軟件技術(shù)開發(fā)

軟件技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)姓名：陳登亮班級：通信14-1學(xué)號：3140731108目錄一、軟件開發(fā)技術(shù)方面介紹二、通信系統(tǒng)方面介紹三、軟件技術(shù)與通信系統(tǒng)的聯(lián)系軟件開發(fā)技術(shù)方面介紹一、 從軟件與硬件的對比中了解軟件（1） 硬件是看得見、摸得著的物理部件或設(shè)備，而軟件是以程序和文檔的形式存在的，軟件只有通過在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行才能體現(xiàn)它的作用。（2） 軟件產(chǎn)品質(zhì)量的體現(xiàn)于硬件的有所不同：硬件產(chǎn)品在設(shè)計(jì)定型之后可以批量生產(chǎn)，在通過質(zhì)量檢測之后可以保障產(chǎn)品的質(zhì)量，但是在生產(chǎn)或者加工上有一點(diǎn)失誤，硬件產(chǎn)品就會作廢，但是軟件卻不同，軟件在制作的過程中可以復(fù)制，每一個(gè)復(fù)制出來的軟件產(chǎn)品質(zhì)量都是相同的，而且在后期可以通過修改和測試進(jìn)行對軟件的維護(hù)。（3） 軟件與硬件的成本不同：硬件產(chǎn)品的生產(chǎn)需要大量的物質(zhì)，但是軟件的生產(chǎn)并不需要物質(zhì)二、 從傳統(tǒng)方法學(xué)中了解如何寫一個(gè)好的軟件（1） 傳統(tǒng)方法學(xué)簡介：傳統(tǒng)方法學(xué)也被稱為生命周期方法學(xué)和結(jié)構(gòu)化方法學(xué)，結(jié)構(gòu)化方法的主要思想是、自頂向下、逐步求精，模塊化設(shè)計(jì)和語言結(jié)構(gòu)化。（2） 傳統(tǒng)方法學(xué)有一下開發(fā)過程：需求分析：軟件需求是指用戶對目標(biāo)軟件系統(tǒng)在功能行為，性能設(shè)計(jì)約束等方面的期望。需求分析的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)需求、求精、劍魔和定義需求的過程。需求分析將創(chuàng)建所需的數(shù)據(jù)模型，功能模型和控制模型。歸納軟件需求的主要工作有：①識別問題②可行性研究③分析建模④需求規(guī)格化及編寫文檔。通過這些工作，確定軟件系統(tǒng)要做什么的問題，讓我們進(jìn)一步的了解用戶的確切需求，做出能滿足用戶的軟件功能，只有這樣才不會使軟件被用戶拋棄，加強(qiáng)軟件的生命力。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)主要分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。其中，概要設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是把需求分析的到的數(shù)據(jù)圖轉(zhuǎn)換為軟件結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，概要設(shè)計(jì)把復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分，建立模塊的層次和調(diào)用關(guān)系，概要設(shè)計(jì)建立的是目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型，與系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)無關(guān)。而詳細(xì)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)每一個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法和所需的布局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣我們就可以清楚的知道需要寫的代碼之間的流程，而不會是盲目胡亂的寫，從而寫出整齊清晰的程序，為以后的維護(hù)做好鋪墊。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)一些設(shè)計(jì)，比如：界面設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)說明書等。