軟件工程系統論探究工程論文

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軟件工程系統論探究工程論文

　　摘要：創建軟件工程體系論證的想法是確立于一般系統論、工程系統論和軟件工程的基礎點上面，同時展開了軟件工程系統論的研討影響、學科本質與系統、研討內容和研討方式的第一步。工程系統論因其特性可以運用于軟件工程，保證軟件工程基本使用研討體系化、精密化和科學化的進一步發展，同時提升該研究的研討出發點，幫助實行系統科學和工程系統的思想統一。具體可以將軟件工程系統劃分成為六個子系統，分別是對象、技術、過程、支持、組織和管理這些部分。建立起一個和軟件工程系統有關的理論框架十分重要，并且還要貫徹有關的科學思想，讓軟件工程在研究上有著強大的依靠，推動軟件工程研究向著更加科學嚴謹的方向發展。本文分析研究軟件工程系統論的重要性，介紹軟件工程系統論研究的內容以及可行性。

軟件工程系統論探究工程論文

　　關鍵詞：一般系統論；工程系統論；軟件

　　0引言

　　將應對軟件危機作為機會，以此得到的軟件工程理論創立于上世紀六七十年代，到現在也有了三十多年歷史并已成為了一門獨立學科。在發展中必然會遇到一些問題，其中最為突出的兩個問題是：第一，已有的理論成果還是不能夠跟上實踐需求；第二，軟件工程要得到發展，必須建立在現有理論基礎上，同時還需要對軟件工程基礎的框架和體系進行深入的研究。要鼓勵創新，讓理論基礎能夠變得更加扎實，且多用一些新的看問題的角度來對問題進行研究。如果想要讓難題很快地得到解決，就需要將一般系統論以及工程系統論中聯立到實際的軟件工程研究上來，建立好完善的科學體系和基本理論。

　　1工程系統論介紹

　　在上個世紀末期，國內學者在一般系統論基礎上，利用自己的努力創造了工程系統論。他們建立的理論中有著和工程系統有關的規律，該理論是將一般系統論和實踐結合在一起得到的理論，它能夠對所有的領域中的工程起到作用。關于工程的具體定義，指的就是依據某組設想目標，并且通過科學知識以及相關的技術來讓人以組織的形式開展活動，能夠讓現有的實體轉變成為一個有著價值的產品涉及到的整個過程。在實際的工程活動中包含有九個基本要素，主要就是資源、用戶、行動者、方法、目標、時間、過程、活動以及環境。將環境排除在外，剩余的八個要素在一個框架之內，同時還有著緊密的聯系，是一個完全的整體。我們將這個整體叫做工程系統。在研究工程系統論的過程中，研究的目標就是不同的工程系統，研究的目的就是為了找到工程系統里面存在的所有共有規律。工程系統論在整個學科體系里面處于最中間的層次。相較于一般系統論，工程系統論、社會系統論以及生物系統論這三者能夠組合形成派生科學。也就是說工程系統論的概念、原理方法都會被一般系統論限制。和具體工程系統論相比，它屬于工程元科學，也就是說它是綜合性更強的一門學科，能夠對所有的工程學科進行討論。由于工程系統論具備特殊的處于中間層次的特點，能夠使得它作為一般系統論的知識來源，同時它還能夠給具體工程系統論提供更加廣闊的發展空間。具體工程系統論主要的內容中必須含有軟件工程系統論這一內容。工程系統論有著十分科學合理的思想，再加上辯證的理論，能夠幫助指導復雜系統中的操作以及方法論。原本系統工程技術存在很多的局限，不過工程系統論在這方面有著很大的突破，它有了更大的范圍，能夠跨越很大的時空來對人工系統的發展進行操控。同時工程系統論沒有對以前的內容進行拋棄，里面還是涵蓋了系統工程等方面有效的技術以及措施，在這個基礎上，添加了頂層指導，因此它有著宏觀性以及普適性，可以被廣泛地運用在復雜的人工系統中，有著很光明的未來。

