软件工程思想在项目管理中的应用

1、软件工程思想在科研项软件工程思想在科研项 目实施中的运用目实施中的运用 现象现象1：很多人读了很多书，掌握了许多技能，却：很多人读了很多书，掌握了许多技能，却 不知道不知道“怎样把事情做得好、做得快，少花时间、怎样把事情做得好、做得快，少花时间、 金钱金钱” ？ 为什么要讨论这个问题？为什么要讨论这个问题？ 现象现象2：中国科技工作者最大的悲哀莫过于大批掌：中国科技工作者最大的悲哀莫过于大批掌 握科学技术文化知识，而缺乏握科学技术文化知识，而缺乏商业商业头脑和智慧，不头脑和智慧，不 懂得把知识转化为财富，长期沦落为卖苦力的打工懂得把知识转化为财富，长期沦落为卖苦力的打工 仔。仔。 现象现象3：

2、科技工作者难以实现项目的：科技工作者难以实现项目的“高质量、高高质量、高 效率、低成本效率、低成本”的管理的管理 讨论与交流实例讨论与交流实例 若若导师刚接受到一个政府指令性项目的申报，为锻导师刚接受到一个政府指令性项目的申报，为锻 炼学生科研能力炼学生科研能力（若你（若你没有任何项目经历没有任何项目经历），让研，让研 究生在教师的指导下保质保量完成项目申请书的填究生在教师的指导下保质保量完成项目申请书的填 写写，若你是负责人，你应该采用什么样的策略实施，若你是负责人，你应该采用什么样的策略实施 这一任务？这一任务？ 依据是什么？ 做什么？ 怎么办？-先技术路线、再实施 结论 问题求解的基本技

3、术路线问题求解的基本技术路线 方案制定方案制定过程控制过程控制总结反思总结反思 可行性可行性 条件条件 目标目标 任务任务 方案执方案执 行情况行情况 与校验与校验 结论与展望结论与展望 6 l何谓问题与问题求解？ 问题是指需要解决而尚未解决的事件。 问题求解就是要找出解决问题的方法，并借 助于一定的工具得到问题的答案或达到最终 目标。是人们为寻求问题答案，根据知识和 经验、条件、约束而进行的一系列思维活动。 l 能够发现问题和提出问题是每个人创新性解决问题的 重要素质和能力。这与人的态度、知识、好奇心、兴 趣和求知欲相关。 l 问题的发现与人的知识和经验有关，因为知识贫乏， 也会对许多不了解

4、的事情提出问题，但这样的问题往 往是肤浅的，缺少科学价值。 7 问题归约表示问题归约表示 问题归约问题归约? 对于复杂的问题，直接进行问题求解往往是困难对于复杂的问题，直接进行问题求解往往是困难 的，问题归约就是对问题进行的，问题归约就是对问题进行归纳和简化归纳和简化，把一把一 个个从而从而复杂问题转换为相对简单的问题复杂问题转换为相对简单的问题。 (分而治分而治 之策略之策略) 8 问题归约三要素问题归约三要素 u 目标：即问题的初始描述。目标：即问题的初始描述。 u 算子集：用来将给定问题变换为若干子问题的操算子集：用来将给定问题变换为若干子问题的操 作。作。 u 基元问题集：已有解或其解

5、十分明显可以直接描基元问题集：已有解或其解十分明显可以直接描 述的问题。述的问题。 如：如：C、E、F、G、H 与或图与或图 9 问题求解优化问题求解优化 l求解问题就是要求解一个问题的结果，或找求解问题就是要求解一个问题的结果，或找 出一种从现实到目标的行动序列，并予以执出一种从现实到目标的行动序列，并予以执 行。行。 l问题求解状态空间问题求解状态空间 l问题的解问题的解 活动序列活动序列A2-A4-A6 程序程序软件软件 软件软件 工程工程 软件软件 开发开发 方法方法 面向过程的开发方法面向过程的开发方法 面向对象的开发方法面向对象的开发方法 软件工程导读软件工程导读 网上自学资料网上

