From a5c156fc7d15cc4da77e7ecadbbaeab68659cd50 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Xiaoxing Ma Date: Thu, 9 Apr 2020 22:55:05 +0800 Subject: [PATCH 1/2] =?UTF-8?q?=E6=94=B9=E4=BA=86=E4=B8=80=E4=B8=AA?= =?UTF-8?q?=E9=94=99=E5=88=AB=E5=AD=97?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- Ch3-2.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/Ch3-2.tex b/Ch3-2.tex index c3c50c3..33e951f 100644 --- a/Ch3-2.tex +++ b/Ch3-2.tex @@ -2,7 +2,7 @@ %\chapter{发展历史} 新中国计算机软件事业发展始于1950年代中后期。《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要（草案）》的第41项“计算技术的建立”为创建中国计算技术事业提供了一个指导纲领。根据规划，1956年成立了中国科学院计算技术研究所，其中第三研究室即为计算数学室，由徐献瑜先生负责，中国软件事业由此扬帆起航。 -60余年以来，我国软件科研、教育、产业不断发展壮大。创业初期，中国软件界主要是自力更身为国产计算机设备研发配套软件，初步形成了程序设计语言和系统软件设计开发能力和人才储备。改革开放后，中国软件界不断扩大国际交流与合作，在跟踪学习中迅速发展，全面融入世界软件主流。随着产业发展，核心技术受制于人的问题日益凸显，在国家一系列科研、产业和人才政策支持下，中国软件逐步形成了核心技术研发能力和产业生态。互联网时代，中国软件产业尤其是互联网软件产业，把握住时代机遇，深入参与全球合作与竞争。中国软件发展正在抓住数字化向网络化和智能化升级的机遇，呈现出加速发展的态势，部分领域进入国际先进行列。 +60余年以来，我国软件科研、教育、产业不断发展壮大。创业初期，中国软件界主要是自力更生为国产计算机设备研发配套软件，初步形成了程序设计语言和系统软件设计开发能力和人才储备。改革开放后，中国软件界不断扩大国际交流与合作，在跟踪学习中迅速发展，全面融入世界软件主流。随着产业发展，核心技术受制于人的问题日益凸显，在国家一系列科研、产业和人才政策支持下，中国软件逐步形成了核心技术研发能力和产业生态。互联网时代，中国软件产业尤其是互联网软件产业，把握住时代机遇，深入参与全球合作与竞争。中国软件发展正在抓住数字化向网络化和智能化升级的机遇，呈现出加速发展的态势，部分领域进入国际先进行列。 \section{软件科研} 中国软件科研大致可以划分为三个大的阶段：第一阶段从1950年代中后期到1970年末（即改革开放前），特征是创业起步、自主仿制、填补空白；第二阶段从1980年代初（即改革开放初）到世纪之交，特征是全面开放、跟踪学习、进入主流；第三阶段从世纪之交至今，特征是抓住机遇、加强创新、比肩世界。 From d583981c757f8588e5131ff90ce7113c267be63e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Xiaoxing Ma Date: Thu, 9 Apr 2020 22:56:39 +0800 Subject: [PATCH 2/2] =?UTF-8?q?=E6=A0=B9=E6=8D=AE=E5=BD=AD=E9=91=AB?= =?UTF-8?q?=E5=92=8C=E9=83=9D=E4=B8=B9=E6=84=8F=E8=A7=81=E4=BB=A5=E5=8F=8A?= =?UTF-8?q?