软件工程概述（上）

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