Web應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)課件

1、第1章Web應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ) 1.1 Web發(fā)展歷史1.2 Web應(yīng)用程序的基本概念1.3 Web應(yīng)用程序的體系結(jié)構(gòu)1.4 Web應(yīng)用程序的工作環(huán)境1.5 Web應(yīng)用程序開發(fā)的技術(shù)內(nèi)容1.6 Web應(yīng)用程序開發(fā)模型 1.7 Web應(yīng)用程序開發(fā)的環(huán)境配置 1.1 Web發(fā)展歷史1.2 Web應(yīng)用程序的基本概念1.2.1 Web應(yīng)用程序的含義1.2.2 Web應(yīng)用程序的特點1.2.1 Web應(yīng)用程序的含義1.2.2 Web應(yīng)用程序的特點（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1.3 Web應(yīng)用程序的體系結(jié)構(gòu)1.3.1 2層體系結(jié)構(gòu)1.3.2 3層體系結(jié)構(gòu)1.3

2、.3 4層體系結(jié)構(gòu)1.4 Web應(yīng)用程序的工作環(huán)境1.4.1 因特網(wǎng)初步分析1.4.2 Web原理分析1.5 Web應(yīng)用程序開發(fā)的技術(shù)內(nèi)容1.5.1 Web應(yīng)用程序開發(fā)的需求1.5.2 Web應(yīng)用程序的執(zhí)行過程1.5.3 Web應(yīng)用程序的開發(fā)步驟1.5.4 Web應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)的層次性1.5.5 Web應(yīng)用程序開發(fā)與Web工程1.5.1 Web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Web1.5.2 Web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。1.5.3 Web應(yīng)用程序的開發(fā)步驟 開發(fā)Web應(yīng)用程序是一

3、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。假如你不運用有條理的方法，尤其是在復雜的項目中，你會承受忽視項目，不能按時完成，浪費時間一無所獲的風險。 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；（ 3）系統(tǒng)實現(xiàn)；（4）系統(tǒng)測試；（ 5）系統(tǒng)維護。1.5.4 Web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到目標的軟件產(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、系統(tǒng)實現(xiàn)、系統(tǒng)測試以及系統(tǒng)維護等活動。3. 軟件開發(fā)過程是為了獲得軟件產(chǎn)品或是

4、為了完成軟件工程項目需要完成的有關(guān)軟件開發(fā)活動，每一項活動又可分解成一些軟件開發(fā)任務(wù)。 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：程序設(shè)計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)。第二階段（ 20世紀60年代后期興起的結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法）：該階段的特點：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”、“編碼”等多個階段。結(jié)構(gòu)化的思想擴展到分析階段和設(shè)計階段，于是形成了

5、“結(jié)構(gòu)化分析” 與“結(jié)構(gòu)化設(shè)計”等結(jié)構(gòu)化軟件開發(fā)。第三階段（ 80年代以后出現(xiàn)的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法）：該階段的特點：該階段出現(xiàn)的C+、Java等語言，促進了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的廣泛流行。僅僅使用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計不會產(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笮枨蠓治雒嫦驅(qū)ο笤O(shè)計面向?qū)ο缶幋a”在內(nèi)的面向?qū)ο筌浖_發(fā)方法。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算機操作系統(tǒng)，都屬于軟件工具。2. 軟件開發(fā)

6、工具的分類分類方法按應(yīng)用階段劃分 按功能劃分設(shè)計工具分析工具項目管理軟件配置質(zhì)量保證分析設(shè)計計劃工具界面開發(fā)客戶服務(wù)器Web開發(fā)1.5.5 Web應(yīng)用程序開發(fā)與Web工程類似于軟件與軟件工程軟件與軟件工程一、軟件和計算機硬件一樣，從20世紀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？1. 軟件的定義有些初學者認為軟件就是程序，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： 軟件是能夠完成預定功能和性能的可執(zhí)行的計算機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?？梢院喢鞯乇?/p>

7、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。2. 軟件的特征軟件開發(fā)不同于硬件設(shè)計軟件設(shè)計更依賴于開發(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)計與人的關(guān)系相對要小一些。硬件設(shè)計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。軟件生產(chǎn)不同于硬件制造硬件設(shè)計完成后就投入批量制造，制造也是一個復雜的過程；而軟件成為產(chǎn)品之后，其制造則是簡單的拷貝。軟件維護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比硬件復雜的多。如果軟件內(nèi)部的邏輯關(guān)系比較復雜

8、，在維護過程中還可能產(chǎn)生新的錯誤。3. 軟件危機出現(xiàn)軟件危機的原因軟件成本不斷提高（包括開發(fā)成本和維護成本）；軟件質(zhì)量難以保障；軟件生產(chǎn)技術(shù)進步緩慢；軟件危機，使許多產(chǎn)業(yè)界人士認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е铝塑浖こ痰恼Q生。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)與維護計算機軟件”?！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行計

