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1、自然辯證法與軟件工程xx軟件學(xué)院 xxxxx摘要:以自然辯證法的觀點(diǎn)探討了軟件工程以及計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展歷程,運(yùn)用自然辯證法的基本理論和方法及概念,系統(tǒng)分析了軟件工程學(xué)科及計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái),并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)模式做了探索性研究和預(yù)測(cè),同時(shí)以哲學(xué)的觀點(diǎn)闡述其發(fā)展的因果關(guān)系,揭示其事物發(fā)展的共性問題。本文以五大部分,詮釋了這些理論,并提出軟件工程的發(fā)展目標(biāo)是從根本上克服軟件危機(jī),逐步實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)的簡(jiǎn)單化、標(biāo)準(zhǔn)化、可持續(xù)化和全球化。關(guān)鍵詞:自然辯證法 科學(xué)技術(shù)方法論 軟件工程 學(xué)科發(fā)展 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言 互聯(lián)網(wǎng)自然辯證法的研究對(duì)象是自然界發(fā)展和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律、人類認(rèn)識(shí)和改造自然的一般方

2、法以及科學(xué)技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的作用。科學(xué)技術(shù)方法論作為自然辯證法的一個(gè)有機(jī)的組成部分,對(duì)我們正確的學(xué)習(xí)理論知識(shí)有著重要的指導(dǎo)作用。作為軟件工程專業(yè),我深深體會(huì)到軟件工程在生活中實(shí)踐中的重要性,同時(shí)其特性也最能體現(xiàn)出科技方法論的指導(dǎo)作用。本文以自然辯證法的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)和分析軟件工程學(xué)科的發(fā)展歷程,通過科技方法論和軟件工程學(xué)科相結(jié)合的方式做探索性研究和預(yù)測(cè),將有助于更加準(zhǔn)確地掌握軟件工程的發(fā)展目標(biāo)。一、自然辯證法是馬克思主義哲學(xué)的一個(gè)重要的組成部分,它包含了辯證唯物主義的自然觀、辯證唯物主義的科學(xué)技術(shù)方法論和辯證唯物主義的科學(xué)技術(shù)觀。其中,科學(xué)技術(shù)方法論是關(guān)于科學(xué)技術(shù)研究中常用的一般方法的理論,是關(guān)于科

3、學(xué)研究和工程技術(shù)研究一般方法的性質(zhì)、特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展變化的理論體系??萍挤椒ㄕ搶?duì)我們正確的學(xué)習(xí)各科理論知識(shí)有著重要的指導(dǎo)作用。首先,它提出了實(shí)踐是一切科學(xué)問題的來(lái)源,這是“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這一馬克思主義理論在科學(xué)實(shí)踐中的具體應(yīng)用而得出的結(jié)論。一切問題的來(lái)源都是人們的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)踐。其次,它強(qiáng)調(diào)了用系統(tǒng)的方法去分析問題和解決問題。當(dāng)今的時(shí)代,科學(xué)已經(jīng)發(fā)展為大科學(xué),技術(shù)發(fā)展為高技術(shù),科學(xué)技術(shù)比以往任何時(shí)候都更加貼近我們的生活,已經(jīng)成為我們這個(gè)社會(huì)大系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。這使我們必然的用系統(tǒng)的眼光來(lái)看問題。即使是單個(gè)的學(xué)科,由于研究的深入,它和其他學(xué)科的聯(lián)系越來(lái)越密切,越發(fā)的表現(xiàn)出邊

4、沿性和交叉性,用系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)研究問題也就成了必然的選擇。二、在早期的軟件開發(fā)過程中,形成了一系列的錯(cuò)誤理論和方法,在實(shí)踐中或多或少地采用了錯(cuò)誤的方法和技術(shù),使軟件問題最終發(fā)展成軟件危機(jī)。例如,對(duì)軟件成本和進(jìn)度估計(jì)不準(zhǔn)確,軟件質(zhì)量缺乏保證,缺少必要的文檔,軟件風(fēng)險(xiǎn)管理重視度低,軟件項(xiàng)目管理體系不健全等。因此,根據(jù)實(shí)際工作中出現(xiàn)的情況與原有軟件開發(fā)理論之間的矛盾,計(jì)算機(jī)科學(xué)家們開始尋找一條新的軟件開發(fā)途徑。這種原有軟件開發(fā)理論與實(shí)踐的矛盾內(nèi)在推動(dòng)了軟件工程的產(chǎn)生和發(fā)展。從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史過程來(lái)看,各門學(xué)科之間的發(fā)展是不平衡的,這種不平衡推動(dòng)了新學(xué)科的產(chǎn)生或舊學(xué)科的發(fā)展。在上世紀(jì)60年代末,由于微

