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原型化分析方法包括抛弃式和

发布时间:2024-08-10 12:58:02

⑴ 软体(按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合)详细资料大全

软体(中国大陆及香港用语,台湾称作软体,英文:Sofare)是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。一般来讲软体被划分为系统软体、套用软体和介于这两者之间的中间件。软体并不只是包括可以在计算机(这里的计算机是指广义的计算机)上运行的电脑程式,与这些电脑程式相关的文档一般也被认为是软体的一部分。简单的说软体就是程式加文档的集合体。另也泛指社会结构中的管理系统、思想意识形态、思想政治觉悟、法律法规等等。

基本介绍

定义,特点,分类,套用类别,授权类别,相关概念,开发流程,软体工程师,法律保护,着作权归属,载体,使用许可,生命周期,软体生命周期模型,常见的软体生命周期模型,开发语言,O语言,Java语言,易语言(E语言),C/C++语言,习语言,Basic,php,Perl,Python,C#,Javascript,Ruby,Fortran,objective c,Pascal,Swift,

定义

软体,拼音为Ruǎnjiàn,国标中对软体的定义为:与计算机系统操作有关的电脑程式、规程、规则,以及可能有的档案、文档及数据。 其它定义: 1.运行时,能够提供所要求功能和性能的指令或电脑程式集合。 2.程式能够满意地处理信息的数据结构。 3.描述程式功能需求以及程式如何操作和使用所要求的文档。 以开发语言作为描述语言,可以认为:软体=程式+数据+文档

特点

1、无形的,没有物理形态,只能通过运行状况来了解功能、特性、和质量 2、软体渗透了大量的脑力劳动,人的逻辑思维、智慧型活动和技术水平是软体产品的关键 3、软体不会像硬体一样老化磨损,但存在缺陷维护和技术更新 4、软体的开发和运行必须依赖于特定的计算机系统环境,对于硬体有依赖性,为了减少依赖,开发中提出了软体的可移植性 5、软体具有可复用性,软体开发出来很容易被复制,从而形成多个副本

分类

套用类别

按套用范围划分,一般来讲软体被划分为系统软体、套用软体和介于这两者之间的中间件。 系统软体 系统软体为计算机使用提供最基本的功能,可分为作业系统和系统软体,其中作业系统是最基本的软体。 系统软体是负责管理计算机系统中各种独立的硬体,使得它们可以协调工作。系统软体使得计算机使用者和其他软体将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬体是如何工作的。 1.作业系统是一管理计算机硬体与软体资源的程式,同时也是计算机系统的核心与基石。作业系统身负诸如管理与配置记忆体、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网路与管理档案系统等基本事务。作业系统也提供一个让使用者与系统互动的操作接口。 2.支撑软体是支撑各种软体的开发与维护的软体,又称为软体开发环境(SDE)。它主要包括环境资料库、各种接口软体和工具组。着名的软体开发环境有IBM公司的Web Sphere,微软公司的等。 包括一系列基本的工具(比如编译器、资料库管理、存储器格式化、档案系统管理、用户身份验证、驱动管理、网路连线等方面的工具)。 套用软体 系统软体并不针对某一特定套用领域,而套用软体则相反,不同的套用软体根据用户和所服务的领域提供不同的功能。 套用软体是为了某种特定的用途而被开发的软体。它可以是一个特定的程式,比如一个图像浏览器。也可以是一组功能联系紧密,可以互相协作的程式的集合,比如微软的Office软体。也可以是一个由众多独立程式组成的庞大的软体系统,比如资料库管理系统。 如今智慧型手机得到了极大的普及,运行在手机上的套用软体简称手机软体。所谓手机软体就是可以安装在手机上的软体,完善原始系统的不足与个性化。随着科技的发展,手机的功能也越来越多,越来越强大。不是像过去的那么简单死板,发展到了可以和掌上电脑相媲美。手机软体与电脑一样,下载手机软体时还要考虑你购买这一款手机所安装的系统来决定要下相对应的软体。手机主流系统有以下:Windows Phone、Symbian、iOS、Android。

授权类别

不同的软体一般都有对应的软体授权,软体的用户必须在同意所使用软体的许可证的情况下才能够合法的使用软体。从另一方面来讲,特定软体的许可条款也不能够与法律相违背。 依据许可方式的不同,大致可将软体区分为几类: 专属软体 :此类授权通常不允许用户随意的复制、研究、修改或散布该软体。违反此类授权通常会有严重的法律责任。传统的商业软体公司会采用此类授权,例如微软的Windows和办公软体。专属软体的源码通常被公司视为私有财产而予以严密的保护。 自由软体 :此类授权正好与专属软体相反,赋予用户复制、研究、修改和散布该软体的权利,并提供源码供用户自由使用,仅给予些许的其它限制。以Linux、Firefox 和OpenOffice 可做为此类软体的代表。 共享软体 :通常可免费的取得并使用其试用版,但在功能或使用期间上受到限制。开发者会鼓励用户付费以取得功能完整的商业版本。根据共享软体作者的授权,用户可以从各种渠道免费得到它的拷贝,也可以自由传播它。 免费软体 :可免费取得和转载,但并不提供源码,也无法修改。 公共软体 :原作者已放弃权利,着作权过期,或作者已经不可考究的软体。使用上无任何限制。

相关概念

开发流程

软体开发是根据用户要求建造出软体系统或者系统中的软体部分的过程。软体开发是一项包括需求捕捉,需求分析,设计,实现和测试的系统工程。软体一般是用某种程式设计语言来实现的。通常采用软体开发工具可以进行开发。 软体开发流程 Sofare development process 。 软体设计思路和方法的一般过程,包括设计软体的功能和实现的算法和方法、软体的总体结构设计和模组设计、编程和调试、程式联调和测试以及编写、提交程式。 1 相关系统分析员和用户初步了解需求,然后列出要开发的系统的大功能模组,每个大功能模组有哪些小功能模组,对于有些需求比较明确相关的界面时,在这一步里面可以初步定义好少量的界面。 2 系统分析员深入了解和分析需求,根据自己的经验和需求做出一份文档系统的功能需求文档。这次的文档会清楚例用系统大致的大功能模组,大功能模组有哪些小功能模组,并且还例出相关的界面和界面功能。 3 系统分析员和用户再次确认需求。 4 系统分析员根据确认的需求文档所例用的界面和功能需求,用叠代的方式对每个界面或功能做系统的概要设计。 5 系统分析员把写好的概要设计文档给程式设计师,程式设计师根据所例出的功能一个一个的编写。 6 测试编写好的系统。交给用户使用,用户使用后一个一个的确认每个功能,然后验收。

