軟件工程：理論、技術及實踐 課件 第10、11章 軟件創(chuàng)新、軟件工程與社會

第10章軟件創(chuàng)新本章學習目標1.了解新技術對軟件開發(fā)創(chuàng)新的影響。2.熟悉軟件版本迭代的基本思想和機制。3.熟悉軟件創(chuàng)新思維與基本原則。4.了解軟件創(chuàng)新過程中存在的問題。5.了解典型的軟件創(chuàng)新開發(fā)案例。

新技術對軟件創(chuàng)新開發(fā)的影響1軟件產(chǎn)品的更新與迭代2軟件開發(fā)創(chuàng)新3智慧城市軟件系統(tǒng)4云課堂系統(tǒng)5虛實融合的舞臺演藝系統(tǒng)610.1新技術對軟件創(chuàng)新開發(fā)的影響深度學習是機器學習中的一個分支，是當今AI領域最熱門、最前沿的研究內容。目前以深度學習為核心的某些機器學習應用，在滿足特定條件的應用場景下，已經(jīng)取得了很好的性能，比如谷歌的AlphaGo。有關語音識別、對象識別、對象檢測等技術的應用軟件性能也因深度學習有了很大的提升。10.1.1深度學習的影響5G通訊技術對軟件創(chuàng)新開發(fā)具有深遠的影響。從用戶體驗角度，人們對移動通信的需求趨向于個性化和層次化，原來因網(wǎng)速受限制的虛擬現(xiàn)實、超高清視頻等應用體驗增強，新興業(yè)務蓬勃發(fā)展。從行業(yè)應用看，5G具有更高的可靠性、更低的時延，能夠滿足智能制造、自動駕駛等行業(yè)應用的特定需求，拓寬融合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間，支撐經(jīng)濟社會創(chuàng)新發(fā)展。10.1.25G通訊技術10.1新技術對軟件創(chuàng)新開發(fā)的影響大數(shù)據(jù)對軟件的創(chuàng)新主要集中在“分析過去、提醒現(xiàn)在、展望未來”。例如，大數(shù)據(jù)廣泛應用于商業(yè)領域，以實現(xiàn)精準營銷，預測趨勢，實現(xiàn)商業(yè)利益的最優(yōu)與最大：（1）利用大數(shù)據(jù)針對大量消費者的消費習慣，精準提供產(chǎn)品或服務。（2）利用大數(shù)據(jù)做服務轉型，做小而美模式。10.1.3大數(shù)據(jù)10.1新技術對軟件創(chuàng)新開發(fā)的影響云計算促進了計算機軟件、硬件等開發(fā)部署模式的創(chuàng)新，成為承載各類應用的關鍵基礎設施，并為大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興領域的發(fā)展提供基礎支撐。新技術的發(fā)展將信息技術重新梳理為“云、網(wǎng)、端”，其中，“云”是指云計算、大數(shù)據(jù)基礎設施；“網(wǎng)”不僅包括原有的“互聯(lián)網(wǎng)”，還拓展到“物聯(lián)網(wǎng)”領域；“端”包括個人電腦、移動設備、可穿戴設備、傳感器等，是數(shù)據(jù)的來源，也是軟件系統(tǒng)提供的界面。10.1.4云計算10.1新技術對軟件創(chuàng)新開發(fā)的影響10.2軟件產(chǎn)品的更新與迭代一個軟件產(chǎn)品的開發(fā)完成只是代表其生命周期的開始，軟件的持續(xù)維護和更新才是一個軟件具有生命力的關鍵。軟件產(chǎn)品在更新或迭代前需要定義目標用戶。以B2C生鮮電商社區(qū)產(chǎn)品為例，目標用戶的大體畫像為：用戶的年齡在25~45歲之間；會做飯且收入水平中等或中等偏上；租房或者自己有住房，且住處有廚房；學歷在專科及以上。10.2軟件產(chǎn)品的更新與迭代產(chǎn)品迭代過程通常包括：（1）從0.0到1.0：一個產(chǎn)品從無到有，除了核心的、不能或缺的功能之外，其他所有的功能都可以暫且擱置。（2）從1.0到2.0：有了第一批用戶之后，往往一段時間內（例如一個月）就能看出產(chǎn)品在市場上的反應。（3）從2.0到3.0：當產(chǎn)品升級到3.0的時候，產(chǎn)品應該已經(jīng)相對成熟，各大版塊和功能已經(jīng)不會再有很大的改變。具體怎么樣才能算作3.0，不同的產(chǎn)品有不同的標準。（4）從3.0到4.0：產(chǎn)品發(fā)展到了這個階段，對于產(chǎn)品來說，就是錦上添花，需要基于數(shù)據(jù)進行設計和規(guī)劃。在這個階段往往更重要的是運營和技術。