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探討計算機應(yīng)用與軟件開發(fā)論文
計算機技術(shù)自出現(xiàn)以來，對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響，在人類社會的進步中做出了巨大貢獻。計算機在我們的日常生活中最主要的應(yīng)用就是軟件應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理兩方面。當前，計算機應(yīng)用已涵蓋了人們的吃、穿、住、用、行等各方面，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚慕M成部分。因此，程序員需要對軟件的架構(gòu)設(shè)計進行更進一步研究，以提供更優(yōu)質(zhì)的計算機應(yīng)用服務(wù)。
隨著社會的進步和科技的發(fā)展，計算機越來越廣泛的應(yīng)用于社會的各方面。人們對計算機應(yīng)用的需求越來越大，質(zhì)量要求越來越高，這推動了計算機應(yīng)用往大型化、復雜化發(fā)展。計算機應(yīng)用的大型化、復雜化，對應(yīng)的計算機軟件也趨于大型化、復雜化，這就造成了軟件開發(fā)難度的增加，特別是作為軟件核心的軟件架構(gòu)。因此，要開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的軟件，其架構(gòu)的實用性、安全性、穩(wěn)定性等都要考慮到并且兼顧好。
1. 計算機軟件的發(fā)展歷程
五十年前，計算機只能應(yīng)用在科學研究中，使用者是高素質(zhì)的專家，而今天，計算機應(yīng)用已深入到社會的每一個角落;四十年前，文件不能方便地在兩臺計算機之間進行傳輸，如今，即使相隔遙遠的兩臺計算機也可以利用互聯(lián)網(wǎng)通過應(yīng)用軟件實現(xiàn)文件的無損傳輸;三十年前，數(shù)據(jù)共享還只是一個設(shè)想，在不同的應(yīng)用軟件之間能共用相同數(shù)據(jù)的設(shè)想，如今，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展使得不同的用戶能在不同時間、不同地點共享的使用相同的數(shù)據(jù);計算機給我們的日常生活帶來的巨大改變使我們擁有想要進一步去了解的渴望，讓它在我們的生活中帶來更多的方便，要想更好的發(fā)展這項技術(shù)，先了解它的發(fā)展歷史以及結(jié)構(gòu)特點是非常有必要的，只有深入的了解它我們才能更好的掌握它。
1.1 機器語言與匯編語言
最初的計算機軟件是用一種低級的編程語言攜程，這種編程語言是基于二進制編碼來進行編程的，編出的程序全是由0、1組成，直觀性差，容易出錯，而且不同型號的計算機使用不同的機器語言，某一型號計算機的機器語言編制的軟件，不能在另一型號的計算機上執(zhí)行。因此，程序員必須記住各種不同型號計算機的機器語言指令的二進制數(shù)字組合，這種編程語言對于程序員的要求很高，沒有一定的專業(yè)能力根本不能進行這項工作，高起點對于計算機的發(fā)展起到了很大的限制作用，只有很少的專業(yè)人員能對計算機進行應(yīng)用，因此推廣和應(yīng)用并不廣發(fā)。為了便于學習和編程，技術(shù)人員使用助記符來表示每條機器語言指令，這就是匯編語言。助記符的使用，使匯編語言相對于機器語言來說簡潔了很多，編寫軟件也容易了許多。
1.2 高級程序設(shè)計語言
匯編語言雖然在易用性上進步了很多，但仍需程序員記住大量的匯編指令，而且匯編語言的指令形式依舊是偏向于機器形式，與人們?nèi)粘Ｊ褂玫淖匀徽Z言仍有較大的差距。為了能更容易的學習和編程，提高程序的可閱讀性，高級程序設(shè)計語言被研發(fā)出來。高級語言的指令形式更類似于人們?nèi)粘Ｊ褂米匀徽Z言和數(shù)學語言。
在這兩個時期，計算機軟件技術(shù)并不發(fā)達，能利用的資源較少，人們對計算機軟件的認識也不夠，導致了計算機軟件的編寫者編寫開發(fā)了這個程序之后使用者就是自己的這種尷尬狀況。另外由于軟件的使用規(guī)模小，在編寫開發(fā)的過程也不需要投入太多的人力、財力和物力，通常憑一己之力也能完成這項工作，因此也就沒有形成一套規(guī)范系統(tǒng)來指導這項工作的操作，對于這個開發(fā)過程就更加沒有人來進行監(jiān)督管理。這個能僅憑一己之力就完成的開發(fā)工作的編程環(huán)境只需要在開發(fā)者的腦海中有一個大概的結(jié)構(gòu)框架就夠，編程者沒有必要將其全都記錄下來，歸檔供以后翻閱查詢，因此除了編程者留下的程序清單外，并沒有其他的可供查詢的資料。
1.3 軟件工程和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計
