基于軟件工程的計算機專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設計
摘要：畢業(yè)設計是大學(xué)學(xué)習生活的最后一個(gè)組成部分。著(zhù)重分析在畢業(yè)設計過(guò)程中存在的問(wèn)題，并闡述軟件工程的基本思想，以及怎樣運用軟件工程的理論思想指導計算機專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設計。
關(guān)鍵詞：軟件工程;畢業(yè)設計;軟件生命周期;計算機專(zhuān)業(yè)
1、引言
畢業(yè)設計是理論教育與社會(huì )實(shí)踐相結合的重要體現，是大學(xué)生在校期間最后一個(gè)比較重要的，培養創(chuàng )新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng )業(yè)精神的綜合性實(shí)踐環(huán)節。畢業(yè)設計的質(zhì)量也是衡量教學(xué)水平與學(xué)位資格認證的重要依據，直接關(guān)系到畢業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養和對將來(lái)從事各項工作的適應程度。尤其是計算機專(zhuān)業(yè)培養學(xué)生的目標是具有較強的動(dòng)手能力，而學(xué)生的動(dòng)手能力在教學(xué)中主要通過(guò)實(shí)踐進(jìn)行培養，所以對于畢業(yè)設計這一實(shí)踐環(huán)節來(lái)說(shuō)，其質(zhì)量的高低直接反映學(xué)生動(dòng)手能力的強和弱，不容忽視。
2、什么是軟件工程思想
2.1 軟件工程定義的提出
軟件工程是一門(mén)指導計算機軟件系統開(kāi)發(fā)和維護的工程學(xué)科，是一門(mén)新興的邊緣學(xué)科。它也指在軟件生產(chǎn)中采用工廠(chǎng)化的方法，采用一系列科學(xué)的、現代化的方法技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)軟件。這種工程化的思想貫穿于軟件開(kāi)發(fā)和維護的全過(guò)程。
軟件工程的基本思想是將整個(gè)系統開(kāi)發(fā)過(guò)程分為若干階段，先由系統分析員對軟件系統進(jìn)行分析和設計，并將所得結果按一定的標準整理成規范化的文檔資料，然后由程序員按這些文檔資料對該系統進(jìn)行編程和測試，從而完成該系統的開(kāi)發(fā)。同時(shí)在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應向管理人員和用戶(hù)提供管理和了解開(kāi)發(fā)進(jìn)程的有效手段，以保證開(kāi)發(fā)工作順利進(jìn)行。
2.2 軟件生命周期
從用戶(hù)需求開(kāi)始，經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)、交付使用，在使用過(guò)程中不斷地增補修訂，直至軟件報廢的全過(guò)程，稱(chēng)軟件生命周期。在整個(gè)軟件生命周期中，一共可以分為3個(gè)階段，分別是軟件定義階段、軟件開(kāi)發(fā)階段和軟件維護階段。在這3個(gè)階段中又有各自的任務(wù)，其中，軟件定義階段的任務(wù)有問(wèn)題定義、可行性研究和需求分析;軟件開(kāi)發(fā)階段的任務(wù)有總體設計、詳細設計、編碼和測試;最后是軟件維護階段。
3、軟件工程與畢業(yè)設計之間的對應關(guān)系
軟件工程是指導計算機軟件開(kāi)發(fā)和維護的一門(mén)工程學(xué)科，該學(xué)科的目的是生產(chǎn)出能按期交付的、在預算范圍內的、滿(mǎn)足用戶(hù)需求的、質(zhì)量合格的軟件產(chǎn)品。整個(gè)畢業(yè)設計的過(guò)程可以看做開(kāi)發(fā)一個(gè)大型的軟件，要想提高畢業(yè)設計的質(zhì)量，就應該以軟件工程的思想作為指導。圖1中顯示的是軟件生命周期的各個(gè)階段和濟寧醫學(xué)院信息工程學(xué)院畢業(yè)設計各階段的對應關(guān)系，只要嚴格遵守軟件生命周期的各個(gè)階段和其中的原則，就可以很好地改善目前畢業(yè)設計過(guò)程中出現的若干問(wèn)題。
