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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,计算科学导论(二),计算机与信息学院,蒋川群 13002187038 cqjiang,年10月,1/88,5/4/2025,1,目录,计算学科中数学方法,数学基本特征,数学方法作用,计算学科中惯用数学概念和术语,证实方法,递归和迭代,计算学科中系统科学方法,系统科学与系统科学方法,软件开发中使用系统科学方法原因,2/88,5/4/2025,2,计算学科中数学方法,数学有连续数学和离散数学之分，离散数学源于算术，连续数学源于几何。,连续数学以微积分为基础，用连续观点，对数学进行研究，对自然科学各种现象进行描述，从而成为人们认识客观世界一个主要工具。,3/88,5/4/2025,3,计算学科中数学方法,计算学科根本问题是“能行性”问题，决定了计算机本身结构和它处理对象都是离散型，而连续型问题只有经过“离散化”处理后才能被计算机处理。,在计算学科中，采取数学方法主要是离散数学方法。,4/88,5/4/2025,4,计算学科中数学方法,理论上，凡是能用离散数学为代表结构性数学方法描述问题，当该问题所包括论域为有穷或虽为无穷但存在有穷表示时，这个问题一定能用计算机来处理。,凡是能被计算机处理问题都能够转换为一个数学问题。,5/88,5/4/2025,5,计算学科中数学方法,数学家关心是“是什么(What is it)”问题，重点放在数学本身性质上；,计算学家不但要知道“是什么”问题，更要处理“怎么做(How to do it)”问题。,在计算领域，人们又创造了基于离散数学“详细”数学大量概念和方法（如学科中各种形式化方法）。,6/88,5/4/2025,6,数学基本特征,数学是研究世界空间形式和数量关系一门学科。,1)高度抽象性：抽象是任何一门科学乃至全部人类思维都含有特征，数学抽象程度大大超出自然科学中普通抽象，仅保留其量关系和空间形式。,7/88,5/4/2025,7,数学基本特征,数学是研究世界空间形式和数量关系一门学科。,2)逻辑严密性：数学高度抽象性和逻辑严密性是紧密相关；在利用数学工具处理问题时，只有严格恪守形式逻辑基本法则，充分确保逻辑可靠性，才能确保结论正确性。,3)普遍适用性：数学高度抽象性决定了它普遍适用性。,8/88,5/4/2025,8,数学方法作用,1)为科学技术研究提供简练准确形式化语言,数学模型就是利用数学形式化语言在观察和试验基础上建立起来，它有利于人们认识和把握超出感性经验之外客观世界。,2)为科学技术研究提供数量分析和计算方法,一门科学要从定性分析发展到定量分析，数学方法从中起了杠杆作用。,9/88,5/4/2025,9,数学方法作用,3)为科学技术研究提供逻辑推理工具,数学逻辑严密性这一特点使它成为建立一个理论体系伎俩，在这方面最有意义就是公理化方法。,数学逻辑用数学方法研究推理过程，把逻辑推理形式加以公理化、符号化，为建立和发展科学理论体系提供有效工具。,10/88,5/4/2025,10,计算学科中惯用数学概念和术语,集合,函数和关系,代数系统,字母表、字符串和语言,定义、定理和证实,必要条件和充分条件,11/88,5/4/2025,11,计算学科中惯用数学概念和术语,1、集合,集合是数学基本概念，它是结构性数学方法基础。,定义：集合就是一组无重复对象全体，集合中对象称为集合元素。,12/88,5/4/2025,12,计算学科中惯用数学概念和术语,2、函数和关系,函数又称映射，是指把输入转变成输出运算，该运算也可了解为从某一“定义域”对象到某一“值域”对象映射。,函数是程序设计基础，程序定义了计算函数方法，而定义函数方法又影响着程序语言设计，好程序设计语言普通都便于函数计算。,13/88,5/4/2025,13,计算学科中惯用数学概念和术语,3、代数系统,对于一个非空集合A，能够定义，任意一个由AA到A映射称为集合A上一个二元运算，A,n,到A映射则称为集合A上一个n元运算。,由集合A以及连同若干定义在该集合上运算：f,1,，f,2,，f,n,所组成系统称为代数系统，该系统能够形式化描述为：,14/88,5/4/2025,14,计算学科中惯用数学概念和术语,代数系统,布尔代数是英国数学家和逻辑学家布尔1847年创建，最初用来研究逻辑思想法则。,1938年，麻省理工学院香农在他硕士论文中分析并指出：布尔代数能够用电路来实现，并可指导电路设计。,15/88,5/4/2025,15,计算学科中惯用数学概念和术语,代数系统,香农分析源于继电器使用，与传统开关不一样，继电器用电来控制开关闭合，输出电压是由输入电压决定，若设通电为1，断电为0，就能与布尔代数两个值联络起来。