撰/看場人

如果你沒有聽過軟件工程(Software Engineering)，那就要認真了解它了。它是電腦業界目前最重要的課題之一。筆者撰寫本文亦是希望可以推廣它。

本文目錄

• 軟件工程是甚麼？
• 為何需要軟件工程？
• 典型軟件生命週期 - Waterfall Life Cycle Model
• 關於軟件開發的種種
• 軟件工程與其他工程的分別
• 小結

軟件工程是甚麼？　

軟件工程(Software Engineering)是一門工程專業，它探討了如何有效地設計、開發、維護軟件系統。它使用來自電腦科學、項目管理學等的技術和方法，並改善了軟件的質素和開發者的生產力。

依目前軟件工程的發展，它籠統地包含工具(如OOD、CASE、UML)、紀律、正規方法(指套用其他工程學般的正規嚴格開發方法)、過程(軟件開發的標準程序，如CMM)與專業守則(如業界道德、條款等)等幾個項目。

為何需要軟件工程？　

• 軟件規模和成本不斷上升
  舊時的軟件開發方法已經不敷應用了
• 軟件的複雜性不斷上升
  軟件功能需求的上升開始比軟件開發的速度還要快
• 軟件錯誤的影響
  經典例子：美國太空總署前往金星的太空船，因為原碼中打錯字，而整船報銷了
• 軟件的不斷演進
  60年代指出的軟件危機(Software Crisis)，說明了業界經常出現軟件的要求增長遠快於軟件開發速度，引致軟件業成本不斷上升，質素卻不斷不降。
• 欠缺量度軟件質素的方法
  我們需要建立量度軟件開發成本和質素的方法，並有效建立軟件開發程序

由此可見，一套有系統的工程方法，對於軟件業的健康發展是十分重要的。

典型軟件生命週期的例子 - Waterfall Life Cycle Model　

所謂軟件生命週期，就是軟件開發程序的模型。當中典型例子的開發模型就是Waterfall Model，當然我們已經有其他更好的模型(事實上Waterfall Model亦已被認為在很多方面也乏善足陳)，不過Waterfall也能反映開發軟件的重要步驟和階段，是故我們在此引在例子。(按：這一系列文章的其他部份並不是以Waterfall Model為基礎，請注意)

• 用家需求分析和規格 (Requirement Analysis and Specification)
  定義"What is the problem"，定清用家需求，並建立文件說明。
• 系統設計 (Design)
  定義"How to solve the problem"，設計出解決用家需求的系統，包括了Architectural Design和Detailed Design。
• 編碼和模組測試 (Coding and Unit Testing)
  將系統分割成不同模組，並各自進行編碼和測試。
• 整合和系統測試 (Integration and System Testing)
  將所有模組整合成完整系統並作最後測試。
• 發行及維護 (Delivery and Maintenance)
  將產品發行或給用戶運行，並開始進行維護，包括修正性、調整性和改良性的維護。

圖一：Waterfall Life Cycle Model

關於軟件開發的種種　

平均來說，需求分析和設計階段約佔了軟件開發成本的40%，編碼佔了約20%，測試佔了40%。所以單靠好的編程技巧並不等於好的軟件工程技巧；不過，好的編程技巧也有助你學習好的軟件工程技巧。

愈晚期的軟件開發過程，修正軟件的成本就愈貴。然而人們最忽略的卻正是需求分析和規格文件的重要性。

以下是一個諷刺性的軟件生命週期，雖然是玩味性質，卻也反映了業界的典型問題：

1. 熱情
2. 覺醒
3. 頭痛
4. 「問責」
5. 找無辜者開刀
6. 無功者得到表揚和榮譽

軟件工程與其他工程的分別　

和土木工程等大有不同，軟件工程來自電腦科學，所研究的系統主要是離散系統(Discrete Systems)而不是連續系統(Continuous Systems)。於是當系統出現輕微改變時，離散系統可能會出現非常大的落差，做成軟件工程系統的通常都比較不穩定。這是SE比一般工程學更難掌握的原因之一。

另外，軟件工程是人力集中、智慧型的工業，不能像其他工程般可以遵循高度系統化和規範化的程序。軟件工程是管理人才資源的藝術，所以讓軟件業踏上工程化的道路比任何其他工程學都要難走。

小結　

在本章，你可了解到軟件工程大概是甚麼。總括來說，軟件工程就是要發展更有效及更有質素地開發軟件的方法。套用天藍創立人間的一句戲言：問「你想要個怎樣的軟件？」答「好和沒有BUG！」，這反映了用家甚至連自己想要甚麼東西也不知道，可見軟件工程要解決的，絕不是個簡單的問題。筆者建議大家也閱讀 Wikipedia上的相關資訊，它介紹了軟件工程的歷史、與其他學科的關係等等。

圖二：軟件開發的「經典情況」(按圖放大)

在下一章，我們會討論軟件的本質，以及甚麼是一套優良軟件的條件。

資料參考

• Fundamentals of Software Engineering,
  Ghezzi, Jazayeri, and Mandrioli, Prentice Hall, 2003.
• http://en.wikipedia.org/wiki/Software_engineering,
  Wikipedia.org, 2005

相關連結：

- 軟件工程 (Wikipedia)
- 參考書 (Amazon)
- 軟件工程入門(二)
- 軟件工程入門(三)

相關文件：

- 圖一：Waterfall Life Cycle Model
- 圖二：軟件開發的「經典情況」
- 圖二：軟件開發的「經典情況」(放大)

發表日期：2005-02-04