6、自学资料-软件工程新软件工程新.ppt和软件技术基和软件技术基 础知识之软件工程础知识之软件工程.ppt 一、软件工程思想的核心一、软件工程思想的核心 内容内容 软件工程过程包括四个基软件工程过程包括四个基 本活动：本活动： lan oheck ction 软件的规格软件的规格 说明：说明：规定规定 软件的功能软件的功能 及其运行的及其运行的 限制限制 软件开发：软件开发： 产生满足规产生满足规 格说明的软格说明的软 件件 软件确认：软件确认： 确认软件能确认软件能 够完成客户够完成客户 提出的要求提出的要求 软件演变：软件演变： 为满足客户为满足客户 需求变化，需求变化， 必须对软件必须对软

7、件 进行维护进行维护 lan 软件的规格软件的规格 说明：说明：规定规定 软件的功能软件的功能 及其运行的及其运行的 限制限制 项目立项申请书项目立项申请书 -项目题目的拟定与论证项目题目的拟定与论证 (出据查新报告或需求论证出据查新报告或需求论证) -围绕申请书的要求查阅围绕申请书的要求查阅 大量文献资料大量文献资料 -回答为什么做回答为什么做?做什么做什么? 怎么样做怎么样做?做的结果做的结果? 对应对应 科研科研 项目项目 的任的任 务务 相关人员相关人员:研究团队研究团队 做什么做什么? -研究内容；资金预算研究内容；资金预算 为什么做？为什么做？ -研究现状、研究背景、意义等；可行性

8、研究；研究现状、研究背景、意义等；可行性研究； （主要是文献综述）（主要是文献综述） 怎么样做怎么样做? -技术路线、研究方法等技术路线、研究方法等 做的结果做的结果? 预期目标、最终目标等预期目标、最终目标等 o 软件开发：软件开发： 产生满足规产生满足规 格说明的软格说明的软 件件 任务书任务书 预算报告书预算报告书 开题报告书开题报告书 中期报告书中期报告书 结题报告结题报告 相关人员相关人员:研究团队研究团队 对应对应 科研科研 项目项目 的任的任 务务 heck 软件确认：软件确认： 确认软件能确认软件能 够完成客户够完成客户 提出的要求提出的要求 结题报告结题报告,结题验收报告结题

9、验收报告 提交科研管理部门或委托提交科研管理部门或委托 单位单位 组织答辩、验收，出据组织答辩、验收，出据 验收报告验收报告 对应对应 科研科研 项目项目 的任的任 务务 相关人员相关人员:科研管理部门或科研管理部门或 委托单位和研究团队委托单位和研究团队 ction 软件演变：软件演变： 为满足客户为满足客户 需求变化，需求变化， 必须对软件必须对软件 进行维护进行维护 进一步的研究和应用推进一步的研究和应用推 广广 -项目的完善研究项目的完善研究 -项目的拓展研究项目的拓展研究 -项目的推广应用项目的推广应用 对应对应 科研科研 项目项目 的任的任 务务 相关人员相关人员:研究团队和协作研

10、究团队和协作 单位或部门单位或部门 l软件工程项目的基本目标软件工程项目的基本目标 软件工程的基本目标软件工程的基本目标-追求的境界追求的境界 高质量（高质量（正确性、可用性、可靠性正确性、可用性、可靠性） 高效率（高效率（成本最小化、利益最大化成本最小化、利益最大化） l付出较低的开发成本付出较低的开发成本 l达到要求的软件功能达到要求的软件功能 l取得较好的软件性能取得较好的软件性能 l开发的软件易于移植开发的软件易于移植 l需要较低的维护费用需要较低的维护费用 l能按时完成开发工作，及时交付使用能按时完成开发工作，及时交付使用 具体体现在具体体现在: : l实现目标的方法之一：软件生存期

