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中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)小組

組長(zhǎng)：高鴻鈞李靜海

副組長(zhǎng)：秦大河韓宇

成員：王恩哥朱道本陳宜瑜傅伯杰李樹(shù)深楊衛(wèi) 王篤金蘇榮輝王長(zhǎng)銳于晟董國(guó)軒楊俊林馮雪蓮姚玉鵬王岐東張兆田楊列勛孫瑞娟陳擁軍

聯(lián)合工作組

組長(zhǎng)：蘇榮輝于晟

成員：龔旭孫粒高陣雨李鵬飛錢(qián)瑩潔薛淮馮霞馬新勇

顧問(wèn)專(zhuān)家組

（以姓氏拼音為序）

陳純陳左寧何積豐懷進(jìn)鵬李未廖湘科林惠民陸汝鈐呂建孫家廣王懷民楊芙清楊學(xué)軍趙沁平周巢塵

工作組

組長(zhǎng)：梅宏

成員（以姓氏拼音為序）：

白曉穎卜磊陳紅陳愷陳謀陳碧歡陳晉川陳一峯陳雨亭陳躍國(guó) 陳振宇崔斌鄧水光丁博杜小勇馮新宇高軍郝丹胡振江黃罡金芝李宣東劉超劉志明盧衛(wèi) 羅磊馬曉星毛曉光毛新軍梅宏莫?jiǎng)t堯彭鑫榮國(guó)平沈潔孫曉明孫艷春王戟王濤王懷民王林章王亞沙魏峻吳毅堅(jiān) 熊英飛許暢晏榮杰尹一通詹乃軍張峰張剛張健張路趙文耘鐘華周明輝鄒磊

秘書(shū) 組

組長(zhǎng)：王戟

成員（以姓氏拼音為序）：郝丹馬曉星彭鑫王戟周明輝

　　我們正處在一個(gè)變革的時(shí)代！新一輪工業(yè)革命、互聯(lián)網(wǎng)下半場(chǎng)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)成型展開(kāi)期……種種說(shuō)法不斷涌現(xiàn)。在這場(chǎng)“變革”的背后，“信息化”是其中的核心驅(qū)動(dòng)力，而軟件則是其中的基礎(chǔ)性使能技術(shù)。

　　在人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展史中，農(nóng)業(yè)社會(huì)延續(xù)了數(shù)千年。然而在不到300 年的時(shí)間內(nèi)，工業(yè)革命給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)翻天覆地的變化。工業(yè)化導(dǎo)致了工業(yè)社會(huì)，然而，即使是發(fā)展最快的美國(guó)，也直到 20 世紀(jì) 50年代才完成工業(yè)化歷程。從 40 年代第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)算起，信息技術(shù)才發(fā)展 80 年左右，而第一波信息化的浪潮，直到 70 年代末和 80 年代初才隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的大規(guī)模普及應(yīng)用而開(kāi)啟，可總結(jié)為以單機(jī)應(yīng)用為主要特征的數(shù)字化階段。從 90 年代中期起，以美國(guó)提出“信息高速公路”建設(shè)計(jì)劃為重要標(biāo)志，互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始了大規(guī)模商用進(jìn)程，信息化迎來(lái)了蓬勃發(fā)展的第二波浪潮，即以互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為主要特征的網(wǎng)絡(luò)化階段。經(jīng)過(guò)二十多年的快速發(fā)展和積累儲(chǔ)備，數(shù)據(jù)資源大規(guī)模聚集，其基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性地位日益凸顯，我們正在開(kāi)啟信息化的第三波浪潮，即以數(shù)據(jù)的深度挖掘和融合應(yīng)用為主要特征的智能化階段。