,为了实现布尔代数“与”、“或”、“非”3种运算，研制和生产了与之对应3种门电路（与门、或门、非门）,16/88,5/4/2025,16,计算学科中惯用数学概念和术语,4、字母表、字符串和语言,全部计算机程序设计语言都是形式语言，其组成基础同普通自然语言一样，也是符号或字母。,惯用符号：数字、大小写字母、括号、运算符等,有限字母表指是由有限个任意符号组成非空集合，简称为字母表，用,表示。字母表上元素称为字符或符号，用小写字母或数字表示，如：a、b、c、1、2、3等,17/88,5/4/2025,17,计算学科中惯用数学概念和术语,字母表、字符串和语言,字母表了解为计算机输入键盘上符号集合。字母能够了解为键盘上每一个英文字母、数字、标点符号、运算符号等。,字符串，也称符号串，指是由字符组成有限序列，惯用小写希腊字母表示。,语言指是给定字母表,上字符串集合。,18/88,5/4/2025,18,计算学科中惯用数学概念和术语,字母表、字符串和语言,语言、文法以及自动机有着亲密关系。,语言由文法产生，文法是一个数学模型，是建立在有限集合上一组变换（运算）。,依据代数系统定义，也能够将文法看作是一个代数系统，而语言正是由这种代数系统产生。,19/88,5/4/2025,19,计算学科中惯用数学概念和术语,字母表、字符串和语言,计算机使用语言是一个形式语言，形式语言与自动机理论亲密相关，并组成计算机科学主要理论基础。,在形式语言与自动机理论中，语言又可分为：短语结构语言、上下文相关语言、上下文无关语言和正规语言，分别由0型文法、1型文法、2型文法和3型文法产生。,20/88,5/4/2025,20,计算学科中惯用数学概念和术语,字母表、字符串和语言,自动机是识别语言数学模型，各类文法所对应自动机分别是图灵机、线性有界自动机、下推自动机和有限状态自动机。,语言与数学模型不是一一对应关系，一个语言能够由不一样文法产生，也能够由不一样自动机识别。,21/88,5/4/2025,21,计算学科中惯用数学概念和术语,5、定义、定理和证实,定义、定理和证实是数学关键，也是计算学科理论形态关键内容,定义是蕴含在公理系统之中概念和命题,定理是被证实为真数学命题,证实是为使人们确信一个命题为真而作一个逻辑论证,22/88,5/4/2025,22,计算学科中惯用数学概念和术语,定义、定理和证实,定义是数学灵魂，定理和证实是数学精华,若能像图灵给出“计算”形式化定义那样给出“智能”定义，那么，“智能”本质将被揭示，“智能”领域也将产生一个质飞跃,23/88,5/4/2025,23,证实方法,直接证实和间接证实法,反证法,归纳法,结构证实法,24/88,5/4/2025,24,证实方法,直接证实和间接证实法,直接证实：假设p为真，经过使用公理或已证实定理以及正确推理规则证实q也为真，以此证实蕴含式pq为真。,间接证实：因为蕴含式pq与其逆否命题qp等价，所以能够经过证实qp来证实蕴含式pq为真。,25/88,5/4/2025,25,证实方法,反证法,首先假定一个与原命题相反命题成立，然后经过正确推理得出与已知（或假设）条件、公理、已证过定理等相互矛盾或自相矛盾结果，以此证实原命题正确。,26/88,5/4/2025,26,证实方法,归纳法,所谓归纳法，是指从特殊推理出普通一个证实方法。,不完全归纳法是依据部分特殊情况作出推理一个方法，该方法多用于无穷对象论证，然而，论证结果不一定正确。,27/88,5/4/2025,27,证实方法,归纳法,完全归纳法也称穷举法，它是对命题中存在全部特殊情况进行考虑一个方法，用该方法论证结果是正确，然而，它只能用于“有限”对象论证。,数学归纳法是一个用于证实与自然数n相关命题正确性证实方法，该方法能用“有限”步骤处理无穷对象论证问题。,28/88,5/4/2025,28,证实方法,归纳法,数学归纳法基本原理,假定对一切正整数n,有一个命题P(n)，若以下证实成立，则P(n)为真：,归纳基础：证实P(1)为真；,归纳步骤：证实对任意i1，若P(i)为真，则P(i+1)为真。,29/88,5/4/2025,29,证实方法,结构证实法,存在性证实 存在一个 x 使命题P(x)成立可表示为：存在xP(x)。,结构性证实 经过找出一个使得命题P(a)为真元素a，从而完成该函数值存在性证实。,结构性证实方法，对于要处理问题，不光要证实该问题解存在，还要给出处理该问题详细步骤，这种步骤往往就是对解题算法描述。