软体工程师

一般指从事软体开发职业的人。软体工程师10余年来一直占据高薪职业排行榜的前列,作为高科技行业的代表,技术含量很高,职位的争夺也异常激烈。软体开发是一个系统的过程,需要经过市场需求分析、软体代码编写、软体测试、软体维护等程式。软体开发工程师在整个过程中扮演着非常重要的角色,主要从事根据需求开发项目软体工作。

法律保护

计算机软体作为一种知识产品,其要获得法律保护,必须具备以下必要条件: (一)原创性。 即软体应该是开发者独立设计、独立编制的编码组合。 (二)可感知性。 受保护的软体须固定在某种有形物体上,通过客观手段表达出来并为人们所知悉。 (三)可再现性 。即把软体转载在有形物体上的可能性。

着作权归属

根据《计算机软体保护条例》第10条的规定,计算机软体着作权归属软体开发者。因此,确定计算机着作权归属的一般原则是“谁开发谁享有着作权”。软体开发者指实际组织进行开发工作,提供工作条件完成软体开发,并对软体承担责任的法人或者非法人单位,以及依靠自己具有的条件完成软体开发,并对软体承担责任的公民。

载体

软体的载体可以是硬盘、光盘、随身碟、软碟等数据存储设备。

使用许可

不同的软体一般都有对应的软体授权,软体的使用者必须在同意所使用软体的许可证的情况下才能够合法的使用软体。 依据许可方式的不同,大致可将软体区分为几类: 专属软体、自由软体、共享软体、免费软体、公共软体。

生命周期

软体生命周期是指从软体定义、开发、使用、维护到报废为止的整个过程,一般包括问题定义、可行性分析、需求分析、总体设计、详细设计、编码、测试和维护。 问题定义就是确定开发任务到底“要解决的问题是什么”,系统分析员通过对用户的访问调查,最后得出一份双方都满意的关于问题性质、工程目标和规模的书面报告。 可行性分析就是分析上一个阶段所确定的问题到底“可行吗”,系统分析员对系统要进行更进一步的分析,更准确、更具体地确定工程规模与目标,论证在经济上和技术上是否可行,从而在理解工作范围和代价的基础上,做出软体计画。 需求分析即使对用户要求进行具体分析,明确“目标系统要做什么”,把用户对软体系统的全部要求以需求说明书的形式表达出来。 总体设计就是把软体的功能转化为所需要的体系结构,也就是决定系统的模组结构,并给出模组的相互调用关系、模组间传达的数据及每个模组的功能说明。 详细设计就是决定模组内部的算法与数据结构,也是明确“怎么样具体实现这个系统”。 编码就是选取适合的程式设计语言对每个模板进行编码,并进行模组调试。 测试就是通过各种类型的测试使软体达到预定的要求。 维护就是软体交付给用户使用后,对软体不断查错、纠错和修改,使系统持久地满足用户的需求。 软体的生命周期也可以分为3个大的阶段,分别是计画阶段、开发阶段和维护阶段。

软体生命周期模型

软体生命周期模型也称为软体过程模型,反映软体生存周期各个阶段的工作如何组织、衔接,常用的有瀑布模型、原型模型、螺旋模型、增量模型、喷泉模型,还有建造-修补模型、MSF过程模型、快速原型模型。

常见的软体生命周期模型

瀑布模型 有时也称为V模型,它是一种线型顺序模型,是项目自始至终按照一定顺序的步骤从需求分析进展到系统测试直到提交用户使用,它提供了一种结构化的、自顶向下的软体开发方法,每阶段主要工作成果从一个阶段传递到下一个阶段,必须经过严格的评审或测试,以判定是否可以开始下一阶段工作,各阶段相互独立、不重叠。瀑布模型是所有软体生命周期模型的基础。 原型+瀑布模型 原型模型本身是一个叠代的模型,是为了解决在产品开发的早期阶段存在的不确定性、二义性和不完整性等问题,通过建立原型使开发者进一步确定其应开发的产品,使开发者的想象更具体化,也更易于被客户所理解。原型只是真实系统的一部分或一个模型,完全可能不完成任何有用的事情,通常包括抛弃型和进化型两种,抛弃型指原型建立、分析之后要扔掉,整个系统重新分析和设计;进化型则是对需求的定义较清楚的情形,原型建立之后要保留,作为系逐渐增加的基础,采用进化型一定要重视软体设计的系统性和完整性,并且在质量要求方面没有捷径,因此,对于描述相同的功能,建立进化型原型比建立抛弃型原型所花的时间要多。原型建立确认需求之后采用瀑布模型的方式完成项目开发。 增量模型 与建造大厦相同,软体也是一步一步建造起来的。在增量模型中,软体被作为一系列的增量构件来设计、实现、集成和测试,每一个构件是由多种相互作用的模组所形成的提供特定功能的代码片段构成。增量模型在各个阶段并不交付一个可运行的完整产品,而是交付满足客户需求的一个子集的可运行产品。整个产品被分解成若干个构件,开发人员逐个构件地交付产品,这样做的好处是软体开发可以较好地适应变化,客户可以不断地看到所开发的软体,从而降低开发风险。 一些大型系统往往需要很多年才能完成或者客户急于实现系统,各子系统往往采用增量开发的模式,先实现核心的产品,即实现基本的需求,但很多补充的特性(其中一些是已知的,另外一些是未知的)在下一期发布。增量模型强调每一个增量均发布一个可操作产品,每个增量构建仍然遵循设计-编码-测试的瀑布模型。 叠代模型 早在20世纪50年代末期,软体领域中就出现了叠代模型。最早的叠代过程可能被描述为“分段模型”。叠代,包括产生产品发布(稳定、可执行的产品版本)的全部开发活动和要使用该发布必需的所有其他外围元素。所以,在某种程度上,开发叠代是一次完整地经过所有工作流程的过程:(至少包括)需求工作流程、分析设计工作流程、实施工作流程和测试工作流程。 实质上,它类似小型的瀑布式项目。所有的阶段(需求及其它)都可以细分为叠代。每一次的叠代都会产生一个可以发布的产品,这个产品是最终产品的一个子集。