=E7=AC=AC16=E7=AB=A0=E6=9B=B4=E6=96=B0=E6=91=98=E8=A6=81?= =?UTF-8?q?=E3=80=82--=20=E6=B2=A1=E6=9C=89=E5=AE=8C=E5=85=A8=E6=8C=89?= =?UTF-8?q?=E7=85=A716=E7=AB=A0=E6=94=B9=E3=80=82?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- Ch0-1-Abstract.tex | 42 ++++++++++++++++++++++++++---------------- 1 file changed, 26 insertions(+), 16 deletions(-) diff --git a/Ch0-1-Abstract.tex b/Ch0-1-Abstract.tex index a1ee60f..8fcd0b3 100644 --- a/Ch0-1-Abstract.tex +++ b/Ch0-1-Abstract.tex @@ -20,7 +20,7 @@ 软件是定义计算的逻辑制品，其实质是以计算为核心手段实现应用目标的解决方案。 因此，软件科学与工程学科（以下简称软件学科）本质上是一门具有高度综合性的方法论学科。 -60余年的发展历史表明，软件学科具有独特的发展规律，其内涵与外延随着计算平台与应用范围 +七十余年的发展历史表明，软件学科具有独特的发展规律，其内涵与外延随着计算平台与应用范围 的不断拓展而迅速发展。当前，随着物联网、云计算、大数据和人工智能应用的进一步发展， 软件及软件学科面临着前所未有的系统复杂性、适应性和可信性要求的重大挑战，也孕育着新的范式转换的重大机遇。 本报告回顾总结软件学科的发展历程和发展规律，进而针对人机物三元融合、软件定义一切的发展趋势，展望学科发展的关键问题和重要研究方向，并给出学科领域未来发展的政策建议。 @@ -205,25 +205,35 @@ 但面临非结构化、海量数据的应用问题后，数据库不再采用严苛的关系模型，转而使用更为灵活的键值对结构、文档模型、图模型等更为契合问题空间的抽象， 同时给出这些抽象在大规模分布计算平台上的高效实现。 -\subsection{我国的软件学科与产业}\todo{可能需要根据第17章更新本小节} -我国软件学科起步较早，在几代科学家的不懈努力下取得了一系列的成果。例如，在上世纪60 年代中期就自主研发了ALGOL等语言的编译系统，70年代初研发了XT系列操作系统， +\subsection{我国的软件学科、教育与产业} +新中国计算机软件事业发展始于1950 年代中后期。 +在几代科学家的不懈努力下，我国在计算机软件方面取得了一系列的成果。 +例如，在上世纪60 年代中期就自主研发了ALGOL等语言的编译系统，70年代初研发了XT系列操作系统， 80-90年代在银河系列巨型机上配备了操作系统、高级语言编译程序等系统软件。 在软件相关的基础研究方面，我国在程序理论、算法理论等方面取得了一批基础性的成果，提出了以时序逻辑作为软件开发的统一基础。 八十年代后，我国学者在大规模综合性的软件工程环境、软件自动化技术方面做了一系列的工作。 -进入新世纪以来，提出面向开放互联网环境的新软件范型——网构软件及其支撑技术体系。 +进入新世纪以来，提出了面向开放互联网环境的新软件范型——网构软件及其支撑技术体系。 %当前，从软件领域相关的重要学术期刊和会议上发表的论文及其引用的计量指标来看， %近年来我国软件学科在总量上进步迅速，已仅次于美国。 %在软件工程、数据处理等子领域已接近美国。 %但在基础理论、系统软件和程序设计语言等方面仍有明显差距。 -尽管从软件领域相关的重要学术期刊和会议上发表的论文及其引用的计量指标来看，我国论文、引文的数量以及国际合作的规模呈现出持续增长的态势，部分指标已经位于世界前列。例如，在2008-2017的10年之间，我国软件学科领域SCI期刊论文数量增长了2.7倍，于2017年超越美国，位于榜首； -2013-2017年，中国软件学科SCI论文的被引频次以0.4\%的微弱劣势落后于美国，位列世界被引频次排行榜的第二位。