　　短短幾十年，信息化已廣泛并深刻地影響和改變了人類(lèi)社會(huì)。特別是在過(guò)去的二十多年，以互聯(lián)網(wǎng)為核心的信息技術(shù)深度滲入經(jīng)濟(jì)社會(huì)的方方面面，沖擊著原有的社會(huì)結(jié)構(gòu)，并逐漸編織起新的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，建立新的基礎(chǔ)設(shè)施，擴(kuò)散先進(jìn)的思維模式和行事方法，人類(lèi)逐漸進(jìn)入信息社會(huì)。信息技術(shù)正從助力社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的輔助工具向引領(lǐng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心引擎轉(zhuǎn)變，“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”正逐漸成型，即將進(jìn)入其爆發(fā)期和黃金期。毫無(wú)疑問(wèn)，信息技術(shù)及信息化帶來(lái)的這場(chǎng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)“革命”，在廣度、深度和速度上都將是空前的，也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們從工業(yè)社會(huì)獲得的常識(shí)和認(rèn)知，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的預(yù)期。

　　從技術(shù)視角考察信息社會(huì)，可以給出各種描述：萬(wàn)物數(shù)字化、數(shù)字孿生、萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)物三元空間融合、泛在計(jì)算、高速無(wú)線通信、智能應(yīng)用、智慧城市等。然而，無(wú)論如何，這將是一個(gè)高度依賴(lài)信息基礎(chǔ)設(shè)施的社會(huì)，而芯片和軟件是信息基礎(chǔ)設(shè)施最基本的構(gòu)成元素，因此這也是一個(gè)軟件無(wú)處不在的社會(huì)。軟件是信息基礎(chǔ)設(shè)施的有機(jī)構(gòu)成成分，是處理數(shù)據(jù)信息的工具、呈現(xiàn)知識(shí)智能的載體，是各類(lèi)智能應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)形式，更是各類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、平臺(tái)化的使能技術(shù)。就這個(gè)意義而言，這也是一個(gè)“軟件定義一切”（software defined everything）的社會(huì)。面向未來(lái)，軟件的角色和地位將比歷史上任何時(shí)候都更加重要和關(guān)鍵，軟件技術(shù)也將面臨比歷史上任何時(shí)候都更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。正是在這樣的一個(gè)時(shí)代背景下，受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與中國(guó)科學(xué)院學(xué)部聯(lián)合立項(xiàng)資助，啟動(dòng)了“軟件學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究”，希望通過(guò)實(shí)施該項(xiàng)目，可以系統(tǒng)地回顧和梳理軟件學(xué)科的基本架構(gòu)和內(nèi)涵、發(fā)展脈絡(luò)和規(guī)律、研究方法和成就，分析和梳理未來(lái)人機(jī)物融合計(jì)算模式對(duì)軟件技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，勾畫(huà)新時(shí)代軟件學(xué)科的架構(gòu)、內(nèi)涵和外延，指出值得重點(diǎn)關(guān)注的研究方向，進(jìn)而給出我國(guó)發(fā)展軟件學(xué)科的政策建議。

　　相對(duì)而言，軟件學(xué)科還是一個(gè)年輕的學(xué)科，但卻是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)、發(fā)展迅速的學(xué)科。“軟件”一詞的出現(xiàn)不過(guò) 60 來(lái)年，即使加上早期針對(duì)“程序”的研究，其學(xué)科發(fā)展也才近 70 年。然而，軟件技術(shù)體系已完成數(shù)輪螺旋式迭代升級(jí)，軟件范型的變遷，外化為軟件語(yǔ)言與軟件理論、軟件構(gòu)造方法、軟件運(yùn)行支撐、軟件度量與質(zhì)量評(píng)估，以及相應(yīng)的軟件支撐平臺(tái)的體系化協(xié)同發(fā)展。同時(shí)，軟件學(xué)科還是一個(gè)“入世”的學(xué)科，它和信息產(chǎn)業(yè)（特別是軟件產(chǎn)業(yè)）關(guān)系緊密、互動(dòng)頻繁。事實(shí)上，軟件學(xué)科和軟件產(chǎn)業(yè)已形成互為依賴(lài)、協(xié)同發(fā)展的共生體，這也使軟件學(xué)科的發(fā)展受自身規(guī)律和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求的雙輪驅(qū)動(dòng)。