　　2研究軟件工程系統論的重要性

　　因為網絡技術得到了很大的發展，進行網絡開發的工具也越來越先進，使得軟件開發的整體環境出現了很大的提升和變化，和軟件開發有關的概念也有了很不一樣的定義。現在在進行對象程序設計的過程中，有了新的方法，一些傳統的面向過程以及結構方法都已經被摒棄，如今更加注重的是面向角色程序設計的方法。在設計角色的技術上，每個不同的部分都會有所側重，但是整體必須要做到協調。現在的技術強調的一點就是對即將被開發出來的系統進行分析時，需要做到更加規范化以及自然。這種更為系統化的分析模式和工程系統論基本的思維模式十分契合，因此也能夠用到復雜系統的開發過程中。現在軟件開發十分重要，而且在發展的過程中，是一定需要有著理論依據來支持的。與此同時，還需要有在軟件出現問題時，對這些問題進行解決的理論工具，平時不僅要研究新的開發方法和工具，同時更加重要的就是找到新方法來對軟件工程進行指導。這樣的情況之下，建立起一個基本的框架和體系就顯得很必要。

　　3軟件工程系統論的研究內容以及可行性

　　3.1軟件工程系統論相關研究內容

　　3.1.1軟件工程系統的一般結構軟件工程系統有著一定的發展規律，也兼具復雜性，它發展是有著基礎部分，并且能夠對復雜的情況進行處理；系統基本組成部分有著自己的特性，并且其功能與空間和時間都有著分不開的聯系；環境因素也是影響軟件結構、功能、狀態等的原因。

　　3.1.2軟件工程系統的層次結構軟件工程系統層次結構主要有系統化的層次以及不同層次之間的聯系等部分。還包括系統基層性質、特別性質；層次結構上有著無限性、協調平衡性以及相對性。

　　3.1.3軟件工程系統的協調性和復雜性此塊內容有著系統復合過程的分類、狀態等；處于復合狀態時具備的協調性以及協同性；能夠對系統目標、方法以及特征進行適應的內容。

　　3.1.4軟件工程系統的突現性該部分主要突出了軟件工程系統有著突現性的特點；同時還有環境對于系統突現性的影響；刻畫了突現性的具體內容，并且突現性在整體與部分兩者間的關系。

　　3.1.5軟件工程系統的無序性以及有序性該部分涉及了無序性、有序性分別發生的原因、表現以及特點；使得無序性變成有序性需要的條件等。

　　3.2軟件工程系統論研究的可行性

　　首先，軟件工程與系統科學之間有著分不開的聯系，軟件工程中，理論方面最主要的基礎就是系統開發設計系統以及數學模型，在軟件工程的方法和技術上，都突出了系統并且科學的基本思想。在軟件工程系統中，比較重要的方法有結構化方法以及面向對象方法等，這些其實都對系統科學思想方法進行了延續。軟件工程中，進行支配的核心思想就是用不一樣產品的方式來處理軟件產品，這就是指在進行軟件生產的過程中需要將監督、審核以及研究可行性等內容納入其中，這樣才能夠確保質量、經費達到具體的標準，讓最終的目標得到實現。因此引進工程系統論原理以及相關的方法實行的可行性很大。第二，系統相對復雜，在開發軟件工程的過程里面會有很多的任務，同時指標十分龐大，涉及了很多方面的知識以及學科類型，需要很長的研究周期，再有人員素質、運行機制以及環境等多種因素對其的影響，因此軟件工程里面一定要多利用工程系統論里面的科學思想，找到內在隱含著的規律，提升整個系統開發時的總體設計的水平。第三，自從系統論有關的思想推行很久之后，能夠促進軟件工程向前發展，使得人們對軟件工程上需要用到的原理以及方法有著更多的了解。除此之外，我國現在從事相關軟件開發的人員變得越來越多，這些人員基本都能夠具備很多的理論知識以及科研開發背景，他們能夠提供好的工程例子來讓工程相關人員進行專門的理論研究。因此研究以及建立這兩個層面上，軟件工程系統論都能夠將原本的障礙給攻破。

