区块链导论-课件 第01章 工程导论

第1章工程导论12目录CONTENTS工程学概论工程项目解决方案工程伦理和工程师的职业道德01工程学概论PART31.1工程的定义狭义概念：以某组设想的目标为依据，应用有关的科学知识和技术手段，通过一群人的有组织活动将某个（或某些）现有实体（自然的或人造的）转化为具有预期使用价值的人造产品过程将自然科学原理应用到工农业生产部门中去而形成各学科的总称：水利工程、化学工程、土木建筑工程、遗传工程、系统工程、生物工程、海洋工程和环境微生物工程等。广义概念：一群人为达到某种目的，在一个较长时间周期内进行协作活动的过程。城市改建工程、高铁工程、菜蓝子工程41.1工程的定义工程的相关概念：关于工程的研究，被称为“工程学”关于工程的立项，被称为“工程项目”一个全面的、大型的、复杂的包含各子项目的工程，被称为“系统工程”51.2工程学的分支材料类：包含冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程等。机械类：如机械设计制造及其自动化、工业设计等。机械工程涉及机械设备的设计、制造和优化，广泛应用于制造业和自动化生产。土木建筑类：如土木工程、建筑学等。化工与制药类：如化学工程与工艺、制药工程。生物工程类：如生物工程。生物工程通过生物技术手段解决农业、医药等问题，推动生物产业的发展。航空航天类：包括飞行器设计与工程、航空宇航制造工程等。电气信息类：包括电气工程及其自动化、电子信息工程等。目前是工程领域最大的分支。专业领域包括通信、电子电力、模拟/数字电路、控制、信号与系统、计算机和网络系统、安全性与可靠计算、半导体/微电子技术、软件系统、电磁场、天线、信息传输系统等领域。61.3工程学与社会的关系工程的发展：原始社会的工程：工具的制作工程，石斧、石矛、石刀和其他简陋的狩猎具等，以及如木工、陶艺、音乐、烘培等行业。近代社会的工程：工程活动不再仅依赖个人经验，而是逐步建立在数学、物理和力学等科学原理之上，工程师作为一种专门职业开始形成。现代社会的工程：工程学不仅为社会提供了基础设施和技术支持，还在经济、环境和社会等方面起到关键作用。工程的目标不再局限于“能否实现”，而更加关注效率、安全、伦理与可持续性。71.3工程学与社会的关系工程学对社会的影响经济发展引擎工程项目的实施往往伴随着巨大的经济效益，基础设施建设如高速公路、桥梁和水坝等，不仅为社会提供了必要的公共服务，还促进了地区间的贸易和资源流通，从而带动了经济增长。创造就业机会工程项目的开展需要大量的劳动力，这为社会提供了大量的就业机会改善生活质量从家用电器到医疗设备，从交通工具到信息通信，工程技术的应用使我们的生活更加便捷、舒适和安全。保护自然环境和可持续发展工程学也开始关注如何减少对环境的负面影响。例如，绿色建筑、清洁能源技术和废物回收处理等，都是工程学在环保领域的具体应用。81.3工程学与社会的关系社会对工程学的影响需求驱动创新社会需求是推动工程学发展的重要动力。随着人口增长和城市化进程的加快，对住房、交通、水资源等基础设施的需求也在不断增加，这促使工程学不断创新以满足这些需求。政策导向发展政府的政策导向对工程学的发展具有重要影响。政府对科技创新的投入、对环保法规的制定以及对教育体系的改革等，都会影响工程学的研究方向和发展趋势。文化背景差异社会文化也会影响工程学的发展。不同文化背景下的人们对工程技术的接受程度和价值观念可能会有所不同，这需要在工程设计和实施过程中加以考虑。工程学的发展不仅推动了社会的进步，也受到社会需求、政策和文化等多方面因素的影响。未来，随着全球化和科技革命的加速，工程学与社会的关系将更加紧密。