但是，另一方面，我国具有重大影响的成果和具有引领性的研究缺失；细分领域之间、以及期刊/会议之间发展不平衡的问题也较为突出。 -例如，数据库、软件工程、交叉/新兴领域的研究论文呈现出高速发展态势，但计算机理论、系统软件、程序设计语言等领域尚有较大提升空间。 +%尽管从软件领域相关的重要学术期刊和会议上发表的论文及其引用的计量指标来看，我国论文、引文的数量以及国际合作的规模呈现出持续增长的态势，部分指标已经位于世界前列。例如，在2008-2017的10年之间，我国软件学科领域SCI期刊论文数量增长了2.7倍，于2017年超越美国，位于榜首； +%2013-2017年，中国软件学科SCI论文的被引频次以0.4\%的微弱劣势落后于美国，位列世界被引频次排行榜的第二位。 -自上世纪80年代初以来，我国的软件教育尤其是软件工程教育迅速发展，先后开展了开设软件工程课程、试办软件工程专业、培养软件工程硕士研究生等一系列的建设工作。2001年国家开展示范性软件学院的建设，全国共有37家（首批35家）重点高校试办示范性软件学院。2010年教育部软件工程教指委编制了“高等学校软件工程本科专业规范”以指导我国软件工程专业建设，2011年国家增设软件工程一级学科。截止目前我国已有300多所高校成立了软件学院或开设了软件工程专业，形成本、硕、博多层次成系统的软件工程教育体系。2019年软件工程教指委推出了中国软件工程知识体系C-SWEBOK。2019年教育部出台的《2019年教育信息化和网络安全工作要点》指出，要在中小学阶段逐步推广编程教育。根据“中国软件产业年鉴（2017）”，我国软件产业从业人数达到600多万人。 +近年来，在软件学科顶级国际期刊和学术会议上，中国学者开始大量发表研究成果，学术水平逐步得到了国际学术界的认可。 +从计量指标来看，中国学者的论文、引文的数量以及国际合作的规模呈现出持续增长的态势，在主要的会议和期刊中论文发表的比例渐增，部分指标已经位于世界前列。 +但是，我国软件学科在不同子研究领域的发展很不平衡，软件理论和语言等基础研究比较薄弱；以操作系统、编译环境、数据库系统、开发运维环境为代表的基础性软件设施和生态方面的自主构建能力还不能满足我国信息化进程的重大需求。 +%例如，数据库、软件工程、交叉/新兴领域的研究论文呈现出高速发展态势，但计算机理论、系统软件、程序设计语言等领域尚有较大提升空间。 - 随着软件地位和需求的增长及软件技术的发展，软件学科教育日益受到重视，社会对软件人才的数量和质量提出了更高的要求，这既给软件学科教育带来了机遇，也对软件学科教育提出了严峻的挑战。软件学科教育滞后于软件学科的整体发展，软件学科的教育界需要加大与产业界、学术界的合作，需要与时俱进地更新和完善其知识体系，提高人才培养的质量。 +\medskip +自上世纪80年代初以来，我国的软件教育尤其是软件工程教育迅速发展，先后开展了开设软件工程课程、试办软件工程专业、培养软件工程硕士研究生等一系列的建设工作。2001年国家开展示范性软件学院的建设，全国共有37家（首批35家）重点高校试办示范性软件学院。2010年教育部软件工程教指委编制了“高等学校软件工程本科专业规范”以指导我国软件工程专业建设，2011年国家增设软件工程一级学科。截止目前我国已有300多所高校成立了软件学院或开设了软件工程专业，形成本、硕、博多层次成系统的软件工程教育体系。2019年软件工程教指委推出了中国软件工程知识体系C-SWEBOK。2019年教育部出台的《2019年教育信息化和网络安全工作要点》指出，要在中小学阶段逐步推广编程教育。 + +% 随着软件地位和需求的增长及软件技术的发展，软件学科教育日益受到重视，社会对软件人才的数量和质量提出了更高的要求，这既给软件学科教育带来了机遇，也对软件学科教育提出了严峻的挑战。软件学科教育滞后于软件学科的整体发展，软件学科的教育界需要加大与产业界、学术界的合作，需要与时俱进地更新和完善其知识体系，提高人才培养的质量。 +随着软件基础性的作用日益突出，国家对软件人才培养在数量和质量上提出了更高的要求。