　　從宏觀層面考察軟件學(xué)科的發(fā)展，可以看到若干重要趨勢(shì)：軟件應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域越來(lái)越廣，應(yīng)用內(nèi)涵越來(lái)越深，軟件運(yùn)行的平臺(tái)環(huán)境日益網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)雜化和開(kāi)放化，軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度呈數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)，軟件生態(tài)的全球化帶來(lái)錯(cuò)綜復(fù)雜的供應(yīng)鏈，軟件承載的社會(huì)責(zé)任越來(lái)越大，軟件學(xué)科的研究?jī)?nèi)容也涌現(xiàn)出更多的“科學(xué)”性。這些現(xiàn)象均昭示，軟件學(xué)科的發(fā)展到一個(gè)重要的歷史節(jié)點(diǎn)，需要系統(tǒng)性地回顧和梳理，更需要戰(zhàn)略性地界定和謀劃。

　　本項(xiàng)目自 2017 年啟動(dòng)，為期兩年。為圓滿(mǎn)完成項(xiàng)目任務(wù)，我們設(shè)計(jì)了由顧問(wèn)專(zhuān)家組、工作組和秘書(shū)組構(gòu)成的項(xiàng)目組架構(gòu)，并制定了詳細(xì)的工作推進(jìn)計(jì)劃。顧問(wèn)專(zhuān)家組由軟件領(lǐng)域的中國(guó)科學(xué)院/中國(guó)工程院院士組成，對(duì)項(xiàng)目研究工作給予指導(dǎo)，對(duì)項(xiàng)目研究成果給出評(píng)審意見(jiàn)和咨詢(xún)建議；工作組由來(lái)自國(guó)內(nèi)數(shù)十家單位的學(xué)者組成，分為軟件理論（張健和胡振江牽頭）、軟件工程（金芝和李宣東牽頭）、系統(tǒng)軟件（王懷民和杜小勇?tīng)款^）、軟件生態(tài)（趙文耘和周明輝牽頭）和軟件學(xué)科教育（毛新軍牽頭）五個(gè)專(zhuān)題組，負(fù)責(zé)相關(guān)主題的研究工作和文稿撰寫(xiě)。秘書(shū)組由王戟牽頭，組員有周明輝、馬曉星、郝丹和彭鑫，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的協(xié)調(diào)推進(jìn)和總體報(bào)告的撰寫(xiě)匯總。參與本書(shū)研討、撰寫(xiě)和意見(jiàn)反饋的專(zhuān)家涉及海內(nèi)外近百名學(xué)者。他們出于對(duì)軟件學(xué)科發(fā)展的濃厚興趣，秉承對(duì)我國(guó)軟件事業(yè)發(fā)展的使命感，基于在軟件領(lǐng)域長(zhǎng)期耕耘所積累的豐富經(jīng)驗(yàn)、深厚知識(shí)和深刻洞察，在自己教學(xué)、科研任務(wù)繁重的情況下，積極參與項(xiàng)目工作，為本書(shū)的順利完成做出重要貢獻(xiàn)。

　　兩年多里，我們先后召開(kāi)了六次大規(guī)模的全體工作組會(huì)議、數(shù)十次專(zhuān)題組和秘書(shū)組會(huì)議，并在全國(guó)軟件與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議（NASAC 2018）和中國(guó)計(jì)算機(jī)大會(huì)（CNCC 2019）等多個(gè)場(chǎng)合報(bào)告本項(xiàng)目的進(jìn)展；多次將階段研究進(jìn)展和成果呈顧問(wèn)專(zhuān)家組審閱、指導(dǎo)；邀請(qǐng)近 40名海內(nèi)外知名學(xué)者參加以“軟件自動(dòng)化”為主題的雁棲湖會(huì)議。

　　工作組內(nèi)外專(zhuān)家的辛勤努力，終匯成此書(shū)。本書(shū)第一部分回顧軟件和軟件技術(shù)的發(fā)展歷程；第二部分從頂層闡述“軟件作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)”這一發(fā)展趨勢(shì)下軟件學(xué)科的方法論新內(nèi)涵，并分主題方向闡述學(xué)科發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)及未來(lái)方向；第三部分回顧我國(guó)軟件學(xué)科的簡(jiǎn)要?dú)v程，并從科研、教育和產(chǎn)業(yè)三個(gè)方面提出若干政策建議。白曉穎、杜小勇、胡振江、金芝、李宣東、毛新軍、王懷民、王林章、張健、趙文耘及秘書(shū)組分別組織并負(fù)責(zé)了各章節(jié)撰寫(xiě)，秘書(shū)組和我本人完成了全書(shū)的統(tǒng)稿與定稿。