　　4開展軟件工程系統論的研究勢在必行

　　軟件工程的定義就是能夠對計算機軟件的開發以及維護起到指導作用的學科。開發軟件工程的整個過程有著很鮮明的特點，也就是項目生命周期存在的階段性、復雜性以及系統性。早在上世紀六七十年代，國外的很多學者就開始研究起了軟件工程，他們主要集中在對基本原理、方法等方面進行研究，具體可分為過程模型、方法技術、工具環境以及標準規范等內容，并且他們在研究中得到了一些很好的開發方法，對后世有著很大的影響。比方說結構化方法、面向對象方法、凈室方法等，都是很有影響力的。雖然這些方法也并不是很完善，有著很多的缺點和不足，不過這些方法都是能夠推動整個軟件工程進行發展的有利因素。圖靈機模型以及馮-諾依曼體系是現代計算機發展的理論支撐。圖靈機中涉及的想法主要就是將問題細化，讓其成為機械求解，有著很多步驟的過程，計算機語言則是作為輔助思想進行表現的一個形式。對軟件進行開發其實就是通過程序員的操作，將求解問題域變得更加形式化的一個階段。對于求解的問題，程序員需要先進行分析，知道它的主要特征，然后建立起相關的模型，找到合適的算法，用設計語言來描述這一程序，最后能夠順利的得到想要的結果。按照人們的一貫理解表達方法來看，馮-諾依曼的程序具體執行的過程是與其相悖的，存在著很大的差別，而且程序員一般都會關注怎么實現目標、怎么進行編程這些方面，對問題的認識還不夠深入，同時思維上也有一定的慣性。在軟件管理以及設計上面，人們一般都會用非系統的思維來應對，這就使得設計結果不具備系統性以及整體性。比方說，程序員關注點一般在工程流程以及步驟上，但是整個系統特點也是需要進行注意的部分，這方面不注意，就會帶來問題；程序員只關注局部而沒有這種協調整體；過分關注程序模塊以及設計上的優化，并沒有關注全局優化以及結構分析的部分；進行工程開發的時候沒有進行合理的溝通和協調，使得系統設計架構不夠完整，軟件設計上存在著很多的矛盾和不足；軟件自身也存在一定的特點，這會使得工程開發時很容易缺少溝通，只是各自忙自己的。特別是一些大軟件的開發過程中，包含了很多的小項目，分工很細，并且包括了很多的層次，時間上要求很高，很容易出現將大系統分成不相干的一些小系統的情況，這樣很難對系統性和完整性進行把控。在系統工程方法的具體應用方面，也是國外學者的腳步更快。Win2stonW.Royce博士最初提出了“軟件系統工程”這個詞語[5]。他們的觀點為，一個項目若是沒有系統工程方法，那么就會使得軟件不能夠適配于硬件，導致軟件不能夠一直使用下去。開發產品時，沒有注意系統方面的相關工作，就會讓軟件危機加劇。美國的RichardH.Thayer等學者對完善了軟件系統工程的具體定義。他們的觀點為，軟件系統工程其實和系統工程十分相似，需要技術以及管理這兩個方面。軟件系統工程并不是指一項任務，它其實是一個理念或者可以說是一個過程。最高層需要在軟件工程的實施里面用到這個理念。在對軟件系統工程以及軟件工程之間的關系進行研究時，他們還提到，在初期開發軟件的時候，軟件系統工程主要就是對軟件需求進行具體的分析，并且設計具體的結構。軟件系統最終進行測試和發布系統功能的部分也是包括在軟件系統工程中的。很明顯，總體來說他們的觀點認為軟件系統工程是軟件工程的一個部分。因為每個學者研究時的目標以及角度都是不同的，所以本文的軟件工程系統與這些學者提出的團建系統工程并不是同一個概念，但是這兩者都能夠體現出和系統論有關的思想。全球另外還有許多學者研究了軟件工程開發這一方面的內容。比方說，Wooldridget等學者提出了GAIA方法，它能夠對主題進行分析以及設計，他們認為工程中應該多用到MASE和MAS-Commonkads;高翔等學者對應用角色模型中用到的設計方法進行了研究；張志軍等學者在軟系統方法這個基礎之上，提出了具體的開發技術；馮柵等學者提出了建立在智能體系之上的方法。這之前提到的所有方法都是能夠結合實際工程方法，來反映出現在軟件工程方面到底遇到了什么問題。美國有關的學者提出的軟件工程系統理論并不能夠運用到系統論的整體過程里，它只能夠符合某些特定階段的要求。而且這里面不具備工程系統論內容，同時還沒有運用工程系統論有關思想來對軟件工程科學體系進行研究和考察。基于現在的文獻搜索情況以及互聯網使用情況，能夠知道現在全球所有報道中提到工程系統論在軟件工程上運用的方法理論。網絡技術得到了很大的發展，同時開發的工具也變得越來越先進，這些原因就是推動軟件開發環境變化的主要因素，同時也對人們在時空觀念、生命周期以及軟件方式等方面產生了影響。角色技術在程序設計上出現了更為側重的現象，并且能夠做到各部分之間都有著很好的協調，用更加規范化以及自然的方法來對即將要開發的系統進行描述，能夠讓開發的效率變得更高，并且和一些專家之間建立很好的聯系。在現代軟件工程的發展過程中，就必須要所有的科學都具有理論上的基礎，軟件危機一直存在使得我們必須研究出很好的理論武器來進行治理，在研究一些新型的開發工具和整個開發過程里面，最為重要的就是需要將研究的領域和新技術結合到一起，并且對軟件工程發展的指導用到新的方法論。所以，對一般系統論和工程系統論對軟件工程系統規律進行研究，以此來建立起一個更為科學化的軟件工程系統體系，并且得到軟件工程系統論的基本方法。就是因為這些研究是建立在一個新角度上的，所以能夠對貫徹系統科學思想有利，將研究軟件工程的起點提升，讓對軟件工程的基礎研究變得更加系統、全面和科學，同時也能夠為另外的信息工程學發展提供一定的借鑒。

