第16讲 软件进化论.ppt

第16讲 软件进化论 一、软件进化论研究的内容 二、软件的大小进化 三、软件生态系统 四、软件基因 五、软件分子与细胞 六、软件器官与软件脑 背景材料 3)编码实现 软件编码实现的任务有两个，一个是每一个程序的编码，一个是整个软件的测试组装。 (2)整个软件的测试组装，就是将所有的程序，根据软件的总体结构，内外接口设计和运行组合/控制等组装成最后的软件产品结果。见图6-33。 6.软件基因突变 　　软件基因突变是软件基因内部某一位点或基因片段的结构发生改变，使其由原来的存在状态变为另一种新的存在状态。软件基因改变可能会导致软件本该有的某一或某些功能或性能改变。 　　软件基因突变有三种形式： 　　(1)基因点/片段被取代。 　　(2)基因点/片段丢失。 　　(3)基因点/片段被嵌入。 　　软件基因突变的结果有好有坏，有利于人的一面，也有不利于人的一面。总的来说，不利的多，有利的少。 　　软件基因突变结果一般有三种可能：有利，不利，无利无害。 五、软件分子与细胞 　　1.软件最小元素及关系 　　数据是软件组成的最小元素，是组成软件的最小“材料”单位，而彼此之间的基本运算则构成了最小“材料”单元之间的关系。 　　(1)数据类型 　　数据通常有以下5种基本类型：1）整数类型、2）实数类型、3）字符类型、4）日期/时间类型、5）布尔类型。这5种基本类型的数据”材料”是软件最小元素,类似与化学元素。 　　(2)数据基本运算 　　数据基本运算包括三类，它们是算术运算、关系运算和逻辑运算。见表7-1。 2. 软件小分子----数据结构 　　(1)数据结构定义 　　数据结构是计算机中的操作对象（数据元素）以及它们之间的关系和运算。它作为一门独立的课程1968年由美国唐·欧·克努特教授开创，他所著的《计算机程序设计技巧》第一卷《基本算法》是第一本较系统地阐述数据的逻辑结构和存储结构及其操作的著作。 数据结构的形式定义为一个二元组： 　　Data-Structure=(D，S) 　　其中：D是数据元素的有限集，S是D上关系的有限集。 　　(2)数据结构定义 　　数据元素相互之间的关系称为结构。有四类基本结构：集合、线性结构、树形结构、图状结构（网状结构）。 3.软件大分子----基本程序结构 　　软件大分子，实际上就是三种最基本的程序结构，它们是： 　　(1)顺序结构 　(2)条件结构 　　(3)循环结构 4.原核软件细胞模型设计 　　1)初型模仿 　　“原核软件细胞模型”是指以生物原核细胞为基础设计的一种“软件模型”。在此，简称为“原核软件模型”。与生物原核细胞相似，“原核软件细胞”（简称为“原核软件”），包括“细胞壁”、“细胞膜”、“细胞质”、“核质体”4部分。为了使“原核软件”模型具有更大的适应性，它的设计还应该包括附件：夹膜、鞭毛、菌毛等。见图7-5。 2)原核软件模型详细设计 　　为使其能在计算机上得到应用和实现，必须进行进一步详细设计，使其具有软件实现（编码）的可操作性。原核软件由“软件界面”、“程序包集”、“外连接器”3个部分。如图7-7。 5.真核软件细胞模型框架设计 　　1)初型模仿 　　“真核软件细胞模型”（简称为“真核软件模型”）是指以生物真核细胞为基础设计的一种“软件模型”。与生物真核细胞相似，“真核软件细胞”（简称为“真核软件”），包括“细胞壁”、“细胞膜”、“细胞器”和“细胞核”，以及细胞外基质部分构成。于是，可给出“真核软件” 初型。见图7-10。 2)真核软件模型详细设计 　　为了使其能在计算机上得到应用和实现，必须进行进一步详细设计，使其具有软件实现（编码）的可操作性。见图7-12。 六、软件器官与软件脑 1.软件机体 　　人类已经进入了“人球系统”时代。“软件机体”是一个以人为主导，利用计算机硬件，软件，网络通讯设备以及线路，对软件政治、经济和文化数据进行全面的收集，传输，加工，存储，更新和维护，产生有利于人类发展，提高人类政治、经济和文化活动的效率的信息，支持人类的各级决策的集成化人机系统。 　　“软件机体”是在人类社会的自然环境，社会硬件条件的基础上，建立起的人类全部思想智慧的系统。因此，“软件机体”是一个高智能的庞大系统。 　　 　　从系统论和生物理论的角度观察，软件机体似乎更像一个高智慧的庞大“动物”，它不仅懂得自调控的规律，而且能自觉地研究和掌握如何通过调控，调动系统的一切有利因素，发挥进化的对象性去进行加工、创造、物化信息，向更高的系统时代进军。“软件机体”的每个成员（行业机构，企业，个体的人，计算机网络，软件系统等）都自觉地促进系统的调控而协同工作，系统也自觉地通过自调控调动系统每个成员的智慧和作用。 2.软件脑 　　如果说“软件机体”是人体的模