10.3軟件開發(fā)創(chuàng)新軟件開發(fā)一般有以下原則：（1）商業(yè)模式創(chuàng)新原則：現(xiàn)在的軟件不再是一個單純的產(chǎn)品，而是賦能的工具。軟件可以是一個創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)生態(tài)的平臺，也可能催生出一些新的商業(yè)模式。（2）業(yè)務驅動原則：可以改變現(xiàn)有軟件開發(fā)的驅動方式，從業(yè)務視角來驅動整個開發(fā)過程。（3）開發(fā)模式匹配原則：開發(fā)模式是軟件開發(fā)的基石，開發(fā)模式是否與項目特點相匹配直接影響到軟件開發(fā)的進程。10.3軟件開發(fā)創(chuàng)新軟件開發(fā)一般有以下原則：（4）UI/UE先行原則：針對信息化應用系統(tǒng)來講，用戶體驗已經(jīng)成為越來越重要的內容，而且也越來越成為軟件的核心競爭力之一。（5）樣式家族化原則：一個成熟的軟件產(chǎn)品應有其內在的特色，有區(qū)別于其它產(chǎn)品的標志性內容。（6）組件化開發(fā)原則：在軟件開發(fā)模式和方法上，如何將軟件開發(fā)向軟件生產(chǎn)轉變，也就是如何從手工作坊式開發(fā)向流水線生產(chǎn)轉變，是業(yè)界研究的重要內容之一。（7）核心競爭力培養(yǎng)原則：在技術層面，一個重要的條件，就是是否具有核心競爭力。10.4案例分析1：智慧城市軟件系統(tǒng)智慧城市是新一代信息通信技術與城市經(jīng)濟社會發(fā)展深度融合。在智慧城市中，物聯(lián)網(wǎng)技術開始大量應用于前端感知與數(shù)據(jù)采集，5G或WiFi技術用于數(shù)據(jù)傳輸，云計算和大數(shù)據(jù)技術用于后端的數(shù)據(jù)存儲、分析與挖掘。圖10-1智慧城市云計算模型架構圖10.4案例分析1：智慧城市軟件系統(tǒng)目前智慧城市軟件系統(tǒng)開發(fā)的難點主要有：（1）智慧城市的數(shù)據(jù)來源廣泛、結構復雜、格式多樣，而且產(chǎn)生頻度不一。（2）大數(shù)據(jù)的復雜性和計算要求使得單一的計算模式無法處理所有智慧城市軟件系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析與處理（3）分析和挖掘智慧城市中的大數(shù)據(jù)通常是對某未知領域或事物的探索過程。（4）在大數(shù)據(jù)的背景下，需要統(tǒng)一存儲海量的數(shù)據(jù)，這樣會增加個人與企業(yè)數(shù)據(jù)泄露的危險10.5案例分析2：云課堂系統(tǒng)案例背景：目前出臺的一系列政策有效地促進了人工智能技術與課堂教學的結合，這種結合不再是單一系統(tǒng)的建設，而是具備環(huán)境全面感知、網(wǎng)絡無縫互通、海量數(shù)據(jù)支撐、開放學習環(huán)境、師生個性服務等特征。10.5案例分析2：云課堂系統(tǒng)項目方案設計：以課堂為核心，該項目將人臉識別、行為分析、視頻結構化、大數(shù)據(jù)技術與AI課堂教學進行深度融合。圖10-2業(yè)務總體架構10.5案例分析2：云課堂系統(tǒng)項目特色與創(chuàng)新：該項目使用了很多目前比較先進的技術，并且取得了很好的效果，主要有以下幾點。①先進的AICloud技術框架②無感式學生人臉點名③精準的師生行為分析④豐富的場景業(yè)務應用⑤高價值的業(yè)務數(shù)據(jù)⑥數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用，進行課堂專注度分析10.6案例分析3：虛實融合的舞臺演藝系統(tǒng)案例介紹：虛實融合的舞臺演藝系統(tǒng)能解決旅游演藝對創(chuàng)作前期時序性設計依賴性強、演出過程中實時呈現(xiàn)控制手段匱乏的問題，并探索了一種虛實融合文娛表演的新形式。圖10-3虛實融合的舞臺演藝系統(tǒng)架構圖第11章軟件工程與社會本章學習目標1.了解軟件系統(tǒng)安全和隱私的重要性2.了解軟件開發(fā)合同3.理解知識產(chǎn)權問題4.了解軟件用戶和開發(fā)者的道德問題5.思考軟件產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟發(fā)展的積極作用