11、实现目标的方法之一：软件生存期 life cycle沿用了沿用了人类解决复杂问人类解决复杂问 题题所采用的策略所采用的策略 -分而治之的策略分而治之的策略 （即将复杂问题分解为若干简单的子问题）（即将复杂问题分解为若干简单的子问题） -涉及资源的有效调度涉及资源的有效调度 （复杂问题的优化分解原则；团队的人力资源调（复杂问题的优化分解原则；团队的人力资源调 配原则；效率优先的原则等）配原则；效率优先的原则等） l何谓软件生存期何谓软件生存期 life cycle？ l软件的软件的孕育、诞生、成长、成熟、衰亡孕育、诞生、成长、成熟、衰亡的生的生 存过程。这个过程即为计算机软件的生存期存过程。这个

12、过程即为计算机软件的生存期- -（也体现了（也体现了科研项目的生命周期科研项目的生命周期） l软件生存期的三大阶段软件生存期的三大阶段,六个步骤，即六个步骤，即制定计制定计 划、需求分析、设计、程序编码、测试划、需求分析、设计、程序编码、测试及及运运 行维护行维护（也体现了（也体现了科研项目的实现过程科研项目的实现过程） 可行性分析、可行性分析、 制定初步软件项目计划制定初步软件项目计划 需求分析、需求分析、 制定需求规格说明制定需求规格说明 软件定义软件定义 包括技术可行性、操作包括技术可行性、操作 可行性、经济可行性可行性、经济可行性 （项目论证？）（项目论证？） 任务：确定待开发软任务：

13、确定待开发软 件的功能需求、性能件的功能需求、性能 需求和运行环境约束，需求和运行环境约束， 编制软件需求规格说编制软件需求规格说 明等明等 （解决什么问题？）（解决什么问题？） 概要设计概要设计 详细设计详细设计 实现实现 组装测试组装测试 软件开发软件开发 运行维护运行维护 退役退役 维护阶段维护阶段 软件功能确认软件功能确认 根据软件开发周期的各阶段的任根据软件开发周期的各阶段的任 务务, ,国家制定了相应的规范国家制定了相应的规范- 国家标准软件开发文档模板任务国家标准软件开发文档模板任务 图表图表 开发实例开发实例1开放式考试开放式考试 系统系统 开发实例开发实例2 l软件开发的主要

14、模型软件开发的主要模型 l瀑布模型瀑布模型 l原型模型原型模型 l螺旋模型螺旋模型 l瀑布模型就是将用户的抽象逻辑瀑布模型就是将用户的抽象逻辑 概念变为具体的物理实现概念变为具体的物理实现 l软件在运行过程中软件在运行过程中,需对软件进行需对软件进行 “评价评价”，确定变更的必要性，进，确定变更的必要性，进 行必要的维护，从而构成了行必要的维护，从而构成了生存周生存周 期循环期循环 具有维护循环的瀑布模型具有维护循环的瀑布模型 l瀑布模型各阶段具有顺序性和依瀑布模型各阶段具有顺序性和依 赖性赖性 l瀑布模型弱点：缺乏灵活性；无瀑布模型弱点：缺乏灵活性；无 法解决法解决软件需求软件需求本身不明确

15、或不本身不明确或不 准确的问题准确的问题 l快速原型模型快速原型模型 l由于在项目开发的初始阶段人们对软件由于在项目开发的初始阶段人们对软件 的需求认识常常不够清晰，导致开发项的需求认识常常不够清晰，导致开发项 目难于做到一次开发成功，出现返工再目难于做到一次开发成功，出现返工再 开发在所难免。开发在所难免。解决办法：做两次解决办法：做两次 l第一次只是试验开发，其目标只是在于第一次只是试验开发，其目标只是在于 探索可行性，弄清软件需求探索可行性，弄清软件需求 l第二次则在此基础上获得较为满意的软第二次则在此基础上获得较为满意的软 件产品件产品 需求的采集需求的采集 和细化和细化 快速设计快速

