關于軟件工程碩士研究生的培養及訓練論文
軟件工程是計算機科學的新興領域，研究其知識體系，是促進研究和教育長足進展的重要論題。本文試圖從理論高度結合科研和研究生培養的實驗，提出軟件工程四維空間知識體系結構模型，作為軟件工程方向碩士研究生知識結構框架，并據此論述計算機應用專業軟件工程方向研究生培養的有關問題。
一、軟件工程的認識體系
軟件工程主要研究各類軟件的創建、軟件生產過程的控制、軟件維護等一系列軟件生命周期中的活動，是自然科學、社會科學、計算機科學、技術科學、管理科學等之間的邊緣學科，涉及人們對計算機及其應用專業領域、人類思維規律、管理及實施技術等各方面的知識。
哲學層次軟件工程學科指導思想可為某種認識論、反映論、世界觀，更具體的可為信息論、控制論、系統論等。在基礎科學層次研究軟件開發的基本元素，并據此違立應用軟件的開發模型，把由人理解執行的客觀世界對象轉化為由數學理論或人理解執行的軟件邏輯模型，繼而轉化為由計算機硬件理解執行的軟件物理模型，展示軟件開發的基本規律，確定基本概念。在技術科學層次研究實際生產或工業任務實施時遵循的技術原則，決定采用的具體方法和技術。根據基礎科學層次上建立的開發模型，研究軟件開發方法，確立實際軟件開發時采取的具體方法和各種描述與構造技術等。例如自頂向下逐步求精方法學是一種自頂向下功能的分解，在求精的每一步做出一個設計決定，這一設計決定或是一個算法步驟的確立，及新的子功能邏輯模型的定義，或是一個完整的算法確定，這是一種層次的決策，形成軟件邏輯模型。工程管理層次研究工程化管理、實施環境，為軟件開發方法和技術的實施提供具體的管理手段、環境和保障。軟件工程的上述四個層次，組成了該學科從理論到實驗技術的完整的認識體系。
二、軟件工程碩士研究生知識結構模型
軟件工程是一門年輕的學科，但是它的知識體系卻十分龐大和復雜，其具體內容至今仍然是模糊的和高度動態的，不但包括計算機科學的基礎知識，還包括管理科學、經濟學、通信技術、人類工程學及一般工程技術等各方面的知識。各類知識主題之間相互交錯地聯系在一起，它的變化與發展之快令人難以預料。在這種情況下如何組織軟件工程的知識體系，對指導軟件工程的研究、軟件工程碩士研究生的培養有著重要的現實意義和長遠意義。軟件工程的目標是產品，軟件工程的實施是過程，因此軟件工程知識組織可以按過程觀點和產品觀點為主線，建立碩士研究生知識結構模型，把軟件工程知識分解成一些相對獨立的、足夠小的但包含某個中心論題的單位模塊。
1.過程觀點的知識體系
軟件工程的活動是面向過程的，是把軟件工程過程劃分為開發、控制、管理與運行維護操作等四種不同活動。過程觀點是一種動態觀點，它把軟件的開發與使用看作與人類的學習工作和通信過程密切相關，從軟件生命周期需求分析、規格說明、設計、實現和測試各階段的軟件開發人員協作的各種活動出發考慮問題和解決問題。控制指對軟件開發起指導和約束作用的活動，包括質量保證、配置管理、驗證與確認、復審、性能評價等。管理包括項目計劃、資源分配、開發小組組織、成本估算、法律問題等。運行與維護操作包括使用人員的培訓、系統的移交與安裝、新舊系統的交接、系統的操作與維護、系統的退役，以及這些活動對系統開發各種決策的影響。
以上的四類活動，又可認為由抽象、表現技術、方法、工具、評價、通信等六個活動側面構成。抽象指各種基本理論和形式模型。如軟件設計的模塊化和信息隱藏原理，生命周期模型，成本估算模型等。表現指各種記號和語言。如項目計劃的PERT網記號，設計的DFD記號，實現用的各種程序設計語言。方法包括各種形式化方法，當前流行的各種實踐和方法學。例如正確性證明的形式驗證方法，面向對象的設計方法等。評價包括對軟件產品、軟件過程以及軟件對各有關部門產生的影響等方面的測定分析和評價，軟件質量與軟件標準等。工具包括各種單項工具和集成化工具集合。通信包括各種口頭的和書面的通信技術，各種文件資料的格式和書面的通信技術，各種文件資料的格式和書寫技巧。
