應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)

應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)第1頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.1Web發(fā)展歷史第2頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.2Web應(yīng)用程序的基本概念1.2.1Web應(yīng)用程序的含義1.2.2Web應(yīng)用程序的特點(diǎn)第3頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.2.1Web應(yīng)用程序的含義第4頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.2.2Web應(yīng)用程序的特點(diǎn)（1）基于HTTP（2）簡單、統(tǒng)一的用戶接口（3）非對稱、概率性的訪問模式第5頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.3Web應(yīng)用程序的體系結(jié)構(gòu)1.3.12層體系結(jié)構(gòu)1.3.23層體系結(jié)構(gòu)1.3.34層體系結(jié)構(gòu)第6頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.4Web應(yīng)用程序的工作環(huán)境1.4.1因特網(wǎng)初步分析1.4.2Web原理分析第7頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.5Web應(yīng)用程序開發(fā)的技術(shù)內(nèi)容1.5.1Web應(yīng)用程序開發(fā)的需求1.5.2Web應(yīng)用程序的執(zhí)行過程1.5.3Web應(yīng)用程序的開發(fā)步驟1.5.4Web應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)的層次性1.5.5Web應(yīng)用程序開發(fā)與Web工程第8頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.5.1Web應(yīng)用程序開發(fā)的需求Web應(yīng)用程序開發(fā)的含義一方面，Web需要應(yīng)用程序一方面，應(yīng)用程序需要Web第9頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.5.2Web應(yīng)用程序的執(zhí)行過程與“動態(tài)萬維網(wǎng)文檔與CGI技術(shù)”中提到的執(zhí)行過程基本一致。第10頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.5.3Web應(yīng)用程序的開發(fā)步驟開發(fā)Web應(yīng)用程序是一件非常辛苦的事情，你需要花大把大把的時間來做無數(shù)的事情。假如你不運(yùn)用有條理的方法，尤其是在復(fù)雜的項(xiàng)目中，你會承受忽視項(xiàng)目，不能按時完成，浪費(fèi)時間一無所獲的風(fēng)險。一般的Web應(yīng)用程序開發(fā)流程分為五個主要的階段:（1）系統(tǒng)分析；（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（3）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；（4）系統(tǒng)測試；（5）系統(tǒng)維護(hù)。第11頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.5.4Web應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)的層次性軟件開發(fā)過程軟件開發(fā)方法軟件開發(fā)工具第12頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六一、軟件開發(fā)過程1.

所謂軟件開發(fā)過程是指開發(fā)一個最終能滿足需求且達(dá)到目標(biāo)的軟件產(chǎn)品所需要的步驟。2.軟件開發(fā)過程主要包括：系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)測試以及系統(tǒng)維護(hù)等活動。3.軟件開發(fā)過程是為了獲得軟件產(chǎn)品或是為了完成軟件工程項(xiàng)目需要完成的有關(guān)軟件開發(fā)活動，每一項(xiàng)活動又可分解成一些軟件開發(fā)任務(wù)。

第13頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六二、軟件開發(fā)方法對軟件開發(fā)方法的研究是軟件工程的重要內(nèi)容，軟件開發(fā)方法的發(fā)展主要有以下三個階段：第一階段（早期階段）：該階段的特點(diǎn)：程序設(shè)計(jì)基本上屬于個人活動性質(zhì)，程序員各行其是，并無統(tǒng)一的方法可循；這時的軟件開發(fā)方法稱為個性化軟件開發(fā)。第14頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六第二階段（20世紀(jì)60年代后期興起的結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法）：該階段的特點(diǎn)：采用結(jié)構(gòu)化的方法來編寫程序，不僅可以改善程序的清晰度，而且也能提高軟件的可靠性與生產(chǎn)率。有效的開發(fā)應(yīng)該包括“需求分析”、“軟件設(shè)計(jì)”、“編碼”等多個階段。結(jié)構(gòu)化的思想擴(kuò)展到分析階段和設(shè)計(jì)階段，于是形成了“結(jié)構(gòu)化分析”與“結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)”等結(jié)構(gòu)化軟件開發(fā)。第15頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六第三階段（80年代以后出現(xiàn)的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法）：該階段的特點(diǎn)：該階段出現(xiàn)的C++、Java等語言，促進(jìn)了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的廣泛流行。僅僅使用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)不會產(chǎn)生最好的效果。只有在軟件開發(fā)的早期乃至全過程都采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，才能更好地發(fā)揮該技術(shù)的固有優(yōu)勢。形成了包括“面向?qū)ο笮枨蠓治觥嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)—面向?qū)ο缶幋a”在內(nèi)的面向?qū)ο筌浖_發(fā)方法。第16頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六三、軟件開發(fā)工具1.軟件工具軟件工具是幫助開發(fā)軟件的軟件，它們對提高軟件生產(chǎn)率，促進(jìn)軟件生產(chǎn)的自動化都有重要的作用。編譯程序、編輯程序、連接程序以及支持它們的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，都屬于軟件工具。第17頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六2.軟件開發(fā)工具的分類分類方法按應(yīng)用階段劃分