开发语言

O语言

O语言是一款中文计算机语言(或称套装:O汇编语言、O中间语言、O高级语言)

Java语言

作为跨平台的语言,可以运行在Windows和Unix/Linux下面,长期成为用户的首选。自JDK6.0以来,整体性能得到了极大的提高,市场使用率超过20%。可能已经达到了其鼎盛时期了,不知道后面能维持多长时间。

易语言(E语言)

易语言是一个自主开发,适合国情,不同层次不同专业的人员易学易用的汉语程式语言。易语言降低了广大电脑用户编程的门槛,尤其是根本不懂英文或者英文了解很少的用户,可以通过使用本语言极其快速地进入Windows程式编写的大门。

C/C++语言

以上2个作为传统的语言,一直在效率第一的领域发挥着极大的影响力。像Java这类的语言,其核心都是用C/C++写的。在高并发和实时处理,工控等领域更是首选。

习语言

习语言即中文版的C语言

Basic

美国计算机科学家约翰·凯梅尼和托马斯·库尔茨于1959年研制的一种“初学者通用符号指令代码”,简称BASIC。由于BASIC语言易学易用,它很快就成为流行的计算机语言之一。

php

同样是跨平台的脚本语言,在网站编程上成为了大家的首选,支持PHP的主机非常便宜,PHP+Linux+MySQL+Apache的组合简单有效。

Perl

脚本语言的先驱,其优秀的文本处理能力,特别是正则表达式,成为了以后许多基于网站开发语言(比如php,java,C#)的这方面的基础。

Python

是一种面向对象的解释性的电脑程式设计语言,也是一种功能强大而完善的通用型语言,已经具有十多年的发展历史,成熟且稳定。Python 具有脚本语言中最丰富和强大的类库,足以支持绝大多数日常套用。 这种语言具有非常简捷而清晰的语法特点,适合完成各种高层任务,几乎可以在所有的作业系统中运行。 基于这种语言的相关技术正在飞速的发展,用户数量急剧扩大,相关的资源非常多。

C#

是微软公司发布的一种面向对象的、运行于NET Framework之上的高级程式设计语言,并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相。C#是微软公司研究员Anders Hejl *** erg的最新成果。C#看起来与Java有着惊人的相似;它包括了诸如单一继承、界面,与Java几乎同样的语法,和编译成中间代码再运行的过程。但是C#与Java有着明显的不同,它借鉴了Delphi的一个特点,与COM(组件对象模型)是直接集成的,而且它是微软公司.NETwindows网路框架的主角。

Javascript

Javascript是一种由Netscape的LiveScript发展而来的脚本语言,主要目的是为了解决服务器终端语言,比如Perl,遗留的速度问题。当时服务端需要对数据进行验证,由于网路速度相当缓慢,只有28.8kbps,验证步骤浪费的时间太多。于是Netscape的浏览器Navigator加入了Javascript,提供了数据验证的基本功能。

Ruby

一种为简单快捷面向对象编程(面向对象程式设计)而创的脚本语言,由日本人松本行弘(まつもとゆきひろ,英译:Yukihiro Matsumoto,外号matz)开发,遵守GPL协定和Ruby License。Ruby的作者认为Ruby > (Smalltalk + Perl) / 2,表示Ruby是一个语法像Smalltalk一样完全面向对象、脚本执行、又有Perl强大的文字处理功能的程式语言。

Fortran

在科学计算软体领域,Fortran曾经是最主要的程式语言。比较有代表性的有Fortran 77、Watcom Fortran、NDP Fortran等。

objective c

这是一种运行在苹果公司的mac os x,iOS作业系统上的语言。这两种作业系统的上层图形环境,应用程式编程框架都是使用该语言实现的。随着iPhone,iPad的流行,这种语言也开始在全世界流行。

Pascal

Pascal是一种计算机通用的高级程式设计语言。Pascal的取名是为了纪念十七世纪法国着名哲学家和数学家Blaise Pascal。它由瑞士Niklaus Wirth教授于六十年代末设计并创立。Pascal语言语法严谨,层次分明,程式易写,具有很强的可读性,是第一个结构化的程式语言。

Swift

Swift,苹果于2014年WWDC(苹果开发者大会)发布的新开发语言,可与Objective-C*共同运行于Mac OS和iOS平台,用于搭建基于苹果平台的应用程式。

⑵ 软件工程 原型模型

原型法适用于用户没有确定其需求的明确内容的时候。他先是根据已给的和分析的需求,建立一个原始模型,这是一个可以修改的模型(在声明周期法中,需求分析一般不再多修改)。在软件开发的各个阶段都把有关信息相互反馈,直至模型的修改,使模型趋于完善。在各个过程中,用户的参与和决策加强了,最终的结果更适合用户的要求。这种原型技术有分为三类:抛弃式、演化式和递增式。原型法成败的关键及效率的高低关键在于模型的建立和建模的速度。 原型法的优点是:可以解决在产品开发早期需求不确定的问题(不确定性、二义性、不完整性、含糊性等),可以明确并完善需求、探索设计选择方案、发展为最终产品。 原型法的缺点也是显而易见的,需要在正式的代码开发之前进行必要的原型开发,在某种程度上增加了工作量,尤其采用抛弃型原型,更是如此。
正确的有 1 2 3 5 6 7 9 10