16、设计 建造原型建造原型 客户评价原型客户评价原型 对原型加工对原型加工 产生样品产生样品 快速原型模型 可行性研究可行性研究 识别基本需求识别基本需求 构造初始原型构造初始原型 使用验证原型使用验证原型 满意满意? 放弃放弃? 放弃原型放弃原型 修改原型修改原型 生成文档生成文档 交付系统交付系统 原型化方法的开发过程原型化方法的开发过程 原型模型优点原型模型优点 能够更好地理解用户的需求能够更好地理解用户的需求 培训和开发同步，提高满意度培训和开发同步，提高满意度 降低开发成本（时间、费用）降低开发成本（时间、费用） 提高了系统的实用性和正确性提高了系统的实用性和正确性 原型模型缺点原型模型

17、缺点 资源的规划和管理比较困难资源的规划和管理比较困难 难以把握原型与正式系统、开发难以把握原型与正式系统、开发 环境与客户环境的差别环境与客户环境的差别 难以把握系统的主要模块难以把握系统的主要模块 螺旋模型螺旋模型-将两者结合的开发方法将两者结合的开发方法 l 螺旋模型沿着螺线旋转，在四个象限上分别表达四螺旋模型沿着螺线旋转，在四个象限上分别表达四 个方面的活动，即：个方面的活动，即： l 制定计划制定计划确定软件目标，选定实施方案，弄清项确定软件目标，选定实施方案，弄清项 目开发的限制目开发的限制 l 风险分析风险分析分析所选方案，考虑如何识别和消除风分析所选方案，考虑如何识别和消除风

18、险险 l 实施工程实施工程实施软件开发实施软件开发 l 客户评估客户评估评价开发工作，提出修正建议评价开发工作，提出修正建议 l实现目标的方法之二：面对对象的实现目标的方法之二：面对对象的 开发方法开发方法人类认知世界的方法人类认知世界的方法 周期学方法一定程度的缓解了软件周期学方法一定程度的缓解了软件 危机，但不能完全清除危机，但不能完全清除 面向对象方法有效解决了软件系统面向对象方法有效解决了软件系统 的的稳定性、可修改性和可重用性稳定性、可修改性和可重用性 oopoop的基本思想（的基本思想（p154p154） 面向对象技术是一种以对象为基础面向对象技术是一种以对象为基础, ,以事件或消

19、息来驱以事件或消息来驱 动对象执行处理的程序设计技术动对象执行处理的程序设计技术. . 客观世界是由各种客观世界是由各种对象对象构成构成, ,每个对象都有各自的属性每个对象都有各自的属性 和行为和行为, ,不同对象之间的相互作用和联系构成了不同的不同对象之间的相互作用和联系构成了不同的 系统系统. . 将数据和对数据的操作封装成一个整体将数据和对数据的操作封装成一个整体, ,将这个整体抽象成将这个整体抽象成 一种新的数据类型一种新的数据类型-类类 输入圆的半径输入圆的半径 S=r2 输出圆的面积输出圆的面积 任务任务 周长周长面积面积 main() girth()area() 实例：给出圆心、

20、半径计算圆的面积、周长用结实例：给出圆心、半径计算圆的面积、周长用结 构化方法构化方法 #include iostream.h void main() double x,y,r,s,g; cinxyr; s=area(r); g=girth(r); cout圆心：圆心：(x,y)endl; cout半径：半径：rendl; cout“圆的面积圆的面积=”s “圆的周长圆的周长=g; double area(double r) return(3.14159*r*r); double girth(double r) return(2*3.14159*r); 属性：属性： 圆心圆心: :(x,y)(

21、x,y)； 圆的半径圆的半径:r;:r; 操作：操作： 给圆心、半径提供值给圆心、半径提供值 计算圆的面积、周长计算圆的面积、周长 输出输出圆心、半径、面积、周长圆心、半径、面积、周长 类的示例类的示例 #include iostream.h class circle1 private: double x,y,s,r; public: void print()/输出圆的属性值输出圆的属性值 cout圆心：圆心： (x,y)endl; cout半径：半径：rendl; void set(double x1,double y1,double r1) /提供圆的属性值提供圆的属性值 x=x1;y=y