,30/88,5/4/2025,30,递归与迭代,递归关系 一个数列若干连续项之间关系,递归数列 由递归关系所确定数列,递归过程 调用本身过程,递归算法 包含递归过程算法,递归程序 直接或间接调用本身程序,递归方法 在有限步骤内，依据特定法则或公式对一个或多个前面元素进行运算，以确定一系列元素方法,31/88,5/4/2025,31,递归与迭代,数学归纳法是一个论证方法，递归是算法和程序设计一个实现技术。包括递归定义证实通常采取数学归纳法。,递归不但应用于算法和程序设计之中，它还广泛地应用于定义序列、函数和集合等各个方面。,32/88,5/4/2025,32,递归与迭代,“迭代”就是重复替换。,迭代程序都能够转换为与它等价递归程序，反之，则不然。就效率而言，递归程序实现要比迭代程序实现花费更多时间和空间。所以，在详细实现时，又希望尽可能将递归程序转化为等价迭代程序。,33/88,5/4/2025,33,计算学科中系统科学方法,系统科学方法是指利用系统观点来认识和处理问题各种方法总称。,模型方法是系统科学基本方法，研究系统详细来说就是研究它模型。模型是对系统原型抽象，是科学认识基础和决定性步骤。,模型与实现是认识与实践一个详细表达，在计算学科中，它反应了抽象、理论和设计3个过程基本内容。模型与实现包含建模、验证和实现3方面内容。,34/88,5/4/2025,34,系统科学和系统科学方法,系统科学起源于对传统数学、物理学和天文学研究，诞生于20世纪40年代,系统科学崛起被认为是20世纪当代科学两个重大突破性成就之一,建立在系统科学基础上系统科学方法开辟了探索科学技术新思绪，它是认识、调控、改造和创造复杂系统有效伎俩，它为系统形式化模型构建提供了有效中间过渡模式,35/88,5/4/2025,35,系统科学和系统科学方法,当代计算机普遍采取组织结构，即冯.诺依曼计算机组织结构就是系统科学在计算机领域所取得应用结果之一,伴随计算技术迅猛发展，计算机软硬件系统变得越来越复杂，所以，系统科学方法在计算学科中作用也越来越大,36/88,5/4/2025,36,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统科学遵照普通标准,惯用几个系统科学方法,实例,37/88,5/4/2025,37,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统科学是探索系统存在和运动改变规律学问，是对系统本质理性认识，是人们认识客观世界一个知识体系。,38/88,5/4/2025,38,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统和子系统,结构和结构分析,层次和层次分析,环境、行为和功效,状态、演化和过程,系统同构,39/88,5/4/2025,39,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统和子系统,系统是指由相互联络、相互作用若干元素组成、含有特定功效统一整体。,S=,A表示系统S中全部元素集合,R表示系统S中全部元素之间关系集合,40/88,5/4/2025,40,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统和子系统,一个大系统往往是复杂，通常能够划分为一系列较小系统，这些系统称为子系统。,Si=,Si,S，AiA,RiR,41/88,5/4/2025,41,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,结构和结构分析,结构是指系统内各组成部分（元素和子系统）之间相互联络、相互作用框架,结构分析主要内容就是划分子系统，并研究各子系统之间相互关系,42/88,5/4/2025,42,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,层次和层次分析,层次是划分系统结构一个主要工具，也是结构分析主要方式。,系统结构能够表示为各级子系统和系统要素层次结构形式。,高层次包含和支配低层次，低层次隶属和支撑高层次,明确所研究问题处于哪一个层次上，能够防止因混同层次而造成概念混乱,43/88,5/4/2025,43,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,层次和层次分析,层次分析主要内容有系统是否划分层次、划分了哪些层次、各层次内容、层次之间关系以及层次划分标准等,44/88,5/4/2025,44,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,环境、行为和功效,系统环境是指一个系统之外一切与它有联络事物组成集合。