【IT168 技术文章】

    一 从软件危机谈起
　　软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。20世纪60年代末至20世纪70年代初，"软件危机"一词在计算机界广为流传。事实上，几乎从计算机诞生的那一天起，就出现了软件危机，只不过到了1968年在原西德加密施（Garmish）召开的国际软件工程会议上才被人们普遍认识到。
    1 软件危机的表现
    （1）软件成本日益增长
　　在计算机发展的早期，大型计算机系统主要是被设计应用于非常狭窄的军事领域。在这个时期，研制计算机的费用主要由国家财政提供，研制者很少考虑到研制代价问题。随着计算机市场化和民用化的发展，代价和成本就成为投资者考虑的最重要的问题之一。20世纪50年代，软件成本在整个计算机系统成本中所占的比例为10%-20%。但随着软件产业的发展，软件成本日益增长。相反，计算机硬件随着技术的进步、生产规模的扩大，价格却不断下降。这样一来，软件成本在计算机系统中所占的比例越来越大。到20世纪60年代中期，软件成本在计算机系统中所占的比例已经增长到50%左右。
　　而且，该数字还在不断地递增，下面是一组来自美国空军计算机系统的数据：1955年，软件费用约占总费用的18%，1970年达到60%，1975年达到72%，1980年达到80%，1985年达到85%左右。
    （2）开发进度难以控制
　　由于软件是逻辑、智力产品，软件的开发需建立庞大的逻辑体系，这是与其他产品的生产不一样的。例如：工厂里要生产某种机器，在时间紧的情况下可以要工人加班或者实行"三班倒"，而这些方法都不能用在软件开发上。
　　在软件开发过程中，用户需求变化等各种意想不到的情况层出不穷，令软件开发过程很难保证按预定的计划实现，给项目计划和论证工作带来了很大的困难。
　　BROOK曾经提出："在已拖延的软件项目上，增加人力只会使其更难按期完成"。事实上，软件系统的结构很复杂，各部分附加联系极大，盲目增加软件开发人员并不能成比例地提高软件开发能力。相反，随着人员数量的增加，人员的组织、协调、通信、培训和管理等方面的问题将更为严重。
　　许多重要的大型软件开发项目，如IBM OS/360和世界范围的军事命令控制系统（WWMCCS），在耗费了大量的人力和财力之后，由于离预定目标相差甚远不得不宣布失败。
    （3）软件质量差
　　软件项目即使能按预定日期完成，结果却不尽人意。1965年至1970年，美国范登堡基地发射火箭多次失败，绝大部分故障是由应用程序错误造成的。程序的一些微小错误可以造成灾难性的后果，例如，有一次，在美国肯尼迪发射一枚阿脱拉斯火箭，火箭飞离地面几十英里高空开始翻转，地面控制中心被迫下令炸毁。后经检查发现是飞行计划程序里漏掉了一个连字符。就是这样一个小小的疏漏造成了这支价值1850万美元的火箭试验失败。
　　在"软件作坊"里，由于缺乏工程化思想的指导，程序员几乎总是习惯性地以自己的想法去代替用户对软件的需求，软件设计带有随意性，很多功能只是程序员的"一厢情愿"而已，这是造成软件不能今人满意的重要因素。
    （4）软件维护困难
　　正式投入使用的软件，总是存在着一定数量的错误，在不同的运行条件下，软件就会出现故障，因此需要维护。但是，由于在软件设计和开发过程中，没有严格遵循软件开发标准，各种随意性很大，没有完整的真实反映系统状况的记录文档，给软件维护造成了巨大的困难。特别是在软件使用过程中，原来的开发人员可能因各种原因已经离开原来的开发组织，使得软件几乎不可维护。
　　另外，软件修改是一项很"危险"的工作，对一个复杂的逻辑过程，哪怕做一项微小的改动，都可能引入潜有资料表明，工业届为维护软件支付的费用占全部硬件和软件费用的40%-75%。
    2 软件危机的原因
　　从软件危机的种种表现和软件作为逻辑产品的特殊性可以发现软件危机的原因：
    （1）用户需求不明确
　　在软件开发过程中，用户需求不明确问题主要体现在四个方面：
　　◇ 在软件开发出来之前，用户自己也不清楚软件的具体需求；
　　◇ 用户对软件需求的描述不精确，可能有遗漏、有二义性、甚至有错误；
　　◇ 在软件开发过程中，用户还提出修改软件功能、界面、支撑环境等方面的要求；
　　◇ 软件开发人员对用户需求的理解与用户本来愿望有差异。
    （2）缺乏正确的理论指导
　　缺乏有力的方法学和工具方面的支持。由于软件不同于大多数其他工业产品，其开发过程是复杂的逻辑思维过程，其产品极大程度地依赖于开发人员高度的智力投入。由于过分地依靠程序设计人员在软件开发过程中的技巧和创造性，加剧软件产品的个性化，也是发生软件危机的一个重要原因。
    （3）软件规模越来越大
　　随着软件应用范围的增广，软件规模愈来愈大。大型软件项目需要组织一定的人力共同完成，而多数管理人员缺乏开发大型软件系统的经验，而多数软件开发人员又缺乏管理方面的经验。各类人员的信息交流不及时、不准确、有时还会产生误解。软件项目开发人员不能有效地、独立自主地处理大型软件的全部关系和各个分支，因此容易产生疏漏和错误。
    （4）软件复杂度越来越高
　　软件不仅仅是在规模上快速地发展扩大，而且其复杂性也急剧地增加。软件产品的特殊性和人类智力的局限性，导致人们无力处?quot;复杂问题"。所谓"复杂问题"的概念是相对的，一旦人们采用先进的组织形式、开发方法和工具提高了软件开发效率和能力，新的、更大的、更复杂的问题又摆在人们的面前。
    3 如何克服软件危机
　　人们在认真地研究和分析了软件危机背后的真正原因之后，得出了"人们面临的不光是技术问题，更重要的是管理问题。管理不善必然导致失败。"的结论，便开始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、管理和维护。于是，计算机科学技术的一个新领域--软件工程诞生了。
　　软件工程是用工程、科学和数学的原则与方法研制、维护计算机软件的有关技术及管理方法。软件工程包括三个要素：
　　（1）方法。软件工程方法为软件开发提供了"如何做"的技术，是完成软件工程项目的技术手段；
　　（2）工具。软件工具是人类在开发软件的活动中智力和体力的扩展和延伸，为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境；
　　（3）过程。软件工程的过程则是将软件工程的方法和工具综合起来以达到合理、及时地进行计算机软件开发的目的。
　　迄今为止，软件工程的研究与应用已经取得很大成就，它在软件开发方法、工具、管理等方面的应用大大缓解了软件危机造成的被动局面。