　　在本項(xiàng)目研究過(guò)程中，還產(chǎn)生了一個(gè)副產(chǎn)品，即在 2019 年第一期的《軟件學(xué)報(bào)》上組織發(fā)表了九篇綜述文章，介紹了相關(guān)學(xué)科分支的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀。本書(shū)的最后成稿，不少內(nèi)容來(lái)自這些綜述文章。

　　本項(xiàng)目研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委和中國(guó)科學(xué)院的聯(lián)合資助，在此再致謝意！

　　囿于知識(shí)和能力所限，書(shū)中難免存在疏漏和不足，懇請(qǐng)廣大讀者諒解并給予批評(píng)指正。

　　梅宏

　　中國(guó)科學(xué)院院士

　　中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)

　　2020 年 5 月

目錄總序

前言

摘要

Abstract

總論

第一節(jié) 軟件與軟件學(xué)科

一、軟件

二、軟件的重要作用

三、軟件學(xué)科

四、軟件學(xué)科的重要地位

第二節(jié) 發(fā)展歷程與發(fā)展規(guī)律

一、軟件學(xué)科發(fā)展歷程

二、軟件學(xué)科發(fā)展規(guī)律

三、我國(guó)的軟件學(xué)科、教育與產(chǎn)業(yè)

第三節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、軟件成為基礎(chǔ)設(shè)施

二、軟件學(xué)科的拓展

三、軟件學(xué)科的新理解

四、學(xué)科研究的主要問(wèn)題

第四節(jié) 政策建議

一、加強(qiáng)軟件基礎(chǔ)前沿研究

二、升級(jí)完善軟件學(xué)科高等教育體系

三、構(gòu)建軟件產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展環(huán)境

第五節(jié) 本章小結(jié)

中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略軟件科學(xué)與工程

第一篇軟件學(xué)科發(fā)展回顧

第一章引言

第一節(jié) 軟件發(fā)展簡(jiǎn)史

一、人力/機(jī)械計(jì)算時(shí)代

二、電子計(jì)算時(shí)代

三、軟件和軟件工程的出現(xiàn)

四、軟件發(fā)展的主線

第二節(jié) 軟件學(xué)科的內(nèi)涵、發(fā)展規(guī)律和基本架構(gòu)

一、內(nèi)涵與學(xué)科特征

二、學(xué)科發(fā)展的基本規(guī)律

三、軟件學(xué)科的基本架構(gòu)

第三節(jié) 本章小結(jié)

第二章程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與理論

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

一、語(yǔ)言的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及生命周期

二、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展

第三節(jié) 程序理論

一、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法

二、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的類(lèi)型系統(tǒng)

三、程序的語(yǔ)義

四、程序的規(guī)約

五、程序設(shè)計(jì)理論框架

第四節(jié) 程序正確性構(gòu)造

一、程序驗(yàn)證

二、程序的自動(dòng)綜合

三、程序的精化

第五節(jié) 本章小結(jié)

第三章系統(tǒng)軟件

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 操作系統(tǒng)

一、單道批處理操作系統(tǒng)

二、多道和分時(shí)主機(jī)操作系統(tǒng)

三、個(gè)人/嵌入式操作系統(tǒng)

四、智能終端操作系統(tǒng)

第三節(jié) 編譯系統(tǒng)

一、從匯編器到高級(jí)程序編譯器

二、面向程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的編譯系統(tǒng)

三、針對(duì)多核/眾核架構(gòu)優(yōu)化的編譯系統(tǒng)

第四節(jié) 中間件

一、早期的中間件

二、面向內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的中間件

三、面向互聯(lián)網(wǎng)的中間件

四、面向人機(jī)物融合應(yīng)用的中間件

第五節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

一、層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)