隨著計算機的日益普及，人們對計算機應(yīng)用的要求也日益提高，其規(guī)模、復雜程度逐漸增加，導致了對應(yīng)計算機軟件的規(guī)模、復雜程度也隨之增加。由于軟件的規(guī)模和復雜度的增加，其開發(fā)和維護出現(xiàn)了一系列嚴重問題，不僅是工作量的增加，更嚴重的是，因為沒有規(guī)范的流程，程序員在開發(fā)軟件時讓軟件具有個體化特性，應(yīng)用軟件在開發(fā)出來并正式投入使用之后，軟件出現(xiàn)問題后的維護問題日益凸顯，由此衍生出了“軟件危機”。為了解決這個嚴重的問題，國際上頂尖的計算機科學家在聯(lián)邦德國召開了異常國際會議，會議上討論了軟件維護困難的問題，同時，在這次會議上“軟件工程”這個詞語正式被提出來，它獲得了重視并被投入研究。將軟件開發(fā)工程化，開發(fā)人員按照規(guī)范的流程開發(fā)軟件，不僅有效避免主觀失誤，更重要的是使軟件規(guī)范化、通用化，可維護性大大提高。
到了20世紀70年代，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)，這是軟件發(fā)展的一個重要的里程碑。結(jié)構(gòu)化程序是一種面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法，它主要是以處理過程進行詳細設(shè)計以及對模塊化功能進行加強的原則進行編程的原則。其中，模塊化是把軟件要解決的總目標分解為若干子目標，然后，再進一步分解為具體的小目標，把每一個小目標稱為一個模塊。
基于模塊之間的獨立性，在設(shè)計出總體的結(jié)構(gòu)之后，將每個模塊進行分開設(shè)計，這樣就算將復雜的問題簡單化，將原來復雜的系統(tǒng)分開成為簡單的模塊來進行編程開發(fā)對于模塊功能的維護、拓展和開發(fā)都有很大的幫助，不至于在解決一個小問題的時候帶動整個系統(tǒng)都發(fā)生變化，我們還可以利用這個現(xiàn)有的模塊進行積木式的新功能的開拓。
1.4 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計解決了前面的計算機軟件設(shè)計中出現(xiàn)的一系列問題，追溯這個概念的來源，最早應(yīng)該要追溯到麻省理工學院，這是一個基于容量架構(gòu)的實際系統(tǒng)里出現(xiàn)的對象以及實例的最早的時期。自從對這些進行深一步的研究之后，計算機專家就意識到了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的優(yōu)點，在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計出現(xiàn)之前結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是軟件開發(fā)界的寵兒，基于它是面向過程進行編程這一特點它為計算機軟件開發(fā)歷程做出了很大的貢獻。而面向?qū)ο笤O(shè)計的出現(xiàn)解決了面向過程程序設(shè)計過程中的函數(shù)的不穩(wěn)定性，函數(shù)在程序中很容易被改變造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定的性。
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計改變了面向過程程序設(shè)計中的一些不好的方面，為此引進了不少的新概念以及方法，形成了它自身的獨特性，面向?qū)ο蟮奶卣髦痪褪欠庋b性，也就是說內(nèi)部的狀態(tài)以及算法對用戶是隱蔽的，只有開發(fā)者利用特定的接口才能使用該對象;面向?qū)ο筮�有一個特點是繼承性，繼承性是指在一個公共類中，各自是封閉的，避免了數(shù)據(jù)和方法的大量重復;面向?qū)ο筮�有一個特點是多態(tài)性，也就是說同一個消息被不同的對象接受可以產(chǎn)生不同的結(jié)果，所有的細節(jié)由接收消息的對象來處理。
2. 計算機軟件開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1結(jié)構(gòu)化設(shè)計思想
首先，根據(jù)系統(tǒng)分析的要求以及可以利用的資源對軟件的總體結(jié)構(gòu)進行大致的功能設(shè)計。這是宏觀的、全局的規(guī)劃和設(shè)計，要充分考慮各方面情況。接著，將功能復雜、繁多的總體結(jié)構(gòu)按功能分解為子結(jié)構(gòu)，各子結(jié)構(gòu)功能總和為上層結(jié)構(gòu)的總的功能。如果分解得到的子結(jié)構(gòu)比較復雜，功能較多，可將子結(jié)構(gòu)再分解為結(jié)構(gòu)更簡單，功能更單一的子結(jié)構(gòu)，以此類推，直至分解出的子結(jié)構(gòu)功能比較容易實現(xiàn)，分解的子結(jié)構(gòu)也容易實現(xiàn)。
2.2 模塊化設(shè)計思想
將系統(tǒng)設(shè)計成由若干模塊組成的方法稱為模塊化。各模塊之間相對獨立，實現(xiàn)功能單一，彼此間通過接口進行相互調(diào)用。每個模塊可以單獨的被理解、編寫、 調(diào)試、查錯與修改。這樣一來，可以簡化開發(fā)、維護工作，防止錯誤蔓延，提高軟件的可靠性。
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