3、软件与系统工程的机遇、挑战及螺旋模型应用

软件与系统工程的机遇、挑战及螺旋模型应用

1. 软件与系统工程的前沿研究与技术挑战

在软件与系统工程领域，有诸多前沿研究方向，其中一项重要工作是研发用于集成不兼容遗留和外部系统用户界面的改进方法与工具。这些研究催生了一些先进的环境和实践，以促进跨学科的协作创新支持。成功的关键因素包括负责的实践、关注团队奖励、结合科学与艺术、允许失败但不允许不尝试以及竞争性的多源采购等。

2. 多核芯片与计算资源丰富带来的影响

2.1 多核芯片的挑战

随着摩尔定律下微电路速度增长速率的下降，多核芯片的使用成为维持计算处理器技术发展的手段。然而，从高效的顺序软件程序转向高效的并行程序面临着巨大挑战。虽然超级计算机领域已经确定了一些相对容易并行化的应用类型，如计算流体动力学、天气预报、蒙特卡罗方法用于建模和模拟敏感性分析、并行搜索以及云计算中处理众多独立运行的程序等，但对于单个顺序程序，由于存在计算依赖关系，往往会导致大部分处理器无法有效工作，甚至在某些情况下，顺序程序在多核处理器上的运行速度比在具有可比电路速度的单核处理器上还要慢。常见的解决方法，如并行编程语言、优化编译器和处理器设计等，虽然能起到一定作用，但无法根本解决顺序依赖问题。

2.2 计算资源丰富的机遇与挑战

除了处理器，其他信息技术如数据存储、通信带宽、显示分辨率、移动设备功能和功耗等方面的速度、可靠性和成本都在不断提升，这种计算资源的丰富将催生新的平台类型，如智能尘埃、智能涂料、智能材料、纳米技术、微机电系统（MEMS）等，以及新的应用类型，如传感器网络、可适应或自适应材料、人体假肢等。这既带来了新的挑战，如指定其配置和行为、生成相关应用、验证和确认其能力、性能和