西门子S7-200模块CPU226CN中央控制器

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西门子软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。软件一般被划分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件软件。软件并不是只包括可以在计算机（这里的计算机是指广义的计算机）上运行的程序，与这些程序相关的文档、数据等元素一般也被认为是软件的一部分。

随着计算机技术的迅速发展和广泛应用，社会对软件的需求也与日俱增，软件在计算机系统中的比重不断增大。现代社会已经离不开软件。国家基础设施和公共建设，工业制造、金融、交通等行业，软件已经成为必不可少的一部分。软件可以将劳动生产率水平进一步提高，促进经济全球化、经济增长集约化、环保经济绿色化、军事技术信息化，甚至影响和改变着人类的生活方式。软件从西门子初的计算机硬件的附属品，仅仅作为计算机硬件的运行和做一些简单的计算与数据处理的程序，发展到今天大规模的封闭或开放式的系统软件和应用软件。有的软件的源代码甚至超过千万行。例如，美国阿波罗计划的软件长达1000万行，航天飞机计划的软件更是长达4000万行，桌面操作系统为千万级量级规模。如今，物联网技术、云计算、大数据、移动互联网融合发展，为生产生活、社会管理带来深刻变化。现代软件技术结合物联网、大数据、云计算和移动互联网、虚拟现实、大规模并行计算等一系列技术让“智慧城市”与“智慧交通”的美好画卷正在变成现实。

软件是抽象的，是人类逻辑思维的产物，它不受物质材料的限制，也不受物理定律或加工过程的制约，这一特性使软件工程得以简化，因为软件的潜能不受物理因素的限制；另外一方面，由于缺乏自然约束，软件系统的实现在实施过程中，容易变得极为复杂，理解它会很困难、改变它付出的代价更加高昂。软件规模的增长，使其复杂度也随之大大增加，而高复杂度和高可靠性的不相容性，经过简化，这个发现被归纳为“摩尔定律”：每个芯片上晶体管的数目每12个月将会增加一倍。戈登·摩尔的发现不基于

任何特定的科学或工程理论，只是真实情况的映射总结。硅芯片行业注意到了这个定律，没有简单地把它当作一个描述的、预言性质的观察，而是作为一个说明性的、重要的规则、整个行业努力的目标。

除此之外，还有一个与摩尔定律相对的洛克定律（Rock's law），强调了生产中的成本因素。通过观察可知，芯片制造厂商的成本每4年便会增加一倍。技术的进步以不断为芯片上晶体管数量的增加铺平道路，但是芯片生产设施的建造会十分昂贵，而更小、更便宜的处理器的使用还在不断增加。

硬件技术在不断发展，但现在，这种发展轨迹要告一段落了。由于同样小的空间里集成越来越多的硅电路，产生的热量也越来越大，这种原本两年处理能力加倍的速度已经慢慢下滑，原本的摩尔定律在逐步失效。目前，行业研究规划蓝图新的战略是“超越摩尔”（More than Moore）：与以往首先改善芯片、软件随后跟上的发展趋势不同，以后半导体行业的发展将首先看软件从手机到超级计算机再到云端的数据中心——然后反过来看要支持软件和应用的运行需要什么处理能力的芯片来支持。

这种局势的转变使得人们更加强调软件的重要性。计算机的应用日益广泛、深入，然而硬件的进步只是为计算机系统提供了潜在的能力，如果没有软件来驾驭和开发这种能力，人类并不能有效地使用计算机，因此，软件已成为限制计算机系统发展的关键因素。

计算机软件是一个逻辑的而

的系统，它具有与硬件显著的不同特点。它的主要工作集中在定义、开发、维护等纯智力活动方面。随着软件需求的剧增，软件规模不断增大，软件数量急剧膨胀。在程序运行时发现的错误必须设法改正；用户有了新的需求时必须相应地修这种“闭门造车”的开发方式必然导致西门子终的产品不符合用户的实际需要。

（3）大型软件项目需要组织一定的研发人力共同完成。软件项目管理人员缺乏开发大型软件系统的经验及软件开发各类人员的信息交流不及时、不准确，有时还会产生误解，这些都会导致软件质量无法得到保证。

（4）软件系统中的错误难以消除。软件是逻辑产品，质量问题很难以统一的标准度量，因而造成质量控制困难。软件产品并不是没有错误，而是盲目检测很难发现错误，而隐藏下来的错误往往是造成重大事故的隐患，这些都会导致软件产品出现质量问题。

（5）软件常常是不可维护的。很多程序中的错误是非常难改正的，实际上不可能使这些程序适应新的硬件环境，也不能根据用户的需求在原有程序中增加一些新的功能。“可重用的软件”还是一个没有完全做到的、正在努力追求的目标，人们仍然在重复开发类似的或基本类似的软件。

（6）软件通常没有适当的文档资料。错误的观点经常认为：软件就是程序。程序代码写完软件也就设计完了。实际上软件不仅仅是程序，还应该有一整套文档资料。这些文

料应该是软件开发过程中产生出来的，而且应该是和程序代码完全一致的。软件开发过程中，基线是软件文档和源代码的一个稳定版本，它是进一步开发的基础。软件开发组织的管理人员可以使用这些文档资料作为“里程碑”，来管理和评价软件开发工程的进展状况；软件开发人员可以利用它们作为通信工具，在软件开发过程中准确地交流信息；对于软件维护人员而言，这些文档资料更是必不可少的。缺乏必要的文档资开始出现，他们多是经过训练的数学家和电子工程师。20世纪60年代，美国大学里开始出现授予计算机专业的学位，教学生如何编写软件。软件产业从零开始起步，在短短的50多年的时间里迅速发展成为推动人类社会发展的龙头产业，并造就了一批百万、亿万富翁。随着信息产业的发展，软件对人类社会越来越重要。

现在的世界正在进入一个“软件无处不在”的时代，我们每天的生活，时刻都离不开这样或那样的软件。软件（software）是计算机系统中与硬件（hardware）相互依存的另一部分，它包括程序（program）、相关数据（data）及其说明文档（document）。其中，程序是按照事先设计的功能和性能要求执行的指令序列，数据是程序能正常操纵信息的数据结构，文档是研究表明，软件项目的平均成功率大概在30%。大概50%的项目超出预算和*后期限，或者存在特定缺陷。另外，还有20%左右的项目彻底失败。*终完成的项目也总是存在着错误多、性能低、不可靠、不安全等质量问题。

软件的错误可能导致巨大的财产损失。1996年6月4日，欧洲航天局Ariane 5火箭在发射37秒之后，偏离了飞行路径，突然发生爆炸，火箭上载有价值数亿美元的通信卫星。事后的调查显