4、學(xué)院對畢業(yè)設計的要求
近幾年，信息工程學(xué)院結合自己的實(shí)際，要求學(xué)生在畢業(yè)設計過(guò)程中都做結合生產(chǎn)實(shí)踐的課題，目的是為了培養學(xué)生的創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力。但是在指導過(guò)程中，發(fā)現大部分學(xué)生都沒(méi)有嚴格按照軟件工程的思想進(jìn)行相應軟件的開(kāi)發(fā)，導致許多學(xué)生的畢業(yè)設計質(zhì)量較低。根據這種情況，學(xué)院特在畢業(yè)設計的選題、畢業(yè)設計的組織管理程序、指導教師的條件和職責以及畢業(yè)設計的評閱、答辯與成績(jì)評定等方面做了比較嚴格的規定，以確保畢業(yè)設計的質(zhì)量。
5、計算機專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)設計中存在的主要問(wèn)題
5.1 選題不恰當
本院在指導計算機專(zhuān)業(yè)學(xué)生做畢業(yè)設計時(shí)，均要求做軟件設計類(lèi)的課題，即生產(chǎn)實(shí)踐類(lèi)和社會(huì )應用類(lèi)的題目。但是在實(shí)際運行過(guò)程中，仍不免存在選題不恰當的問(wèn)題。1)選題的范圍過(guò)大，也就是所開(kāi)發(fā)軟件要實(shí)現的系統模塊太多，很多學(xué)生只是做了系統的幾個(gè)頁(yè)面或者只實(shí)現部分模塊。
2)選題重復。許多學(xué)生對畢業(yè)設計的重視程度不夠，他們只把畢業(yè)設計作為大學(xué)生活的一個(gè)環(huán)節，純粹地為了完成學(xué)業(yè)，為了拿到相應的學(xué)分而去做畢業(yè)設計。這樣就導致許多不同指導教師的學(xué)生都做同一個(gè)題目，并且存在部分內容雷同的現象。3)選題脫離畢業(yè)實(shí)習。學(xué)院規定畢業(yè)設計是從大學(xué)本科的第七個(gè)學(xué)期開(kāi)始的，而與此同時(shí)，也對學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習的安排，通過(guò)畢業(yè)實(shí)習，使學(xué)生進(jìn)一步理解和領(lǐng)會(huì )所學(xué)的基本理論，了解計算機技術(shù)的發(fā)展及應用，較為系統地掌握計算機操作技能和專(zhuān)業(yè)技術(shù)，把所學(xué)知識與解決實(shí)際問(wèn)題相聯(lián)系，還可為畢業(yè)設計收集必要的資料，做好技術(shù)、知識、資料的準備工作。但是仍有部分學(xué)生的選題和畢業(yè)實(shí)習相脫離，選擇一些虛擬題目。
5.2 不重視軟件定義過(guò)程
上述講到軟件周期的問(wèn)題，在軟件定義階段包括問(wèn)題定義、可行性研究和需求分析。問(wèn)題定義階段必須回答的關(guān)鍵問(wèn)題是要解決的問(wèn)題是什么;可行性研究階段要回答的關(guān)鍵問(wèn)題是對于上一個(gè)階段所確定的問(wèn)題有行得通的解決辦法嗎，也就是研究問(wèn)題的范圍，探索這個(gè)問(wèn)題是否值得去解，是否有可行的解決辦法;需求分析是回答為了解決這個(gè)問(wèn)題，系統必須做什么，主要是確定目標系統必須具備哪些功能。然而在畢業(yè)設計的過(guò)程中，許多學(xué)生往往都直接略去軟件定義階段，沒(méi)有對所要解決的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)際的定義、研究和分析，直接進(jìn)入軟件開(kāi)發(fā)階段，而且在開(kāi)發(fā)階段也將大部分的時(shí)間放在編碼上。還有一部分學(xué)生在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中一味編程，當需要了解需求的時(shí)候再去做研究，往往欲速則不達。這也造成畢業(yè)設計時(shí)間一再拖后，自然而然導致畢業(yè)設計質(zhì)量低下。