⑶ 有谁能帮忙提供一些有关“系统论”(方法)的论述

随着世界复杂性的发现。在科学研究中兴起了建立复杂性科学的热潮。贝塔朗菲指出,现代技术和社会已变得十分复杂,传统的方法不再适用,“我们被迫在一切知识领域中运用整体或系统概念来处理复杂性问题”。普利高津断言,现代科学在一切方面,一切层次上都遇到复杂性,必须“结束现实世界简单性”这一传统信念,要把复杂性当作复杂性来处理,建立复杂性科学。正是在这种背景下,出现了一系列以探索复杂性为己任的学科,我们可统称为系统科学。系统科学的发展可分为两个阶段:第一阶段以二战前后控制论、信息论和一般系统论等的出现为标志,主要着眼于他组织系统的分析;第二阶段以耗散结构论、协同学、超循环论等为标志,主要着眼于自组织系统的研究。信息学家魏沃尔指出:19世纪及其之前的科学是简单性科学;20世纪前半叶则发展起无组织复杂性的科学,即建立在统计方法上的那些学科;而20世纪后半叶则发展起有组织的复杂性的科学,主要是自组织理论,
系统科学诸学科都着眼于世界的复杂性,确立了系统观点也即复杂性方法论原则,系统观点是对近代科学以分析为主的还原主义方法论和形而上学思维方式的一个反动。根据我们对复杂性的讨论以及系统科学的具体内容,我们可以把复杂性方法论原则概括为以下几个方面:
(1)整体性原则。
系统观点的第一个方面的内容就是整体性原理或者说联系原理。从哲学上说,所谓系统观点首先不外表达了这样一个基本思想:世界是关系的集合体,而非实物的集合体。整体性方法论原则就根据于这种思想。
系统科学的一般理论可简单概括如下:所谓系统是指由两个或两个以上的元素(要素)相互作用而形成的整体。所谓相互作用主要指非线性作用,它是系统存在的内在根据,构成系统全部特性的基础。系统中当然存在着线性关系,但不构成系统的质的规定性。系统的首要特性是整体突现性,即系统作为整体具有部分或部分之和所没有的性质,即整体不等于(大于或小于)部分之和,称之为系统质。与此同时,系统组分受到系统整体的约束和限制,其性质被屏蔽,独立性丧失。这种特性可称之为整体突现性原理,也称非加和性原理或非还原性原理。整体突现性来自于系统的非线性作用。系统存在的各种联系方式的总和构成系统的结构。系统结构的直接内容就是系统要素之间的联系方式;进一步来看,任何系统要素本身也同样是一个系统,要素作为系统构成原系统的子系统,子系统又必然为次子系统构成…。如此,则…→次子系统→子系统→系统之间构成一种层次递进关系。因而,系统结构另一个方面的重要内容就是系统的层次结构。系统的结构特性可称之为等级层次原理。与一个系统相关联的、系统的构成关系不再起作用的外部存在称为系统的环境。系统相对于环境的变化称为系统的行为,系统相对于环境表现出来的性质称为系统的性能。系统行为所引起的环境变化,称谓系统的功能。系统功能由元素、结构和环境三者共同决定。相对于环境而言,系统是封闭性和开放性的统一。这使系统在与环境不停地进行物质、能量和信息交换中保持自身存在的连续性。系统与环境的相互作用使二者组成一个更大的、更高等级的系统。
从系统科学的基本理论概念可以看到,在系统科学看来,系统是现实世界的普遍存在方式,任何一个事物都是一个系统,整个宇宙就是一个总系统。任何事物都通过相互作用而联系在一起,世界是一个普遍联系的整体。所谓系统观点也就是整体的观点、联系的观点。系统科学首先是关于普遍联系的科学。贝塔朗菲指出,系统理论可以定义为“关于‘整体’的一般科学”。在这个意义上,我们可以把系统科学看作辩证法普遍联系观点的具体化、科学化。
整体性原则是系统科学方法论的首要原则。它认为,世界是关系的集合体,根本不存在所谓不可分析的终极单元;关系对于关系物是内在的,而非外在的。因而,近代科学以分析为手段而进行的把关系向始基的线性还原是不能允许的。整体性原则要求,我们必须从非线性作用的普遍性出发,始终立足于整体,通过部分之间、整体与部分之间、系统与环境之间的复杂的相互作用、相互联系的考察达到对象的整体把握。具体来说,第一,从单因素分析进入到系统的组织性、相关性的把握。由于系统的整体突现性,单因素分析无法真实把握整体性质和功能。整体性质和功能根据于部分之间的相互作用,实现于系统与环境之间的相互作用,是系统要素组织化的结果。因此,从组织方式上考察其整体相关性,是把握整体性质的必由之路。第二,从线性研究进入到非线性研究。如前所述,线性方法只能处理局部性的问题,不足以把握全局性、大范围的问题;同时线性方法只能把握相对简单的对象和对象相对简单的方面,不足以把握复杂性。而非线性是一切复杂性的根源,因此,为达到对象整体和复杂性的把握,必须克服线性研究的局限性,建立非线性科学。第三从单向研究进入到多向研究。维数是现代科学的重要概念。系统思想要求克服单向度的、单维的看问题的传统思维方式,转而采用多维的、乃至全维的思维方式。
各门系统科学在其研究中,都自觉贯彻了整体性这一方法论原则。在一定意义上,系统科学的各种具体方法都是整体研究的基本方法。
信息方法是指运用信息观点,把系统存在看作信息系统,把系统运动看作信息传递和转换过程,通过对信息流程的分析和处理,达到对系统运动过程及其规律性的认识的方法。
运用信息方法,首先要根据信息观点把对象处理为一个信息模型申农所提出的通信系统模型,不仅适用于通信系统,也可适用于非通讯系统。具有一般意义。这个环节的主要任务,可称为信息分析。其次,要对信息模型进行定量化处理,即建立数学模型。再次,根据数学模型分析系统性态,预测其行为,确定利用原理和方法。