這些設(shè)計(jì)都是為了讓我們更好的了解和方便使用軟件。同時(shí)，軟件設(shè)計(jì)還需要準(zhǔn)守一定軟件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：①模塊化準(zhǔn)則。應(yīng)該形成獨(dú)立功能特性的模塊。②模塊獨(dú)立準(zhǔn)則。模塊與外部之間的聯(lián)系要盡量的少，模塊與模塊之間的聯(lián)系盡量的密切。③模塊規(guī)模適中。模塊過大，可能就會很難去理解，模塊過小，可能就使結(jié)構(gòu)的變得復(fù)雜，所以模塊適中即可。④軟件結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則。⑤模塊接口簡單。⑥模塊保持單輸入、單輸出。⑦模塊功能可預(yù)測。軟件測試過程：軟件測試的目的是檢驗(yàn)軟件所能實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)是否符合軟件需求規(guī)格說明書的要求，驗(yàn)證軟件構(gòu)件間的相互作用，驗(yàn)證軟件構(gòu)件的正確集成，驗(yàn)證所有需求被正確地實(shí)現(xiàn)和識別并確保在軟件發(fā)布之前缺陷被處理。測試分別從可靠性、功能性、應(yīng)用性和系統(tǒng)性能等方面進(jìn)行。測試應(yīng)從小規(guī)模開始，一般分為單元測試、集成測試、確認(rèn)測試、系統(tǒng)測試四個(gè)步驟。測試的方法分為白盒測試和黑盒測試。三、軟件的維護(hù)軟件維護(hù)是軟件生存周期中重要的一個(gè)階段。因?yàn)橐粋€(gè)軟件要生存下去，就需要適應(yīng)不同的環(huán)境，不斷的改變自己才能滿足用戶的需求。這樣軟件的維護(hù)體現(xiàn)出他的重要性所在。軟件維護(hù)活動類型總起來大概有四種：糾錯(cuò)性維護(hù)（校正性維護(hù)）、適應(yīng)性維護(hù)、完善性維護(hù)或增強(qiáng)、預(yù)防性維護(hù)或再工程。除此四類維護(hù)活動外，還有一些其它類型的維護(hù)活動，如：支援性維護(hù)（如用戶的培訓(xùn)等）。針對以上幾種類型的維護(hù)，可以采取一些維護(hù)策略，以控制維護(hù)成本。（1） 糾錯(cuò)性維護(hù)：改正性維護(hù)是指改正在系統(tǒng)開發(fā)階段已發(fā)生而系統(tǒng)測試階段尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。這方面的維護(hù)工作量要占整個(gè)維護(hù)工作量的17%?21%。所發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤有的不太重要，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，其維護(hù)工作可隨時(shí)進(jìn)行：而有的錯(cuò)誤非常重要，甚至影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，其維護(hù)工作必須制定計(jì)劃，進(jìn)行修改，并且要進(jìn)行復(fù)查和控制。（2） 適應(yīng)性維護(hù)：適應(yīng)性維護(hù)是指使用軟件適應(yīng)信息技術(shù)變化和管理需求變化而進(jìn)行的修改。這方面的維護(hù)工作量占整個(gè)維護(hù)工作量的18%?25%。由于計(jì)算機(jī)硬件價(jià)格的不斷下降，各類系統(tǒng)軟件屢出不窮，人們常常為改善系統(tǒng)硬件環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境而產(chǎn)生系統(tǒng)更新?lián)Q代的需求；企業(yè)的外部市場環(huán)境和管理需求的不斷變化也使得各級管理人員不斷提出新的信息需求。這些因素都將導(dǎo)致適應(yīng)性維護(hù)工作的產(chǎn)生。進(jìn)行這方面的維護(hù)工作也要像系統(tǒng)開發(fā)一樣，有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行。