5、電子學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和硬件工程的發(fā)展,硬件生產(chǎn)取得了巨大的飛躍,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度成倍提高,質(zhì)量也越來(lái)越好。然而,計(jì)算機(jī)軟件成本卻在逐年上升,而且質(zhì)量沒有保證。最終導(dǎo)致計(jì)算機(jī)科學(xué)家不得不去探討新的軟件生產(chǎn)方法,以適應(yīng)計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展的需要??梢?,計(jì)算機(jī)軟件與硬件發(fā)展的不平衡對(duì)軟件工程的產(chǎn)生和發(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用,成為軟件工程發(fā)展的外部動(dòng)力。三、技術(shù)在工程化中不斷地創(chuàng)新,技術(shù)自身也在歷史的進(jìn)程中向前發(fā)展。軟件工程經(jīng)過四十余年的發(fā)展,達(dá)到今天如此豐富的程度,關(guān)鍵在于技術(shù)創(chuàng)新。在軟件工程概念提出之前,凡是提到工程,接會(huì)被認(rèn)為是傳統(tǒng)的硬件建設(shè),從來(lái)沒有把軟件開發(fā)這種性質(zhì)的工作當(dāng)作工程來(lái)看待。軟件工程這一概念

6、的提出,超越了人們對(duì)“工程”概念的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),開創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域,將軟件開發(fā)工作提到了非常高的地位,為軟件危機(jī)的解決開辟了道路。早期軟件開發(fā)時(shí),沒開發(fā)一個(gè)軟件,所有開發(fā)工作都要從頭做起。因此,如果在開發(fā)新軟件的過程中,能將過去開發(fā)其它軟件用過的材料直接重復(fù)使用或簡(jiǎn)單修改后再使用,即可大大提高軟件開發(fā)效率,這樣就出現(xiàn)了軟件的重復(fù)使用。使用軟件重用技術(shù)可以減少軟件開發(fā)活動(dòng)中大量的重復(fù)性工作,這樣就能提高軟件生產(chǎn)率,降低開發(fā)成本,縮短開發(fā)周期。同時(shí),由于軟構(gòu)件大都經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量認(rèn)證,并在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中得到校驗(yàn),因此,重用軟構(gòu)件有助于改善軟件質(zhì)量。此外,大量使用軟構(gòu)件,軟件的靈活性和標(biāo)準(zhǔn)化程度也可望

7、得到提高,構(gòu)件組裝模型、中間件技術(shù)顯著地降低了軟件開發(fā)成本、提高了軟件開發(fā)效率。在軟件開發(fā)實(shí)踐中證明,采用先進(jìn)的開發(fā)技術(shù)和開發(fā)工具后,許多軟件開發(fā)組織的軟件生產(chǎn)率和軟件質(zhì)量仍然存在問題,經(jīng)過人們的考察發(fā)現(xiàn),問題的關(guān)鍵在于“管理”。在無(wú)規(guī)則和混亂的管理下,先進(jìn)的開發(fā)技術(shù)和開發(fā)工具并不能發(fā)揮作用。于是,美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟件工程研究所在20世紀(jì)80年代末建立了CMM(軟件過程能力成熟度模型),要求人們?cè)陂_發(fā)軟件時(shí)不是單純地考慮開發(fā)技術(shù)和開發(fā)工具,還要考慮軟件過程管理。CMM將能力成熟度定義為5個(gè)等級(jí):初始級(jí)、可重復(fù)級(jí)、已定義級(jí)、已管理級(jí)和優(yōu)化級(jí),給出了評(píng)價(jià)軟件機(jī)構(gòu)能力的標(biāo)準(zhǔn)。通過建立CMM,幫助軟

8、件開發(fā)機(jī)構(gòu)建立一個(gè)有規(guī)律的、成熟的軟件過程,使其軟件過程能力得到質(zhì)的飛躍。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法操作過程復(fù)雜繁瑣,沒有發(fā)揮開發(fā)團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人的創(chuàng)造力,沒有注意到開發(fā)團(tuán)隊(duì)中人與人相互溝通所產(chǎn)生的巨大效益,輕視與用戶的親密合作,缺乏迭代控制和風(fēng)險(xiǎn)管理,很難提高軟件的生產(chǎn)率。2001年,美國(guó)猶他州城里敏捷聯(lián)盟,發(fā)布了敏捷軟件開發(fā)宣言,提出敏捷軟件開發(fā)方法,重視適應(yīng)變動(dòng)和以人為本的核心理念,是軟件開發(fā)方法的一次重要?jiǎng)?chuàng)新。其中,極限編程XP(eXtreme Programming)就是敏捷方法的典型代表,將開發(fā)過程分為計(jì)劃、設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試四個(gè)階段,強(qiáng)調(diào)溝通、反饋、簡(jiǎn)單、勇氣4條核心價(jià)值,在許多中小型軟件項(xiàng)目