信息方法具有以下特点抽象性。它完全撇开对象的具体运动形态,把抽象的信息运动作为分析问题的基础。整体性,信息方法直接从系统的整体存在出发,通过系统与环境的信息输入输出关系来综合研究系统的信息过程。动态性。信息方法是一种动态性方法。是对对象进行动态研究的有力手段
2黑箱方法同样是现代科学整体研究的一种重要方法。所谓黑箱就是对认识主体而言,其内部结构还一无所知的客体。可见黑箱包含两个方面的涵义:一方面,黑箱的黑在于内部结构的“黑”。另一方面,黑箱也并不黑,因为任何客体总有可以观察到的外部变化,即行为。
所谓黑箱方法就是在客体结构未知或假定未知的前提下,给黑箱以输入从而得到输出,并通过对输入输出的考察来把握客体的方法。在运用黑箱方法时,首先要对箱子的性质和内容不作任何假定,但要确定有一些作用于它的手段。并以此对箱子进行工作,使人与箱子之间形成一个耦合系统。然后规定箱子的输入,使耦合以确定而可重复的方式形成。最后通过输入输出数据建立数学模型,推导内部联系。这里值得注意的是,黑箱方法考察的不是箱子本身,而是人—箱耦合系统。
绝对的黑箱实际上并不存在,任何客体可以说都是一个“灰箱”,即部分知的客体。因为在人类视野之外,不成其为客体,凡是纳入主体范围的认识对象,总已是有所知的东西了。,因此,绝对的“白箱”实际上也并不存在。白箱方法就是把系统结构按一定关系式表达出来,形成“白箱网络”,并进一步以白箱网络对系统进行再认识,预测系统未来行为,控制系统将来过程。
反馈方法是以原因和结果的相互作用来进行整体把握的方法。维纳指出,反馈是控制系统的一种方法,它的特点是根据过去操作的情况去调整未来行为。所谓反馈就是系统的输出结果再返回到系统中去,并和输入一起调节和控制系统的再输出的过程。如果前一行为结果加强了后来行为,称为正反馈,如果前一行为结果削弱了后来行为,称为负反馈。反馈在输入输出间建立起动态的双向联系。
反馈方法就是用反馈概念分析和处理问题的方法。它成立的客观依据在于原因和结果的相互作用。不仅原因引起结果,结果也反作用于原因。因而对因果的科学把握必须把结果的反作用考虑在内。
功能模拟法是控制论发展出来的一种方法,它是模拟方法发展的新阶段。是现代科学进行整体研究重要途径。与其他模拟方法相比,功能模拟方法具有下列特点;
第一,以行为相似为基础。在控制论看来,一个系统最根本的内容就是行为,即在与外部环境的相互作用中所表现出来的系统整体的应答。与此相应,两个系统间最重要的相似就是行为上的相似。在建立模型的过程中,可撇开结构,而只抓取行为上的等效,从而达到功能模拟的目的。控制论重新定义了行为概念:一个客体任何可从外部探知的改变就是行为。这一规定确立了行为的共同本质,使行为具有了普遍性,为功能模拟法的广泛运用奠定了理论基础。正是依据这一思想,人的智能活动与技术装置的行为相似性得以建立,使智能的机械模拟得以实现。
第二,模型本身成为认识目的。在传统模拟中,模型指使把握原型的手段。对模型的研究,目的是获取原型的信息。例如,卢瑟福的原子的太阳系模型,本身没有任何意义,只是研究原子结构的一个方便的手段。而在功能模拟中,模拟以行为为基础,以功能为目的。模型是具有生物目的性行为的机器。这种机器的研制恰恰就是控制论的本来任务。在这个意义上说,人的行为本身反倒仅仅具有参照意义,这种原型反过来成为模型的手段。这是功能模拟区别于一般模拟的一个根本性特点。
第三,从功能到结构。一般模拟遵循的是从结构到功能的认识路线。而功能模拟相反,它首先把握的是整体行为和功能,而不要求结构的先行知识。但它并不否认结构决定功能,同时它也不满足于行为和功能,它总是进而要求从行为和功能过渡到结构研究,获得结构知识。例如,控制论运用功能模拟法建立了人的智能活动与技术装置的行为相似性,由此发现了神经系统中反馈回路的存在,从而推动了脑模型和神经结构的研究。
功能模拟方法忽略质料、结构和个别要素的分析,暂时撇开系统的结构、要素、属性,单独地研究行为,并通过行为功能把握其结构和性质。这不仅是可行的,而且是研究复杂客体的必要手段,尤其在客体结构知识尚付阙如的情况下,行为对我们把握客体就具有了根本性意义。控制论的技术任务就是要实现智能的机械模拟。若从质料和性质来看,人与机械装置没有任何一致性,因而智能机器是不可能的。但维纳发现,“从结构上看,技术系统与生物系统都具有反馈回路,表现在功能上则都具有自动调节和控制功能。这就是这两种看似截然不同的系统之间所具有的相似性、统一性。确切地说,一切有目的的行为都可以看作需要负反馈的行为。”因此,尽管目的是不可定义的,但从目的的外在表现即目的性行为来看,二者是一致的,因而智能的机械模拟是完全可能的。另一方面,智能活动的物质结构是高度复杂的。人的大脑仅大脑皮层就有约140亿个神经元,神经元的树突和轴突的联系异常复杂,而且大多为后天形成。从结构上来把握智能活动几乎是不可能的。控制论的目标是智能机器,可暂时忽略其结构、要素,仅从行为上来把握。而从行为角度所把握到的是系统在与环境的相互作用中所表现出来的整体存在,通过行为所实现的功能是系统与环境的整体联系。因此,功能模拟法为现代科学提供了对复杂客体进行整体研究的重要途径,即行为功能研究。

