曩昔二十多年，国际阅历了信息化到数字化的改动。咱们看到企业应对技能的应战，也明晰地看到现在整个职业对软件办理和信息安全的更高需求及标准。咱们在校园里做科研，用专业的论文和陈述宣布研讨成果，一起也聚集于协助企业处理要害问题，供给一些更有用的技能支持和赋能办法，持续让科技提高事务价值。

　　作为一名软件工程范畴的科研作业者，我将十多年来的考虑和领会整理出来供咱们参阅。关于代码、程序、软件与运用，期望能经过本文的叙说，与咱们一起讨论和饯别。

　　记住小学六年级时，一个十分偶尔的时机，我报了一个输入法培训班，由此对计算机产生了稠密的爱好。后来一差二错地靠着会打字，居然成为特长生进入了一个要点初中。从此就立志要学习计算机，它也成为了我的抱负信念。但无法高考成果并不太抱负，分数未能到达浙江大学计算机专业的录取线，就顺势运载了电气信息自动化专业。虽然电气信息听着跟计算机有点联络，但课程却彻底不相同。恰逢 CSDN 的《程序员》杂志（《新程序员》前身）在 2000 年头开端发行，看着里边程序员的故事和前沿技能介绍，愈加激发了我对计算机学习的巴望。

　　人生有时候便是充溢转机，大学入学三个月后，我十分幸运地得到了去新加坡的留学时机，顺畅进入了新加坡国立大学计算机科学专业读本科，总算完成了儿时的愿望。本科四年，从一开端学程序、写程序，到组队写程序，每天都乐在其间。大学期间令我形象特别深化的是，因为《程序员》是技能性的刊物，不太简单买到，每次回国我都在满大街的报刊亭找着买，每次读完都收成满满。到毕业时，我的代码量算起来现已有了五万行，感觉自己总算成为了一名程序员，自豪感情不自禁。

　　本科毕业时，计算机职业正处在 Dot-com 泡沫（互联网泡沫，又称科网泡沫）后的低潮期，所以我决议留校持续读博（直博），首要从事程序验证的研讨。其时也不是很清楚哪些研讨方向有意思，仅仅觉得跟 程序 相关就挺好。起先给师兄做帮手，写算法，没想到试验作用还不错，靠着大学实习堆集的开发阅历逐步将算法做成了几个小东西，终究逐步演化成一个软件验证渠道。博士期间从写程序、规划程序，到终究逐步改动成剖析程序。四年韶光，一共写了近百万行代码，那时感觉自己总算开端了解程序了，它也不断拓宽了我对技能的知道。

　　靠着读博期间所做的软件验证渠道，我十分幸运地拿到了新加坡南洋理工大学的教职，成立了网络安全试验室（见图 1），到这儿我才真实开端软件工程的科研之路。

　　在曩昔十年间，咱们的科研规划根本包含软件开发进程中的各个进程（需求剖析、架构规划、开发、测验、运维等），软件的各种质量阳春白雪（正确性、安全性、牢靠性、功用等），各种类型的软件和系统（手机运用、人工智能模型、物联网、自动驾驶系统、智能合约等）。

　　跟着软件职业的不断开展，软件系统本身日趋杂乱，对应的软件开发进程亦逐步成为一门系统、全面的工程科学。任何一个功用精巧、杂乱的软件系统背面，都离不开巨大的研制与办理团队。但是，当软件系统杂乱度爆破式添加，以往重复堆叠劳动力、蜂拥而至以扩大产能的工程手法在软件开发中逐步失效，林林总总的软件开发进程模型、办理手法则不断涌现。

　　从瀑布、增量、螺旋等前期模型，到 21 世纪的灵敏开发、DevOps 等，一代又一代的软件开发模型层出不穷。软件开发支撑系统也日益完善与系统化，如交互式团队协作、模型驱动开发、微服务、低代码、无代码开发等概念、技能、东西现已走进了咱们的国际。但是，这些技能手法在不断改动软件开发办法的进程中，也在逐步添加进程的杂乱性，这就对软件工程的进程办理提出了更高的要求。

