GPT-4 开启 “软件工程3.0” 全新时代

技术琐话 2023-03-25 08:33 发表于陕西

以下文章来源于软件质量报道，作者朱少民

希望这篇文章 成为 “软件工程3.0” 开创性的宣言。为了定义 “软件工程3.0”，让我们先定义 “软件工程1.0”、 “软件工程2.0” 。先简单说明一下，用软件版本号的方式 “1.0、2.0、3.0” 来分别定义第一代、第二代、第三代 软件工程，符合软件工程的习惯，而且简洁明了。1. 软件工程 1.0

“软件工程1.0” 即第一代软件工程，自然是受建筑工程、水利工程等影响的传统软件工程，它的诞生可以追溯到1968年。在上个世纪五、六十年代软件出现危机，大家还记得布鲁克斯（Frederick P. Brooks）在《人月神话》一书中所描述的场景：软件开发被喻为让众多史前巨兽痛苦挣扎，却无力摆脱的焦油坑。软件危机迫使人们去寻找产生危机的内在原因，进而找出消除危机的解决方案。面对”软件危机”，人们调查研究了软件开发的实际情况，逐步认识到采用工程化的方法从事软件系统的研发和维护的必要性。为了克服这一危机，大家走到一起，共同探讨以获得问题的解决途径，于是在1968年NATO的计算机科学家在联邦德国召开国际会议，讨论软件危机问题，正式提出了“软件工程”（software engineering）这一术语，从此一门新的工程学科诞生了，软件工程才得以不断发展，逐渐成熟起来。传统软件工程主要向土木工程、工业工程学习，吸收其百年实践积累下来的实践方法和经验、沉淀下来的思想。软件工程1.0体现了下列一些特征：

• 产品化：交付符合质量标准的组件、构件和系统
  
• 过程决定结果：流程质量决定产品质量，一环扣一环，相信良好的过程产生良好的产品，关注过程胜过关注人，也非常关注过程评估和过程改进，如CMM（过程成熟度模型）是其典型代表。
• 阶段性明确，需求评审通过了，才能开始设计；设计评审通过了，才能开始实施（编程），编程结束了再进行测试等，如瀑布模型是其典型代表。
  
• 责任明确：角色定义清楚，分工细致；
  
• 文档化：强调规范的文档，大量的文档模板；
  
• 计划性强：完整的计划，严格控制变更；
  
• 建筑工程的框架结构设计，在软件工程上表现为以架构设计为中心。
  
• 现代制造业流水线的启发——软件工厂思想。
• 注重项目管理：围绕项目开展管理工作，包括风险预防、里程碑控制和关键路径法等。
  
• 以顾客为中心的全面质量管理。
• 预防为主，检验为辅，即缺陷预防思想。

2. 软件工程 2.0

在2008年，我写的《软件工程导论》中，相对传统软件工程，我定义了现代软件工程，那时，我没能预见到今天人工智能的巨大力量。15年后，我将受互联网、开源软件运动、敏捷/DevOps开发模式所影响并最终形成的、建立在SaaS（软件即服务）、Cloud之上的软件工程定义为 “软件工程2.0”。没有互联网（Internet），就没有Cloud、没有SaaS，我们对软件就不能部署在软件研发公司自己的数据中心，持续交付（CD）就没有意义，因为无法做到将包装盒形式的软件产品持续交付到客户手中，敏捷、DevOps也就难以实施，虽然可以在内部实现持续集成（CI），其价值会降低不少。开源软件运动让我们认识到 “软件过程”、“软件管理”不是非常重要，至少不是第一要素，第一要素还是人，其次是软件架构（微服务、serverless等）和代码质量，使软件容易演化（如架构可扩展性、代码的可维护性）。而且客户或用户始终希望我们能够按时交付高质量的产品，又认可软件的灵活性，希望软件能够具有随需应变的能力，及时进行必要的修改来满足业务的新需求。同时，软件又是一种知识型产品，需要创造性，并依赖每个研发人员的创造力和积极性。所有这些引导人们新的思考，引导人们不断认识软件工程，从而在2001年17位软件开发轻量型流派掌门人联合签署了敏捷宣言：

之后逐渐形成了敏捷/DevOps开发模式、精益软件开发模式等，即让软件工程进入2.0时代。软件工程2.0的特征可以简单概括为下列几点：

• SaaS（软件即服务）：软件更多是以一种服务存在；
  
• 以人为本：个体与协作胜于流程和工具，充分发挥个人和团队的创造性和潜力；
  
• 拥抱变化：敏捷开发或轻量级过程，加速迭代，以不变应万变。
• 持续性：阶段性不明确，持续构建、持续集成、持续测试、持续交付，以时间换空间，消除市场风险；
• 融合：强调测试开发融合，开发与运维融合，推崇全栈工程师等。
  
• 真正把用户放在第一位：用户、产品经理尽可能参与团队研发过程中，注重用户体验，千人千面；
  
• 强调价值交付：只做对用户有价值的事情，加速价值流的流动；
  
• 知识管理，将软件工程纳入知识管理的范畴。
• 史诗般故事、用户故事、站立会议，让软件研发工作更有趣、更健康。
  
• ......

3. 软件工程 3.0

在技术突破和创新方法的推动下，软件工程的世界发展越来越快，而最近的突破就是GPT-4等人工智能（AI）语言大模型的出现。GPT-4出来了，大家都很震惊，尤其惊讶于从GPT-3到GPT-4的进化速度。GPT-4是一种基于RLHF(人类反馈强化学习) 、多模态的语言大模型，它比其前身GPT-3.5有了显著的改进，GPT-4具有强大的识图能力、文字输入限制提升至 2.5 万字、回答准确性显著提高。因此GPT-4能够执行一系列复杂的任务，如代码生成、错误检测、软件设计等。正如文章谷歌工程主管：程序员的职业生涯将在 3 年内被AIGC终结 中的观点： “ChatGPT和GitHub Copilot预示着编程终结的开始”、“这个领域将发生根本性的变化”、“当程序员开始被淘汰时，只有两个角色可以保留：产品经理和代码评审人员。”...... 这篇文章是在GPT-4发布前写的，而GPT-4要强大多，所以对软件研发的影响更为显著。考虑到它的发展速度，在不久的将来，甚至从今天开始，AI就开始逐渐接手一些软件研发的工作，我们通过将GPT-4+（指GPT-4及其未来升级的版本）融入到软件研发生命周期中，研发人员的使命发生变化，GPT-4+重新定义了开发人员构建、维护和改进软件应用程序的方式，之后的软件开发会依赖这种全新的语言交流方式（类似chatGPT那样），让这类工具理解研发人员交待的任务、自主完成软件开发，如理解需求、自动生成UI、自动生成产品代码、自动生成测试脚本等。此后，研发团队的主要任务不是写代码、执行测试，而是训练模型、参数调优、围绕业务主题提问或给提示（prompt）。因此，我们说GPT-4将开启 “软件工程3.0” 新时代，今年是软件工程3.0元年。先看看 GPT-4自己是如何说的，但经过我简单的实验，它能做的事比它自己说的要多。