91.4工程设计的演化工程活动伴随人类社会产生，早于科学活动，是人类生存与发展的直接实践活动人类社会经历三次重要变革：农业社会（狩猎→农业生产，定居与大规模协作出现）工业社会（煤炭、蒸汽机→机械化与工业体系形成）信息社会（计算机与信息技术→高度复杂的工程系统）每一次社会变革，工程设计思想与实现方式均发生根本变化科学揭示规律，工程将科学技术工程化、产业化101.4工程设计的演化在当前的社会环境和科技发展背景下，工程设计变得更加复杂和多元化。这要求多种技能、知识以及视角的集合，以实现项目的成功，因此，团队协助在工程设计中的非常重要。技术的复杂性和多样性项目管理和时间效率创新和创造性风险评估和错误减少合规性和标准用户体验和市场适应性在这个快速变化的世界中，工程设计越来越依赖于跨学科的合作与团队的综合能力。通过团队协助，不仅可以提升设计的效率和质量，还能增强创新性和应对复杂挑战的能力1102工程项目解决方案PART12工程项目开发的背景市场经济环境下，工程项目面临激烈竞争项目开发成败直接关系企业生存与发展成功项目的核心基础：准确识别需求、问题或机会提出合理、可行的解决方案工程项目的基本特征多阶段、系统性、复杂性强，依赖跨学科团队协作涉及两类主体：甲方：出资方/用户方乙方：开发方/实施方2.1工程项目开发过程工程项目开发的前期阶段可行性分析阶段评估项目是否值得投资主要内容：市场需求、技术可行性、经济成本与收益、法律、环境与社会影响产出成果：可行性研究报告，通过后→项目立项项目立项阶段明确项目：目标、范围、预算、时间计划形成项目章程和初步计划需求分析阶段甲方提出总体需求形成招标书与需求规格说明为后续招标提供依据2.1工程项目开发过程2.1工程项目开发过程工程项目开发的实施与收尾阶段招标与投标阶段甲方公开招标乙方提交应标书（核心：项目解决方案）专家评审→确定中标方→签订合同需求确认与设计阶段甲乙双方深入沟通，确认最终需求乙方完成：概要设计、详细设计文档开发、测试与部署阶段开发：实现设计方案测试：功能、性能、安全测试部署：上线运行并维护更新项目收尾阶段项目总结与评估文档归档提炼经验教训，为后续项目提供参考2.1工程项目开发过程甲方（用户、用户）乙方（项目承揽方、开发方）项目分析阶段，撰写项目可行性报告，专家审核和领导批准

项目可行性分析报告被批准，项目立项项目需求分析阶段

招标和投标阶段项目解决方案

（投标书）甲乙双方共同确定需求设计阶段概要设计，详细设计开发阶段编码实现测试阶段软件测试部署和维护阶段软件部署（发布与实施）项目收尾阶段：验收；软件维护。2.2项目解决方案项目解决方案的作用项目解决方案是工程项目开发中的核心文件为项目实施提供总体框架与执行蓝图明确目标、需求、技术路线与管理方式是甲乙双方沟通、实施与验收的重要依据引言与背景项目概述：项目名称、目标、愿景与重要性背景说明：项目实施的动机、价值与现实意义项目需求分析（项目成功的基础）概要需求：业务需求、系统需求（功能/性能/安全）、用户需求→明确功能模块及其基本作用详细需求：程序流程、原理图、数据格式、接口协议→指导设计与技术规范制定2.2项目解决方案约束条件法律法规约束技术条件限制预算与时间限制为方案优化提供现实边界项目管理架构组织结构：项目管理体系与分工角色职责：明确责任、协作方式与沟通渠道技术实现方案技术架构：系统总体技术框架及应用方式工具与方法：软件、硬件及相关技术手段成本估算与预算人力资源物资与设备技术与其他成本确保项目可控、可实施附录组织结构图模板与工具参考文献与法律法规2.3需求分析需求分析的地位与作用为什么需求分析最重要需求分析是工程解决方案的基础需求不清→延误、超支、返工，甚至项目失败项目失败往往不是技术问题，而是需求问题需求的特点甲方需求往往是潜在的、不完整的需要通过：深入沟通、反复确认、乙方提出需求建议最终形成可执行的解决方案2.3需求分析需求分析的层次业务需求（Why）来自：投资方、管理层、市场部门回答问题：为什么要做这个项目？希望达成什么目标？