探索软件工程的奥秘：从软件到计算机

发表时间: 2023-11-02 12:23

原创软件工程之思软件工程之思 2023-11-02 07:39 发表于重庆

如果我们想要更好地理解软件工程，首先就要更好地理解软件、算法、程序、计算机这些基本概念，只有更好地理解这些基本概念，才能更好地理解软件工程。

通常软件是这样定义的：

软件是可在计算机上运行的程序及其文档。

这种定义虽然准确，但我们仍然觉得不够清楚明白。我们可以根据下列特点来进一步理解什么是软件。

这里的质量是物理学上的定义。硬件是有质量的，软件是没有质量的。像机械、电器、芯片这些有质量的物体都是硬件，而像文学艺术、灵感创意、名誉地位等这些没有质量的，都可以称之为软件。

因为软件没有质量，也就没有形体，所以要让人们感知软件必须借助于硬件载体，否则既看不见也摸不着。软件必须要借助于计算机才能使用它，才能知道它的详细功能。

虽然软件也是人们制造出来的，但它与硬件不同，硬件产品都经过"研发"、"定型"，然后再"批生产"，软件产品则只有"研发"，几乎没有"定型"、"批生产"。只要软件通过验证与确认活动证明其满足用户需求，软件就可以结束研发交付给用户。

没有质量的软件，它不会向硬件那样被“磨损”。只要软件满足用户需求，它就可以一直被使用下去。

什么是"算法"？凡解决问题的方法都叫算法。农民种地有"耕作方法"，工人做工有"工艺方法"，厨师烧菜有"菜谱"，开发人员实现软件功能的方法就是软件的算法。

实际上，软件是为了解决客观世界存在的问题，算法其实就是模拟客观规律解决问题的方法。如"冒泡排序""瞎子爬山法""后进先出栈管理"等著名算法，连名称都源自现实世界相应现象的"俗称"。所以，从某种意义上来说，算法也是将现实需求转变为计算机软件的桥梁。

将算法编写成计算机程序的焦点也在于控制逻辑。控制逻辑的实现很简单，就是"条件语句"和"循环语句"。

算法至少有三种表达方式：自然语言描述，流程图和程序。但是计算机只能识别程序。

什么是程序？通常程序定义为"数据结构＋算法"，或者说：程序是用算法语言叙述的算法。

实际上，程序就是用算法语言写出来的"文章"，就像用自然语言写出来的文章一样。只不过这个文章是写给计算机看的。从某种意义上说，开发人员的任务就是将用户需求的"自然语言文章"翻译成计算机看得懂的"形式语言文章"。

计算机是软件的载体，也是软件的制造工具。

计算机并不复杂。

计算机的原理，就是布尔代数，甚至可以说就是"0"和"1"两个数字。计算机中几乎所有的电子器件都是"开关电路"，"开"和"关"状态分别对应"0"和"1"。世界上的所有事物都可以用"0"和"1"组成的符号串来表示，从而计算机也就可以"管理"所有事物。

计算机的结构包括有输人设备、CPU、存储器和输出设备。

软件的制造需要计算机，软件的运行也需要计算机。

任何行业都有"理论"和"工程"之分，理论是原理，工程则是实践。软件行业也是一样。

"软件工程"是软件制造的实践活动，这些年已经取得了很多成果，像CMMI、RUP、敏捷、精益等研究都已经给出了软件制造的优秀实践，但是软件原理还不是很成熟，目前的阶段性成果是对软件开发过程的步骤，已经有了统一的认识：需求分析、结构设计、详细设计、代码编写、调试和测试、运行和维护。