)字計算機(jī)具有強(qiáng)大功能的藝術(shù)，這種功能表現(xiàn)為人可以方便地使用計算機(jī)”。1977年，美國國家計算機(jī)和信息處理標(biāo)準(zhǔn)委員會（ANSC-X3）制定信息交換代碼ASCII的標(biāo)準(zhǔn)X3.4-1977。1979年，在美國國防部新語言的評審中，法國人Jean Ichbiah主持設(shè)計的綠色語言HoneywellBull最后獲勝。同年5月，以對編程做過重大貢獻(xiàn)的愛達(dá)拉夫拉斯

26、伯爵夫人的名字命名新語言Ada。還是在這一年，貝爾實驗室的LRRabiner等利用聚類技術(shù)開發(fā)了不定人的英語識別系統(tǒng)。第33|83頁階段軟件大事件（續(xù)）1974年GJMyer第34|83頁第四階段20世紀(jì) 80年代這個時期計算機(jī)硬件的發(fā)展體現(xiàn)在個人計算機(jī)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。該階段軟件發(fā)展的特征是：個人計算機(jī)應(yīng)用軟件異軍突起，形成信息產(chǎn)業(yè)中新的增長點。伴隨微處理器和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，計算機(jī)應(yīng)用開始深入我們的日常工作和生活。旺盛的市場需求和政府企業(yè)甚至廣大百姓的資金投入，孕育了大量軟件企業(yè)。市場競爭和市場經(jīng)濟(jì)規(guī)則促進(jìn)了軟件產(chǎn)品功能更強(qiáng)，質(zhì)量更高，性能價格比更好。大型機(jī)（包括中、小型機(jī)）軟件向個人計算機(jī)上

27、移植，從而為軟件提供了更廣闊的發(fā)展空間和巨大的用戶市場。 第34|83頁第四階段20世紀(jì) 80年代這個時期計算機(jī)硬件的第35|83頁軟件主要特征處理對象：大型系統(tǒng)的程序設(shè)計 ；用途：關(guān)系數(shù)據(jù)庫應(yīng)用；各領(lǐng)域計算機(jī)應(yīng)用；目的：大眾化普及應(yīng)用計算機(jī)；開發(fā)方法：構(gòu)造系統(tǒng)方法；用標(biāo)記工具描述系統(tǒng)；文檔是 管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要手段；開發(fā)工具：高級語言；基于PC的開發(fā)工具；早期CASE工具；認(rèn)識：軟件生命周期；強(qiáng)調(diào)開發(fā)組協(xié)作的重要性； 發(fā)展概況：軟件工程研究機(jī)構(gòu)；CASE環(huán)境；圖形界面系統(tǒng)；技術(shù)突破：C/S計算模式 ；GUI圖形用戶界面；理論成就：RDB的理論； 軟件工作量度量COCOMO；軟件過程改進(jìn)模型C

28、MM；目標(biāo)：開發(fā)更大規(guī)模和復(fù)雜性軟件系統(tǒng)，滿足應(yīng)用的需求。第35|83頁軟件主要特征處理對象：大型系統(tǒng)的程序設(shè)計 ；第36|83頁階段軟件大事件1980年8月，經(jīng)過長期的努力，由美國國防部確定把ADA語言用于過程控制與嵌入式應(yīng)用。1981年，BWBoehm出版了軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)，提出構(gòu)造費(fèi)用模型（COCOMO）作為軟件的價格估計模型。引起了軟件度量的發(fā)展。同年，RAbbott總結(jié)了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法學(xué)。在這一年，美國 Ashton Tate公司推出關(guān)系數(shù)據(jù)庫dBASE，并迅速贏得世界范圍內(nèi)的巨大市場。1981年，IBM公司推出個人計算機(jī)IBM PC，選Microsoft公司的MS-DOS作為其個