完善性維護(hù)或增強(qiáng)：完善性維護(hù)是為擴(kuò)充功能和改善性能而進(jìn)行的修改，主要是指對已有的軟件系統(tǒng)增加一些在系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)階段中沒有規(guī)定的功能與性能特征。這些功能對完善系統(tǒng)功能是非常必要的。另外，還包括對處理效率和編寫程序的改進(jìn)，這方面的維護(hù)占整個(gè)維護(hù)工作的50%?60%，比重較大.也是關(guān)系到系統(tǒng)開發(fā)質(zhì)量的重要方面。這方面的維護(hù)除了要有計(jì)劃、有步驟地完成外.還要注意將相關(guān)的文檔資料加入到前面相應(yīng)的文檔中去。預(yù)防性維護(hù)：預(yù)防性維護(hù)為了改進(jìn)應(yīng)用軟件的可靠性和可維護(hù)性，為了適應(yīng)未來的軟硬件環(huán)境的變化，應(yīng)主動增加預(yù)防性的新的功能，以使應(yīng)用系統(tǒng)適應(yīng)各類變化而不被淘汰。例如將專用報(bào)表功能改成通用報(bào)表生成功能，以適應(yīng)將來報(bào)表格式的變化。這方面的維護(hù)工作量占整個(gè)維護(hù)工作量的4%左右。通信系統(tǒng)方面介紹一、 通信系統(tǒng)的簡介通信系統(tǒng)是用以完成信息傳輸過程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱。現(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導(dǎo)引媒體中的傳輸機(jī)理來實(shí)現(xiàn)，前者稱為無線通信系統(tǒng)，后者稱為有線通信系統(tǒng)。當(dāng)電磁波的波長達(dá)到光波范圍時(shí)，這樣的電信系統(tǒng)特稱為光通信系統(tǒng)，其他電磁波范圍的通信系統(tǒng)則稱為電磁通信系統(tǒng)，簡稱為電信系統(tǒng)。由于光的導(dǎo)引媒體采用特制的玻璃纖維，因此有線光通信系統(tǒng)又稱光纖通信系統(tǒng)。一般電磁波的導(dǎo)引媒體是導(dǎo)線，按其具體結(jié)構(gòu)可分為電纜通信系統(tǒng)和明線通信系統(tǒng)；無線電信系統(tǒng)按其電磁波的波長則有微波通信系統(tǒng)與短波通信系統(tǒng)之分。另一方面，按照通信業(yè)務(wù)的不同，通信系統(tǒng)又可分為電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、傳真通信系統(tǒng)和圖像通信系統(tǒng)等。由于人們對通信的容量要求越來越高，對通信的業(yè)務(wù)要求越來越多樣化，所以通信系統(tǒng)正迅速向著寬帶化方向發(fā)展，而光纖通信系統(tǒng)將在通信網(wǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用。二、 通信系統(tǒng)的組成部件與簡介一般由信源（發(fā)端設(shè)備）、信宿（收端設(shè)備）和信道（傳輸媒介）等組成，被稱為通信的三要素。（1） 信源：信源是產(chǎn)生各類信息的實(shí)體。信源給出的符號是不確定的，可用隨機(jī)變量及其統(tǒng)計(jì)特性描述。信息是抽象的，信源則是具體的。例如，人們交談，人的發(fā)聲系統(tǒng)就是語聲信源；人們看書、讀報(bào)，被光照的書和報(bào)紙本身就是文字信源；常見的信源還有圖像信源、數(shù)字信源等等。信號的產(chǎn)生（物）被稱為信源。（2） 信宿：信宿是相對于信源而言的。信宿是信息動態(tài)運(yùn)行一個(gè)周期的最終環(huán)節(jié)。其功能是接收情報(bào)信息，并選擇對自身有用的信息加以利用，直接或間接地為某一目的服務(wù)。（3） 信道：信道是傳輸信號的通道。信道可以分為無線信道和有線信道兩種。其中有線信道有可以分為很多種，比如電線，光纖等。三、通信系統(tǒng)的分類（1） 模擬數(shù)字通信系統(tǒng)：模擬通信模擬通信是指在信道上把模擬信號從信源傳送到信宿的一種通信方式。由于導(dǎo)體中存在電阻，信號直接傳輸?shù)木嚯x不能太遠(yuǎn)，解決的方法是通過載波來傳輸模擬信號。載波是指被調(diào)制以傳輸信號的波形，通常為高頻振蕩的正弦波。這樣，把模擬信號調(diào)制在載波上傳輸，則可比直接傳輸遠(yuǎn)得多。