软件工程是一门涉及软件开发全生命周期的学科，涵盖了从需求获取到系统维护的各个阶段。在软件定义上，它被理解为一组能够提供所需功能和性能的指令或计算机程序，包含处理信息的数据结构，以及描述程序功能和使用方法的文档。软件的特性包括抽象性，意味着软件可以对现实世界的问题进行抽象表示；没有物理磨损性，意味着其寿命主要受制于逻辑错误和维护；以及重用性，指的是代码和设计元素可以在不同项目中重复利用。软件危机的出现源于软件规模和复杂性的增加，导致开发成本上升、开发效率降低，同时软件维护成为难题，造成大量资源浪费。软件危机的具体表现包括项目延期、超出预算、交付时仍存在错误等问题。经济方面，引入新技术虽能提高效率，但需考虑成本，而维护阶段的费用常常被忽视，这些都是危机的体现。软件生命周期包括问题定义、可行性研究、需求分析、概要设计、详细设计、编码与测试、综合测试、运行与维护八个阶段。问题定义阶段，系统分析员通过调查确定工程目标和规模，可行性研究则为决策提供依据，只有预期效益显著的项目才会继续。需求分析是明确系统应具备的功能，通常用数据流图、数据字典等工具表示逻辑模型。概要设计确定实现方式，详细设计则细化每个模块，编码与测试阶段将设计转化为代码并进行验证。综合测试关注整个系统的功能和性能，运行与维护阶段则确保系统持续满足用户需求，分为改正性、适应性、完善性和预防性维护四种类型。瀑布模型强调阶段间的顺序，适合需求稳定的情况，但不适应需求频繁变动。增量模型允许分批开发，适合资源有限的企业，但需求变化可能导致控制难度增加。螺旋模型引入风险管理，适用于高风险项目，但过多迭代可能导致成本和延迟。在原型模型中，探索型用于需求分析，实验型验证设计，演化型则发展为最终产品。可行性分析是决定项目是否进行的关键，需求规格说明书是需求分析的成果，也是后续工作的基础。结构化分析采用“分解”和“抽象”思想，数据字典包括数据项、数据流、文件和基本加工，顶层数据流图可以进一步细化到一层数据流图。软件设计则是将需求转换为实现结构的过程，涉及模块划分、接口定义和数据结构设计等。