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软件危机

软件危机是指落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求,从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。

软件危机泛指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。 [1]

软件危机(software crisis),20 世纪60年代以前,计算机刚刚投入实际使用,软件设计往往只是为了一个特定的应用而在指定的计算机上设计和编制,采用密切依赖于计算机的机器代码或汇编语言,软件的规模比较小,文档资料通常也不存在,很少使用系统化的开发方法,设计软件往往等同于编制程序,基本上是个人设计、个人使用、个人操作、自给自足的私人化的软件生产方式。

60年代中期,大容量、高速度计算机的出现,使计算机的应用范围迅速扩大,软件开发急剧增长。高级语言开始出现;操作系统的发展引起了计算机应用方式的变化;大量数据处理导致第一代数据库管理系统的诞生。软件系统的规模越来越大,复杂程度越来越高,软件可靠性问题也越来越突出。原来的个人设计、个人使用的方式不再能满足要求,迫切需要改变软件生产方式,提高软件生产率,软件危机开始爆发 。

1968年,北大西洋公约组织(NATO)在联邦德国的国际学术会议创造软件危机(Software crisis)一词。而1960年代中期开始爆发众所周知的软件危机,为了解决问题,在1968、1969年连续召开两次著名的NATO会议,并同时提出软件工程的概念。 [2]

软件开发进度难以预测

拖延工期几个月甚至几年的现象并不罕见,这种现象降低了软件开发组织的信誉。

软件开发成本难以控制

投资一再追加,令人难于置信。往往是实际成本比预算成本高出一个数量级。

而为了赶进度和节约成本所采取的一些权宜之计又往往损害了软件产品的质量,从而不可避免地会引起用户的不满。

用户对产品功能难以满足

开发人员和用户之间很难沟通、矛盾很难统一。往往是软件开发人员不能真正了解用户的需求,而用户又不了解计算机求解问题的模式和能力,双方无法用共同熟悉的语言进行交流和描述。

在双方互不充分了解的情况下,就仓促上阵设计系统、匆忙着手编写程序,这种"闭门造车"的开发方式必然导致最终的产品不符合用户的实际需要。

软件产品质量无法保证

系统中的错误难以消除。软件是逻辑产品,质量问题很难以统一的标准度量,因而造成质量控制困难。

软件产品并不是没有错误,而是盲目检测很难发现错误,而隐藏下来的错误往往是造成重大事故的隐患。

软件产品难以维护

软件产品本质上是开发人员的代码化的逻辑思维活动,他人难以替代。除非是开发者本人,否则很难及时检测、排除系统故障。

为使系统适应新的硬件环境,或根据用户的需要在原系统中增加一些新的功能,又有可能增加系统中的错误。

软件缺少适当的文档资料

文档资料是软件必不可少的重要组成部分。实际上,软件的文档资料是开发组织和用户的之间权利和义务的合同书,是系统管理者、总体设计者向开发人员下达的任务书,是系统维护人员的技术指导手册,是用户的操作说明书。

缺乏必要的文档资料或者文档资料不合格,将给软件开发和维护带来许多严重的困难和问题。 [3]

用户需求不明确

在软件开发过程中,用户需求不明确问题主要体现在四个方面:

在软件开发出来之前,用户自己也不清楚软件开发的具体需求;

用户对软件开发需求的描述不精确,可能有遗漏、有二义性、甚至有错误;

在软件开发过程中,用户还提出修改软件开发功能、界面、支撑环境等方面的要求;

软件开发人员对用户需求的理解与用户本来愿望有差异。

缺乏正确的理论指导

缺乏有力的方法学和工具方面的支持。由于软件开发不同于大多数其他工业产品,其开发过程是复杂的逻辑思维过程,其产品极大程度地依赖于开发人员高度的智力投入。由于过分地依靠程序设计人员在软件开发过程中的技巧和创造性,加剧软件开发产品的个性化,也是发生软件开发危机的一个重要原因。

软件开发规模越来越大

随着软件开发应用范围的增广,软件开发规模愈来愈大。大型软件开发项目需要组织一定的人力共同完成,而多数管理人员缺乏开发大型软件开发系统的经验,而多数软件开发人员又缺乏管理方面的经验。各类人员的信息交流不及时、不准确、有时还会产生误解。软件开发项目开发人员不能有效地、独立自主地处理大型软件开发的全部关系和各个分支,因此容易产生疏漏和错误。

软件开发复杂度越来越高

软件开发不仅仅是在规模上快速地发展扩大,而且其复杂性也急剧地增加。软件开发产品的特殊性和人类智力的局限性,导致人们无力处理“复杂问题”。所谓“复杂问题”的概念是相对的,一旦人们采用先进的组织形式、开发方法和工具提高了软件开发效率和能力,新的、更大的、更复杂的问题又摆在人们的面前。 [1]

软件工程诞生于60年代末期,它作为一个新兴的工程学科,主要研究软件生产的客观规律性,建立与系统化软件生产有关的概念、原则、方法、技术和工具,指导和支持软件系统的生产活动,以期达到降低软件生产成本 、改进软件产品质量、提高软件生产率水平的目标。软件工程学从硬件工程和其他人类工程中吸收了许多成功的经验,明确提出了软件生命周期的模型,发展了许多软件开发与维护阶段适用的技术和方法,并应用于软件工程实践,取得良好的效果。

在软件开发过程中人们开始研制和使用软件工具,用以辅助进行软件项目管理与技术生产,人们还将软件生命周期各阶段使用的软件工具有机地集合成为一个整体,形成能够连续支持软件开发与维护全过程的集成化软件支援环境,以期从管理和技术两方面解决软件危机问题。

此外,人工智能与软件工程的结合成为80年代末期活跃的研究领域。基于程序变换、自动生成和可重用软件等软件新技术研究也已取得一定的进展,把程序设计自动化的进程向前推进一步。在软件工程理论的指导下,发达国家已经建立起较为完备的软件工业化生产体系,形成了强大的软件生产能力 。软件标准化与可重用性得到了工业界的高度重视,在避免重用劳动,缓解软件危机方面起到了重要作用。 [1]

1995年,Standish Group研究机构以美国境内8000个软件项目作为调查样本,调查结果显示,有84%软件计划无法于既定时间、经费中完成,超过30%的项目于运行中被取消,项目预算平均超出189%。

IBMOS/360

IBMOS/360操作系统被认为是一个典型的案例。到现在为止,它仍然被使用在360系列主机中。这个经历了数十年,极度复杂的软件项目甚至产生了一套不包括在原始设计方案之中的工作系统。OS/360是第一个超大型的软件项目,它使用了1000人左右的程序员。佛瑞德布鲁克斯在随后他的大作《人月神话》中曾经承认,在他管理这个项目的时候,他犯了一个价值数百万美元的错误。

美国银行信托软件系统开发案

美国银行1982年进入信托商业领域,并规划发展信托软件系统。项目原订预算2千万美元,开发时程9个月,预计于1984年12月31日以前完成,后来至1987年3月都未能完成该系统,期间已投入6千万美元。美国银行最终因为此系统不稳定而不得不放弃,并将340亿美元的信托账户转移出去,并失去了6亿美元的信托生意商机。


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