29、人計算機(jī)的操作系統(tǒng)，并將其命名為PC-DOS。從而為Bill Gates的Microsoft公司的發(fā)展開辟一條通往成功的道路。1981年，中國頒布了信息交換用漢字編碼字符集基本集，國家標(biāo)準(zhǔn)代號GB2312-80。 1982年，John Warnock開發(fā)了 Postscript的頁面描述語言，該語言后來形成著名的 Adobe系統(tǒng)。同年，Autodesk 公司推出了計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)AutoCAD第一版。1983年，王永民發(fā)明了“五筆字型”漢字輸人法。AT&T公司公布了UNIX System V，伯克利分校公布了4.2BSD。同年，Apple公司推出鼠標(biāo)操作的圖標(biāo)及下拉式菜單的工作方式，開創(chuàng)了圖

30、形操作界面的先河。1983年，貝爾實驗室發(fā)展了C+語言，既在C語言的基礎(chǔ)上增加了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計所需要的抽象數(shù)據(jù)類型類。1984年，F(xiàn)ox Software公司推出 PC關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)FoxBASE。同年，Novell公司推出局域網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)Netware V1.0。第36|83頁階段軟件大事件1980年8月，經(jīng)過長期的努力，第37|83頁階段軟件大事件（續(xù)）1984年10月15日，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定了開發(fā)系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM，即ISO7498-1。它從邏輯上把網(wǎng)絡(luò)功能分成七層。同年，計算機(jī)圖形學(xué)在Apple公司的Macintoch操作系統(tǒng)上取得極大成功。1985年，Micros

31、oft公司推出Windows窗口界面操作系統(tǒng)。ISO提出軟件質(zhì)量度量模型建議。該模型分高、中、低三層，各層均有多項評價準(zhǔn)則。1986年，Oracle公司推出 Distributed ORACLE分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫。同年，出版了世界第一部電子圖書，美國科學(xué)院百科全書，它的3萬個圖，900萬字的內(nèi)容就存儲在一張525英寸的CD-ROM光盤上。同年，Wall Street Journal 出書把計算機(jī)輔助軟件工程CASE的概念推廣開來。1987年，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的軟件工程研究所的Watts Humphrey等發(fā)表了“軟件過程成熟度框架”，后來成為用于預(yù)測開發(fā)單位是否有能力生產(chǎn)可靠軟件的“能力成熟度模型

32、CMM”。同年，IBM公司和Microsoft公司合作推出OS2操作系統(tǒng)，為IBM公司的PS/2 個人計算機(jī)系統(tǒng)配套。OS/2被稱為32位微機(jī)的新一代操作系統(tǒng)。1988年，Barry Boehm提出了軟件系統(tǒng)開發(fā)的“螺旋模型”。后來，該模型被認(rèn)為能有效提高系統(tǒng)開發(fā)效率。同年，ACM的一個工作組提出一份報告“計算仍是一門學(xué)科”。它把計算機(jī)學(xué)科歸納為九個主題領(lǐng)域：算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、人工智能與機(jī)器人學(xué)，數(shù)據(jù)庫與情報檢索、人機(jī)通信、數(shù)值與符號計算，操作系統(tǒng)，編程語言，軟件工程與方法學(xué)。它還包括了三種不同的處理方法：理論、抽象、設(shè)計，構(gòu)成計算機(jī)學(xué)科的39矩陣。第37|83頁階段軟件大事件（續(xù)）1

33、984年10月15日，國第38|83頁第五階段20世紀(jì) 90年代當(dāng)計算技術(shù)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)計算，標(biāo)志著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時代的到來。伴隨處理分散的海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求，誕生并促進(jìn)了分布式技術(shù)、并行計算、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展。反映該階段的軟件特征是：多媒體信息的實時處理技術(shù)成為研究的熱點；計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部傳統(tǒng)的處理模式（單指令流單數(shù)據(jù)流SISD和單指令流多數(shù)據(jù)流SIMD）受到極大挑戰(zhàn)，具有并行處理功能的新型處理模式（多指令流多數(shù)據(jù)流MIMD）倍受關(guān)注和厚愛；面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法代表著在新處理環(huán)境中提高軟件開發(fā)效率和質(zhì)量的方向；信息唾手可得的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件滿足著人們?nèi)找嬖鲩L的應(yīng)用需求。 第38|83頁第五階段20世