計算機安全1軟件工程與法律2軟件工程與道德3軟件工程與經(jīng)濟411.1計算機安全廣義的計算機安全是指包含了硬件、軟件和網(wǎng)絡的整體安全。計算機安全涉及保障其所包含信息的保密性、完整性和可靠性的措施，也可以泛指涉及防止系統(tǒng)濫用、意外事故和故障的措施。11.1.1計算機安全問題與措施11.1計算機安全兩面性：正面1：它可以保護個人隱私。反面1：它也會被用來監(jiān)視合法用戶，嚴重損害個人隱私。正面2：它有助于防止惡意濫用計算機，如侵入、木馬、病毒以 及其他有害行為。反面2：它也會極大地阻礙緊急事件的應對。正面3：它可以大大減少合法用戶的擔憂。反面3：它也會嚴重削弱合法用戶保護自己免遭損害的能力，特 別是用戶界面差、設計不合理的系統(tǒng)。11.1.1計算機安全問題與措施11.1計算機安全為保障計算機安全（面向網(wǎng)絡中的軟件系統(tǒng)安全）需要考慮的主要有以下幾個方面：（1）系統(tǒng)安全設計和運行（2）系統(tǒng)安全管理（3）應用加密技術（4）授權與訪問控制（5）計算機病毒11.1.1計算機安全問題與措施11.1計算機安全

從長遠看，還需要做：（1）提供具有更全面、更可靠安全保障的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)要便于使用和管理，能夠代表真實需要的安全策略。（2）制定更全面的專業(yè)標準。（3）加強計算機和軟件相關領域的倫理學和價值觀教育。（4）培養(yǎng)更有學識、更富責任心的人員，包括軟件設計師、程序員、系統(tǒng)管理員等。11.1.1計算機安全問題與措施11.1計算機安全美國石油管道黑客劫持事件Uber用戶信息泄漏事件......11.1.2計算機安全事件實例11.2軟件工程與法律《民法典》順應時代發(fā)展要求，對信息時代的法律應對勾勒了基本框架。

對于電子合同的特殊規(guī)則進行了規(guī)范

將人格權獨立成編，全面強化了對人格權的保護。11.2.1信息時代下的《民法典》11.2軟件工程與法律軟件開發(fā)合同比一般的合同更為復雜，其可能涉及到多種編程語言和開發(fā)工具等相應的專業(yè)問題，是客戶與企業(yè)之間最重要的一份文件。以下是造成軟件開發(fā)合同復雜性的兩個主要原因：（1）技術上準確預測軟件開發(fā)周期的困難（2）準確掌握軟件開發(fā)需求的困難11.2.2軟件開發(fā)合同11.2軟件工程與法律知識產(chǎn)權是指公民、法人或者其他組織團體在科學技術方面或文化藝術方面，對創(chuàng)造性的勞動所完成的智力成果依法享有的專有權利。計算機軟件可通過軟件著作權和軟件專利保護其應有權利，其中軟件著作權保護代碼不被抄襲，軟件專利保護方法不被盜用。11.2.3知識產(chǎn)權11.2軟件工程與法律

11.2.3知識產(chǎn)權軟件著作權停留在代碼層面，如果其他軟件的開發(fā)人員根據(jù)同樣的思路重新編寫軟件（例如采用不同的編程語言），就可以避開侵權風險。軟件專利申請描述的是軟件的構思（例如技術方案的形式），并不涉及如何表達、采用何種語言。他人一旦使用該構思就可能構成侵權，故軟件專利的保護力度比軟件著作權強。【案例】任天堂對盜版網(wǎng)站侵權案勝訴，獲賠210萬美元（來自2021年6月2日的騰訊新聞）11.3軟件工程與道德思考以下問題：（1）該怎樣保護軟件開發(fā)者的權利以保證維持產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新？（2）所有的軟件拷貝行為是否都是錯的？（3）當法律沒有明確規(guī)定并且整個行業(yè)在道德規(guī)范方面還沒有完全達成共識的時候，每個軟件使用者又該怎么做？11.3.1用戶的道德問題11.3軟件工程與道德思考以下問題：（1）存儲在云平臺的個人信息是否會對隱私權構成威脅？（2）在保證隱私的前提下，如何能保證數(shù)據(jù)是準確無誤、未被篡改的？（3）要不要使用那些以其他目的收集的信息，要不要購買那些通過非法途徑獲取的個人信息，要不要開放一些有風險的權限等。11.3.2軟件開發(fā)者的道德問題11.4軟件工程與經(jīng)濟（1）推動國民經(jīng)濟結構變革，促進信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。（2）促進了經(jīng)濟和社會的發(fā)展，也提高了工作效率和生活效率。（3）解決中國大量勞動力的就業(yè)問題。（4）大量吸引外資，開拓海外市場。11.4.1軟