　　此外，与商业公司大型杂乱系统自上而下的 大教堂 式的软件开发彻底不同，另一种注重用户、发起尽早发布的如 集市 般的自在软件开发形式饱尝住了时刻的查验。其间，最典型的事例便是 Linux 系统的成功。正如《大教堂与集市》中所说，Linus Torvalds 所奉行的尽早尽多地发布，托付一切能够托付的事，对一切的改动和交融敞开的软件开发理念，将分布在全球的开发者，仅仅是经过互联网这种松懈的协作，就巧夺天工般地造就了一个国际级的操作系统。而这种自在环境中造就的开源软件因为其自在、敞开的特性，逐步被归入到干流软件的开发进程中，其间不乏优异的开源项目被广泛集成、运用到干流软件厂商的项目中，然后防止了 重复造轮子 ，极大地提高了软件开发的功率。

　　回忆咱们软件工程方向的研讨阅历，也是环绕软件开发一步一步生长的。从软件的质量动身，开端运用了形式化办法来对软件进行建模，并验证软件的正确性。咱们开发了一系列完好的软件形式化建模言语和验证算法来剖析并发系统、实时系统和概率系统，一起把这些办法运用于分布式系统、安全协议、物联网等。终究这些才能集成到了一个名叫 PAT（Process Analysis Toolkit）的形式化验证渠道（见图 2）。

　　但当软件的杂乱性添加或规划变大时，形式化办法就面临着可扩展性应战。一起，对开发人员也有十分高的数学建模才能要求。所以，咱们就将科研的办法逐步改动为程序剖析的技能：静态剖析和动态测验。这两种办法虽然无法像形式化办法相同供给完美的成果确保，但就实用性而言，带来了大幅提高。

　　咱们运用程序剖析的技能做了各种运用，包含缺点和缝隙检测、软件功用评价、软件架构逆向、软件演化和开发效能剖析等。尤其在软件缝隙方面，开发了一系列动态测验技能，找到了许多的商业软件和网站的不知道缝隙，由此提高了软件的安全性。到现在，咱们现已开端运用动态结合的办法，用静态程序剖析定位或许呈现的缺点和缝隙，然后制导测验算法来快速触发缝隙（见图 3）。

　　跟着代码量的添加和开源代码的广泛运用，咱们能够接触到许多的代码数据，很自然地就又开端考虑怎么用代码大数据和人工智能算法来赋能软件开发。咱们将人工智能的算法运用到了需求了解、克隆检测、代码查找、代码补全、缝隙检测和软件测验。这些测验让咱们真实去考虑程序语义的重要性，以及怎么把程序语义表征和深度神经网络做合理的集成。所以，咱们经过搬迁学习从强类型言语中学习弱类型言语的变量类型，其间触及程序语义了解和深度学习的可解释性。虽然这些作业取得了一些有价值的开展，但人工智能在软件工程的运用中依然处于前期阶段，还有许多应战亟须处理。

　　因为软件开发日趋杂乱，为了有用缓解软件开发进程的紧耦合以提高开发功率，业界对面向软件开发进程中制品的输出、验证及端到端的追溯提出了更高的要求，比方正向开发进程中需求文档的表达、软件架构模型的规划与验证、需求文档的反向追溯、架构规划模型在代码层面详细完成的验证、代码完成到规划模型及需求的反向追溯等。跟着开源软件的大规划运用，因为其自在、敞开、不可控，进一步加重了对软件工程端到端验证的火急需求，这终究促进咱们逐步清晰并走上了探究面向开源软件工程数字化的路途。

　　在这种情况下，想要一起做好软件质量和安全办理，现已变成了十分有应战的作业。这也更坚决了咱们接下来的研讨方向：探究更好的办法来开发程序，开发更多的标准化东西来剖析，了解和办理软件及其开发进程，并完善整个开源的办理机制。尤其是在开源代码许多被运用的情况下，开源办理和软件供应链办理变成一个要点的科研课题。