34、紀(jì) 90年代當(dāng)計算技術(shù)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)第39|83頁軟件主要特征處理對象：基于Internet/Web的程序設(shè)計 ；用途：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；目的：通過支持跨地區(qū)、跨部門、跨時間的群組共享信息協(xié)同工作來提高群組，集團(tuán)的整體的生產(chǎn)率；開發(fā)方法：基于組件、基于Internet/Web的開發(fā)方法；開發(fā)工具：組件技術(shù)；基于Web開發(fā)工具；現(xiàn)代CASE工具 ；認(rèn)識：非功能性需求的重要性；基于環(huán)境的軟件過程改造； 發(fā)展概況：Internet/Intranet；基于Web應(yīng)用；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；新技術(shù)涌現(xiàn)，但缺乏理論指導(dǎo)；技術(shù)突破：設(shè)計模式 ；瀏覽器技術(shù)；CORBA/COM/OLE技術(shù)；理論成就：“交互模型”作為網(wǎng)格

35、計算的理論基礎(chǔ)； 目標(biāo)：正確的時刻，把正確的信息，安全地送給需要的人。第39|83頁軟件主要特征處理對象：基于Internet/W第40|83頁階段軟件大事件1990年，Tim Berners Lee提出了關(guān)于World Wide Web的原型，并同時給出了 URL、HTML和HTTP的概念。同年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織接受UNIX標(biāo)準(zhǔn)POSLX為國際標(biāo)準(zhǔn) ISO9945/1。這一年，Microsoft 公司的Windows取得極大成功。1991年IBM與Microsoft分道揚(yáng)鑣。6月13日，中國頒布了計算機(jī)軟件保護(hù)條例，并于同年10月1日開始實施。1992年l月，Intel公司和Microsoft

36、公司聯(lián)合發(fā)表有關(guān)保持環(huán)境的APM標(biāo)準(zhǔn)。1993年，伊利諾斯州大學(xué)的超級計算機(jī)應(yīng)用研究中心的學(xué)生和研究人員開發(fā)了第一個基于圖形用戶界面的Internet瀏覽器，取名為NCSA Masaic。同年，美國白宮發(fā)表了一份報告，闡述了克林頓政府的“National Information Infrastructure”（國家信息基礎(chǔ)建設(shè)）發(fā)展計劃。人們把 NII常稱為“Information Super Highway”（信息高速公路）。1994年，Netscape公司首次推出它的瀏覽器Navigator。由于它卓越的功能和便捷的操作方式，使其在很短的時間內(nèi)風(fēng)靡世界。1995年，SUN公司推出了Java

37、及其集成開發(fā)環(huán)境。Java語言是基于Internet的編程語言，使得應(yīng)用程序同時在不同平臺運(yùn)行成為可能。同年，Microsoft公司推出 Windows95。第40|83頁階段軟件大事件1990年，Tim Berner第41|83頁軟件危機(jī)從20世紀(jì)60年代開始，軟件界經(jīng)常遭受軟件危機(jī)的襲擾。以IBM公司的OS/360操作系統(tǒng)為例。它共有4000多個模塊、100萬行指令，共投入5000人年，耗資5億美元，但在交付使用的系統(tǒng)中仍找出2000個以上的錯誤。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，研制軟件系統(tǒng)需要投入大量的人力、物力和資金，但是系統(tǒng)的質(zhì)量卻無法保證。開發(fā)軟件所需的高成本與軟件產(chǎn)品的低質(zhì)量之間存在尖銳的矛盾。軟件