二、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

三、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)

四、大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

第六節(jié) 本章小結(jié)

第四章軟件工程

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

一、軟件工程方法

二、軟件工程過(guò)程

三、軟件質(zhì)量保障

四、軟件工程工具

第三節(jié) 需求工程和領(lǐng)域工程

第四節(jié) 本章小結(jié)

第五章軟件產(chǎn)業(yè)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 軟件產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)

第三節(jié) 軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程概覽

第四節(jié) 不同階段和視角的軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)

一、軟件產(chǎn)業(yè)與軟件技術(shù)的互動(dòng)

二、以產(chǎn)品化為特征的軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)

三、以服務(wù)化為特征的軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)

四、以融合化為特征的軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)

五、開(kāi)發(fā)視角的軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)

第五節(jié) 本章小結(jié)

第二篇新時(shí)代的軟件學(xué)科

第六章引言

第一節(jié) 軟件作為基礎(chǔ)設(shè)施

第二節(jié) 軟件學(xué)科范疇的拓展

第三節(jié) 軟件學(xué)科的新理解

一、系統(tǒng)觀

二、形態(tài)觀

三、價(jià)值觀

四、生態(tài)觀

第四節(jié) 軟件學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)

第七章軟件理論

第一節(jié) 重大挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、新型計(jì)算模型及其算法與程序理論

二、面向泛在計(jì)算平臺(tái)的軟件構(gòu)造與驗(yàn)證理論

三、面向人機(jī)物融合的復(fù)雜系統(tǒng)軟件理論

第二節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容

一、量子計(jì)算模型的算法復(fù)雜性理論與程序驗(yàn)證

二、大數(shù)據(jù)計(jì)算模型的算法與復(fù)雜性分析

三、異構(gòu)與多態(tài)、并行與分布計(jì)算的程序理論

四、信息物理融合系統(tǒng)的建模與分析

五、人機(jī)物融合系統(tǒng)的軟件建模與驗(yàn)證

六、學(xué)習(xí)賦能的軟件系統(tǒng)分析與驗(yàn)證

七、面向軟件分析與驗(yàn)證的自動(dòng)推理及約束求解

第三節(jié) 本章小結(jié)

第八章程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與支撐環(huán)境

第一節(jié) 重大挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、面向泛在計(jì)算的語(yǔ)言的定制

二、多范式程序設(shè)計(jì)的語(yǔ)言支持

三、大數(shù)據(jù)處理的程序語(yǔ)言支持

四、面向人機(jī)物融合的泛在范式的編譯技術(shù)

五、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的安全性保障

第二節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容

一、多范式和領(lǐng)域特定的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

二、面向數(shù)據(jù)管理統(tǒng)計(jì)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

三、面向軟件定義網(wǎng)絡(luò)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

四、離散和連續(xù)混成系統(tǒng)的語(yǔ)言和工具

五、支持共享內(nèi)存模型的并發(fā)程序設(shè)計(jì)

六、智能合約的設(shè)計(jì)語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境

七、支持最終用戶(hù)編程的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

八、程序設(shè)計(jì)框架和開(kāi)發(fā)環(huán)境

九、特定領(lǐng)域語(yǔ)言的元編程和開(kāi)發(fā)環(huán)境

十、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的生態(tài)及其演化規(guī)律

第三節(jié) 本章小結(jié)

第九章軟件開(kāi)發(fā)方法與技術(shù)

第一節(jié) 重大挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、復(fù)雜場(chǎng)景分析與建模

二、群體智能開(kāi)發(fā)

三、人機(jī)協(xié)作編程

四、開(kāi)發(fā)運(yùn)維一體化

第二節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容

一、人機(jī)物融合場(chǎng)景建模

二、系統(tǒng)自適應(yīng)需求分析

三、系統(tǒng)內(nèi)生安全規(guī)約獲取

四、群體智能軟件生態(tài)

