1. Ingeniería de requisitos
1. Descripción general de la ingeniería de requisitos:
- Actividades de desarrollo de requisitos: adquisición de requisitos, análisis de requisitos, definición de requisitos, verificación de requisitos
- Actividades de gestión de requisitos: control de cambios, control de versiones, seguimiento de requisitos, seguimiento de estado de requisitos
2. Clasificación de la demanda:
- Jerarquía de las necesidades:
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- Requisitos comerciales: se refiere a los requisitos objetivo de alto nivel de empresas o clientes para el sistema, generalmente de inversores de proyectos, clientes que compran productos, personal de gestión de unidades de clientes, departamentos de marketing o departamentos de planificación de productos, etc. La vista y el alcance del proyecto se pueden determinar a través de los requisitos comerciales, sentando las bases para el trabajo de desarrollo futuro.
- Requisitos del usuario: describe los objetivos específicos del usuario o las tareas que el usuario requiere que el sistema pueda completar. Es decir, los requisitos del usuario describen lo que los usuarios pueden hacer con el sistema.
- Requisitos del sistema: Consiste en describir los requisitos del software desde la perspectiva del sistema, incluidos los requisitos funcionales, los requisitos no funcionales y las restricciones de diseño. Los requisitos funcionales también se denominan requisitos de comportamiento, que especifican las funciones de software que los desarrolladores deben implementar en el sistema, y los usuarios usan estas funciones para completar tareas y cumplir con los requisitos comerciales. Los requisitos no funcionales se refieren a los atributos o cualidades que debe tener el sistema, y se pueden subdividir en atributos de calidad del software y otros requisitos no funcionales. Las restricciones de diseño, también conocidas como restricciones o especificaciones complementarias, suelen ser algunas restricciones en el sistema.
- QFD
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- Quality Function Deployment QFD es una tecnología que convierte los requisitos del usuario en requisitos de software. Su propósito es maximizar la satisfacción del usuario en el proceso de ingeniería de software. QFD divide los requisitos de software en tres categorías:
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- Requisitos generales (requisitos básicos): Las funciones o el rendimiento que los usuarios creen que el sistema debe lograr, cuanto más se realicen los usuarios, más satisfechos estarán.
- Requisitos esperados: los usuarios dan por sentado que el sistema debe tener funciones o desempeños, pero no pueden describir correctamente los requisitos para estas funciones o desempeños que desean. Si no se cumplen las expectativas, los usuarios quedarán insatisfechos
- Necesidades emocionantes (necesidades inesperadas): es una función o desempeño fuera del alcance de los requisitos del usuario. La realización de estas necesidades hará que el usuario sea más feliz, pero la falta de realización no afectará sus decisiones de compra.
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- Marco PLECES:
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- Rendimiento (Preformance): el rendimiento se utiliza para describir la eficiencia operativa actual de la empresa y puede analizar la velocidad de procesamiento del negocio actual; por ejemplo: tiempo de respuesta, rendimiento
- Información: los indicadores de información y datos se utilizan para describir varios problemas en la entrada, salida y procesamiento de datos comerciales; por ejemplo: los datos no se pueden capturar, los datos son inexactos
- Economía: Los indicadores económicos analizan principalmente los problemas actuales de la empresa desde la perspectiva de costo y beneficio, por ejemplo: disminuye el número de pedidos
- Control: Mejorar el nivel de seguridad y control de los sistemas de información, por ejemplo: autenticación de identidad
- Eficiencia: Mejorar la eficiencia del uso de personas, dinero y materiales en una empresa; por ejemplo: pérdida de tiempo, materiales y recursos
- Servicio: mejorar la calidad del servicio de las empresas a los clientes, proveedores, socios, clientes, proveedores de servicios, etc., por ejemplo: los resultados del sistema son inexactos, difíciles de usar, incompatibles con otros sistemas, etc.
3. Desarrollo de requisitos --- Método de adquisición de requisitos
- Recopilación de datos: conexión con el sistema
2. Análisis de requisitos orientado a objetos
En primer lugar, el concepto de orientación a objetos:
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- Objeto: atributo (datos) + método (operación) + ID de objeto
Clase (Entidad, Control, Límite)
- La clase de entidad asigna cada entidad en los requisitos, y la clase de entidad guarda la información que debe almacenarse en el almacenamiento permanente. Por ejemplo, el sistema de la plataforma de educación en línea puede extraer la clase del estudiante y la clase del curso, las cuales pertenecen a la clase de entidad.