38、開發(fā)陷入不可自拔的惡性循環(huán)之中。這種現(xiàn)象被稱為“軟件危機(jī)”（Software Crisis）。第41|83頁軟件危機(jī)從20世紀(jì)60年代開始，軟件界經(jīng)常遭受第42|83頁軟件危機(jī)的表現(xiàn)軟件開發(fā)進(jìn)度難以預(yù)測軟件開發(fā)成本難以控制用戶對軟件功能難以滿足軟件產(chǎn)品質(zhì)量無法保證軟件產(chǎn)品難以維護(hù)軟件通常缺少適當(dāng)?shù)奈臋n資料生產(chǎn)率提高的速度不能滿足社會需要第42|83頁軟件危機(jī)的表現(xiàn)軟件開發(fā)進(jìn)度難以預(yù)測第43|83頁 軟件開發(fā)進(jìn)度難以預(yù)測拖延工期幾個月甚至幾年的現(xiàn)象并不罕見，這種現(xiàn)象降低了軟件開發(fā)組織的信譽(yù)。以丹佛新國際機(jī)場為例該機(jī)場規(guī)模是曼哈頓機(jī)場的兩倍，寬為希思機(jī)場的10倍，可以全天侯同時起降三架噴氣式客機(jī)；

39、投資1.93億美元建立了一個地下行李傳送系統(tǒng)，總長21英里，有4,000臺遙控車，可按不同線路在20家不同航空公司柜臺、登機(jī)門和行李領(lǐng)取處之間發(fā)送和傳遞行李；支持該系統(tǒng)的是5,000個電子眼、400臺無線電接受機(jī)、56臺條形碼掃描儀和100臺計算機(jī)按原定計劃要在1993年萬圣節(jié)前啟用，但一直到1994年6月，該系統(tǒng)還無法正常運(yùn)行。據(jù)研究結(jié)果統(tǒng)計：只有15%的項目是按計劃完成的。第43|83頁 軟件開發(fā)進(jìn)度難以預(yù)測拖延工期幾個月甚至幾年第44|83頁軟件開發(fā)成本難以控制投資一再追加，令人難于置信。據(jù)同樣的研究統(tǒng)計結(jié)果表明：僅有10%的項目是按費(fèi)用計劃完成的。例如，20世紀(jì)80年代初，美國國內(nèi)稅收

40、服務(wù)處（IRS）讓Sperry公司開發(fā)一套聯(lián)邦稅收表格自動處理系統(tǒng)。結(jié)果是：系統(tǒng)被證明不適合當(dāng)前的工作量，花費(fèi)幾乎是預(yù)算的兩倍，必須立即更換（華盛頓郵報的報道）。到1985年，還需要再追加9千萬美元來改進(jìn)Sperry公司最初價值1.03億美元的設(shè)備。另外，因為出現(xiàn)的問題阻礙了IRS按時返還納稅者的稅款，IRS還被迫償還4. 02億美元的利息以及2.23千萬美元的工資給加班職員。第44|83頁軟件開發(fā)成本難以控制投資一再追加，令人難于置第45|83頁用戶對產(chǎn)品功能難以滿足 開發(fā)人員和用戶之間很難溝通、矛盾很難統(tǒng)一。往往是軟件開發(fā)人員不能真正了解用戶的需求，而用戶又不了解計算機(jī)求解問題的模式和能力

41、，雙方無法用共同熟悉的語言進(jìn)行交流和描述。 在雙方互不充分了解的情況下，就倉促上陣設(shè)計系統(tǒng)、匆忙著手編寫程序，這種“閉門造車”的開發(fā)方式必然導(dǎo)致最終的產(chǎn)品不符合用戶的實際需要。 表1-4顯示了開發(fā)系統(tǒng)失敗所造成的經(jīng)濟(jì)損失。第45|83頁用戶對產(chǎn)品功能難以滿足 開發(fā)人員和用戶之第46|83頁軟件產(chǎn)品質(zhì)量無法保證系統(tǒng)中的錯誤難以消除。軟件是邏輯產(chǎn)品，質(zhì)量問題很難以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)度量，因而造成質(zhì)量控制困難。例如，一次美國在肯尼迪角發(fā)射一枚阿脫拉斯火箭，預(yù)定將用這種火箭運(yùn)載飛往金星的宇宙飛船。火箭飛離地面幾十英里高空開始翻轉(zhuǎn)，地面控制中心被迫下令自爆炸毀。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是飛行計劃程序中漏掉一個連字符。就是這