系统要发挥它应有作用，到达应有目标，系统本身一定要适应环境要求,45/88,5/4/2025,45,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,环境、行为和功效,系统行为是指系统相对于它环境所表现出来一切改变,行为属于系统本身改变，同时又反应环境对系统影响和作用,系统功效是指系统行为所引发、有利于环境中一些事物乃至整个环境存在与发展作用,46/88,5/4/2025,46,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,状态、演化和过程,状态是指系统那些能够观察和识别形态特征，状态能够用系统定量特征（如温度T、体积V等）来表示,演化是指系统结构、状态、特征、行为和功效等随时间推移而发生改变,过程是指系统演化所经过发展阶段，它由若干子过程组成。过程最基本元素是动作，动作不能再分,47/88,5/4/2025,47,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统同构,系统同构是指不一样系统数学模型之间存在数学同构，它是系统科学理论依据,在数学中，同构有以下二个主要特征：,两个不一样代数系统，它们元素基数相同，并能建立一一对应关系,48/88,5/4/2025,48,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统同构,两个代数系统运算定义也对应相同。,一个代数系统中两个元素经过某种运算后得到结果与另一个代数系统对应两个元素经对应运算后得到结果元素互为对应,一个代数系统中元素被其对应系统元素替换后，可得另一代数系统运算表,49/88,5/4/2025,49,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统同构,系统同构是数学同构概念拓展,依据系统同构性质，就能够用一个性质和结构相同系统来研究另一个系统,依据同构特征可知，布尔代数与数字逻辑电路同构；所以，能够用数字逻辑电路来表示布尔代数，也能够用布尔代数来研究数字逻辑电路,50/88,5/4/2025,50,系统科学和系统科学方法,系统科学基本概念,系统同构,提到同构，还会包括同态概念,不一样系统间数学同态关系含有自反性和传递性，但不含有对称性,数学同态普通用于模型简化，不能用来划分等价类,51/88,5/4/2025,51,6.1 系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,整体性标准,动态标准,最优化标准,模型化标准,52/88,5/4/2025,52,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,整体性标准,整体性标准是基于系统要素对系统非还原性或非加和性关系，是系统方法依据和出发点。,这一标准要求人们在研究系统时应从整体出发，立足于整体来分析其部分以及部分之间关系，进而到达对系统整体更深刻了解,53/88,5/4/2025,53,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,整体性标准,系统科学把整体含有而部分不含有东西（即新质涌现）称为“涌现性”。,从层次结构角度看，涌现性是指那些高层次含有而还原到低层次就不复存在属性、特征、行为和功效,54/88,5/4/2025,54,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,整体性标准,简单地借用亚里士多德名言“整体大于部分之和”来表述整体涌现性是不够,在一些特殊情况下，当部分组成整体时，出现了部分所不含有一些性质，同时又可能丧失了组成部分单独存在时所含有一些性质。这个规律叫做“整体不等于部分之和”原理，也称为“贝塔朗菲定律”,55/88,5/4/2025,55,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,整体性标准,系统整体功效是否大于或小于部分功效之和关键取决于系统内部诸要素相互联络、相互综合方式怎样,56/88,5/4/2025,56,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,动态标准,动态标准是指系统总是动态，永远处于运动改变之中。,在科学研究中经常采取理想“孤立系统”或“闭合系统”抽象，但在实际中，系统不论是在内部各要素之间，还是在内部环境和外部环境之间，都存在着物质、能量及信息交换和流通。