　　5軟件工程系統論的學科地位、研究內容及可行性

　　其實從大方向來說，也就是從整個科學范圍內來講，軟件工程系統理論應該是在一般工程理論下一個層次的，也在一般系統理論之下，這就是說，軟件系統理論的應用應該是在兩者應用的前提下，對軟件系統的應用起到一定的約束作用。當然這種關系也在隨著應用領域的不同而不斷發生變化，比如說在機電領域，細化還可以說在航天領域、汽車領域等，他們的關系是平等的，但是其應用卻是交叉的。對于軟件工程的研究，可以參照一般工程研究的方法，也就是可以把軟件工程的研究分成幾大部分，比如軟件工程管理、軟件工程技術系統、軟件工程過程系統、軟件工程對象系統、軟件工程支持系統、軟件工程組織系統等六大子系統，在這些原理的實現過程中，又包含著在相關工程中的應用，例如性能工程、質量工程、架構工程、測試工程等，這些相關工程包括很多，其中會涉及到很多軟件工程領域的應用，在對軟件工程做研究的時候也會結合這些相關工程做出不同分析，這里簡要舉例說明，關于軟件工程系統理論研究，應該從以下幾方面出發：（1）結構角度：結構角度的出發點就是軟件的一般結構，從軟件工程應用的環境、狀態、結構及一些規律；在系統組成角度來說，這些要素在功能匹配、空間利用等方面都有一些規律，都需要結合一些性狀；我們平常所說的系統的復雜性就是在這些領域面對這種復雜問題、復雜規律時所用的處理辦法及途徑等問題，當然考慮這些因素也是為了在最大程度上保證軟件工程的嚴謹性。（2）系統層次角度：軟件系統在建立過程中是分層次建立的，其中每個層次又都有著千絲萬縷的聯系，其中就包括層次之間的協調及平衡性，軟件系統的的無限性及相對性不能一概而論，要視應用領域而定。（3）協調性及復合型：首先說復合性，需要從復合內涵、分析過程、分類方式及過程方式等角度考慮；然后協調性就是要從系統的特征方法、目標種類等方面來看；協調性還包括對協調度的把握及衡量。（4）突顯性：軟件工程在這方面的的表現很突出，同時也是因為具備了一些突出性的條件；在系統的內各部分只見的關聯部分也有其對整體的作用；同時還必須考慮的一點就是該工程對軟件應用環境整體有無影響。（5）無序性及有序性：這個角度需要從有序無序的根源出發，也就是其發生原因、因素等一些初始方面考慮；還有兩者的相互轉化條件等。（6）范式：軟件系統一般都會有一般范式，但是這種范式的角度，需要從范式的標準、組成構成、分類等方面考慮。（7）信息角度：信息與軟件工程有很多聯系，在軟件工程中有一定地位；軟件工程的基本特征及相關衡量問題；模糊性信息、信息反饋及其對系統穩定性的影響、隨機性信息、未確知性信息的分析與處理。（8）全局化：顧名思義，就是對整個工程的把握，包括對整體的優化，對其中某一部分、某一環節的優化；還包括全局中的分類、特點、方式等。全局工作如果能夠做好，那么應該可以在我國軟件工程領域開啟新的篇章了，因為目前我國的軟件工程在全局掌控方面很差，空白之處還有很多，這項工作做好，就會在理論和實踐上都有很大提高，也會還會發展很多分支出來。