而软件学科的通识教育亦刚刚起步，如何利用在线 教育等新兴技术的发展也将对学科教育产生深远的影响。 + +\medskip %经过数十年的发展，我国软件产业已经取得长足发展。 %2018年我国软件和信息技术服务企业数超过3.7万家，从业人数达到643万人，软件业务规模(包括 软件产品、信息技术服务、嵌入式系统软件)达到6.3万亿元。 @@ -231,15 +241,15 @@ %然而，总体来看，我国软件产业大而不强的问题仍然十分突出。在操作系统、程序设计语言、数据库管理系统和大数据处理平台等关键系统软件方面受制于人； %在不依赖市场区隔的关键软件服务技术创新方面仍落后于发达国家。 基于软件学科发展的技术和人才积累，我国的软件产业伴随着改革开放的东风起步。 -20世纪80年代初，原国家电子计算机工业总局颁布试行《软件产品计价收费办法》,原电子工业部计算机局软件登记中心、北京软件工程研究中心和中国软件行业协会先后成立，推动了软件产业的形成和发展。 +20世纪80年代初，原国家电子计算机工业总局颁布试行《软件产品计价收费办法》，原电子工业部计算机局软件登记中心、北京软件工程研究中心和中国软件行业协会先后成立，推动了软件产业的形成和发展。 此后，随着计算机的日益普及带来的需求增长、国家法律法规和产业政策的不断完善，我国软件产业迅速壮大。 -尤其是进入21世纪以来，其发展尤为迅猛。据国家有关部门统计，软件与信息技术服务业产值从2000年的560亿增长至2019年的7万亿元，且近年来保持每年10\%以上的增速。 +尤其是进入21世纪以来，其发展尤为迅猛。据国家有关部门统计，软件与信息技术服务业产值从2000年的560亿增长至2019年的7万亿元，且近年来保持每年10\%以上的增速。根据工信部公布的数据，2019年我国软件产业从业人数达到673.2万人。 尽管面临国际软件企业巨头的竞争，国内软件企业通过自主创新，逐渐探索出符合中国国情的发展道路。近年来，CEC、华为、阿里、腾讯等企业软件研发投入和产出持续增长，技术水平不断提高，市场影响力日益扩大。 在迅速发展的同时，我国软件产业也存在一些问题。 首先，在总量上，我国软件产业占电子信息产业的比重约30\%，显著低于发达国家的50\%-70\%，仍有巨大发展空间。 其次，我国软件产业基础薄弱，在操作系统、数据库管理系统等基础软件和EDA等核心工业软件领域有待摆脱受制于人的局面。 -第三，我国软件企业的技术成熟度、国际影响力和认可度还需进一步提升。 +第三，我国软件企业科技创新和自我发展能力不强，数据和知识的确权、保护和共享水平亟待提高，产业链有待完善。 考虑到软件产业自身的发展规律和当前的国际政经竞合形势，我国软件产业的进一步发展和升级亟需软件学科在原创技术和人才供给方面提供更有力的支持。 @@ -444,17 +454,17 @@ 软件构造方法将\wang{研究人机物融合场景下的软件开发范型和技术体系，也即研究面向应用场景需求、如何“软件定义”人机物融合的“场景计算机”。 %它要在万物互联的平台上持续演进地面向场景提供服务，具有自主性、协同性、演化性、情境性、涌现性和可信性等诸多特性。 -面向高效、高质量、低成本的目标，软件构造的技术方法和组织模式上需要应对复杂场景分析与建模、群智开发、人机协作编程、开发运维一体化等以一系列挑战，亟待新方法和技术的发展。} +面向高效、高质量、低成本的目标，软件构造的技术方法和组织模式上需要应对复杂场景分析与建模、群智开发、人机协作编程、开发运维一体化等一系列挑战，亟待新方法和技术的发展。} 软件运行支撑\wang{将向支撑人机物融合、具有“资源虚拟化”和“功能可编程”特点的泛化运行平台发展，需要满足作为社会基础设施在规模、适应、演化、安全、效能等方面的诸多严格要求。未来的泛在操作系统与运行平台，需在软件定义的新型运行平台架构、泛在资源的高效虚拟化和调度方法、软件系统持续适应演化的支撑机制、人机物融合过程中的安全与隐私保护等关键问题上有突破。} -软件度量和质量评估是软件学科的科学观察、工程构造相交融的重要方面，\wang{其未来的重要变化是在复杂系统和软件生态层面的科学观察，并以此为基础推进软件开发和运行层面的持续发展。