软件工程与信息科学的关系

　　从上世纪90年代初起，计算学科（Computing）的发展远远超越了计算机科学的边界，形成了计算机科学、计算机工程、软件工程、信息系统与信息技术等若干独立学科。

　　软件工程与计算机科学的关系

　　中国大陆的高校中大致有下面三种讲计算机软件的机构：

　　计算机科学与技术系或学院

　　软件学院

　　软件工程系、软件工程学院

　　很多同学在报名时不知道它们的区别，进去之后发现除了收费高低不同，学的科目差不多，毕业后大部分同学都是写程序，似乎差别不大13？其实，它们的区别还是挺大的。和数理化相比，计算机科学是一门相当年轻的学科，虽然我们可以追溯到巴贝奇（CharlesBabbage，1791—1871）、埃达（AdaLovelace，1815—1852）、图灵（AlanTuring，1912—1954）等计算机科学的先驱，但是“ComputerScience”这个学科的名字是1959年才正式提出，综合维基百科中“计算机科学”的词条和微软学术搜索（MicrosoftACADemicSearch）14对于计算机科学子领域的划分，计算机科学（ComputerScience）这一学术领域可以分为下面这些领域：

　　计算理论（TheoreticalComputing）

　　信息和编码理论（InformationandCodingTheory）

　　算法和数据结构（AlgorithmandDataStructure）

　　形式化方法（FormalMethods）

　　程序设计语言（ProgrammingLanguage）

　　偏实践的领域：

　　计算机体系结构（ComputerArchitecture）

　　并行计算和分布式系统（Concurrent,ParallelandDistributedSystem）

　　实时系统和嵌入式系统（RealTimeandEmbeddedSystem）

　　操作系统（OperatingSystem）

　　计算机网络（Networking）

　　科学计算（ScientificComputing）

　　安全性和密码学（SecurityandCryptography）

　　人工智能（ArtificialIntelligence）

　　这个领域涵盖了许多相关的领域，如模式识别（PatternRecognition）、机器学习（MachineLearning）、数据挖掘（DataMining）、信息提取（InformationRetrieval）等。

　　计算机图形学（ComputerGraphics）、计算机视觉（ComputerVision）、多媒体（Multimedia）

　　数据库和大规模数据处理（DatabaseandLargeScaleDataProcessing）

　　万维网（WorldWideWeb）

　　自然语言处理和语音（NaturalLanguageProcessingandSpeech）

　　人机交互（HumanComputerInteraction）

　　软件工程（SoftwareEngineering）

　　根据我们对软件特性及工程这一概念的了解，可以看到，计算机科学中的理论研究部分，大多可以从形式上证明，与数学、离散数学、数理逻辑密切相关；计算机科学中与实践相关的部分，都和数据以及其他学科发生关系；软件工程则和人的行为、现实社会的需求息息相关。软件工程的研究目标（软件的开发、运营和维护）都有“人”出现，这些“人”可以是项目需求的提供者，可以是软件的开发人员，还可以是软件的用户。这一特征与其他计算机科学的子领域明显不同。其实，在任何科学领域中，都有偏理论的子领域和偏应用的子领域（例如数学与应用数学），当偏应用的领域得到长足发展之后，就会更多地被大家所熟知，甚至成为一门独立的学科，这并不说明相对应的两方面有高低或优劣之分。

　　托尼·霍尔（TonyHoare）比较过计算机科学和软件工程的不同侧重点。

　　表1－2计算机科学和.软件工程的不同侧重点

　　计算机理论的进展会帮助软件工程（例如对程序正确性的分析）；软件工程的进展（更好的工具，更多的应用领域）会帮助计算机科学家做更多的实验和探索。

　　计算机人工智能研究的一个重大里程碑，就是计算机程序能否在国际象棋这个游戏中打败人类。从20世纪60年代开始，就有很多研究人员从理论和“智能”的角度去着手，取得了一定进展，但是离最终胜利还是遥遥无期。1985年，还是一个研究生的许峰雄这样想：

　　“我们从一个不同的方向去逼近这个问题。我们，至少是我自己，把这个问题看成是一个纯粹的工程问题。”

　　历史证明，这个从工程的角度出发，用“蛮力”提高计算速度的工程方法远远甩开了同时代的各种“智能”方案。1997年，“深蓝”战胜了国际象棋大师加里·卡斯帕洛夫。

　　中国大陆高校大部分都设有与“计算机科学”相关的院系。除了学术水平名列前20名的学校，其他学校的这些院系大部分老师做的都是偏工程方面的研究（所谓“横向项目”），大部分学生毕业后也投身于解决具体的工程问题，这跟软件学院、软件工程系（院）的研究和培养方向非常雷同。这是中国IT产业目前发展的要求决定的，但并不是说中国大陆就没有人研究计算机科学的各个领域，或者说计算机科学就等同于软件工程。

　　上一节谈到了软件的许多特殊性，这里我们又看到软件工程和计算机科学的其他领域也有很多差异。我们要看到，软件和软件工程的早期开拓者有不少是从事硬件设计、计算机工程这些领域工作的背景，他们带来了相应领域的不少思想和术语。例如，冒烟测试（SmokeTest）就是从电路设计和测试行业借用过来的。软件工程的“工程”二字意味着它和许多工程领域的学科，以及管理学科有很大的关系。软件工程和机械工程、航空工程等工程学科一样，其中也有工程理论、质量控制论的原理。软件团队开发和维护软件的行动，就和质量控制理论中的PDCA（Plan-Do-Check-Act）模型有很深的联系。这些我们在后面会详细提到。