(2) 动态性原则
系统观点的第二个方面的内容就是动态演化原理或过程原理。从哲学上看,这一原理不外是说:世界是过程的集合体,而非既成事物的集合体。动态性原则就依据于这一原理。
系统科学的动态演化原理的基本内容可概括如下:一切实际系统由于其内外部联系复杂的相互作用,总是处于无序与有序、平衡与非平衡的相互转化的运动变化之中的,任何系统都要经历一个系统的发生、系统的维生、系统的消亡的不可逆的演化过程。也就是说,系统存在在本质上是一个动态过程,系统结构不过是动态过程的外部表现。而任一系统作为过程又构成更大过程的一个环节、一个阶段。
与系统变化发展相关的重要概念,除了我们前面已经讨论过的可逆与不可逆、确定性与随机性之外,有序与无序也是刻画系统演化形态特征的重要范畴。热力学、协同学、控制论和信息论分别用熵、序参量和信息量来刻画有序与无序。在数学上,一般以对称破缺来定量刻画。通俗地说,所谓有序是指有规则的联系,无序是指无规则的联系。系统秩序的有序性首先是指结构有序。例如,类似雪花的晶体点阵、贝纳德花样、电子的壳层分布、激光、自激振荡等空间有序,行星绕日旋转等各种周期运动为时间有序。结构无序是指组分的无规则堆积。例如,一盘散沙、满天乱云、垃圾堆等空间无序。原子分子的热运动、分子的布朗运动、混沌等各种随机运动为时间无序。此外系统秩序还包括行为和功能的有序与无序。平衡态与非平衡态则是刻画系统状态的概念。平衡态意味着差异的消除、运动能力的丧失。非平衡意味着分布的不均匀、差异的存在,从而意味着运动变化能力的保持。与此相联系,有序可分为平衡有序与非平衡有序。平衡有序指有序一旦形成,就不再变化,如晶体。它往往是指微观范围内的有序。非平衡有序是指有序结构必须通过与外部环境的物质、能量和信息的交换才能得以维持,并不断随之转化更新。它往往是呈现在宏观范围内的有序。
二十世纪下半叶出现的自组织理论从多方面探讨了有序与无序相互转化的机制和条件、不可逆过程所导致的结果,即进化和退化及其关系问题,着重研究了系统从无序向有序、从低序向高序转化也即进化的可能性和途径问题。
1969年,普利高津提出耗散结构论,这一理论从时间不可逆性出发,采用薛定谔最早提出的“负熵流”概念,使得在不违反热力学第二定律的条件下,得出这样的结论:远平衡开放系统可以通过负熵流来减少总熵,自发地达到一种新的稳定的有序状态,即耗散结构状态。耗散系统形成以远离平衡态的开放系统和系统内非线性机制为条件。非稳定性即涨落是建立在非平衡态基础上的耗散结构稳定性的杠杆。在平衡态没有涨落的发生;在近平衡态的线性非平衡区,涨落只会使系统状态发生暂时的偏离,而这种偏离将不断衰减直至消失;而在远平衡的非线性区,任何一个微小的涨落都会通过相干作用而得到放大,成为宏观的、整体的“巨涨落”,使系统进入不稳定状态,从而又跃迁到新的稳定态。
1976年德国理论物理学家赫尔曼•哈肯出版了《协同学导论》一书,1978年第二版增加了“混沌态”一章,建立了协同学理论的基本框架。协同学以信息论、控制论、突变论为基础,并吸取了耗散结构论的成果,继耗散结构理论之后进一步具体考察了非线性作用如何能够造成系统的自组织。协同学认为,系统从无序向有序转化的关键并不在于系统是否和在多大程度上处于非平衡态,只要是一个由大量子系统构成的系统,在一定条件下,它的子系统之间通过非线性的相互作用就能产生协同和相干效应,从也就能够自发产生宏观的时空结构,形成具有一定功能的自组织结构,表现出新的有序状态。哈肯给出了决定论的动力学方程,并同时引入二分支概念。从而提供了系统由一个质态跃迁到另一质态的说明方法。当系统某个参数在域值范围之外,系统处于稳定平衡位置;当系统参数进入域值范围,系统就成为非稳定的,同时又要形成新的平衡位置。自组织系统形成的两个基本条件是:开放系统和涨落的存在。由稳定平衡到非稳定平衡起作用的是外部条件,由非稳定平衡到新的稳定平衡其作用的是系统涨落。哈肯的理论较好地说明了物理学中的自组织现象,如激光、细胞繁殖等。但用它说明生物和社会系统有一定困难。
1971年德国生物学家爱肯正式提出了超循环论。其中心思想是在生命起源和发展中,从化学阶段到生物进化之间有一个分子的自组织过程。这个进化阶段的结果是形成了人们今日所见的具有统一遗传密码的细胞结构。这种遗传密码的形成有赖于超循环组织,这种组织具有“一旦建立就永远存在下去”的选择机制。总之,爱肯认为,“进化原理可理解为分子水平上的自组织”,以最终“从物质的已知性质来导出达尔文的原理”(《控制论、信息论、系统科学与哲学》,中国人民大学出版社,1986年版,471页)
自组织理论关于演化的基本观点概括地说,主要有三点:
第一, 系统内部的相互作用是系统演化的内在根据和动力。
系统要素之间的相互作用是系统存在的内在依据,同时也构成系统演化的根本动力。系统内的相互作用空间来看就是系统的结构、联系方式,从时间来看就是系统的运动变化,使相互作用中的各方力量总是处于此消彼长的变化之中,从而导致系统整体的变化。作为系统演化的根据。系统内的相互作用规定了系统演化的方向和趋势。系统演化的基本方向和趋势有二:首先,从无序到有序、从简单到复杂从低级到高级的前进的、上升的运动,即进化。产生进化的基本根据是非线性作用及其对系统的正效应在系统中居于主导地位。在这一条件下,非线性作用进一步规定了什么样的有序结构可能出现并成为稳定吸引子,同时规定了系统演化可能的分支。其次,从有序到无序、从高级到低级、从复杂到简单的倒退的、下降的方向,也即退化。热力学第二定律已经表明,在孤立或封闭系统内,这一演化趋势是不可避免的。普利高津指出,对于一个处于热力学平衡态或近(线性)平衡态的开放系统,其运动由玻耳兹曼原理决定,其运动方向总是趋于无序。从相互作用上来理解,退化主要基于非线性相互作用对系统的负效应占有了支配地位。
第二, 系统与环境的的相互作用是系统演化的外部条件。
从抽象意义上来理解,任何现实系统都是封闭性和开放性的统一。环境构成了系统内相互作用的场所,同时又限定了系统内相互作用的范围和方式,系统内相互作用以系统与环境的相互作用为前提,二者又总是相互转化的。在这个意义上,系统内的相互作用是以系统的外部环境为条件的。