一方面，将通过有效的度量和分析，理解和利用大规模代码和项目的供应链行为，研究个体学习和群体协作，并探索软件生态的形成和可持续机制机理等。另一方面，在软件成为信息社会的基础设施后，软件质量评估和保障的需求不断增长、更为突出。以应用场景的价值牵引，带动软件质量和确保技术的发展成为重要趋势，未来突破的重点将在数据驱动的智能系统质量保障、 人机物融合场景下的系统可信增强、大规模复杂系统安全缺陷检测、物联网环境下的系统安全保障等方面。} +软件度量和质量评估是软件学科的科学观察、工程构造相交融的重要方面，\wang{其未来的重要变化是在复杂系统和软件生态层面的科学观察，并以此为基础推进软件开发和运行层面的持续发展。一方面，将通过有效的度量和分析，理解和利用大规模代码和项目的供应链行为，研究个体学习和群体协作，并探索软件生态的形成和可持续机制机理等。另一方面，在软件成为信息社会的基础设施后，软件质量评估和保障的需求不断增长、更为突出。以应用场景的价值牵引，带动软件质量和保障技术的发展成为重要趋势，未来突破的重点将在数据驱动的智能系统质量保障、 人机物融合场景下的系统可信增强、大规模复杂系统安全缺陷检测、物联网环境下的系统安全保障等方面。} “数据为中心”是人机物融合时代的最为突出的特征，数据工程和数据管理是未来软件构造和运行支撑的共性沉淀。在数据工程方面，需要应对异构数据整理、数据分析和数据安全与隐私保护等挑战。在数据管理方面，需研究如何管理大数据、特别是如何利用新硬件混合架构来实现大数据的管理。 -软件学科的发展呈现了纵横交错的发展态势，即共性沉淀和领域牵引相辅相成的格局。这在人机物融合时代复杂多变的应用和开放平台上将更为显现。在已有共性方法上发展领域特定方法，并反馈并带动新型共性方法的发展，是学科发展的有效途径。\wang{在人机物融合及软件定义一切的大背景下，以卫星、流程工业控制、智慧城市、无人自主系统等为代表的重大领域都蕴含着平台再造与整合的发展机遇，即以软件作为万能集成器对相关系统原有的软硬件和服务资源进行解构然后以平台化的方式进行重构，从而建立软件定义的融合发展平台。此外，高性能 CAE 软件系统等专用工程软件也是软件学科的重要关注点。在支撑实现高端装备、重大工程和重要产品的计算分析、模拟仿真与优化设计等重大应用价值外，其高效能、高精度、高定制的需求亦将推动软件技术的发展。} +软件学科的发展呈现了纵横交错的发展态势，即共性沉淀和领域牵引相辅相成的格局。这在人机物融合时代复杂多变的应用和开放平台上将更为显现。在已有共性方法上发展领域特定方法，并反馈并带动新型共性方法的发展，是学科发展的有效途径。\wang{在人机物融合及软件定义一切的大背景下，以卫星、流程工业控制、智慧城市、无人自主系统等为代表的重大领域都蕴含着平台再造与整合的发展机遇，即以软件作为万能集成器对相关系统原有的软硬件和服务资源进行解构然后以平台化的方式进行重构，从而建立软件定义的融合发展平台。此外，高性能 CAE 软件系统等专用工程软件也是软件学科的重要关注点。此类软件用于支撑高端装备、重大工程和重要产品的计算分析、模拟仿真与优化设计，具有重大应用价值；同时其高效能、高精度、高定制的需求亦将推动软件技术的发展。} -软件学科的发展离不开软件教育体系、内容、方法、手段的变革。\wang{软件教育需要构建包括顺应``软件定义一切''发展趋势的通识教育、针对人机物融合时代特点的专业教育、融合软件学科知识的其他学科专业教育和继续教育的完整体系，并建设发展相应的教育理念、方法和伦理。} +软件学科的发展离不开软件教育体系、内容、方法、手段的变革。\wang{软件教育需要构建包括顺应``软件定义一切''发展趋势的通识教育、针对人机物融合时代特点的专业教育、融合软件学科知识的其他学科专业教育和继续教育的完整体系，并建设发展相应的教育理念和方法。} %在此软件学科发展的新阶段，可以上述系统观、形态观、价值观和生态观的新视角，展望本学科的主要挑战和研究问题： %\begin{itemize}