,57/88,5/4/2025,57,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,动态标准,实际系统都是活系统，而非静态死系统、死结构,在研究系统时，应从动态角度去研究系统发展各个阶段，以准确把握其发展过程及未来趋势,58/88,5/4/2025,58,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,最优化标准,亦称整体优化标准，就是利用各种有效方法从系统各种目标或各种可能路径中选择最优系统、最优方案、最优功效、最优运动状态，到达整体优化目标。,59/88,5/4/2025,59,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,模型化标准,模型化标准就是依据系统模型说明原因和真实系统提供依据，提出以模型代替真实系统进行模拟试验，到达认识真实系统特征和规律性方法,模型化方法是系统科学基本方法,60/88,5/4/2025,60,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,模型化标准,系统科学研究主要采取是符号模型而非实物模型,符号模型包含概念模型、逻辑模型、数学模型，其中最主要是数学模型,数学模型是指描述元素之间、子系统之间、层次之间以及系统与环境之间相互作用数学表示式，如树结构、图、代数结构等,61/88,5/4/2025,61,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,模型化标准,数学模型是系统定性和定量分析工具,研究系统模型化方法通常是指经过建立和分析系统数学模型来处理问题方法和程序,用计算机程序定义模型称为基于计算机模型,62/88,5/4/2025,62,系统科学和系统科学方法,系统科学遵照普通标准,模型化标准,全部数学模型均可转化为基于计算机模型，并经过计算来研究系统,计算试验对一些无法用真实试验来检验系统是唯一可行检验伎俩,63/88,5/4/2025,63,系统科学和系统科学方法,惯用几个系统科学方法,系统分析法,信息方法,功效模拟方法,黑箱方法,整体优化方法,64/88,5/4/2025,64,6.1 系统科学和系统科学方法,惯用几个系统科学方法,系统分析法,系统分析法是以运筹学和计算机为主要工具，经过对系统各种要素、过程和关系考查，确定系统组成、结构、功效、效用方法,广泛应用于计算机硬件研制和软件开发、技术产品革新、环境科学和生态系统研究以及城市管理规划等方面,65/88,5/4/2025,65,系统科学和系统科学方法,惯用几个系统科学方法,信息方法,信息方法是以信息论为基础，经过获取、传递、加工、处理、利用信息来认识和改造对象方法。,66/88,5/4/2025,66,系统科学和系统科学方法,惯用几个系统科学方法,功效模拟方法,功效模拟方法是以控制论为基础，依据两个系统功效相同或相同性，应用模型来模拟原型功效方法,67/88,5/4/2025,67,系统科学和系统科学方法,惯用几个系统科学方法,黑箱方法,黑箱是指内部要素和结构尚不清楚系统,黑箱方法就是经过研究黑箱输入和输出动态系统，确定可供选择黑箱模型进行检验和筛选，最终推测出系统内部结构和运动规律方法,68/88,5/4/2025,68,系统科学和系统科学方法,惯用几个系统科学方法,整体优化方法,整体最优方法是指从系统总体出发，利用自然选择或人工技术等伎俩，从系统各种目标或各种可能路径中选择最优系统、最优方案、最优功效、最优运动状态，使系统到达最优化方法,69/88,5/4/2025,69,软件开发中使用系统科学方法原因,系统科学方法针正确是复杂性问题，而复杂性又是相对于人能力而言,人固有能力不足以及使用工具后产生力量,复杂性,软件系统复杂性,软件开发系统化方法需要遵照基本标准,70/88,5/4/2025,70,软件开发中使用系统科学方法原因,人固有能力不足以及使用工具后产生力量,劳动：体力劳动、脑力劳动,能力：人体活动产生力量，即体力；使用大脑产生记忆、了解、想象等能力，即脑力,最能代表人体力极限世界纪录（如跳高、举重等），能够做出判断，人体力相当有限,71/88,5/4/2025,71,软件开发中使用系统科学方法原因,人固有能力不足以及使用工具后产生力量,人脑力也相当有限，因包括记忆、了解、想象甚至与智力相关问题，人们极难接收这个事实；要说人能力处于同一个数量级更是让人难以接收,72/88,5/4/2025,72,软件开发中使用系统科学方法原因,人固有能力不足以及使用工具后产生力量,既然人体力和脑力极其有限，人固有体力和脑力又处于同一个数量级上，那又怎样解释人类在认知和改造客观世界中所产生巨大力量？