22、1;r=r1; void area(double r)/计算圆的面积计算圆的面积 s=3.14159*r*r; void disp() cout圆的面积圆的面积=sxyr; p.set(x,y,r); p.print(); p.area(r); p.disp(); void girth(double r)/计算圆的周长计算圆的周长 s=3.14159*r; void disp() cout“圆的周长圆的周长=gendl; ; #include iostream.h class circle1 private: double x,y,r; public: void print() cout圆心：

23、圆心： (x,y)endl; cout半径：半径：rxyr; p.set(x,y,r); p.print(); 面向对象开发过程面向对象开发过程(p155)(p155) 包括需求分析、设计、实现和测包括需求分析、设计、实现和测 试等步骤，但各步骤之间没有严试等步骤，但各步骤之间没有严 格的界限。格的界限。 需求需求 分析分析 设计设计 实现实现 测试测试 用例模型用例模型 分析模型分析模型 设计模型设计模型开发模型开发模型 实现模型实现模型 测试模型测试模型 分析模型分析模型 UML 面向对象方法的主要优点（面向对象方法的主要优点（p156） 与人类习惯的思维方法一致与人类习惯的思维方法一致

24、稳定性、可复用性、可靠性好稳定性、可复用性、可靠性好 二、项目的申请的过程二、项目的申请的过程 1.1.项目申请的切入点项目申请的切入点 个人的兴趣爱好个人的兴趣爱好紧密结合个人的研究方向，紧密结合个人的研究方向， 努力寻求与其他学科的结合点努力寻求与其他学科的结合点 现实的需求现实的需求-从社会需求、工作需求等层从社会需求、工作需求等层 面入手面入手 社会层面社会层面-看项目指南、关注社会热点看项目指南、关注社会热点 工作需求工作需求-解决职业需求的问题解决职业需求的问题 2.2.项目申请的过程项目申请的过程 明确要申请的项目种类明确要申请的项目种类 横向课题横向课题-帮助企事业单位联系解决

25、帮助企事业单位联系解决 实际问题的课题实际问题的课题 项目项目 种类种类 纵向课题纵向课题-由国家或省市科技主管部由国家或省市科技主管部 门拨款的课题，多数是一些基金项目门拨款的课题，多数是一些基金项目 如国家自然科学基金，省（市）自然如国家自然科学基金，省（市）自然 科学基金等，还有攻关项目等科学基金等，还有攻关项目等 1.国家国家(或省部级或省部级)自然科学自然科学(人文社科人文社科)基金基金 纵向课题纵向课题 国家自然科学基金网站国家自然科学基金网站 http:/ mzn/index.html 重庆科委网站重庆科委网站http:/ 全国哲学社会科学规划办公室全国哲学社会科学规划办公室ht

26、tp:/www.npopss-http:/www.npopss- 2.教育部教育部(省市教委省市教委)项目项目 -科研基金项目科研基金项目 -教学改革项目教学改革项目 3.各单位项目各单位项目 -基金项目基金项目 -教学改革项目教学改革项目 需求调查需求调查,填报申请书填报申请书-查阅有关文件查阅有关文件,包括申包括申 报指南等报指南等,明确申报方向明确申报方向 无论是哪类项目无论是哪类项目,都必须做以下工作都必须做以下工作 以市教学改革项目为例以市教学改革项目为例 项目立项申请书项目立项申请书 任务书任务书 开题报告书开题报告书 中期报告书中期报告书 结题验收表结题验收表 从立项申请到结题要

27、做的工作从立项申请到结题要做的工作 项目立项目立 项申请项申请 书比较书比较 科委攻关项目科委攻关项目-养殖信息化关键技术养殖信息化关键技术 研究与示范研究与示范 市教委教学改革项目市教委教学改革项目-高校分级分类高校分级分类 教学改革教学改革 市教委教学改革项目市教委教学改革项目-基于动力学习基于动力学习 策略策略 学校研究生课程建设项目学校研究生课程建设项目 大数据研究合作项目大数据研究合作项目-基于机器学习基于机器学习 的图像检索的图像检索 重庆市科委项目管理系统重庆市科委项目管理系统 项目申请书的主要内容项目申请书的主要内容 个人信个人信 息资料息资料- 包括主包括主 持人、持人、 项