42、樣一個連字符的疏漏造成這枚價值1850萬美元的火箭實驗失敗。據(jù)統(tǒng)計數(shù)字表明：在大型系統(tǒng)中，約3/4的系統(tǒng)有問題。表1-5顯示了美國對政府開發(fā)的9個軟件項目調(diào)查的結(jié)果?？捎孟到y(tǒng)只占不到5%。第46|83頁軟件產(chǎn)品質(zhì)量無法保證系統(tǒng)中的錯誤難以消除。軟第47|83頁軟件產(chǎn)品難以維護(hù) 軟件產(chǎn)品本質(zhì)上是開發(fā)人員的代碼化的邏輯思維活動，他人難以替代。除非是開發(fā)者本人，否則很難及時檢測、排除系統(tǒng)故障。 為使系統(tǒng)適應(yīng)新的硬件環(huán)境，或根據(jù)用戶的需要在原系統(tǒng)中增加一些新的功能，又有可能增加系統(tǒng)中的錯誤。第47|83頁軟件產(chǎn)品難以維護(hù) 軟件產(chǎn)品本質(zhì)上是開發(fā)人員第48|83頁軟件缺少適當(dāng)?shù)奈臋n資料 文檔資料是軟件必不

43、可少的重要組成部分。 實際上，軟件的文檔資料是開發(fā)組織和用戶的之間權(quán)利和義務(wù)的合同書，是系統(tǒng)管理者、總體設(shè)計者向開發(fā)人員下達(dá)的任務(wù)書，是系統(tǒng)維護(hù)人員的技術(shù)指導(dǎo)手冊，是用戶的操作說明書。 缺乏必要的文檔資料或者文檔資料不合格，將給軟件開發(fā)和維護(hù)帶來許多嚴(yán)重的困難和問題。第48|83頁軟件缺少適當(dāng)?shù)奈臋n資料 文檔資料是軟件必不第49|83頁軟件開發(fā)供不應(yīng)求 軟件開發(fā)生產(chǎn)率的提高速度，難以滿足社會需求的增長率。軟件產(chǎn)品“供不應(yīng)求”的現(xiàn)象致使不能充分利用現(xiàn)代計算機(jī)硬件提供的巨大潛力。第49|83頁軟件開發(fā)供不應(yīng)求 軟件開發(fā)生產(chǎn)率的提高速度第50|83頁軟件危機(jī)產(chǎn)生的原因 產(chǎn)生軟件危機(jī)有兩個方面的原因：

44、與軟件本身的特點有關(guān)；是內(nèi)在因素、客觀的存在，只能因勢利導(dǎo)加以解決。與軟件開發(fā)和維護(hù)的技術(shù)方法有關(guān)；是外在因素，可以完善、提高。第50|83頁軟件危機(jī)產(chǎn)生的原因 產(chǎn)生軟件危機(jī)有兩個方面的第51|83頁軟件特點的因素（內(nèi)因） 軟件是邏輯產(chǎn)品，是代碼化了的人的思維活動。在總體構(gòu)思時，別人無法管理和干預(yù)。在寫出程序、并在機(jī)器上運(yùn)行之前，進(jìn)展情況難以掌握，開發(fā)質(zhì)量也無法評估。這些都給管理和控制帶來不便。 軟件是特定問題在計算機(jī)上的運(yùn)行描述。實際問題的復(fù)雜性決定了一個實用軟件系統(tǒng)規(guī)模往往十分龐大。大有大的難處。程序規(guī)模越大，控制、管理難度也就越大。第51|83頁軟件特點的因素（內(nèi)因） 軟件是邏輯產(chǎn)品，是代第52|83頁軟件開發(fā)維護(hù)技術(shù)方法的因素 開發(fā)人員和用戶之間的矛盾。許多軟件系統(tǒng)開發(fā)失敗的主要原因是開發(fā)人員在沒有準(zhǔn)確、完整地了解了用戶的需求后就急于編程；用戶對需求也往往不能準(zhǔn)確、完整地提出。 軟件開發(fā)各階段任務(wù)不明確，方法不科學(xué)。