5.3 不重視設計過(guò)程和測試過(guò)程
軟件在開(kāi)發(fā)階段一般要求經(jīng)過(guò)總體設計、詳細設計、編碼和測試這幾個(gè)有序的過(guò)程。然而在畢業(yè)設計中，許多學(xué)生在開(kāi)發(fā)階段跨越前期的設計過(guò)程，直接進(jìn)行編碼;或者在整個(gè)設計的過(guò)程中，沒(méi)有事先對所要開(kāi)發(fā)的軟件做一個(gè)詳細的規劃，往往是想起來(lái)哪個(gè)部分就做哪個(gè)部分，甚至有些部分做了一半就又開(kāi)始另外一個(gè)階段的工作，多個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行，雜亂無(wú)章。這種無(wú)序的軟件開(kāi)發(fā)只能帶來(lái)軟件結構的混亂、功能代碼的重復開(kāi)發(fā)，并導致系統最后可集成性差。還有一部分學(xué)生做完編碼不進(jìn)行相應的測試，在答辯過(guò)程中運行系統的時(shí)候，許多地方都出現不同的錯誤，甚至程序無(wú)法運行，這樣也極大地降低了畢業(yè)設計的質(zhì)量。
5.4 不重視畢業(yè)論文的撰寫(xiě)
軟件不僅僅是程序，還應該有較完整的文檔資料，比如在需求分析階段應該產(chǎn)生需求規格說(shuō)明書(shū);在設計階段應該形成相應的設計規格說(shuō)明書(shū)。有了文檔，可以方便不同開(kāi)發(fā)人員之間的信息交流。同時(shí)文檔也是影響軟件可維護性的決定因素，在一些長(cháng)期使用的大型軟件系統中，文檔甚至比程序代碼更為重要。然而在畢業(yè)設計的過(guò)程中，相當一部分學(xué)生都沒(méi)有做這方面的工作，當程序運行起來(lái)發(fā)現錯誤的時(shí)候，不知道要從哪里修改;或者幾個(gè)人合作一個(gè)課題的時(shí)候，相互之間沒(méi)有一個(gè)較為全面的文檔可以作為參考，交流也就遇到困難，這也是導致畢業(yè)設計質(zhì)量下降的一個(gè)原因。
6、運用軟件工程思想指導畢業(yè)設計
造成以上畢業(yè)設計中種種問(wèn)題的最根本原因是在畢業(yè)設計過(guò)程中開(kāi)發(fā)理念的失敗和開(kāi)發(fā)方法的不恰當。所以為了提高畢業(yè)設計的質(zhì)量，引入軟件工程的基本理論思想是十分必要和迫切的。
6.1 以可行性研究為指導進(jìn)行選題
可行性研究的目的不是解決問(wèn)題，而是確定問(wèn)題是否值得去解決。畢業(yè)設計題目的選擇，應立足于解決工程實(shí)際問(wèn)題，注重提高學(xué)生發(fā)現問(wèn)題、分析研究問(wèn)題和開(kāi)發(fā)創(chuàng )新的能力。
畢業(yè)設計題目的選擇，首先應根據專(zhuān)業(yè)培養目標，力求有利于鞏固、深化學(xué)生所學(xué)知識，有利于培養學(xué)生的獨立工作能力和創(chuàng )新能力。在滿(mǎn)足計算機專(zhuān)業(yè)教學(xué)基本要求的前提下，還應該使學(xué)生得到比較全面的訓練，畢業(yè)課題的內容應盡量覆蓋專(zhuān)業(yè)主干課程，有一定的理論意義和現實(shí)意義。
其次，畢業(yè)設計的選題無(wú)需范圍過(guò)大，選題要有一定的難度和深度，并且原則上每生一題或者幾人合作完成，然后明確每個(gè)人要獨立完成的任務(wù)，保證所做工作符合畢業(yè)設計的要求，同時(shí)使每個(gè)學(xué)生得到較全面的鍛煉。再者，鼓勵學(xué)生將自己的課題和畢業(yè)實(shí)習結合起來(lái)，在實(shí)際生活中尋求答案，增強自我學(xué)習的能力。
6.2 以需求分析指導畢業(yè)設計的開(kāi)題