按功能劃分設(shè)計(jì)工具分析工具項(xiàng)目管理軟件配置質(zhì)量保證分析設(shè)計(jì)計(jì)劃工具界面開發(fā)客戶服務(wù)器Web開發(fā)第18頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.5.5Web應(yīng)用程序開發(fā)與

Web工程類似于軟件與軟件工程第19頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六軟件與軟件工程一、軟件和計(jì)算機(jī)硬件一樣，從20世紀(jì)60年代以來，軟件也從規(guī)模、功能等方面得到了很大的發(fā)展，人們對軟件質(zhì)量的要求也越來越高。什么是軟件，軟件有哪些特征呢？第20頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.軟件的定義有些初學(xué)者認(rèn)為軟件就是程序，這個理解是不完全的。美國著名的軟件工程專家R.S.Pressman的定義：軟件是能夠完成預(yù)定功能和性能的可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序和使程序正常執(zhí)行所需要的數(shù)據(jù)，加上描述程序的操作和使用的文檔。可以簡明地表述，“軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔”。軟件被劃分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和介于這兩者之間的中間件。第21頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六2.軟件的特征①軟件開發(fā)不同于硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)更依賴于開發(fā)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)、智力，以及人員的組織、合作和管理，而硬件設(shè)計(jì)與人的關(guān)系相對要小一些。硬件設(shè)計(jì)的成本一般只占整個產(chǎn)品成本的一小部分，而軟件開發(fā)的成本很難估算，通常占整個產(chǎn)品成本的大部分。第22頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六②軟件生產(chǎn)不同于硬件制造

硬件設(shè)計(jì)完成后就投入批量制造，制造也是一個復(fù)雜的過程；而軟件成為產(chǎn)品之后，其制造則是簡單的拷貝。③軟件維護(hù)不同于硬件維修

硬件是物理的，軟件是邏輯的，雖然軟件不會磨損和老化，但在使用過程中的維護(hù)比硬件復(fù)雜的多。如果軟件內(nèi)部的邏輯關(guān)系比較復(fù)雜，在維護(hù)過程中還可能產(chǎn)生新的錯誤。第23頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六3.軟件危機(jī)①出現(xiàn)軟件危機(jī)的原因軟件成本不斷提高（包括開發(fā)成本和維護(hù)成本）；軟件質(zhì)量難以保障；軟件生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步緩慢；②軟件危機(jī)，使許多產(chǎn)業(yè)界人士認(rèn)識到必須把軟件生產(chǎn)從個人化方式改變?yōu)楣こ袒绞剑瑥亩鴮?dǎo)致了軟件工程的誕生。第24頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六二、軟件工程1.軟件工程的概念軟件工程的基本理念是“按工程的概念、原理、技術(shù)和方法開發(fā)與維護(hù)計(jì)算機(jī)軟件”?！败浖こ獭币辉~，首先是1968年北大西洋公約組織（NATO）在聯(lián)邦德國召開的一次會議上提出的。人們從不同的角度，給軟件工程下過各種定義。但是不論有多少種說法，它的中心思想，是把軟件當(dāng)作一種工業(yè)產(chǎn)品，要求“采用工程化的原理與方法對軟件進(jìn)行計(jì)劃、開發(fā)和維護(hù)”。軟件工程的三個要素：方法、工具、過程

