软件系统分析与设计指南–HOMEWORK1

简答题

软件工程的定义

（1）将系统化的、规范的、可度量的方法应用于软件的开发、运行和维护，即将工程化方法应用于软件；
（2）在（1）中所述方法的研究

解释导致 software crisis 本质原因、表现，述说克服软件危机的方法

The major cause of the software crisis is that the machines have become several orders of magnitude more powerful! To put it quite bluntly: as long as there were no machines, programming was no problem at all; when we had a few weak computers, programming became a mild problem, and now we have gigantic computers, programming has become an equally gigantic problem.
—?Edsger Dijkstra, The Humble Programmer (EWD340), Communications of the ACM

本质原因：

计算能力的提高超过了程序员有效利用这些能力的能力。在过去的几十年中，开发了各种过程和方法，以改进软件质量管理，如过程编程和面向对象编程。然而，大型、复杂、不明确、涉及不熟悉方面的软件项目仍然容易受到大型、未预料到的问题的影响。

主要表现：

• 超出预算的项目
• 随着时间推移运行的项目
• 软件效率很低
• 软件质量低劣
• 软件经常不满足需求
• 项目无法管理，代码难以维护
• 软件从未交付

应对方法：

要克服软件危机，就要认真分析软件危机的原因，探索用工程的方法进行软件生产的可能性，即用现代工程的概念、原理、技术和方法进行计算机软件的开发、管理、维护和更新。在软件开发过程中研制和使用软件工具，用以辅助进行软件项目管理与技术生产，并将软件生命周期各阶段使用的软件工具有机地集合成为一个整体，形成能够连续支持软件开发与维护全过程的集成化软件支援环境，从管理和技术两方面解决软件危机问题。

软件生命周期

软件生命周期(Software Life Cycle,SLC)是软件的产生直到 废或停止使用的生命周期。旧的解释是周期内有问题定义、可行性分析、总体描述、系统设计、编码、调试和测试、验收与运行、维护升级到废弃等阶段，这种按时间分程的思想方法是软件工程中的一种思想原则，即按部就班、逐步推进，每个阶段都要有定义、工作、审查、形成文档以供交流或备查，以提高软件的质量。

SWEBoK 的 15 个知识域（An Overview of the SWEBOK Guide 请中文翻译其名称与简短说明）

• Software Requirements：软件需求。
  涉及软件需求的引出、协商、分析、规范和确认。软件行业普遍承认，当这些活动执行得不好时，软件工程项目极易受到攻击。软件需求表示对软件产品的需求和约束，这些需求和约束有助于解决一些实际问题。
• Software Design：软件设计。
  定义系统或组件的架构、组件、接口和其他特性的过程，以及该过程的结果（IEEE 1991）。
• Software Construction：软件构建.
  指通过详细设计、编码、单元测试、集成测试、调试和验证的组合来详细创建工作软件。
• Software Testing：软件测试。
  是一项评估产品质量并通过识别缺陷来改进产品质量的活动。
• Software Maintenance：软件维护。
  包括增强现有的能力，使软件适应新的和修改过的操作环境，以及纠正缺陷。
• Software Configuration Management：软件配置管理。
  是一门在不同的时间点识别系统配置的学科，目的是系统地控制配置的更改，并在整个软件生命周期中保持配置的完整性和可追溯性。
• Software Engineering Management：软件工程管理.
  软件工程管理包括计划、协调、测量、 告和控制项目或程序，以确保软件的开发和维护是系统的、有纪律的和量化的。
• Software Engineering Process：软件工程过程。
  涉及软件生命周期过程的定义、实现、评估、测量、管理和改进。
• Software Engineering Models and Methods：软件工程模型和方法。
  软件工程模型和方法描述了包含多个生命周期阶段的方法；特定于特定生命周期阶段的方法由其他涵盖。
• Software Quality：软件质量。
  软件质量包括软件质量基础（软件工程文化、软件质量特征、软件质量的价值和成本以及软件质量改进）；软件质量管理过程（软件质量保证、验证和确认、评审和审计）；以及实用性。
• Software Engineering Professional Practice：软件工程专业实践。
  软件工程专业实践涉及软件工程师以专业、负责和道德的方式实践软件工程所必须具备的知识、技能和态度。
• Software Engineering Economics：软件工程经济学。
  软件工程经济学关注于在业务环境中做出决策，以使技术决策与组织的业务目标保持一致。
• Computing Foundations：计算基础。
  计算基础涵盖了为软件工程实践提供必要计算背景的基本主题。所涵盖的主题包括问题解决技术、抽象、算法和复杂性、编程基础、并行和分布式计算基础、计算机组织、操作系统和 络通信。
• Mathematical Foundations：数学基础。
  涵盖了为软件工程实践提供必要数学背景的基本主题。所涉及的主题包括集合、关系和函数；基本命题和谓词逻辑；证明技术；图和树；离散概率；语法和有限状态机；以及数论。
• Engineering Foundations：工程基础。
  涵盖了为软件工程实践提供必要工程背景的基本主题。涵盖的主题包括经验方法和实验技术；统计分析；测量和度量；工程设计；模拟和建模；以及根本原因分析。

简单解释 CMMI 的五个级别。例如：Level 1 – Initial：无序，自发生产模式。

• Level 1 – Initial
  软件过程是无序的，有时甚至是混乱的，对过程几乎没有定义，成功取决于个人努力。管理是反应式的。
• Level 2 – Managed
  建立了基本的项目管理过程来跟踪费用、进度和功能特性。制定了必要的过程纪律，能重复早先类似应用项目取得的成功经验。
• Level 3 – Defined
  已将软件管理和工程两方面的过程文档化、标准化，并综合成该组织的标准软件过程。所有项目均使用经批准、剪裁的标准软件过程来开发和维护软件，软件产品的生产在整个软件过程是可见的。
• Level 4 – Quantitatively Managed
  分析对软件过程和产品质量的详细度量数据，对软件过程和产品都有定量的理解与控制。管理有一个作出结论的客观依据，管理能够在定量的范围内预测性能。
• Level 5 – Optimizing
  过程的量化反馈和先进的新思想、新技术促使过程持续不断改进。

用自己语言简述 SWEBok 或 CMMI （约200字）

能力成熟度模型集成（CMMI）是一个过程级改进培训和评估计划。该项目由国际汽联下属的CMMI研究所管理，由卡内基梅隆大学（CMU）开发。它是美国国防部（DoD）和美国政府的许多合同所要求的，特别是在软件开发方面。CMMI为流程定义了以下成熟度级别：初始、管理、定义、定量管理和优化。CMMI是一个模型，而不是一个标准。换句话说，对于实践的每一个领域，它都以抽象的方式指定了一个一般的意图和不同的成熟度水平；它没有提供如何达到这些水平的处方。它确实提供了详细的抽象信息和示例，这些信息和示例可以作为理解和实现的指导方针，但是具体的实现方式取决于组织。