五、群體智能開(kāi)發(fā)方法

六、群體智能協(xié)同演化

七、群體智能軟件支撐環(huán)境

八、面向機(jī)器編程的代碼生成

九、面向人機(jī)協(xié)作的智能開(kāi)發(fā)環(huán)境

十、開(kāi)發(fā)過(guò)程建模與優(yōu)化

十一、軟件系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)管理

十二、安全和可信的開(kāi)發(fā)運(yùn)維一體化

十三、開(kāi)發(fā)運(yùn)維一體化的組織與管理

十四、微服務(wù)軟件體系結(jié)構(gòu)

第三節(jié) 本章小結(jié)

第十章操作系統(tǒng)與運(yùn)行平臺(tái)

第一節(jié) 重大挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、支持軟件定義的新型運(yùn)行平臺(tái)架構(gòu)

二、泛在資源的高效虛擬化和靈活調(diào)度

三、基于連接協(xié)調(diào)的資源聚合與應(yīng)用協(xié)同

四、復(fù)雜軟件系統(tǒng)適應(yīng)演化的共性支撐

五、人機(jī)物融合過(guò)程中的安全與隱私保護(hù)

第二節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容

一、新型硬件資源管理和調(diào)度技術(shù)

二、面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)化技術(shù)

三、軟硬協(xié)同的安全攻防對(duì)抗技術(shù)

四、面向分布計(jì)算環(huán)境的資源虛擬化技術(shù)

五、跨節(jié)點(diǎn)的資源高效按需聚合技術(shù)

六、多租戶(hù)條件下的主動(dòng)防御技術(shù)

七、基于區(qū)塊鏈的新型分布架構(gòu)運(yùn)行支撐技術(shù)

八、物理和社會(huì)資源的抽象及管控技術(shù)

九、運(yùn)行平臺(tái)支持的軟件持續(xù)演化技術(shù)

十、基于開(kāi)源和眾包的操作系統(tǒng)生態(tài)鏈構(gòu)建技術(shù)

第三節(jié) 本章小結(jié)

第十一章數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)工程

第一節(jié) 重大挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、大數(shù)據(jù)管理的挑戰(zhàn)

二、新型硬件與混合架構(gòu)的挑戰(zhàn)

三、異構(gòu)數(shù)據(jù)整理的挑戰(zhàn)

四、數(shù)據(jù)隱私保護(hù)與數(shù)據(jù)安全的挑戰(zhàn)

第二節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容

一、分布式數(shù)據(jù)管理

二、云數(shù)據(jù)管理

三、圖數(shù)據(jù)管理

四、新型硬件數(shù)據(jù)管理

五、內(nèi)存數(shù)據(jù)管理

六、多源數(shù)據(jù)集成

七、數(shù)據(jù)整理

八、數(shù)據(jù)分析

九、數(shù)據(jù)可視化

十、數(shù)據(jù)隱私

十一、數(shù)據(jù)安全

第三節(jié) 本章小結(jié)

第十二章軟件質(zhì)量與安全保障

第一節(jié) 重大挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能系統(tǒng)質(zhì)量保障

二、人機(jī)物融合場(chǎng)景下的系統(tǒng)可信增強(qiáng)

三、大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)安全缺陷檢測(cè)

四、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的系統(tǒng)安全保障

第二節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容

一、軟件預(yù)期的外延擴(kuò)展和符合性評(píng)估

二、開(kāi)放空間下的缺陷分析與漏洞挖掘技術(shù)

三、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為監(jiān)控與容錯(cuò)

四、數(shù)據(jù)及智能模型的質(zhì)量分析與評(píng)估

五、智能系統(tǒng)測(cè)試

六、安全缺陷檢測(cè)、定位、修復(fù)和預(yù)警

七、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的測(cè)試技術(shù)

八、過(guò)程改進(jìn)與預(yù)防式軟件質(zhì)量保障

第三節(jié) 本章小結(jié)

第十三章面向人機(jī)物融合的新型軟件系統(tǒng)

第一節(jié) 衛(wèi)星系統(tǒng)

一、參考體系結(jié)構(gòu)

二、關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

三、未來(lái)研究方向

第二節(jié) 流程工業(yè)控制系統(tǒng)

