软件工程学研究的对象是什么?
简单的说计算机科学与技术专业是包括软、硬件理论的专业;软件工程专业是以学软件理论为主的专业。
软件工程专业本专业是一个技术性较强的宽口径专业。
随着计算机的普及和应用,各行各业都需要大量计算机专业人才,尤其是软件工程高级实用型人才更是供不应求。
本专业培养学生具有深厚的理论基础,掌握现代计算机的原理和组成,有扎实的软、硬件理论知识,有较强的编制程序和解决实际问题能力。
求学者掌握了软件自动化、软件重用技术、人工智能、专家系统、数据库开发及应用、分布式推理、分布式系统软件知识,定会在迅猛发展的软件研发、管理和服务等计算机专业性领域如鱼得水,充分展示聪明才智。
■ 主要课程: 高级语言程序设计、操作系统、编译原理、数据结构与算法、计算机网络、网络程序设计、面向对象程序设计、大型关系数据库开发与应用、软件工程、小组软件开发过程、软件设计与分析、软件项目管理、典型案例分析、软件测试技术。
计算机及应用专业业务培养目标:业务培养目标:本专业培养具有良好的科学素养,系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法,能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级专门科学技术人才。
业务培养要求:本专业学生主要学习计算机科学与技术方面的基本理论和基本知识,接受从事研究与应用计算机的基本训练,具有研究和开发计算机系统的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:1.掌握计算机科学与技术的基本理论、基本知识;2.掌握计算机系统的分析和设计的基本方法;3.具有研究开发计算机软、硬件的基本能力;4.了解与计算机有关的法规;5.了解计算机科学与技术的发展动态;6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有获取信息的能力。
主干课程:主干学科:计算机及应用专业主要课程:电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、计算机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统等。
构件的软件工程中的构件
构件是面向软件体系架构的可复用软件模块。
构件(component)是可复用的软件组成成份,可被用来构造其他软件。
它可以是被封装的对象类、类树、一些功能模块、软件框架(framework)、软件构架(或体系结构Architectural)、文档、分析件、设计模式(Pattern)等。
1995年,Ian.oraham给出的构件定义如下:构件(Component)是指一个对象(接口规范、或二进制代码),它被用于复用,接口被明确定义[8]。
构件是作为一个逻辑紧密的程序代码包的形式出现的,有着良好的接口。
像Ada的Package、Smalltalk-80和C++的class和数据类型都可属于构件范畴。
但是,操作集合、过程、函数即使可以复用也不能成为一个构件。
开发者可以通过组装已有的构件来开发新的应用系统,从而达到软件复用的目的。
软件构件技术是软件复用的关键因素,也是软件复用技术研究的重点。
(1)有用性(Usefulness):构件必须提供有用的功能;(2)可用性(Usability):构件必须易于理解和使用;(3)质量(Quality):构件及其变形必须能正确工作;(4)适应性(Adaptability):构件应该易于通过参数化等方式在不同语境中进行配置;(5)可移植性(Portability):构件应能在不同的硬件运行平台和软件环境中工作。
日历、工作流构件、订单构件、用户界面控制等等都可以是构件。
构件具有以下几个特点:(1)自描述:构件必须能够识别其属性、存取方法和事件,这些信息可以使开发环境将第三方软件构件无缝地结合起来;(2)可定制:允许提供一个典型的图形方式环境,软件构件的属性只能通过控制面板来设置;(3)可集成:构件必须可以被编程语言直接控制。
构件也可以和脚本语言或者与从代码级访问构件的环境连接,这个特点使得软件构件可以在非可视化开发项目中使用;(4)连接机制:构件必须能产生事件或者具有让程序员从语义上实现相互连接的其他机制。
采用构件软件不需要重新编译,也不需要源代码并且不局限于某一种编程语言。
该过程叫做二进制复用(Binary Reuse),因为它是建立在接口而不是源代码级别的复用之上的。
虽然软件构件必须遵守一致的接口,但是它们的内部实现是完全自动的。
因此,可以用过程语言和面向对象语言创建构件。
由于构件技术是由基于面向对象技术而发展起来的,与面向对象的设计中的对象相类似,它们都是针对软件复用,都是被封装的代码,但它们之间仍存在很大差异。
(1)在纯面向对象的设计中,对象(类)、封装和继承三者缺一不可,但对构件可以没有继承性,只要实现封装即可;(2)从构件和对象的生成方式上,对象生成属于实例化的过程,比较单一,而生成构件的方式较多;(3)构件是设计的概念,与具体编程语言无关,不像对象属于编程中的概念,要依赖于具体的编程语言;(4)在对构件操作时不允许直接操作构件中的数据,数据真正被封装了。
而对象的操作通过公共接口部分,这样数据是可能被访问操作的;(5)对象对软件复用是通过继承实现的,构件对软件复用不仅可以通过继承还可以通过组装时的引用来实现。
因此,构件不是对象,只是与对象类似。
从力学角度来说,结构是指可以承受一定力的结构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