- La clase de control es la clase utilizada para controlar el trabajo del caso de uso. Generalmente se convierte de una frase de estructura de verbo-objeto (verbo + sustantivo o sustantivo + verbo) a un sustantivo. Por ejemplo: caso de uso: "autenticación" puede corresponden a una clase de control "autenticador", que proporciona todas las operaciones relacionadas con la autenticación.
- Las clases de límite se utilizan para encapsular el flujo de información o datos que fluyen dentro y fuera de un caso de uso. La clase límite se encuentra en la interfaz entre el sistema y el mundo exterior, incluidas todas las ventanas, informes, impresoras, escáneres y otras interfaces de hardware, así como las interfaces con otros sistemas.
- Herencia y generalización: mecanismos de reutilización
- Encapsulación: oculta las propiedades y los detalles de implementación del objeto, y solo expone la interfaz al mundo exterior
- Polimorfismo: diferentes objetos reciben el mismo mensaje y producen resultados diferentes
- Interfaz: una clase especial que solo tiene definiciones de métodos pero no implementación
- Sobrecarga: una clase puede tener múltiples métodos con el mismo nombre pero diferentes tipos de parámetros
- Mensajes y comunicación de mensajes: los mensajes se comunican de forma asíncrona
Dos, concepto de diagrama UML
- Asuntos estructurales: la parte más estática: incluye: clases, interfaces, colaboraciones, casos de uso, clases de actividad, componentes y nodos
- Transacciones de comportamiento: representan acciones en tiempo y espacio, incluyendo: mensajes, secuencias de acción, conexiones
- Operaciones de agrupación: consideradas negocios conjuntos, tales como: paquetes, componentes
- Transacciones de anotación: Partes de interpretación de modelos UML. Describir, ilustrar y etiquetar elementos de un modelo.
Tres, clasificación del diagrama UML:
- Diagrama de clases: un diagrama de clases describe un conjunto de clases, interfaces, colaboraciones y las relaciones entre ellas.
- Diagrama de objetos: un diagrama de objetos describe un conjunto de objetos y las relaciones entre ellos. Los diagramas de objetos describen instancias e instantáneas estáticas de elementos creados en diagramas de clases.
- Diagrama de componentes: un diagrama de componentes describe una clase encapsulada y sus interfaces, puertos y estructura interna compuesta por componentes y conectores integrados. Los diagramas de componentes se utilizan para representar la vista de implementación del diseño estático del sistema. Los diagramas de componentes son importantes para construir sistemas grandes a partir de componentes pequeños. Un diagrama de componentes es una variante de un diagrama de clases (una clase encapsulada y su interfaz)
- Diagrama de implementación: el diagrama de implementación describe la configuración de los nodos de procesamiento en tiempo de ejecución y los componentes que residen en ellos. Un diagrama de implementación ofrece una vista de implementación estática de la arquitectura. Por lo general, un nodo contiene uno o más diagramas de implementación (mapeo entre software y hardware)
- Diagrama de artefactos: estructura física del sistema
- Diagrama de paquete: la unidad organizativa descompuesta por el propio modelo y las dependencias entre ellos
- Diagrama de estructura de combinación
- Diagrama de Casos de Uso: La interacción del sistema con actores externos.
- Diagrama de secuencia (diagrama de secuencia): Un diagrama de secuencia es un tipo de diagrama de interacción (diagrama de interacción), que enfatiza el orden en que se envían los mensajes entre objetos mientras muestra la interacción entre objetos.
- Diagrama de comunicación (diagrama de comunicación) diagrama de colaboración, el diagrama de comunicación es un diagrama de interacción, que enfatiza la organización estructural de objetos o participantes que envían y reciben mensajes.
- Diagramas de tiempo: enfatizar el tiempo real
- Diagrama de descripción general de la interacción
- diagrama de estado. Un diagrama de estado describe una máquina de estado, que consta de estados, transiciones, eventos y actividades.El diagrama de estado proporciona un diagrama de entidad dinámica de un objeto. Es especialmente importante para modelar el comportamiento de interfaces, clases o colaboraciones, y enfatiza el comportamiento de los objetos causado por eventos, lo cual es muy útil para modelar sistemas reactivos. Transiciones de transición de estado.