28、目组项目组 成员等成员等 以及已以及已 有的基有的基 础工作础工作 项目立项目立 项的必项的必 要性及要性及 国内外国内外 现状分现状分 析析 项目计项目计 划、目划、目 标、主标、主 要研究要研究 内容、内容、 技术路技术路 线、解线、解 决的主决的主 要问题要问题 合理经合理经 费预算费预算 项目的项目的 创新点创新点 或特色或特色 题目选择的要素题目选择的要素 要有必要的基础工作要有必要的基础工作-如研究团队、已有如研究团队、已有 的研究基础的研究基础 要有充分的文献资料备份要有充分的文献资料备份-把平时关注的一把平时关注的一 些兴趣点文献资料保持并消化写成读书笔记些兴趣点文献资料保持并

29、消化写成读书笔记 要有学术价值或实用价值要有学术价值或实用价值 填写好申请书的要素填写好申请书的要素 要养成管理好个人资料的习惯要养成管理好个人资料的习惯 要阅读大量的文献资料要阅读大量的文献资料 定位要准确（现状、研究内容、技术定位要准确（现状、研究内容、技术 路线、目标明确）、逻辑关系要清晰、路线、目标明确）、逻辑关系要清晰、 文字要流畅、特色要鲜明等文字要流畅、特色要鲜明等 立项中标的要素立项中标的要素 题目要新颖题目要新颖-要做到精雕细酌，题目制胜要做到精雕细酌，题目制胜 文字要很好斟酌和提炼文字要很好斟酌和提炼-要打动人要打动人 基础工作和团队实力要深厚基础工作和团队实力要深厚 团队

30、的协同团队的协同 -必须用心用情与课题申请相关的查阅文献必须用心用情与课题申请相关的查阅文献,解解 读写好综述读写好综述;组织好相应综述内容组织好相应综述内容 -必须在分工的基础上必须在分工的基础上,要有全局的思想要有全局的思想,在系在系 统论的思想下推敲申请书的内容统论的思想下推敲申请书的内容 -必须有很好的敬业、协调、创新精神（要敢必须有很好的敬业、协调、创新精神（要敢 于挑战他人观点）于挑战他人观点） 任务书的主要内容任务书的主要内容 个人信个人信 息资料息资料- 包括主包括主 持人、持人、 项目组项目组 成员成员 项目总项目总 体目标体目标 与研究与研究 或建设或建设 思路思路 项目实

31、项目实 施计划施计划 与步骤与步骤 经费经费 预算预算 项目研项目研 究（或究（或 建设）建设） 的的预期预期 阶段成阶段成 果和最果和最 终成果终成果 开题报告的主要内容开题报告的主要内容 开题会议开题会议 简况（包简况（包 括开题时括开题时 间、地点、间、地点、 评议专家、评议专家、 参与人员参与人员 等）等） 开题报告开题报告 要点要点-（包（包 题 目 内题 目 内 容 方 法容 方 法 组 织 分组 织 分 工 进 度工 进 度 经 费 分经 费 分 配 预 期配 预 期 成 果 等成 果 等 (字数限字数限 制制) 专家评专家评 议要点议要点- -侧重项侧重项 目组汇目组汇 报要点报要点 逐项进逐项进 行可行行可行 性评估，性评估， 并提出并提出 建议建议 重要变更重要变更 - 侧重根据评侧重根据评 议专家意见议专家意见 所作的研究所作的研究 计划调整计划调整 中期报告的主要内容中期报告的主要内容 项目实施项目实施 情况情况- 研究工研究工 作进展作进展 情况及情况及 取得的取得的 阶段成阶段成 果果 经费使经费使 用情况用情况 下一步下一步 工作计工作计 划与目划与目 标标 和需和需 解决的解决的 问题问题 结题书的主要内容结题书的主要内容 个人信个人信 息资料息