第25頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六2.軟件工程的基本原則軟件工程圍繞工程設(shè)計(jì)、工程支持以及工程管理，提出了以下四條基本原則：第一，選取適宜開發(fā)范型。第二，采用合適的設(shè)計(jì)方法。第三，提供高質(zhì)量的工程支持。第四，重視開發(fā)過程的管理。

大量事實(shí)說明，只有堅(jiān)持軟件工程的四條基本原則，既重視軟件技術(shù)的應(yīng)用，又重視軟件工程的支持和管理，并在實(shí)踐中貫徹實(shí)施，才能高效地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件。第26頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六軟件工程的研究內(nèi)容基本問題1.軟件工程現(xiàn)在已成為一門新型的計(jì)算機(jī)學(xué)科，稱為“軟件工程學(xué)”。2.軟件工程學(xué)所包含的主要內(nèi)容：第27頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六YogeshDeshpande和SteveHansen在1998年就提出了Web工程的概念。Web工程作為一門新興的學(xué)科，提倡使用一個過程和系統(tǒng)的方法來開發(fā)高質(zhì)量的基于Web的系統(tǒng)。它"使用合理的、科學(xué)的工程和管理原則，用嚴(yán)密的和系統(tǒng)的方法來開發(fā)、發(fā)布和維護(hù)基于Web的系統(tǒng)"。第28頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六Web工程不是軟件工程的完全克隆，但是它借用了軟件工程的許多基本概念和原理，強(qiáng)調(diào)了相同的技術(shù)和管理活動第29頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.6Web應(yīng)用程序開發(fā)模型第30頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六軟件開發(fā)模型基本問題1.軟件開發(fā)模型提出的原因軟件有生存周期，一個軟件從開始計(jì)劃起，到廢棄不用止，稱為軟件的生存周期。軟件生存周期包括計(jì)劃、開發(fā)與運(yùn)行三個時期，每一時期又可細(xì)分為若干個更小的階段。給每個階段賦予確定然而有限的任務(wù)，就能簡化每一步的工作內(nèi)容。要開發(fā)一個高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品，首先要根據(jù)軟件生存期為各項(xiàng)開發(fā)活動的流程確定一個合理的框架，稱為軟件生存期模型或軟件開發(fā)模型。第31頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六軟件計(jì)劃軟件開發(fā)軟件運(yùn)行問題定義可行性研究需求分析概要設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)編碼測試維護(hù)或退役第32頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六2.軟件開發(fā)模型的分類線性模型原型模型演化模型基于構(gòu)件的模型形式化模型第33頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六一、線性模型（瀑布模型）1.什么是線性模型