- Diagrama de actividad: un diagrama de actividad muestra un proceso u otra estructura informática como un flujo de control y datos paso a paso dentro del cálculo. Los diagramas de actividad se centran en la vista dinámica del sistema. Es particularmente importante para el modelado funcional y el modelado de procesos de negocio del sistema, y enfatiza el proceso de control entre objetos. Al igual que un diagrama de flujo de un programa, un diagrama de actividades puede respaldar el comportamiento concurrente de las actividades.
Cuatro, relación de diagrama UML:
- Las relaciones de casos de uso incluyen: relación de contención, relación de extensión, relación de generalización
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- Relación de inclusión: el caso de uso público extraído se llama caso de uso abstracto, y el caso de uso original se llama caso de uso básico o caso de uso básico; cuando el comportamiento público se puede extraer de dos o más casos de uso, la relación de inclusión debe usarse para representar a ellos.
- Relación extendida: si un caso de uso obviamente mezcla dos o más escenarios diferentes, es decir, pueden ocurrir múltiples ramas según la situación, este caso de uso se puede dividir en un caso de uso básico y uno o más casos de uso extendidos, de modo que la descripción Podría ser más claro.
- Relación de generalización: cuando varios casos de uso comparten una estructura y un comportamiento similares, su similitud se puede abstraer como un caso de uso principal y otros casos de uso se pueden usar como casos de uso secundario en la relación de generalización. En la relación de generalización de los casos de uso, los casos de uso secundario son una forma especial de casos de uso principales, y los casos de uso secundario heredan todas las estructuras, comportamientos y relaciones de los casos de uso principales.
- Diagrama de clases, relación de diagrama de objetos.
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- Dependencia: Un cambio en una cosa afecta a otra.
- relación de generalización, relación especial, general
- Relación de asociación: describe un conjunto de cadenas, que son conexiones entre objetos.
- La relación de agregación, los ciclos de vida completos y parciales son diferentes
- Relación compuesta: el todo tiene el mismo ciclo de vida que la parte
- Relación de implementación: la relación entre interfaces y clases.
3. Diseño del sistema
1. Diseño estructural
1. Principios del diseño de módulos funcionales
Tamaño de módulo moderado: 50---10 líneas, no más de 500 líneas
Proporción adecuada de profundidad y ancho del sistema para minimizar la profundidad de la programación
Fan-in y fan-out del módulo de control de humedad: fan-out 3--4, generalmente no más de 7, cuanto mayor sea el fan-in, mejor
Entrada única, salida única
El alcance del módulo debe estar dentro del módulo.
La función debe ser predecible
Alta cohesión y bajo acoplamiento
El sistema se descompone en capas.
menos redundancia de datos
2. Medición de la independencia del módulo
- Agregación: Mide la estanqueidad de la combinación de elementos dentro del módulo
Agregación accidental: No hay relación entre las acciones realizadas por los módulos, o solo una relación muy vaga.
Agregación lógica: cada componente dentro del módulo tiene acciones de procesamiento similares lógicamente, pero no tiene nada que ver entre sí en términos de uso funcional
Agregación de tiempo: las acciones de procesamiento contenidas en cada componente dentro del módulo deben ejecutarse al mismo tiempo
Agregación de procesos: aunque las acciones que debe completar cada componente dentro del módulo son irrelevantes, deben ejecutarse en un orden específico
Agregación de comunicación: las acciones completadas por cada componente del módulo utilizan los mismos datos o generan los mismos datos de salida
Agregación secuencial: para cada parte dentro del módulo, la salida final de la acción procesada por la parte anterior es la entrada de la acción procesada por la última parte
Agregación funcional: todas las partes internas del módulo pertenecen a un todo y realizan la misma función, y cada parte es necesaria para realizar la función.
- Acoplamiento: mide el grado de interdependencia entre diferentes módulos
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- Acoplamiento indirecto: No existe una relación directa entre los dos módulos, y su conexión se realiza completamente a través del control y llamada del módulo principal.
