软件构造 第二章复习与总结

[软件构造] 04 第二章复习与总结

Chapter 2: Process and Tools of Software Construction

第二章 软件构造的过程与工具

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2.1 Software Lifecycle and Configuration Management

这一节最重要的是怎样以Git工具为基础进行软件配置管理(SCM)，大致了解传统的与现代的软件开发过程模型有哪些，以及它们之间的区别。
1. 软件开发的生命周期

• From 0 to 1 从无到有：
  计划 $\Rightarrow$需求分析 $\Rightarrow$设计 $\Rightarrow$实现 $\Rightarrow$测试与集成 $\Rightarrow$运维
• From 1 to n 从有到好：
  不同版本之间不断地进行的更新迭代

2.传统的软件过程模型

• Waterfall 瀑布模型：
  • 线性的，非迭代的
  • 将软件生命周期划分为制定计划、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试和运行维护等六个基本活动，并且规定了它们自上而下、相互衔接的固定次序，如同瀑布流水，逐级下落。
  • 瀑布模型的最大优点是简单
  • 瀑布模型的突出缺点是不适应用户需求的变化
• Incremental 增量模型：
  • 线性的，非迭代的
  • 相对于瀑布模型而言，采用增量模型进行开发，开发人员不需要一次性地把整个软件产品提交给用户，而是可以分批次进行提交。
• V-Model V字模型
  • 是瀑布模型的变种，反映了软件测试活动与软件开发过程(从分析到设计)的关系
• Prototyping 原型模型
  • 迭代的
  • 在开发真实系统之前，构造一个原型，在该原型的基础上，逐渐完成整个系统的开发工作，通过逐步调整原型使其满足客户的要求
• Spiral 螺旋模型
  • 迭代的
  • 它将瀑布模型和快速原型模型结合起来，强调了其他模型所忽视的风险分析，特别适合于大型复杂的系统

这一部分不必拘泥于死记硬背的概念，应着重理解基本的过程，对其有一个大体的了解，在今后的学习过程中进行进一步的学习和应用。

3.敏捷开发
把一个复杂且开发周期很长的开发任务，分解为很多小周期可完成的任务，这样的一个周期就是一次迭代的过程；同时每一次迭代都可以生产或开发出一个可以交付的软件产品。

• 快速交付
• XP 极限编程
• 结对编程
• 任务表与进度检查

4. 软件配置管理
一系列的概念：
软件配置项SCI：软件中发生变化和需要管理变化的基本单元。包括源代码，数据，文档等等。
基线baseline：软件持续变化过程中的“稳定时刻”（例如：对外发布的版本）
配置管理数据库CMDB：存储软件的各配置项随时间发生变化的信息+基线
版本控制Versioning：为软件的任一特定时刻（Moment）的形态指 派一个唯一的编号，作为“身份标识”

• 为什么需要版本控制？对个人，团队的作用。
• Repository：仓库，即SCM中的CMDB。
• VCS的发展：本地的版本控制系统 $\Rightarrow$集中式的版本控制系统 $\Rightarrow$分布式的版本控制系统

5. Git的使用

该部分强烈建议阅读Git使用手册(https://www.git-scm.com/book/en/v2)。

• Git仓库三部分：
  • .git目录，本地的CMDB
  • 工作目录：本地文件系统
  • 暂存区：下次要提交到.git仓库的内容
• 一个文件的三种状态：Modified，Staged，Committed
  已修改，已暂存，已提交
• Git的所有操作都是在一个图数据结构(对象图)上进行的。
• Git每次提交存储一个快照图，而传统的VCS存储配置项的增量变化。
• 本门课程需要掌握的Git命令：

  git init
  git add
  git push
  git commit
  git status
  git clone
  git checkout
  git merge
  ...

2.2 Process, Systems, and Tools of Software Construction

本节主要从广义和狭义的角度讲述了软件构造的过程,以及在各个子过程中所使用的系统和工具。
1.广义的软件构造过程
（1）编码Programming:
构造语言：

1. 编程语言：C,Java,C++,…
   编程工具：IDE集成开发环境
2. 建模语言：UML(也可以看作是一种工具)
   分为 UML类图，序列图，组件图，…
3. 配置语言：XML，YAML，JSON配置程序的参数和设置

（2）代码评审和静态代码分析
结对编程，正式的代码评审会议，…

（3）动态代码分析和调优
执行程序并观察现象、收集数据、分析不足

（4）调试与测试
测试：发现程序是否有错误。
调试：定位错误、发现错误、并对其进行修正的过程

（5）重构
在不改变代码功能的前提下优化代码。

本课程主要集中在上面的 1，4即编码，测试和调试两方面，剩余的三方面由于今年的课程改革会很少地涉及到。
2 可见往年的第四章：面向可理解性的软件构造
3 可见往年的第八章：面向性能的软件构造
5 可见往年的第九章：重构

2.狭义的软件构造过程
狭义的软件构造关注在build阶段，也就是借助于工具，将软件构造各阶段的活动“自动化”。

常见的使用build的场景：

1. 传统的编译型语言编写的软件的编译过程，eg:C,C++,…
2. 解释型语言编写的软件的打包和测试过程，eg:Perl,Python
3. 基于网络应用的编译与打包
4. 单元测试过程
5. 代码静态分析工具的执行过程
6. 各种各样的文档化的过程

构建系统的组成：
版本控制工具，编译工具，源代码树，目标文件树，构建工具，构建机器，发行包，目标机器。

构建工具：
对于Java：Make，Ant，Maven，Gradle，Eclipse IDE

我认为，这一节最重要的是教会了我构造工具有什么，如何在开发中进行使用，以及它能够帮我们做些什么。学习到了如何将构建工具应用到lab实验中进行自动构建，打包，测试等等一系列过程，真正的实现各阶段活动的自动化。
本章概念繁多，但大多数只需了解即可，就考试而言，本章大概只能出简单的选择题，因而可以在后续的课程中对这些概念进行熟悉和学习。