線性模型也稱為瀑布模型或生存周期模型，在這種模型中，各個階段的工作順序展開，恰如奔流不息拾級而下的瀑布，總是從上面的臺階依次流向下面的臺階。2.線性模型將軟件生存期劃分為哪三個時期(1)計(jì)劃時期（包括問題定義和可行性研究兩個階段）(2)開發(fā)時期（包括需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼和測試四個階段）(3)運(yùn)行時期（主要包括系統(tǒng)維護(hù)階段）第34頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六3.軟件生成周期各階段的主要任務(wù)(1)計(jì)劃時期計(jì)劃時期的主要任務(wù)是調(diào)查和分析：調(diào)查用戶需求，分析新系統(tǒng)的主要目標(biāo)，分析開發(fā)該系統(tǒng)的可行性。問題定義：主要弄清“用戶需要計(jì)算機(jī)解決什么問題”?？尚行匝芯浚耗康氖菫樯弦徊教岢龅膯栴}尋求一種至數(shù)種在技術(shù)上可行、且在經(jīng)濟(jì)上有較高效益的可操作解決方案。第35頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(2)開發(fā)時期開發(fā)時期要完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)兩大任務(wù)。設(shè)計(jì)任務(wù)用需求分析、軟件設(shè)計(jì)兩個階段完成。實(shí)現(xiàn)任務(wù)用編碼和測試兩階段完成。需求分析：其任務(wù)在于弄清用戶對軟件系統(tǒng)的全部需求，并用“需求規(guī)格說明書”的形式準(zhǔn)確地表達(dá)出來。軟件設(shè)計(jì)：主要任務(wù)是將需求轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖谋硎拘问剑杉?xì)分為總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個方面。編碼：即按照選定的語言，把設(shè)計(jì)的過程性描述翻譯為源程序。測試：是對編碼階段所完成的源程序進(jìn)行測試，可細(xì)分為單元測試、綜合測試、確認(rèn)測試和系統(tǒng)測試等步驟。第36頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(3)運(yùn)行時期運(yùn)行時期是軟件生存周期的最后一個時期，主要是做好軟件維護(hù)。維護(hù)目的是使軟件在整個生存周期內(nèi)保證滿足用戶的需求和延長使用壽命。第37頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六4.線性模型的特點(diǎn)階段間具有順序性和依賴性：上一階段的變換結(jié)果是下一階段變換的輸入，相鄰兩個階段具有因果關(guān)系，每個階段完成任務(wù)后，都必須進(jìn)行階段性評審，確認(rèn)之后再轉(zhuǎn)入下一個階段。文檔驅(qū)動性：要求每個階段必須完成規(guī)定的文檔;每個階段結(jié)束前完成文檔審查,以便盡早發(fā)現(xiàn)問題并改正錯誤。第38頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六5.線性模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可強(qiáng)迫開發(fā)人員采用規(guī)范的方法，嚴(yán)格提交文檔，做好階段評審，從而使軟件過程易于管理和控制，有利于軟件的質(zhì)量保障。缺點(diǎn)：要求軟件開發(fā)初期就要給出軟件系統(tǒng)的全部需求，開發(fā)周期比較長，承擔(dān)的風(fēng)險也比較大。第39頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六二、原型模型1.什么是原型模型

首先建立一個能夠反映用戶主要需求的原型，讓用戶實(shí)際看一看未來系統(tǒng)的概貌，以便判斷哪些功能是符合需要的，哪些方面還需要改進(jìn)。然后將原型反復(fù)改進(jìn)，最終建立完全符合用戶要求的新系統(tǒng)。2.原型模型開發(fā)軟件的過程如下圖所示：第40頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六

需求分析原型開發(fā)最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)原型評價最終系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶反饋原型模型的過程示意圖第41頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六3.原型模型的特點(diǎn)原型驅(qū)動性：整個軟件過程圍繞著原型的快速開發(fā)和對原型的評價，通過原型確認(rèn)用戶需求，以及通過原型的反復(fù)修改最終得到用戶確認(rèn)的軟件定義。過程的交互性和迭代性：軟件開發(fā)過程是由開發(fā)人員與用戶之間通過原型的評價和確認(rèn)而進(jìn)行的一個交互過程。而且這個過程不是簡單的重復(fù)，而是不斷改進(jìn)和迭代過程。第42頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六4.原型模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：允許用戶在軟件開發(fā)過程中完善對軟件系統(tǒng)的需求，開發(fā)周期相對有所縮短，成本比較低，有效地發(fā)揮用戶和開發(fā)人員之間的密切配合作用，使軟件過程更能體現(xiàn)逐步發(fā)展、逐步完善的原則。缺點(diǎn)：頻繁的需求變化會使開發(fā)進(jìn)程難于管理和控制，原型的快速開發(fā)和修改對技術(shù)要求比較高，需要有較好的工作基礎(chǔ)。

第43頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六三、演化模型1.什么是演化模型

它遵迭代的思想方法，使開發(fā)的軟件在迭代過程中逐步得到完善，一般適用于大型軟件的開發(fā)。常見的演化模型又有增量模型和螺旋模型兩種。2.增量模型(1)基本思想：增量模型是瀑布模型的順序特征與快速原型法的迭代特征相結(jié)合的產(chǎn)物，該模型把軟件看作一系列相互聯(lián)系的增量，每個增量是小而可運(yùn)行的程序，在開發(fā)過程的各次迭代中，每次完成一個增量。第44頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(2)結(jié)構(gòu)示意圖