- Acoplamiento de datos: dos módulos intercambian información entre sí a través de parámetros de datos
- Acoplamiento de marcadores: un grupo de módulos pasan información de registro a través de la tabla de parámetros.Este registro es una subestructura de una determinada estructura de datos, en lugar de una simple variable
- Acoplamiento de control: la información de control está incluida en la información que se pasa entre dos módulos
- Acoplamiento externo: un grupo de módulos accede a la misma variable global simple en lugar de a la misma estructura de datos global, y la información de la variable global no se pasa a través de la tabla de parámetros.
- Acoplamiento público: la información se pasa entre dos módulos a través de un área de datos común
- Acoplamiento de contenido: un módulo necesita hacer referencia a la información interna de otro módulo
- Los cuatro elementos del módulo:
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- Entrada y salida: la fuente de entrada y el destino de salida del módulo son la misma persona que llama, es decir, un módulo obtiene la entrada de la persona que llama, la procesa y luego devuelve la salida a la persona que llama.
- Función de procesamiento: se refiere al trabajo realizado por el módulo para convertir la entrada en salida
- Datos internos: se refiere a los datos a los que solo hace referencia el propio módulo.
- Código de programa: se refiere al programa utilizado para realizar la función del módulo
3. Diagrama de estructura del sistema
El diagrama de estructura del sistema (Structure Chart, SC), también conocido como diagrama de estructura de módulos, es una herramienta en la etapa de diseño del esquema de software, que refleja la realización de funciones y la conexión y comunicación entre módulos, incluida la estructura jerárquica entre módulos, es decir, reflejando La estructura general del sistema. En la etapa de análisis del sistema, el analista del sistema puede usar el método SA para obtener el modelo lógico del sistema compuesto por DFD, diccionario de datos e instrucciones de procesamiento; en la etapa de diseño del sistema, el diseñador del sistema puede derivar el SC de inicialización del sistema del DFD de acuerdo con algunas reglas. Los SC comúnmente utilizados incluyen principalmente el tipo de transformación, el tipo de transacción y el tipo mixto.
SC incluye cuatro partes: módulos, relación de llamada entre módulos, comunicación entre módulos y símbolos de control auxiliar.
2. Diseño orientado a objetos
- Criterios de diseño:
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- Diseño de sistemas --- Diseño orientado a objetos --- Principios de diseño
- Principio de responsabilidad única: diseñar una clase con un solo propósito
- Principio de desarrollo cerrado: abierto a la extensión, cerrado a la modificación
- Principio de sustitución de estilo Li: las subclases pueden reemplazar las clases principales
- Principio de inversión de dependencia: depende de abstracciones, no de implementaciones concretas; del programa a las interfaces, no de las implementaciones
- Principio de segregación de interfaces: usar varias interfaces dedicadas es mejor que usar una sola interfaz general
- Principio de reutilización de la composición: intente utilizar la composición en lugar de la relación de herencia para lograr la reutilización
- Principio de Deméter (principio menos conocido): un objeto debe saber lo menos posible sobre otros objetos
- Patrones de diseño:
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- Concepto: Las decisiones de alto nivel en el diseño de software, como la estructura C/S, pertenecen a patrones arquitectónicos y los patrones arquitectónicos reflejan las decisiones de diseño básicas tomadas en el proceso de desarrollo de sistemas de software.
- Patrones de diseño: se centran principalmente en el diseño del sistema de software, independientemente del lenguaje de implementación específico
- Uso idiomático: es el modo de nivel más bajo, que se centra en el diseño y la implementación de sistemas de software y describe la relación entre los componentes a través de un lenguaje de programación específico durante la implementación. Cada lenguaje de programación tiene su propio modo específico, es decir, el modismo del lenguaje. Por ejemplo, el conteo de referencias es un modismo en el lenguaje C++.
- Clasificación de patrones de diseño:
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- Creacionales: Relacionados con la creación de objetos, abstrayendo el proceso de instanciación, ayudan a establecer un sistema y cómo crear, componer y representar sus objetos. Un patrón de creación de clases utiliza la herencia para cambiar la clase de la que se crea una instancia, mientras que un patrón de creación de objetos delega la creación de instancias a otro objeto.