每种事物都有它的架构形态,这种架构形态体现着它的结构。
一个较复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成部分通常成为构件。
软件体系结构的发展历史
与最初的大型中央主机相适应,最初的软件结构体系也是Mainframe结构,该结构下客户、数据和程序被集中在主机上,通常只有少量的GUI界面,对远程数据库的访问比较困难。
随着PC的广泛应用,该结构逐渐在应用中被淘汰。
在80年代中期出现了Client/Server分布式计算结构,应用程序的处理在客户(PC机)和服务器(Mainframe或Server)之间分担;请求通常被关系型数据库处理,PC机在接受到被处理的数据后实现显示和业务逻辑;系统支持模块化开发,通常有GUI界面。
Client/Server结构因为其灵活性得到了极其广泛的应用。
但对于大型软件系统而言,这种结构在系统的部署和扩展性方面还是存在着不足。
Internet的发展给传统应用软件的开发带来了深刻的影响。
基于Internet和Web的软件和应用系统无疑需要更为开放和灵活的体系结构。
随着越来越多的商业系统被搬上Internet,一种新的、更具生命力的体系结构被广泛采用,这就是为我们所知的“三层/多层计算”。
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客户层(client tier) 用户接口和用户请求的发出地,典型应用是网络浏览器和胖客户(如Java程序)。
服务器层(server tier) 典型应用是Web服务器和运行业务代码的应用程序服务器。
数据层(data tier) 典型应用是关系型数据库和其他后端(back-end)数据资源, 如 Oracle和SAP、 R/3等三层体系结构中,客户(请求信息)、程序(处理请求)和数据(被操作)被物理地隔离。
三层结构是个更灵活的体系结构,它把显示逻辑从业务逻辑中分离出来,这就意味着业务代码是独立的,可以不关心怎样显示和在哪里显示。
业务逻辑层现在处于中间层,不需要关心由哪种类型的客户来显示数据,也可以与后端系统保持相对独立性,有利于系统扩展。
三层结构具有更好的移植性,可以跨不同类型的平台工作,允许用户请求在多个服务器间进行负载平衡。
三层结构中安全性也更易于实现,因为应用程序已经同客户隔离。
应用程序服务器是三层/多层体系结构的组成部分,应用程序服务器位于中间层。
如图所示,应用程序服务器运行于浏览器和数据资源之间,一个简单的实例是,顾客从浏览器中输入一个定单,web服务器将该请求发送给应用程序服务器,由应用程序服务器执行处理逻辑,并且获取或更新后端用户数据。
兴起六十年代的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。
起初,人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上,随着软件系统规模越来越大、越来越复杂,整个系统的结构和规格说明显得越来越重要。
软件危机的程度日益加剧,现有的软件工程方法对此显得力不从心。
对于大规模的复杂软件系统来说,对总体的系统结构设计和规格说明比起对计算的算法和数据结构的选择已经变得明显重要得多。
在此种背景下,人们认识到软件体系结构的重要性,并认为对软件体系结构的系统、深入的研究将会成为提高软件生产率和解决软件维护问题的新的最有希望的途径。
自从软件系统首次被分成许多模块,模块之间有相互作用,组合起来有整体的属性,就具有了体系结构。
好的开发者常常会使用一些体系结构模式作为软件系统结构设计策略,但他们并没有规范地、明确地表达出来,这样就无法将他们的知识与别人交流。
软件体系结构是设计抽象的进一步发展,满足了更好地理解软件系统,更方便地开发更大、更复杂的软件系统的需要。
事实上,软件总是有体系结构的,不存在没有体系结构的软件。
体系结构(Architecture)一词在英文里就是建筑的意思。
把软件比作一座楼房,从整体上讲,是因为它有基础、主体和装饰,即操作系统之上的基础设施软件、实现计算逻辑的主体应用程序、方便使用的用户界面程序。
从细节上来看每一个程序也是有结构的。
早期的结构化程序就是以语句组成模块,模块的聚集和嵌套形成层层调用的程序结构,也就是体系结构。
结构化程序的程序(表达)结构和(计算的)逻辑结构的一致性及自顶向下开发方法自然而然地形成了体系结构。
由于结构化程序设计时代程序规模不大,通过强调结构化程序设计方法学,自顶向下、逐步求精,并注意模块的耦合性就可以得到相对良好的结构,所以,并未特别研究软件体系结构。
我们可以作个简单的比喻,结构化程序设计时代是以砖、瓦、灰、沙、石、预制梁、柱、屋面板盖平房和小楼,而面向对象时代以整面墙、整间房、一层楼梯的预制件盖高楼大厦。
构件怎样搭配才合理?体系结构怎样构造容易?重要构件有了更改后,如何保证整栋高楼不倒?每种应用领域需要什么构件(医院、工厂、旅馆)?有哪些实用、美观、强度、造价合理的构件骨架使建造出来的建筑(即体系结构)更能满足用户的需求?如同土木工程进入到现代建筑学一样,软件也从传统的软件工程进入到现代面向对象的软件工程,研究整个软件系统的体系结构,寻求建构最快、成本最低、质量最好的构造过程。
软件体系结构虽脱胎于软件工程,但其形成同时借鉴了计算机体系结构和网络体系结构中很多宝贵的思想和方法,最近几年软件体系结构研究已完全独立于软件工程的研究,成为计算机科学的一个最新的研究方向和独立学科分支。
软件体系结构研...