首要說的就是軟件工程與各方科學工程有著很多聯系。軟件工程從底層來說就是數學模型的建立，一些數學算法的解決，數學模型的建立等。其實在系統科學的建立過程中，軟件工程的思維技術都是貫穿始末的，這也使得面向對象式的軟件工程在不斷發展，也因此使得這些進步都是圍繞著系統科學思想的。這個過程需要工程審核、工程需求、工程計劃聯系在一起來考慮，這么做的原因也是為了能夠保證工程進展的有序性和保質保量，這個過程在綜合進程、經費、質量等多方面因素后才能保證工程最后的結果，這些不確定性也導致了系統科學工程的思想能夠應用在軟件工程上的結果。另一方面，軟件工程的開發過程和人力及人的思想是分不開的，也可以這樣說，整個軟件工程就是一個大型人工智能系統，這個開發過程經歷思索、設計、開發等較長周期后，使得整個工程在經濟投入、運行時間都有很大的變動，而且在這期間很多因素都會影響軟件工程的進展。在客觀上來講，這個過程需要實時的進行評價、評估，而且是對各個方面，比如說管理方面，解決問題原則方面，把握發展思路方法方面，借此來提高軟件系統工程的整體水平。再者，軟件工程的發展已經有些年份了，而且已經經歷了軟件的推廣，這個過程也有二三十年了，這個發展的結果就是，逐漸大眾化，越來越多的人對這個工程及相關軟件的應用都有了很多認識，更有一部分人通過學習逐漸變成相關專業人員，這個隊伍在逐漸擴大，而且這些人的理論知識都是相當扎實豐富的，這個軟件工程在建立過長中基本上是不用擔心知識瓶頸或者技術難題的。

　　6結語

　　通過上述總結可以達到對軟件工程及其開發研究過程概括的結果，再者期間會有很多實際問題涌現出來，更重要的是很多學術問題會被發現，當然這個過程會隨著應用領域的不同而不同，隨之而來的就是一些技術難題。但是軟件系統的建立也有它的短處，就是軟件系統是離散的，這種結構使得如果其中的某一個環節出現了輕微偏差，那么就會造成結果發生較大的偏差。還有就是軟件工程的建立屬于高等知識類型的，這中類型的定位也是它不容易管理的原因之一，也是不容易實現規范化的原因。這方面的管理必須有相應的專業管理人員進行相關工作，要求了工作人員應具備很高的協調管理能力、人才規劃管理能力，其實這也可以成為一門藝術，這條藝術之路走對了就是使得整個工程井井有條，但是從當前軟件工程的發展來看，這條藝術之路還很長，我們仍須努力。

　　參考文獻：

　　[1]李剛,董火民,楊子江,韓紅強.軟件工程標準化現狀與分析[A].第四屆中國軟件工程大會論文集[C],2013.

　　[2]介藝橙.成都置信房地產成本管理系統的設計與實現[D].電子科技大學,2013.

　　[3]王連成,工程系統論與工程科學體系[J].中國工程科學,2011(6).

　　[4]張炯.核動力工程研究開發、設計系統的信息化研究[J].核動力工程,2014(1).

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