一般要求正弦波的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于調(diào)制信號的帶寬，否則會發(fā)生混疊，使傳輸信號失真。模擬通信系統(tǒng)通常由信源、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信宿及噪聲源組成。模擬通信的優(yōu)點(diǎn)是直觀且容易實(shí)現(xiàn)，但保密性差，抗干擾能力弱。由于模擬通信在信道傳輸?shù)男盘栴l譜比較窄，因此可通過多路復(fù)用使信道的利用率提高。數(shù)字通信數(shù)字通信是指在信道上把數(shù)字信號從信源傳送到信宿的一種通信方式。它與模擬通信相比，其優(yōu)點(diǎn)為：抗干擾能力強(qiáng)，沒有噪聲積累；可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸并能保證質(zhì)量；能適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)要求，便于實(shí)現(xiàn)綜合處理；傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字信號能直接被計(jì)算機(jī)接收和處理；便于采用大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，通信設(shè)備利于集成化；容易進(jìn)行加密處理，安全性更容易得到保證。（2） 有線系統(tǒng)用于長距離電話通信的載波通信系統(tǒng)，是按頻率分割進(jìn)行多路復(fù)用的通信系統(tǒng)。它由載波電話終端設(shè)備、增音機(jī)、傳輸線路和附屬設(shè)備等組成。其中載波電話終端設(shè)備是把話頻信號或其他群信號搬移到線路頻譜或?qū)Ψ絺鬏攣淼木€路頻譜加以反變換、并能適應(yīng)線路傳輸要求的設(shè)備；增音機(jī)能補(bǔ)償線路傳輸衰耗及其變化，沿線路每隔一定距離裝設(shè)一部。（3） 微波系統(tǒng)長距離大容量的無線電通信系統(tǒng)，因傳輸信號占用頻帶寬,一般工作于微波或超短波波段。在這些波段，一般僅在視距范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的傳輸特性，因而在進(jìn)行長距離通信時(shí)須采用接力（也稱中繼）通信方式，即在信號由一個(gè)終端站傳輸?shù)搅硪粋€(gè)終端站所經(jīng)的路由上，設(shè)立若十個(gè)鄰接的、轉(zhuǎn)送信號的微波接力站（又稱中繼站），各站間的空間距離約為20?50公里。接力站又可分為中間站和分轉(zhuǎn)站。微波接力通信系統(tǒng)的終端站所傳信號在基帶上可與模擬頻分多路終端設(shè)備或與數(shù)字時(shí)分多路終端設(shè)備相連接。前者稱為模擬接力通信系統(tǒng)；后者稱為數(shù)字接力通信系統(tǒng)。由于具有便于加密和傳輸質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)日益得到人們的重視。除上述視距接力通信系統(tǒng)外，利用對流層散射傳播的超視距散射通信系統(tǒng)，也可通過接力方式作為長距離中容量的通信系統(tǒng)。（4） 電話系統(tǒng)電話通信的特點(diǎn)是通話雙方要求實(shí)時(shí)對話，因而要在一個(gè)相對短暫的時(shí)間內(nèi)在雙方之間臨時(shí)接通一條通路，故電話通信系統(tǒng)應(yīng)具有傳輸和交換兩種功能。這種系統(tǒng)通常由用戶線路、交換中心、局間中繼線和干線等組成。電話通信網(wǎng)的交換設(shè)備采用電路交換方式，由接續(xù)網(wǎng)絡(luò)（又稱交換網(wǎng)絡(luò)）和控制部分組成。話路接續(xù)網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)需要臨時(shí)向用戶接通通話用的通路，控制部分是用來完成用戶通話建立全過程中的信號處理并控制接續(xù)網(wǎng)絡(luò)。在設(shè)計(jì)電話通信系統(tǒng)時(shí)，主要以接收話音的響度來評定通話質(zhì)量，在規(guī)定發(fā)送、接收和全程參考當(dāng)量后即可進(jìn)行傳輸衰耗的分配。另一方面根據(jù)話務(wù)量和規(guī)定的服務(wù)等級（即用戶未被接通的概率—呼損率）來確定所需機(jī)、線設(shè)備的能力。