,答案在于，依靠工具，人既能够创造工具又能够使用工具,73/88,5/4/2025,73,软件开发中使用系统科学方法原因,复杂性,依据信息论观点，复杂度能够定义为系统表明本身方式数目标对数，或是系统可能状态数目标对数：K=logN，式中K是复杂度，N是不一样可能状态数,一个系统越复杂，它所携带信息越多,两个系统各自有M个和N个可能状态，那么，组合系统状态数目是二者之积M*N，其复杂度为K=logM*N,74/88,5/4/2025,74,软件开发中使用系统科学方法原因,复杂性,从可操作性角度来看，复杂性能够定义为：寻找最小程序或指令集来描述给定“结构”，即一个数字序列,若用比特计算话，这个程序大小相对于数字序列大小就是其复杂性量度,75/88,5/4/2025,75,软件开发中使用系统科学方法原因,复杂性,序列：aaaaaaaaaaaa,序列：aabaabaabaab,序列：aabaababbaabaababb,序列：aababbababbbabaaababbab,这个例子无结构，若想编程，则必须将字符串全部列出,76/88,5/4/2025,76,软件开发中使用系统科学方法原因,复杂性,结论：一旦一个程序大小与试图描述系统相提并论时，则无法编程,或者说，当系统结构不能被描述，或描述它最小算法与系统本身含有相同信息比特数时，则称该系统为根本复杂系统,在到达根本复杂之前，人们仍能够编出能够执行程序，不然，做不到,77/88,5/4/2025,77,软件开发中使用系统科学方法原因,软件系统复杂性,阿基米德杠杆原理：,给我一个支点，我就能撬起地球,牛顿是一个天才，但他才能并不在于他大脑计算能力尤其突出，而在于知道怎样对问题做合理简化和理想化，从而把复杂问题转化为普通人大脑能够处理、相对简单问题,78/88,5/4/2025,78,软件开发中使用系统科学方法原因,软件系统复杂性,相对于物理学科，计算学科却没有那么幸运，计算机软、硬件系统存在大量不能化简状态，这就使得构思、描述和测试计算机系统不能依靠像物理学那样简单定律来完成，而必须另外寻找能够控制和降低复杂性方法,79/88,5/4/2025,79,6.2 软件开发中使用系统科学方法原因,软件系统复杂性,软件系统状态比硬件系统状态往往要多若干数量级,因为软件系统中实体扩展不像硬件系统那样，能够由相同元素重复添加，从而使计算机中软件复杂度呈非线性增加,找到控制和降低软件复杂性方法也就是找到了控制和降低计算机系统复杂性最根本方法,80/88,5/4/2025,80,软件开发中使用系统科学方法原因,软件系统复杂性复杂度,没有两个软件是相同（最少在语句级别上），若有相同，会把它们合并成一个可供调用子函数，所以，认为复杂是软件根本属性,组成软件复杂度实体及其关系描述不但引发了大量学习和了解上负担，而且伴随软件规模增加，使得团体组员之间沟通以及管理变得越来越困难，从而使软件开发逐步地演变成一场灾难,软件危机,81/88,5/4/2025,81,软件开发中使用系统科学方法原因,软件系统复杂性一致性,大型软件开发中，为保持各子系统之间一致性，软件必须随接口不一样、时间推移而改变,这些改变不能被抽象掉，所以，又增加了软件复杂性,82/88,5/4/2025,82,软件开发中使用系统科学方法原因,软件系统复杂性可变性,软件实体经常见面对连续变更压力,因为它是一个纯粹思维活动产物，能够无限扩展,83/88,5/4/2025,83,软件开发中使用系统科学方法原因,软件系统复杂性不可见性,软件是看不见，当利用图示方法来描述软件结构时，也无法充分表现其结构，从而使软件复杂度大大超出含有电路图表示计算机硬件复杂度，使得人们之间沟通面临极大困难,84/88,5/4/2025,84,软件开发中使用系统科学方法原因,软件系统开发难点：概念结构规格、设计和测试,将重点尽可能放在开发前端，而不是编码阶段,85/88,5/4/2025,85,软件开发中使用系统科学方法原因,在软件开发前期，要对用户需求进行分析，然后将这种需求抽象为一个信息结构，这种结构称为概念结构,能真实、充分地反应现实世界，包含事物和事物之间联络，能满足用户对数据处理要求,易于了解，从而能够用它和不熟悉计算机用户交换意见,易于更改，当应用环境和应用要求改变时，能轻易地对概念结构进行修改和扩充,易于向计算机支持数据结构转换,86/88,5/4/2025,86,软件开发中使用系统科学方法原因,软件概念结构特点决定了这种结构设计在很多情况下极难采取形式化方法，而采取非形式化系统化方法（如结构化方法、面向对象方法等）却能够有效地控制和降低概念结构设计复杂性,最终，完成编码，使软件形式化,87/88,5/4/2025,87,祝大家：身,健 康！,88/88,5/4/2025,88,
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