作用：明确项目方向和总体愿景、为所有成员提供统一认知用户需求（What&How）来自：实际使用系统的用户关注内容：用户要完成哪些任务使用场景、痛点和期望原则：以用户视角描述需求优先解决用户痛点降低学习成本，提高满意度2.3需求分析需求分析的类型功能需求系统必须完成的功能是需求的主体形成《需求规格说明书》非功能需求性能需求：响应时间、吞吐量、负载能力可靠性需求：MTBF、MTTR、容错与恢复安全性需求：人员、设备、数据安全可维护性需求：故障定位、维护便利可扩展性需求：未来升级与扩展能力功能需求是决定系统能不能用，非功能需求决定系统“好不好用、稳不稳定、能用多久”2.3需求分析需求分析的注意事项与共识常被忽视的隐性需求系统维护需求：日志、故障定位、报警机制更新升级需求：可控升级、尽量不影响业务、版本一致性易用性需求：符合用户习惯、降低学习成本、“优雅=专业+体贴”隐性性能需求：区分交互与非交互操作、给出明确反馈，避免系统“假死”需求分析的基本共识用户往往并不完全清楚自己的需求不要轻信“需求已经说清楚了”必须不断追问、澄清和确认需求确认：甲乙双方签订《需求说明书》含义：当前需求达成共识、后续变更需重新评估成本与周期作用：减少冲突、建立长期合作基础、为项目成功奠定基础2.4工程项目的实际开发过程项目进入开发期的前提完成《项目解决方案书》根据市场反馈决定：预研发（Pre-R&D）、根据新需求进行方案修订避免盲目推进，明确开发目标项目正式启动的标志项目列入开发计划成立项目组，明确项目负责人草拟并签订项目合同项目进入开发期（如合同付款4+5+1）2.4工程项目的实际开发过程软件项目开发的核心步骤问题抽象与系统建模模型可行性分析技术路线与实现方案确定开发阶段的关键原则一切依据：甲方需求（解决方案）当前技术可行范围提前识别技术难点与风险为突发情况准备应对方案软件实现的主要内容系统结构设计（业务逻辑、流程）软件架构设计（子系统划分、性能分析）模块设计与实现集成、测试、部署过程越规范→效率越高→质量与可维护性越好2.4工程项目的实际开发过程项目成功的关键因素对乙方而言项目团队协作工作效率与士气项目负责人能力对甲方而言全力配合避免推诿与需求反复理想的项目环境优秀的项目领导者高效的项目团队合理的组织结构积极参与的用户项目失败，往往源于授权不足或配合不力2.4工程项目的实际开发过程项目开发过程中的文档核心项目文档软件需求说明书（SRS）概要设计说明书详细设计说明书测试计划与分析报告用户操作手册项目开发总结报告辅助文档软件维护手册项目开发计划文档的作用保证可追溯性提升可维护性从过程上保障软件质量文档是项目的“第二生命”2.4工程项目的实际开发过程案例：三峡工程信息系统项目背景服务对象：三峡水电站建设与运行目标：数据管理、监控、预警与决策支持项目生命周期启动阶段：明确目标与需求→项目章程规划阶段：技术选型、进度计划、风险与预算执行阶段：开发、测试、系统集成、用户培训监控阶段：进度、质量、成本、风险控制收尾阶段：验收、总结、文档归档03工程伦理和工程师职责PART283.1工程伦理工程伦理的内涵工程伦理：工程实践中应遵循的道德准则与行为规范贯穿工程的设计—实施—维护全过程不仅是技术问题，更是社会责任问题工程伦理的工程伦理的核心原则安全与健康：公众生命安全是首要责任环境责任：减少污染，促进可持续发展职业诚信：真实、透明，不隐瞒风险质量与卓越：追求高质量与技术进步公正与公平：公平竞争，反对歧视利益冲突管理：保持独立与客观隐私保护：依法合规使用数据社会责任：提升社会福祉持续学习：应对技术与标准变化合作与沟通：尊重多学科团队3.2工程师的职业道德职业道德的特点社会普遍认可、长期形成体现为信念、习惯与自律多为义务性规范，强制力有限承载企业文化，影响深远标准具有多样性工程师应具备的基本品德诚实守信、公正正直爱岗敬业、勇于担当服务公众、促进社会进步工程师职业道德规范遵守法律法规与行业规范并担责在能力与资格范围内提供服务以专业表现维护职业尊严避免歧视与偏见诚信对待客户、同事与同行3.2工程师的职业道德事件概述三鹿集团奶粉含三聚氰胺数千名婴儿患病，造成严重社会危害伦理与道德