由于移動通信業(yè)務(wù)的需要日益增長，移動通信得到了迅速的發(fā)展。移動通信系統(tǒng)由車載無線電臺、無線電中心（又稱基地臺）和無線交換中心等組成。車載電臺通過固定配置的無線電中心進(jìn)入無線電交換中心，可完成各移動用戶間的通信聯(lián)絡(luò)；還可由無線電交換中心與固定電話通信系統(tǒng)中的交換中心（一般為市內(nèi)電話局）連接，實(shí)現(xiàn)移動用戶與固定用戶間的通話。（5）數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信是伴隨著信息處理技術(shù)的迅速發(fā)展而發(fā)展起來的。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由分布在各點(diǎn)的數(shù)據(jù)終端和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備和通信線路互相連接而成。利用通信線路把分布在不同地點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接在一起的網(wǎng)絡(luò),稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),這樣可使廣大用戶共享資源。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中多采用分組交換（或稱包交換）方式，這是一種特殊的電文交換方式，在發(fā)信端把數(shù)據(jù)分割成若干長度較短的分組（或稱包）然后進(jìn)行傳輸，在收信端再加以合并。它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以減少時(shí)延和充分利用傳輸信道。四、通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)可以用有效性和可靠性衡量。那么具體是用哪些指標(biāo)來說明系統(tǒng)的有效性和可靠性的呢？對于模擬通信系統(tǒng)來說，有效性是用系統(tǒng)的帶寬來衡量的，可靠性則是用信噪比來衡量的。如果一路電話占用的帶寬是一定的話，那么系統(tǒng)的總帶寬越大，就意味著能容納更多路電話。而當(dāng)系統(tǒng)的帶寬一定時(shí)，要想增加系統(tǒng)的容量，則可以通過降低單路電話占用的帶寬來實(shí)現(xiàn)，因此單路信號所需的帶寬越窄，說明有效性越好。但降低單路信號的占用帶寬后，由于兩路信號之間的頻帶隔離變窄，勢必會增加相互間的干擾，即增加噪聲，使信號功率與噪聲功率的比值降低，從而降低了系統(tǒng)的可靠性。對于數(shù)字通信系統(tǒng)來說，有效性是通過信息傳輸速率來表示的，可靠性則是通過誤碼率或誤信率來體現(xiàn)的。誤碼率是指接收端收到的錯(cuò)誤碼元數(shù)與總的傳輸碼元數(shù)的比值，即表示在傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤碼元的概率。誤信率是指接收到的錯(cuò)誤比特?cái)?shù)與總的傳輸比特?cái)?shù)的比值，即傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤信息量的概率。數(shù)字信號在信道中傳輸時(shí)，為了保證傳輸?shù)目煽啃?，往往要添加糾錯(cuò)編碼，糾錯(cuò)編碼是要占用傳輸速率的。當(dāng)一個(gè)信道每秒能傳輸?shù)目偞a元數(shù)或比特?cái)?shù)一定時(shí)，如果不要糾錯(cuò)編碼，顯然每秒傳輸?shù)男畔⒘勘忍貢嘈?，效率提高了，但沒有了糾錯(cuò)碼，可靠性則無法保證。這些為了提高可靠性而增加的編碼，也被稱為傳輸開銷，原因是傳輸這些碼元或比特的目的是為了撿錯(cuò)糾錯(cuò)，而它們是不攜帶信息的。在通信系統(tǒng)中，頻率是個(gè)任何信號都與生具有的特征。即使是數(shù)字信號，也不例外，傳輸它們是要占用一定的頻率資源的。帶寬和數(shù)字信號的傳輸速率是成正比的關(guān)系。理想情況下，傳輸速率除以2就是以這個(gè)速率傳輸?shù)臄?shù)字信號所占用的頻帶寬度。所以越高速率所占的頻帶也會越寬，所以高速通信往往也以叫“寬帶通信”。軟件技術(shù)與通信系統(tǒng)的聯(lián)系雖然軟件工程與