系统的进化尤其依赖于外部环境。系统的相干作用是在系统内存在差异的情况下表现出来的。没有温度梯度就不会有热传导,没有化学势梯度也不会有质量扩散。但热力学第二定律指出,系统内在差异总是在自发的不可逆过程中倾向于被削平,导致系统向无序的平衡态演化。因此,必须不断从外部环境获得足够的物质和能量才能使系统差异得以建立和恢复,维持远平衡状态,使非线性作用实现出来。因此系统必须对环境保持开放,才能进化。但开放性只是进化的必要条件,而非充分条件。普利高津的耗散结构论指出,孤立系统没有熵流(即系统与外界交换物质和能量而引起的熵),而任一系统内部自发产生的熵总是大于或等于零的(当平衡时等于0)因此孤立系统的总熵大于零。它总是趋向于熵增,无序度增大。当一个系统的熵流不等于零时,即保持开放性时,有三种情况;第一种情况是热力学平衡态,此种系统中,熵流是大于零的,因此物质和能量的涌入大大增加了系统的总熵,加速了系统向平衡态的运动。第二种情况是线性平衡态。它是近平衡态。其熵流约等于零。这种系统一般开始时有一些有序结构,但最终无法抵抗系统内自发产生的熵的破坏而趋平衡态。第三种情况大为不同,这种系统远离平衡态,即熵流小于零,因此物质和能量给系统带来的是负熵,结果使系统有序性的增加大于无序性的增加,新的组织结构就能从中形成,这就是耗散结构。例如生命系统、社会系统等
第三,随机涨落是系统演化的直接诱因
稳定与涨落上刻画系统演化的重要概念。由于系统的内外相互作用,使系统要素性能会有偶然改变,耦合关系会有偶然起伏、环境会带来随机干扰。系统整体的宏观量很难保持在某一平均值上。涨落就是系统宏观量对平均值的偏离。按照对涨落的不同反应,可把稳定态分为三种:恒稳态,对任何涨落保持不变;亚稳态,对一定范围内的涨落保持不变;不稳态,在任何微小涨落下会消失。对于稳定态而言,涨落将被系统收敛平息,表现为向某种状态的回归。在热力学平衡态中,不论何种原因造成的温度、密度、电磁属性等的差异,最终都将被消除以至于平衡态。
但对于远平衡态,如果系统中存在着正反馈机制,那么,涨落就会被放大,导致系统失稳,从而把系统推到临界点上。系统在临界点上的行为有多种可能性,究竟走向哪一个分支,是不确定的。是走向进化,还是走向退化,是走向这一分支,还是走向那一分支。涨落在其中起着重要的选择作用。达尔文的生物进化论证明,生物物种的偶然变异的积累可以改变物种原有的遗传特性,导致新物种的出现。耗散结构论和协同学则定量地证明,随着外界控制参量的变化,原有的稳态会失稳,并在失稳的临界点上出现新的演化分支。一个激光器,仅仅因为外界泵浦功率的改变,就可以稳定地发出自然光、激光或脉冲光,乃至混沌的紊光。由此可见,稳定态对涨落的独立性是相对的,超出一定范围,例如在上述条件下,涨落将支配系统行为。如果涨落被加以巩固,那就意味着新稳态的形成。涨落在系统演化中的重要作用说明,系统演化是必然性与偶然性的辨证统一。普利高津指出,“远离平衡条件下的自组织过程相当于偶然性与必然性之间、涨落和决定论法则之间的一个微妙的相互作用”。(普利高津《从混沌到有序》,上海译文出版社,1987年版,223页)
从存在到演化,这是科学发展的必然。普利高津可以说是这一发展趋势的理论代言人。
普利高津首先指出,近代经典科学乃至现代的相对论和量子力学都是关于存在的科学,机械论自然观统治着近代西方世界的科学观。他说:“对于经典科学的大多数奠基者甚至爱因斯坦来说,科学乃是一种尝试,它要越过表面的世界,达到一个极其合理的没有时间的世界”。“经典科学不承认演化和自然界的多样性”因而,长期以来,时间成为一个“被遗忘的维数”。而机械论自然观则认为“宇宙是单一的、无限的、不动的它不产生自身它是不可毁灭的它是不可改变的”
普利高津进而指出,现代科学正发生着根本性的改变。他说,“经典科学,简单被动世界的神话科学,已属于过去,它没有被哲学批判或经验主义的抛弃所扼杀,但却被科学自身的内部发展所灭亡”。“一种新的统一性正现露出来:在所有层次上不可逆性都是有序性的源泉”。正是依据这一思想,普利高津以耗散结构论在热力学第而定律的框架中解决了生物进化和热力学退化的矛盾。而在1980年出版的《从存在到演化:自然科学中的时间和复杂性》一书中,普利高津总结和阐发了他建立演化科学的纲领。“也许有一种更为精妙的现实形式,它既包括定律,也包括博弈,即包括时间,又包括永恒性” (以上引言转引自《自然辩证法参考读物》清华大学出版社,2003年版,119—120页)。这里,普利高津试图通过对时间的再理解,为存在和演化之间架起一座桥梁。
耗散结构理论建立为自然科学发展开辟了新的方向,协同学、超循环论、混沌理论乃至突变论可以说都是这一理论的继续。自组织理论的发展使我们对自然演化的前提条件、动力根据、诱因途径、组织形式和发展前途等已能够加以较为具体的刻画,对多样性和统一性、质变和量变、肯定和否定、原因与结果、必然性与偶然性、可能性和现实性、进化和退化等的辨证统一关系进一步从科学上得到了说明,从而建立起真正的关于演化的科学。自组织理论的出现和发展影响是重大的,它前承早期的生物进化论、热力学,后连大爆炸宇宙论、暴涨宇宙论以及C—P联合变换不守恒规则,并与它们一起,展示了20世纪演化科学的时代。
系统演化原理的提出,最终确立了现代科学在方法论上的动态性原则。这一原则也可称为历时性原则。这一原则要求:不能把系统看作“死系统”,即已经完成的、静止的、永恒的东西,不能仅满足于静态还原,虽然在研究中我们常常被迫采用理想的“孤立系统”、“封闭系统”的概念,但应始终牢记任何实际系统都是动态的“活系统”。热力学第三定律指出,绝对零度永远不可达到。而量子力学也已证明,即使在绝对零度,还有“零点能”的存在。因此我们必须克服静止的形而上学的思维方式,从系统的动态过程中来把握对象。要从对要素的静态分析上升为要素之间的相互作用、要素在系统整体中的变化的动态把握;从对结构的静态分析上升为对内外相互作用、结构态的形成、保持和转化的动态把握;要从对系统整体的静态分析上升为对系统的发生、发展和消亡的总体过程的动态把握。
动态系统理论是系统科学的核心,突出地表现了系统科学的动态性原则。动态系统理论是关于系统状态转移的动力学过程的理论,其中心课题是把握系统的演变规律。其数学模型通常为动力学方程,或称为演化方程。它以状态变量表示系统状态、把系统所有可能状态的集合称为状态空间,以控制向量表示环境对系统的制约;以稳定性理论、吸引子理论、分叉理论刻画系统的演化。在动力学方程中,一般以微分、差分、积分等表示动态特性的量,来描述动态过程中诸变量之间的关系。在动态系统理论看来,所谓静态系统只能是一种静态假设,它基于这样一种假设:即系统状态迁移可以瞬间完成。这意味着系统必须有无限储能可资利用。但任一实际系统总是有限的,因而状态转移不可能瞬间完成。这就如在牛顿的绝对时空中所谓同时性的绝对性一样。同时性假设要求光速必须是无限的,但实际上光速为有限常数。
动态性原则可以说贯穿于系统科学及其方法的每一个具体内容中。各种具体的系统科学方法无不体现出动态性特征。自组织理论方法内容是系统在相互作用