2.產品觀點的知識體系
軟件工程的性質是面向產品的，產品的觀點是一種靜態的觀點，即把軟件看成是獨立的，由一組程序及其相關的定義文檔組成的產品，其應用的上下文固定且被充分理解。產品觀點從產品類型和產品的一般質量要求出發考慮問題和解決問題。其中產品類型包括軟件與環境之間的關系，例如批處理，實時，交互式，嵌入式等。處理方式，如集中式，分布式，串行，并行等。內部特性，如表驅動，進程驅動，基于知識的等。應用領域，如商用系統，導彈控制系統，操作系統，數據庫系統，專家系統等。質量要求包括不同產品對可靠性，正確性，可維護性，安全性的要求等，質量要素的要求可能是不同的，為達到特定的質量指標，可能必須采取一些特定的行動和手段，因此，也可以某些特定的質量要求為主線組織有關知識內容。
3.過程觀點和產品觀點的四維空間知識體系結構模型
根據以上討論，可以過程觀點的活動，活動側面，產品觀點的產品類型，質量要求為四個軸構成一個四維空間。空間的每一個點，如果非空的話，即至少包含某一論題的知識體，就可構成一個單位模塊。
研究生的知識結構要適應未來，就要學習學科前沿課程，在探索中讀書，在消化中思考，在思考中接受，構建研究生的最佳知識結構及相應的課型配置。四維空間模型為此提供了方便，它把龐大的復雜的軟件工程體系分解成各單元模塊，可以就各單位模塊的主要論題深入研究，作出全面透徹的論述，引導研究生參加到創造知識的行列。也可根據不同的目標和學生的具體情況因材施教，組織課程時把相關單位模塊組成一個培養方案，給導師和碩士生更大的選課自由度，確定合理的課程結構。有利于知識更新、及時修改多單位模塊的內容，反映軟件工程最新最好的原理、方法等。
三、軟件工程碩士研究生的培養
軟件工程的主要目的是在合理的時間和成本約束條件下生產高質量的軟件系統。因此軟件工程教育培養的應該是這個目標的軟件開發或生產人員。這樣的開發人員有不同層次的差別和不同層次的要求。對軟件工程方向的碩士研究生這一層次人才的培養應著眼于能力提高方面，以軟件工程的過程觀點和產品觀點的四維空間知識體系結構模型為依據，解決好研究生的知識結構中的個性問題，以利于因材施教，因需施教，因知識更新進行再組織，特別是研究生選修課程多規格、多類型的考慮，引導他們深入思考和正確判斷，培養他們獨立獲取知識和解決問題的能力。要求他們除具備實踐軟件工程所必須的各種技能、經驗和訓練的知識外，還特別要求能規范地應用各種工程的、科學的和數學的方法，經濟地生產高質量的軟件。為此在培養階段應注意加強對以下幾個方面的培養與訓練。
（1）軟件工程知識結構的培養和訓練
（2）管理能力訓練
（3）工程技術訓練
（4）程序設計訓練
（5）理論驗證訓練
我們依照以上提出的知識結構模型，對90、91兩屆軟件工程方向碩士研究生進行培養目標確定、培養階段劃分、課程設置、培養計劃的制訂和實施，取得了較為令人滿意的效果。
軟件工程碩士研究生知識體系結構模型的探討和軟件工程研究生的培養是一個綜合學科研究的問題，正在發展之中，本文提出的只是一種作者認為可行的思路，按照這個指導思想對該方向研究生的培養，有待在實踐中進一步探索和研究。
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