一、參考體系結(jié)構(gòu)

二、關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

三、未來(lái)研究方向

第三節(jié) 智慧城市系統(tǒng)

一、參考體系結(jié)構(gòu)

二、關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

三、未來(lái)研究方向

第四節(jié) 無(wú)人自主系統(tǒng)

一、參考體系結(jié)構(gòu)

二、關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

三、未來(lái)研究方向

第五節(jié) 高性能 CAE 軟件系統(tǒng)

一、參考功能特征

二、關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

三、未來(lái)研究方向

第六節(jié) 本章小結(jié)

第十四章軟件生態(tài)

第一節(jié) 重大挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、軟件供應(yīng)鏈的復(fù)雜性

二、個(gè)體參與生態(tài)的困難性

三、群體協(xié)作的不可控性

四、生態(tài)的可持續(xù)性

第二節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容

一、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軟件度量和分析方法

二、軟件供應(yīng)鏈的度量與分析

三、個(gè)體學(xué)習(xí)與群體協(xié)作的研究

四、軟件生態(tài)機(jī)制機(jī)理的研究

第三節(jié) 本章小結(jié)

第十五章軟件學(xué)科教育

第一節(jié) 重大挑戰(zhàn)問(wèn)題

一、普及教育問(wèn)題

二、跨學(xué)科教育問(wèn)題

三、專(zhuān)業(yè)教育問(wèn)題

四、教育理念和方法改革問(wèn)題

五、軟件倫理建設(shè)問(wèn)題

第二節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容

一、以“知識(shí)普及+思維培養(yǎng)”為核心的普及教育

二、以“復(fù)合型+創(chuàng)新型”為目標(biāo)的跨學(xué)科教育

三、以“知識(shí)體系＋能力培養(yǎng)”為核心的專(zhuān)業(yè)教育

四、以“探尋規(guī)律+方法創(chuàng)新”為主體的教育理念和方法改革

五、以“規(guī)范內(nèi)涵+自動(dòng)檢測(cè)”為核心的軟件倫理建設(shè)

第三節(jié) 本章小結(jié)

第三篇中國(guó)軟件學(xué)科發(fā)展建議

第十六章學(xué)科發(fā)展回顧

第一節(jié) 軟件科研

一、創(chuàng)業(yè)起步、自主仿制

二、全面開(kāi)放、進(jìn)入主流

三、加強(qiáng)創(chuàng)新、前沿競(jìng)爭(zhēng)

第二節(jié) 軟件教育

第三節(jié) 軟件產(chǎn)業(yè)

第四節(jié) 本章小結(jié)

第十七章學(xué)科發(fā)展建議

第一節(jié) 加強(qiáng)軟件基礎(chǔ)前沿研究

一、加強(qiáng)面向人機(jī)物融合泛在計(jì)算模式的軟件理論研究

二、加強(qiáng)面向泛在計(jì)算的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其支撐環(huán)境研究

三、布局基于軟件定義方法的泛在操作系統(tǒng)原理和技術(shù)研究

四、探索以數(shù)據(jù)為中心的新型應(yīng)用開(kāi)發(fā)運(yùn)行模式及其平臺(tái)支撐

五、加強(qiáng)對(duì)大規(guī)模代碼和項(xiàng)目的供應(yīng)鏈與生態(tài)行為研究

六、重視軟件技術(shù)研究和應(yīng)用的價(jià)值取向與管理

第二節(jié) 升級(jí)完善軟件學(xué)科高等教育體系

一、布局面向全體大學(xué)生的軟件通識(shí)教育

二、重構(gòu)軟件學(xué)科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系

三、開(kāi)展面向其他學(xué)科專(zhuān)業(yè)的軟件工程教育

四、構(gòu)建并開(kāi)放軟件教育支撐平臺(tái)

第三節(jié) 構(gòu)建軟件產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展環(huán)境

一、完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)

二、大力發(fā)展融合應(yīng)用

三、布局新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

四、積極培育開(kāi)源生態(tài)

五、推進(jìn)公共數(shù)據(jù)開(kāi)放

參考文獻(xiàn)

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