計算機軟件的深度開發應用

【摘要】計算機硬件和軟件組成了計算機使用的統一整體。因此，計算機資源應該既考慮硬件資源又考慮軟件資源。軟件資源包括系統軟件和應用軟件。系統軟件是管理、監控、維護計算機的軟件，如自檢程序、操作系統等。應用軟件是主要解決某些具體問題的軟件，如學習管理軟件、人事管理軟件等。從功能上可以認為軟件是利用計算機本身提供的邏輯功能，合理地組織計算機工作，簡化或代替人們在使用計算機過程中的工作環境。因此，不論是支撐計算機工作還是支持用戶應用的程序都是軟件。

【關鍵詞】計算機；應用；軟件；開發技術

計算機硬件和軟件組成了計算機使用的統一整體。因此，計算機資源應該既考慮硬件資源又考慮軟件資源。軟件資源包括系統軟件和應用軟件。系統軟件是管理、監控、維護計算機的軟件，如自檢程序、操作系統等。應用軟件是主要解決某些具體問題的軟件，如學習管理軟件、人事管理軟件等。從功能上可以認為軟件是利用計算機本身提供的邏輯功能，合理地組織計算機工作，簡化或代替人們在使用計算機過程中的工作環境。因此，不論是支撐計算機工作還是支持用戶應用的程序都是軟件。在20世紀50、60年代人們是基于手工方式進行軟件開發的，人們認為計算機軟件就是程序。隨著使用化、商品化、通用化、大型化軟件的開發，軟件設計者逐漸感到要有一定規范的文檔以保證程序從設計、調試到運行的成功。這樣，從20世紀70年代開始，認為軟件不僅是程序還包括開發、使用、維護這些程序所需要的一切文檔。到了20世紀80年代，國際標準化組織從軟件工程的概念上更為全面地給軟件定義為：計算機程序、實現此程序功能所采用的方法、規則以及與其關聯的文檔和在計算機上運行它所需要的數據都是計算機軟件。

1.軟件工程的概念

1.1“軟件工程”概念提出

20世紀50、60年代開發大型系統軟件用手工方式進行，其生產效率低、出錯率高。這種狀態不能滿足日益增長的軟件生產的需要，產生以下四個方面的問題。a.軟件復雜性飛速增長；b.軟件成本高；c.開發周期長；d.維護工作量大。即出現了“軟件危機”現象。為了擺脫軟件生產的這種局面，在1968年北大西洋公約組織的學術會議上，第一次提出了“軟件工程”這個概念。

軟件工程是開發和維護軟件的規范化方法，它的指導思想是以處理工程問題（如建筑工程、機械工程等）一樣的方法處理軟件生產的全過程。為了指導這種軟件生產的整個過程，產生了軟件工程學。

1.2什么是軟件工程學

軟件工程學是研究和探討如何利用當代的科學理論和技術指導軟件的開發，以達到利用較少的投資獲得高質量軟件產品的目的科學。

軟件工程學既是邊緣學科，又是一種綜合性學科。它包括計算機科學、系統工程學、管理學、經濟學、人體工程學和心理學等。

2.軟件工程的發展

軟件工程的發展，大體經歷了三個時代，即程序設計時代、軟件時代、軟件工程時代。

2.1軟件開發的三個階段

前面講過用軟件工程的方式生產軟件的過程類似于機械、建筑工程生產產品的過程。如一個建筑工程（如立交橋、賓館大廈等）從開始到結束，經歷設計、施工和驗收三個階段。軟件產品的生產也要經過定義、開發、維護的軟件開發三個階段。

2.2軟件工程與其他工程科學不同之處

從上面建筑工程與軟件二種產品開發階段比較，可以看出：a.建筑工程流程圖中，設計藍圖產生之后，往下的每一步沒有回溯問題。但在軟件開發工程中，每一步都可能經歷不只一次的修改和適應的回溯問題。b.軟件交付使用后，還有一個運行維護問題，如運行后發現有隱藏錯誤、運行環境有變化、用戶要求的變更等。

3.應用軟件開發方法

一個大型的應用軟件、如計算機輔助設計軟件，大型仿真訓練軟件等，需要多人共同完成。為保證大型應用軟件系統的開發質量，必須嚴格按照軟件工程的思路和原則，采用軟件的開發方法，使用軟件工程提供的圖示工具，組織軟件人員協調一致地完成設計與開發任務。

現應用的軟件開發方法主要有三種：軟件生命周期法、原型化方法、自動形式的系統開發方法。

3.1軟件開發的生命周期法

生命周期方法是從時間角度對軟件的定義、開發和維護的復雜問題進行分解，分成若干個階段。每個階段的開始和結束都有嚴格的標準（前一階段的結束就是后一階段的開始。標準就是每個階段都應該交出高質量的文檔。軟件生命周期一般分為六個時期，即六個階段。

3.2原型化方法

傳統的生命周期法的理論基礎較為嚴密。一般說來，在軟件開發過程中，首先要經過嚴格的定義或預先說明，并要求軟件開發人員和用戶在系統的開發初期就要對整個的功能和信息需求做出全面、準確而深刻地認定。

通常用戶給出概括性的軟件目標而無法描述詳細的輸入、處理或輸出需求。而軟件開發人員也可能尚未確定處理算法的效果、操作系統的適用性及即將使用的人機界面形態。在這種情況下，對事務只有邊干邊認識，原型化方法就是基于這一主導思想。

3.3原型的三種形態

3.3.1紙上原型

這種紙張和墨水的模型解釋了軟件上的一些特征。

3.3.2工作原型

制作所需軟件中的一部分功能，讓其在計算機上執行，可使用戶和開發者在一定程度上了解即將被開發的程序。

3.3.3現有原型

利用一個可運行的現成程序，完成所需功能的部分或全部，但是有一部分必須在新開發的基礎上加以改善。

3.4原型法開發過程

利用原型法開發軟件大致經過可行性研究階段、確定系統的基本要求階段、建造原始系統階段、用戶和開發人員的評審階段、開發人員修改系統階段。

3.5自動形式的系統開發方法

這種方法的特點是采用第四代技術（4GT）包含的大量軟件開發工具，使軟件開發者只需說明軟件所要實現的內容，而不必說明如何去實現。4GT軟件工具根據系統要求確定規范，進行分析，自動設計，自動編碼。

4.結束語

在軟件工程中，不應武斷地選擇某種方法，應當由應用特性來決定所要采用的方法。往往采用以上方法相結合的模式，可加快軟件開發的進度。

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