9、開發(fā)中得到令人滿意的結(jié)果。 計(jì)算模式的發(fā)展經(jīng)歷了中央主機(jī)模式、客戶機(jī)/服務(wù)器模式以及分布式計(jì)算模式。其中,分布式計(jì)算是近年新提出的一種計(jì)算方式。所謂分布式計(jì)算就是由兩個(gè)或多個(gè)軟件互相共享信息,這些軟件既可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,也可以在通過網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。分布式計(jì)算技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算技術(shù)的主導(dǎo),它將對(duì)軟件工程技術(shù)和軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)深刻影響。四、馬克思主義唯物辯證法的發(fā)展觀告訴我們,整個(gè)世界是無(wú)限發(fā)展的,要用發(fā)展的眼光看待事物的發(fā)展趨勢(shì),了解過去,觀察現(xiàn)在,預(yù)測(cè)未來(lái)。而運(yùn)用自然辯證法來(lái)看待軟件工程,能得到以下幾個(gè)特征點(diǎn):1. 軟件系統(tǒng)構(gòu)件化因?yàn)锽/S體系的出現(xiàn)及廣泛使用,更多的能

10、力要素放入web服務(wù)器端及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端,對(duì)于插件及元件的要求變的很高,必須要求能夠重用,以此來(lái)提高計(jì)算機(jī)的工作速度,因此軟件系統(tǒng)的整體構(gòu)件化趨勢(shì)成為不可阻擋。2. 新的標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)軟件的需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)以及軟件測(cè)試的流程逐漸清晰,軟件的交付周期也由此快速縮短,而且大多數(shù)中大型企業(yè)及其軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)都將其列入或不可缺的項(xiàng)目。周期縮短能讓軟件開發(fā)進(jìn)程加快,但同時(shí)也帶來(lái)了很多其他方面的問題,因此需要我們提出新的標(biāo)準(zhǔn)。3. 智能極速化,集成密集化軟件開發(fā)的一個(gè)重要保證就是其集成式發(fā)展、更新、迭代帶來(lái)的質(zhì)量保證。人工智能在生活中的比重逐漸擴(kuò)大,機(jī)器學(xué)習(xí)跟深度學(xué)習(xí)也成為學(xué)習(xí)的重中之重,軟件工程體

11、系逐漸將人工智能融入,這種不斷的更新于包容將會(huì)使得整個(gè)軟件工程變得更智能,集成也越來(lái)越密集。4. 全球化進(jìn)程加快,模式方式的改變?cè)诋?dāng)今的二十一新世紀(jì),最主要的一個(gè)特征便是全球化進(jìn)程極速加劇。因?yàn)檫@一特征逐漸明顯,各國(guó)之間的界限也漸漸變得薄弱,交互就變得極為重要。軟件產(chǎn)業(yè)的一個(gè)至關(guān)重要的廉價(jià)勞動(dòng)力驅(qū)動(dòng)推動(dòng)了當(dāng)今軟件產(chǎn)業(yè)由簡(jiǎn)至繁,由淺到深,提供了早期開發(fā)的動(dòng)力需求,奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。最初的軟件勞動(dòng)力,作用在發(fā)展中國(guó)家,特別是印度,隨著軟件產(chǎn)業(yè)逐步的深度發(fā)展,軟件工業(yè)產(chǎn)品在全世界開始大范圍的產(chǎn)出,外包業(yè)不再占據(jù)主導(dǎo),新興的技術(shù)以及新一代的高科技人才隨著全球化的進(jìn)程掌控了軟件產(chǎn)業(yè)。海外市場(chǎng)也成為各

12、大公司的重點(diǎn),從初始的技術(shù)及代碼編寫外包,到因?yàn)槿蚧M(jìn)程中軟件設(shè)施、軟件咨詢、軟件維護(hù)等全面的海外包攬。五、言而總之,在實(shí)踐中運(yùn)用新興的知識(shí)及技術(shù)、強(qiáng)大快捷的開發(fā)工具成為了當(dāng)代軟件工程開發(fā)體系最首要的整體發(fā)展目的跟趨勢(shì),為了加劇這個(gè)進(jìn)程,我們當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)當(dāng)注重程序代碼的實(shí)踐要身體力行,同時(shí)也要專注對(duì)基本知識(shí)的學(xué)習(xí)強(qiáng)化理論知識(shí),最后還要注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng),創(chuàng)造出更新更優(yōu)化的技術(shù)。只有這樣才能克服軟件工程潛在的危機(jī)因素,逐步實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)的簡(jiǎn)單化、標(biāo)準(zhǔn)化、可持續(xù)化和全球化。信息化時(shí)代的巨大發(fā)展機(jī)遇肯定會(huì)被蓬勃發(fā)展的中國(guó)牢牢地把握住,軟件工程這門學(xué)科一定會(huì)在廣大年輕人中光速傳播,軟件工程也絕對(duì)會(huì)強(qiáng)烈地帶動(dòng)中國(guó)的科技與經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及跳躍。參 考 文 獻(xiàn)1 徐治立,田大山 等. 自然辯證法概

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