软件工程：概念、过程与方法学

"北大王立福《软件工程》自考课件中的框图和PAD图在软件工程中的应用" 在软件工程中，有效的软件开发和评估不仅需要理解具体的操作，还需要深入理解其背后的原理。北京大学软件工程国家工程研究中心的王立福教授在2009年的课程中阐述了这一观点，强调了对软件开发本质和基本手段的认识。软件工程涵盖了从需求获取到系统验证的全过程，并通过不同的方法学和过程模型来支撑。 在课程的一、概论部分，王立福教授探讨了软件开发的本质，即从问题域到不同抽象层之间概念和计算逻辑的映射。这个映射过程涉及到需求分析，以及数据抽象和过程抽象。例如，数据抽象是将问题空间的概念转化为模型化概念，如将人物张山映射为对象；而过程抽象则是将问题空间的处理逻辑转化为可构造的计算逻辑，如计算学生的平均成绩。 框图作为一种软件设计的第二种表达方式，被用于逐步求精的设计过程中。它通过简单的图形表示，如s1、s2等，来描述系统的各个部分和它们之间的关系。这种表达方式有助于简化复杂性，使设计更加清晰易懂。 第三种表达，PAD图（Problem Analysis Diagram），是软件设计中另一种重要的工具。PAD图以树状结构展示程序的逻辑流程，它支持递归和并发，使得复杂程序结构的展现更为直观。 软件过程的讨论涉及到开发活动中涉及的步骤和这些活动的组织。软件需求及系统/产品需求规约是软件开发的起点，它们为产品的确认和测试提供了基准。软件开发方法学，如结构化方法、面向对象方法、面向数据结构方法等，提供了解决问题的不同路径。每种方法学都有其特定的实现途径和理论基础，如结构化方法主要基于过程抽象，面向对象方法则依赖于数据抽象。 CMM（Capability Maturity Model for software）是评估和改进软件开发过程能力的框架，确保能产出正确的系统或产品。它关注的是过程成熟度，以提升软件开发的质量和效率。 王立福教授的课程涵盖了软件工程的基础知识结构，从本质到方法学，再到过程模型和质量保障，全面地阐述了软件开发的各个环节。这些知识对于理解和实践软件工程至关重要，有助于开发者构建高质量的软件系统。