1、软件的概念、特点和分类
要了解软件工程,首先让我们重新认识一下软件。如今可以说是一个软件定义一切的时代,虽然人工智能发展的如火如荼,但究其本质,核心还是软件。那么,如何给软件下一个定义呢?软件又具有哪些特点?如何对软件进行分类?我们一起来了解一下。
(1)软件的概念
软件的定义:软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分,它是包括程序,数据及其相关文档的完整集合。
一直以来,人们对软件的认识都存在误区,一种比较典型的误解是:软件就是程序,开发软件就是编程序。从上面的定义可以看出,软件是由程序、数据和文档三部分组成的。
- 程序:计算机可以接受的一系列指令,运行时可以提供所要求的功能和性能。
- 数据:使得程序能够适当地操作信息的数据结构。
- 文档:描述程序的研制过程、方法和使用的图文资料。
当然,对软件的定义还有其他一些具有代表性的说法:
- IEEE定义(1983年):计算机程序、方法、规则、相关的文档资料以及在计算机上运行程序时所必需的数据。
- 计算机软件是由专业人员开发并长期维护的软件产品。
注:IEEE是电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers)的简称, 总部位于美国纽约,是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会,也是全球最大的非营利性专业技术学会。在本栏目的文章中还会多次提到它,有关其详细介绍可参见百度百科。
思考题:当前火遍全球的ChatGPT是不是软件?
(2)软件的特点
由上面的定义可以得知,软件是计算机系统不可缺少的组成部分,那么与硬件相比,它具有哪些特殊性呢?下面我们来一起认识一下。
- 软件形态的逻辑性
我们对事物的认识,一般都是首先从其外形入手的。不过,软件却让你失望了,因为它是一个逻辑实体,是抽象的、不可见的。这样导致其开发过程中进度难以衡量、质量难以评价、管理和控制相当困难。
- 生产过程的非制造性
软件的生产过程就是软件的开发过程,不过,与一般产品的生产过程不同,它的开发过程中没有明显的制造过程。正如前面的定义所提到的,软件是由程序、数据和文档组成的,软件并不是传统意义上的制造产生的,软件一旦开发完成,只需经过简单的拷贝就可以完成其大规模的发布。在互联网时代,其发布更为简单,用户只需在网站上完成注册,即可轻松使用,你并不需要关心它是如何生产出来的。软件成本集中于开发上,这意味着软件项目不能象硬件制造项目那样来管理。
- 使用方式的无磨损性
在软件的运行和使用期间,没有硬件那样的机械磨损和老化问题。软件不会被“用坏”,但是会存在“不好用”的问题,为了让其好用,软件开发者就需要对其进行维护,维护意味着改正或修改原来的设计。当一个硬件构件磨损时,可以用另外一个备用零件替换它,但对于软件则不然。每一个软件故障都表明了设计/编程中存在错误。因此,软件维护更复杂。
- 开发和运行对环境的依赖性
正如定义中所提到的,软件的开发和运行常受到计算机系统的限制,对计算机系统有着不同程度的依赖性。
- 软件的复杂性
软件可以说是人类能够创造的最复杂的产物,其复杂性体现在实际问题的复杂性、程序逻辑结构的复杂性和其他领域专门知识的复杂性。
- 开发方式的手工化
正是由于软件具有的复杂性,软件的开发至今尚未完全摆脱手工的开发方式。大多数软件是定制的,而不是通过已有的构件组装而来的。 当前正处于人工智能时代,涌现出一批包括ChatGPT在内的“编程机器人”,但它们仅仅能处理一些通用的情况,对于特殊情况