規(guī)格說明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和集成交付客戶規(guī)格說明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和集成交付客戶增量2規(guī)格說明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和集成交付客戶增量n增量1增量模型示意圖第45頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(3)增量模型的特點(diǎn)過程漸進(jìn)性：軟件過程分批次完成，每次提交一個滿足用戶需求子集的增量構(gòu)件，產(chǎn)品規(guī)模逐漸增大，直至得到滿足用戶全部需求的完整產(chǎn)品為止。(4)增量模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能在較短的時間內(nèi)向用戶提交部分功能的構(gòu)件，并且在逐步增加產(chǎn)品功能的過程中有充裕的時間學(xué)習(xí)和適應(yīng)新的功能，減少一個全新軟件可能給用戶帶來的沖擊。缺點(diǎn)：增量構(gòu)件的劃分依賴于系統(tǒng)功能的構(gòu)成和軟件開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)，每次集成新的增量構(gòu)件必須不破壞原有軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，因此要求軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)必須具有高度的開放性和可擴(kuò)充性第46頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六3.螺旋模型(1)基本思想①螺旋模型將瀑布模型與原型模型結(jié)合起來，并且加入兩種模型均忽略了的風(fēng)險分析。②螺旋模型沿著螺線順時針旋轉(zhuǎn)，自內(nèi)向外每旋轉(zhuǎn)一圈便開發(fā)出更完善的一個新版本。③每一個螺旋周期均包含四個步驟：制定計(jì)劃確定軟件目標(biāo)，選定實(shí)施方案，弄清項(xiàng)目開發(fā)的限制條件；風(fēng)險分析分析所選方案，考慮如何識別和消除風(fēng)險；實(shí)施工程實(shí)施軟件開發(fā)；客戶評估評價開發(fā)，提出修正建議。第47頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(2)結(jié)構(gòu)示意圖

第48頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(3)特點(diǎn)模型結(jié)合型：螺旋模型的每一個周期都應(yīng)用了原型模型排除風(fēng)險，在確認(rèn)了原型之后，則又啟動瀑布模型繼續(xù)過程的演化。因此螺旋模型是瀑布模型和原型模型的結(jié)合，體現(xiàn)了兩個模型的優(yōu)點(diǎn)。過程迭代性：軟件開發(fā)過程的每個階段都是一次迭代，這種迭代不是過程的簡單重復(fù)，而是每旋轉(zhuǎn)一個圈就前進(jìn)一個層次，得到一個新的版本。第49頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(4)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)可選方案和約束條件有利于已有軟件的重用，有助于把軟件質(zhì)量作為軟件開發(fā)的一個重要目標(biāo)，減少過多或測試不足帶來的風(fēng)險。缺點(diǎn)：要求軟件開發(fā)人員具有豐富的風(fēng)險評估經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)的專門知識，開發(fā)過程比較復(fù)雜，給過程管理和控制帶來一定的難度。第50頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六四、基于構(gòu)件的模型1.什么是基于構(gòu)件的模型

就是利用預(yù)先封裝好的軟件構(gòu)件來構(gòu)造應(yīng)用軟件系統(tǒng)，它融合了螺旋模型的特征，支持軟件開發(fā)的迭代方法。2.用構(gòu)件來構(gòu)造軟件系統(tǒng)的過程如下圖所示第51頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六

確定候選構(gòu)件查找構(gòu)件庫復(fù)用所查到構(gòu)件開發(fā)候選構(gòu)件開始下一輪迭代集成構(gòu)件第52頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六3.基于構(gòu)件的開發(fā)模型的特點(diǎn)采用了先進(jìn)的面向?qū)ο蠹夹g(shù)。

基于構(gòu)件庫的開發(fā)，這是軟件復(fù)用的基礎(chǔ)，開發(fā)速度快。

融合了螺旋模型特征支持軟件開發(fā)的迭代方法。第53頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六五、形式化模型1.轉(zhuǎn)換模型（1）轉(zhuǎn)換模型是結(jié)合形式化軟件開發(fā)方法和程序自動生