　　根据此，咱们在 2017 年孵化了面向开源组件检测的软件安全公司 Scantist。以软件安全为切入点，软件成分剖析为根底，从开源软件本身的开发、保护、发布、被依靠运用的进程中，寻求对开源软件的有用保护及办理战略，并经过深化了解各个编程言语、包办理器等开源中心模块的作业形式，探究开源供应链的构成、传递及演化，构成一套面向开源供应链办理的处理方案。

　　除了当时业界较为注重的安全缝隙及许可证相关的诉求，咱们也展开了许多针对开源软件质量评价的相关研讨作业。根据团队在软件工程、程序剖析等范畴多年科研作业的沉积，逐步凝练出一套面向开源软件的多维度软件画像的结构，环绕开源软件代码、开发进程、开发团队数字化，从质量、安全、开源成分、可保护性、成熟度、活跃度及商业危险等多个维度，衡量开源软件本身的健康程度，并从团队组成、开发危险等不同视点了解开源项目中心开发团队的健康状况。然后完成软件开发进程中对开源软件的精准运用（如技能选型引荐、危险剖析等），辨认开源环境中的要害根底组件，监控其开源项目及开发团队的健康状况，并引导相关商企、社区积极参与以提高开源根底组件的质量，然后妥善办理整个开源生态。

　　在开源软件画像的根底上，咱们一起提出了软件工程数字化渠道的想象，把软件开发的整个进程做数字化的分化和记载，经过把软件架构和开源组件作为软件骨架串联起软件开发的全进程，让软件开发进程透明化、可视化和可追溯化，做到定量地了解开发进程、开发质量、人员效能和开发瓶颈。当然这个渠道的开发和投入是十分巨大的，期望能和更多的协作伙伴一起来推动。

　　简直每个商业项目都运用开源软件来节约开发时刻、下降公司本钱、防止重复造车轮，但软件公司对这些代码的质量和来历却未必都给予了满足的注重和注重。所以我想提几点关于开源软件职业的主意和主张：

　　做一名坚决的长时间主义者。开源软件的正确和安全运用需求社区的力气，咱们要一起保护开源商场和生态，为开源软件职业带来愈加繁荣的活力，要在规矩和自在的平衡中修行。

　　开源软件现已成为网络空间的重要根底设施。现在许多企业都已拥抱开源软件，各方也都应积极展开开源软件源代码检测工程，推动内部建造开源软件办理系统，构成开源软件办理的长效机制。政府、企业、开发者、软件从业者和运用者等各方应针对开源软件树立完善的法令标准，引进批阅、技能评价、合规运用、缝隙检测、更新保护、应急处置、停用退出等准则。

　　星斗和大海。不管技能仍是科研身世，都要积极参与并展开前瞻性的技能探究和产品研制，尽力推动开源工作的开展，加强关于开源的标准引导和教育，从技能、运用和法令层面做出相应的奉献。开源社区（包含代码保管渠道、软件协会、职业联盟）、开源基金会等开源安排需求充分利用本身和协作优势，召唤更多的奉献者，在开展壮大开源项目影响力的一起，肩负起开源安全职责与任务持续前行。

　　软件工程作为一个杂乱而重要的工程活动，其运用促进了咱们的作业和日子愈加高效、便当。我从一个学习编程的学生，到研讨软件的科研人员，再到一家草创公司的创始人带领团队为软件开发供给自动化东西，身份的转化也不断唆使着我进行自我迭代。

　　这二十年，我深化地感触到了技能和软件的重要性，并尽力把它们延伸到产品服务和运用场景中以发挥更大的价值，期望经过理论和实践堆集，培育赋有社会职责感的复合型人才，为职业开展积储力气。我也期望能够陪同程序员们一路生长，协助他们找到 自己的工作 。在未来的五到十年中，我会持续推动软件工程数字化的研讨和转化，并为更牢靠、更安全的数字化国际做出量力而行的奉献。

　　作者介绍：刘杨，新加坡南洋理工大学 ( NTU ) 计算机学院教授，NTU 网络安全试验室主任、HP-NTU 试验室主任，新加坡国家杰出卫星中心副主任，网络安全公司 Scantist 联合创始人兼 CEO，专攻软件工程、网络安全和人工智能范畴。