需求分析是一個(gè)非常重要的過(guò)程，它是在可行性研究的基礎上，將用戶(hù)對系統的描述通過(guò)開(kāi)發(fā)人員的分析概括，抽象為完整的需求定義，再形成一系列文檔的過(guò)程，它完成的好壞直接影響后續軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量。需求分析的過(guò)程同時(shí)又是一個(gè)現實(shí)的、目的性很強的工作，其基本任務(wù)是準確地回答系統必須做什么。選題完成以后，應以需求分析的思想作指導，學(xué)生和指導教師之間在規定時(shí)間內討論題意與整個(gè)畢業(yè)設計的工作計劃，明確畢業(yè)設計要做什么，然后根據課題要求查閱、收集有關(guān)資料并編寫(xiě)相應的設計提綱，包括畢業(yè)設計的目的與意義、國內外同類(lèi)設計的概括綜述、畢業(yè)設計的內容以及進(jìn)行畢業(yè)設計所用的方法和具體的實(shí)施計劃。
6.3 以總體設計和詳細設計為指導進(jìn)行實(shí)踐研究
經(jīng)過(guò)需求分析階段的工作后，系統必須做什么就一目了然了，總體設計的基本目的就是回答系統應該如何實(shí)現這個(gè)問(wèn)題和設計軟件的結構。從這一階段開(kāi)始，學(xué)生應按照軟件工程的要求，畫(huà)出系統的數據流圖，對輸入輸出數據進(jìn)行詳細的說(shuō)明，進(jìn)而設計出模塊結構圖。如多名學(xué)生承擔著(zhù)同一課題，必須讓每個(gè)學(xué)生既參與總體方案論證，又有獨立完成的部分。指導教師應該根據模塊結構圖給每個(gè)學(xué)生分工，讓學(xué)生充分認識到軟件開(kāi)發(fā)是一個(gè)系統工程，是一種集體行為。同時(shí)，指導教師還應該明確自己的責任，對不符合要求的設計和不合理的結構提出疑問(wèn)，并要求學(xué)生進(jìn)行修改。
6.4 重視測試和調試工作，保證畢業(yè)設計的質(zhì)量
目前，軟件測試仍然是保證軟件可靠性的主要手段，測試階段的根本任務(wù)就是發(fā)現并改正軟件中的錯誤，因此，軟件測試是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中最艱巨最繁重的任務(wù)。對于畢業(yè)設計來(lái)說(shuō)，實(shí)際應用情況和測試數據是必不可少的。通過(guò)實(shí)際應用效果和相應的測試數據，保證所開(kāi)發(fā)系統的正確運行。
當然，在測試過(guò)程中，應該以文檔的形式編寫(xiě)相應的測試用例。對測試過(guò)程中發(fā)現的錯誤及時(shí)改正，這就是調試。為了改正錯誤，首先必須確定錯誤的準確位置，這是調試過(guò)程中最困難的工作，需要慎重周密的思考和推理。有時(shí)為了改正錯誤往往需要修正原來(lái)的設計，必須通盤(pán)考慮、統籌兼顧，不能頭痛醫頭，腳痛醫腳，應盡量避免在調試過(guò)程中引入新的錯誤�？傊�，在畢業(yè)設計過(guò)程中，指導教師應該著(zhù)重啟發(fā)引導，注意發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng )造性，目的就是保證畢業(yè)設計的質(zhì)量和加強學(xué)生解決問(wèn)題和創(chuàng )新能力的培養。
7、結束語(yǔ)
對計算機專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，4年的大學(xué)生活好比一個(gè)大舞臺，而畢業(yè)設計可以看做是舞臺戲劇的閉幕式。畢業(yè)設計質(zhì)量的高低直接反映一個(gè)學(xué)生對基本知識和專(zhuān)業(yè)知識的掌握程度。因此，將畢業(yè)設計看做一個(gè)大型的軟件項目，有效地將軟件工程的思想和方法應用到畢業(yè)設計當中去，可以極大地改善畢業(yè)設計中存在的一些問(wèn)題，提高畢業(yè)設計的質(zhì)量，培養出適應社會(huì )需求的、具有軟件設計和開(kāi)發(fā)能力的計算機專(zhuān)業(yè)人才，給學(xué)生的大學(xué)學(xué)習生活畫(huà)上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號。
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