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- patrón de método de fábrica
- Patrón de método de fábrica abstracto
- patrón de prototipo
- patrón único
- patrón de constructor
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- Los patrones estructurales se ocupan de la composición de clases u objetos, los patrones de diseño estructural se ocupan de cómo combinar clases y objetos para obtener una estructura más grande, y los patrones estructurales utilizan el mecanismo de herencia para combinar interfaces o implementaciones. El modo de objeto estructural no es una combinación de interfaz e implementación, pero describe cómo combinar algunos objetos para lograr algunos métodos de funciones nuevas.
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- patrón de adaptador
- Modo Puente
- modo de combinación
- patrón decorador
- modo de apariencia
- Modo de peso mosca
- modo proxy
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- Los patrones de comportamiento implican la asignación de responsabilidades entre algoritmos y objetos. Los patrones de comportamiento no solo describen los patrones de objetos o clases, sino que también describen los patrones de comunicación entre ellos. Los patrones de comportamiento utilizan mecanismos de herencia para asignar comportamientos entre clases, incluidos los patrones de clase de módulo y el intérprete. modo. El patrón Behavioral Object utiliza la composición de objetos en lugar de la herencia. Algunos patrones de objetos de comportamiento modelan cómo un grupo de objetos iguales coopera para realizar tareas que ninguno de ellos puede hacer solo;
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- Patrón de cadena de responsabilidad
- modo de comando
- modo intérprete
- patrón de iterador
- patrón mediador
- modo memo
- Patrón de observador
- modo de estado
- patrón de estrategia
- patrón de método de plantilla
- patrón de visitante
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4. Desarrollo WEB
1. Dimensión
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- Desde un punto de vista arquitectónico: MVC, MVP, MVVM, REST, WebService, microservicios
- De distribución concurrente: clúster (equilibrio de carga), CDN
- Desde el caché: MemCache, Redis, Squid
- Datos esclavos: base de datos maestro-esclavo (replicación maestro-esclavo), base de datos de memoria, tecnología de desnormalización, NoSql, tecnología de partición y tabla, vista y vista materializada
- Desde la perspectiva de la persistencia: Hibernate, MyBatis
- Almacenamiento distribuido: Hadoop, FastDFS, blockchain
- Codificación de datos: XML, JSON
- Servidor de aplicaciones web: Apache, WebSphere, Tomcat, Jboss, IIS
- Seguridad: Inyección Sql
- Otros: estático, con estado y sin estado, diseño web receptivo, plataforma intermedia
2. Equilibrio de carga
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- Equilibrio de carga de capa de aplicación,
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- Redirección HTTP, la redirección HTTP es el reenvío de solicitudes de la capa de aplicación. La solicitud del usuario realmente llegó al servidor de equilibrio de carga de redirección HTTP y el servidor se redirige de acuerdo con los requisitos del algoritmo. Después de recibir la solicitud de redirección, el usuario solicita el clúster real nuevamente. Características: implementación simple, pero bajo rendimiento
- Servidor proxy inverso, cuando la solicitud del usuario llega al servidor proxy inverso (ha llegado a la sala de computadoras del sitio web), el servidor proxy inverso la reenvía al servidor específico de acuerdo con el algoritmo. Apache y nginx, de uso común, pueden actuar como servidores proxy inversos; características: implementación simple, pero el servidor proxy puede convertirse en un cuello de botella en el rendimiento.
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- equilibrio de carga de la capa de transporte;
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- Equilibrio de carga de resolución de nombre de dominio DNS, el equilibrio de carga de resolución de nombre de dominio DNS consiste en obtener la dirección IP correspondiente al nombre de dominio cuando el usuario solicita el servidor DNS, y el servidor DNS proporciona directamente la IP del servidor después del equilibrio de carga;
- Características: La eficiencia es mayor que la redirección HTTP, lo que reduce el costo de mantenimiento de los servidores de equilibrio de carga.Sin embargo, si un servidor de aplicaciones falla, el DNS no puede ser notificado a tiempo, y el control del equilibrio de carga de DNS recae en el proveedor de servicios de nombres de dominio, y el sitio web no puede hacer más mejoras y volverse más poderoso.
- Equilibrio de carga basado en NAT, el equilibrio de carga basado en NAT asigna una dirección IP externa a varias direcciones IP y convierte dinámicamente cada solicitud de conexión en una dirección de nodo interno.