⑷ 软件开发模型有哪几种各有什么特点

软件开发模型(Software Development Model)是指软件开发全部过程、活动和任务的结构框架。软件开发包括需求、设计、编码和测试等阶段,有时也包括维护阶段。软件开发模型能清晰、直观地表达软件开发全过程,明确规定了要完成的主要活动和任务,用来作为软件项目工作的基础。对于不同的软件系统,可以采用不同的开发方法、使用不同的程序设计语言以及各种不同技能的人员参与工作、运用不同的管理方法和手段等,以及允许采用不同的软件工具和不同的软件工程环境。软件工程的主要环节包括人员管理、项目管理、需求分析、系统设计、程序设计、测试、维护等,如图所示。软件开发模型是对软件过程的建模,即用一定的流程将各个环节连接起来,并可用规范的方式操作全过程,好比工厂的生产线。

8.混合模型(hybrid model)过程开发模型又叫混合模型(hybrid model),或元模型(meta-model),把几种不同模型组合成一种混合模型,它允许一个项目能沿着最有效的路径发展,这就是过程开发模型(或混合模型)。实际上,一些软件开发单位都是使用几种不同的开发方法组成他们自己的混合模型。各种模型的比较每个软件开发组织应该选择适合于该组织的软件开发模型,并且应该随着当前正在开发的特定产品特性而变化,以减小所选模型的缺点,充分利用其优点,下表列出了几种常见模型的优缺点。各种模型的优点和缺点:模型优点缺点瀑布模型文档驱动系统可能不满足客户的需求快速原型模型关注满足客户需求可能导致系统设计差、效率低,难于维护增量模型开发早期反馈及时,易于维护需要开放式体系结构,可能会设计差、效率低螺旋模型风险驱动风险分析人员需要有经验且经过充分训练

9.RUP模型(迭代模型)

RUP(Rational Unified Process)模型是Rational公司提出的一套开发过程模型,它是一个面向对象软件工程的通用业务流程。它描述了一系列相关的软件工程流程,它们具有相同的结构,即相同的流程构架。RUP 为在开发组织中分配任务和职责提供了一种规范方法,其目标是确保在可预计的时间安排和预算内开发出满足最终用户需求的高品质的软件。RUP具有两个轴,一个轴是时间轴,这是动态的。另一个轴是工作流轴,这是静态的。在时间轴上,RUP划分了四个阶段:初始阶段、细化阶段、构造阶段和发布阶段。每个阶段都使用了迭代的概念。在工作流轴上,RUP设计了六个核心工作流程和三个核心支撑工作流程,核心工作流轴包括:业务建模工作流、需求工作流、分析设计工作流、实现工作流、测试工作流和发布工作流。核心支撑工作流包括:环境工作流、项目管理工作流和配置与变更管理工作流。RUP 汇集现代软件开发中多方面的最佳经验,并为适应各种项目及组织的需要提供了灵活的形式。作为一个商业模型,它具有非常详细的过程指导和模板。但是同样由于该模型比较复杂,因此在模型的掌握上需要花费比较大的成本。尤其对项目管理者提出了比较高的要求。它具有如下特点:(1)增量迭代,每次迭代都遵循瀑布模型能够在前期控制好和解决风险;(2)模型的复杂化,需要项目管理者具有较强的管理能力。

10.IPD模型

IPD(Integrated Proct Development)流程是由IBM提出来的一套集成产品开发流程,非常适合于复杂的大型开发项目,尤其涉及到软硬件结合的项目。

IPD从整个产品角度出发,流程综合考虑了从系统工程、研发(硬件、软件、结构工业设计、测试、资料开发等)、制造、财务到市场、采购、技术支援等所有流程。是一个端到端的流程。在IPD流程中总共划分了六个阶段(概念阶段、计划阶段、开发阶段、验证阶段、发布阶段和生命周期阶段),四个个决策评审点(概念阶段决策评审点、计划阶段决策评审点、可获得性决策评审点和生命周期终止决策评审点)以及六个技术评审点。

IPD流程是一个阶段性模型,具有瀑布模型的影子。该模型通过使用全面而又复杂的流程来把一个庞大而又复杂的系统进行分解并降低风险。一定程度上,该模型是通过流程成本来提高整个产品的质量并获得市场的占有。由于该流程没有定义如何进行流程回退的机制,因此对于需求经常变动的项目该流程就显得不大适合了。并且对于一些小的项目,也不是非常适合使用该流程。

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