- Características: la tecnología es relativamente madura, generalmente en la posición de puerta de enlace, y se puede realizar a través del hardware. Esta tecnología se utiliza generalmente como un interruptor de cuatro capas.
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- Equilibrio de carga de hardware: F5
- Equilibrio de carga de software: LVS, Nginx, HAproxy
- algoritmo estático
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- Algoritmo de operación por turnos: solicitudes del servidor de llamadas a diferentes nodos (servidores) a su vez
- Algoritmo Round Robin ponderado: considerando las diferencias en las capacidades de procesamiento de diferentes nodos
- Algoritmo hash de dirección de origen: de acuerdo con la dirección IP de origen de la solicitud, utilícela como clave hash para encontrar el nodo correspondiente de la tabla hash asignada estáticamente
- Algoritmo de hashing de dirección de destino: encuentre el nodo correspondiente mediante hashing de acuerdo con la IP de destino solicitada
- Algoritmo aleatorio: asignación aleatoria, simple, pero incontrolable
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- Algoritmo Dinámico (Carga Dinámica)
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- Algoritmo de número mínimo de conexiones: cuando cada nodo tiene la misma capacidad de procesamiento, las nuevas solicitudes se asignan al nodo con el menor número de solicitudes activas actuales
- Algoritmo de número de conexión mínimo ponderado: teniendo en cuenta las diferentes capacidades de procesamiento de los nodos, asigne de acuerdo con el número mínimo de conexiones
- Algoritmo de porcentaje ponderado: teniendo en cuenta la tasa de utilización de los nodos, la velocidad del disco duro, la cantidad de procesos, etc., la tasa de utilización se utiliza para representar la capacidad de procesamiento restante
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- Problemas con estado y sin estado:
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- El procesamiento de una sola solicitud por parte de un servicio sin estado no depende de otras solicitudes, es decir, toda la información requerida para procesar una solicitud fuerte está contenida en la solicitud o se puede obtener del exterior (como una base de datos), el servidor en sí no almacena información de tareas.
- Stateful service (servicio con estado) es lo contrario, guardará algunos datos en sí mismo, y las sucesivas solicitudes están relacionadas
- Red de distribución de contenido CDN
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- El nombre completo de CND es Content Delivery Network, es decir, red de distribución de contenidos. La idea básica es evitar en la medida de lo posible cuellos de botella y enlaces en Internet que puedan afectar a la velocidad y estabilidad de la transmisión de datos, para que la transmisión de contenidos sea más rápida y estable.
- Tecnología de persistencia: ORM (Object Relational Mapping): mapeo entre objetos y datos relacionales
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- Clase: Tabla de la base de datos
- Objeto: registros en la base de datos, datos de fila
- Propiedades de objeto: campos
- cache
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- MemCache: es un sistema de almacenamiento en caché de objetos de memoria distribuida de alto rendimiento para aplicaciones web dinámicas para reducir la carga de la base de datos. Memcache mantiene una gran tabla Hash unificada en la memoria, que se puede usar para almacenar datos en varios formatos, incluidas imágenes, videos, archivos y resultados de recuperación de bases de datos.
- Redis: es un código abierto escrito en lenguaje ANSIC, es compatible con la red, puede ser un tipo de registro persistente y basado en memoria, una base de datos de clave-valor y proporciona una API en varios idiomas
- Métodos comunes de corte de clústeres:
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- Client sharding: el cliente corresponde a diferentes servidores a través del valor hash de la Clave
- El middleware implementa la fragmentación: entre el software de la aplicación y Redis, como Codis, etc., el middleware implementa la asignación de rutas desde los servicios a los nodos de Redis en segundo plano.
- Fragmentación colaborativa cliente-servidor: el cliente y el servidor colaboran para completar la fragmentación
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- Almacenamiento distribuido
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- Modo maestro-esclavo (maestro, esclavo): un maestro y múltiples esclavos, cambio manual en caso de falla
- Modo centinela (Centinela): Un maestro y múltiples esclavos con centinelas, la falla del nodo maestro selecciona automáticamente un nuevo nodo maestro
- Modo de clúster (Cluster): clúster peer-to-peer basado en nodos, ranuras, la información de diferentes ranuras se almacena en diferentes nodos
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