9、劃、開發(fā)和維護”。軟件工程的三個要素：方法、工具、過程 2. 軟件工程的基本原則軟件工程圍繞工程設(shè)計、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。大量事實說明，只有堅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，并在實踐中貫徹實施，才能高效地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件。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算機學科，稱為“軟件工程學”。2. 軟件工程學所包含的主要內(nèi)容：Yogesh Deshpande和Steve Hansen在1998年就提出

10、了Web工程的概念。Web工程作為一門新興的學科，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、科學的工程和管理原則，用嚴密的和系統(tǒng)的方法來開發(fā)、發(fā)布和維護基于Web的系統(tǒng)。 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，強調(diào)了相同的技術(shù)和管理活動 1.6 Web應(yīng)用程序開發(fā)模型軟件開發(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劃、開發(fā)與運行三個時期，每一時期又可細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

11、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。軟件計劃軟件開發(fā)軟件運行問題定義可行性研究需求分析概要設(shè)計詳細設(shè)計編 碼測 試維護或退役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、編

12、碼和測試四個階段）(3) 運行時期（主要包括系統(tǒng)維護階段）3. 軟件生成周期各階段的主要任務(wù)(1) 計劃時期計劃時期的主要任務(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，分析開發(fā)該系統(tǒng)的可行性。問題定義：主要弄清“用戶需要計算機解決什么問題”?？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)濟上有較高效益的可操作解決方案。(2) 開發(fā)時期開發(fā)時期要完成設(shè)計和實現(xiàn)兩大任務(wù)。設(shè)計任務(wù)用需求分析、軟件設(shè)計兩個階段完成。實現(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”的形式準確地表達出來。軟件設(shè)計：主要任務(wù)是將需求轉(zhuǎn)變

13、為軟件的表示形式，可細分為總體設(shè)計和詳細設(shè)計兩個方面。編碼：即按照選定的語言，把設(shè)計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行測試，可細分為單元測試、綜合測試、確認測試和系統(tǒng)測試等步驟。(3) 運行時期運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。維護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。4. 線性模型的特點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，都必須進行階段性評審，確認之后再轉(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

14、便盡早發(fā)現(xiàn)問題并改正錯誤。5. 線性模型的優(yōu)缺點優(yōu)點：可強迫開發(fā)人員采用規(guī)范的方法，嚴格提交文檔，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：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，承擔的風險也比較大。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。然后將原型反復改進，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：需求分析原型開發(fā)最終系統(tǒng)設(shè)計原型評價最終系統(tǒng)實現(xiàn)用戶反饋原型模型的過程示意圖3. 原型模型的特點原型

15、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，通過原型確認用戶需求，以及通過原型的反復修改最終得到用戶確認的軟件定義。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而進行的一個交互過程。而且這個過程不是簡單的重復，而是不斷改進和迭代過程。4. 原型模型的優(yōu)缺點優(yōu)點：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：頻繁的需求變化會使開發(fā)進程難于管理和控制，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)。 三、演化模型1.

16、 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行的程序，在開發(fā)過程的各次迭代中，每次完成一個增量。(2) 結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格說明設(shè)計實現(xiàn)和集成交付客戶規(guī)格說明設(shè)計實現(xiàn)和集成交付客戶增量2規(guī)格說明設(shè)計實現(xiàn)和集成交付客戶增量n增量1增量模型示意圖(3) 增量模型的特點過程漸進性：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

17、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)缺點優(yōu)點：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習和適應(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：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，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充性3. 螺旋模型(1) 基本思想 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險分析。 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。 每一個螺旋周期均包含四個步驟：制定計劃

18、 確定軟件目標，選定實施方案，弄清項目開發(fā)的限制條件；風險分析 分析所選方案，考慮如何識別和消除風險；實施工程 實施軟件開發(fā)；客戶評估 評價開發(fā)，提出修正建議。(2) 結(jié)構(gòu)示意圖(3) 特點模型結(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險，在確認了原型之后，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。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，而是每旋轉(zhuǎn)一個圈就前進一個層次，得到一個新的版本。(4) 優(yōu)缺點優(yōu)點：強調(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，減少過多或測試不足帶來的風險。缺點：要求軟件開發(fā)人員具有豐富的風險評估經(jīng)驗和有關(guān)的專門知識，開發(fā)過程比較復雜，給過程管理和控制帶來一定的難度。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)的過程如下圖所示確定候選構(gòu)件查找構(gòu)件庫復用所查到構(gòu)件開發(fā)候選構(gòu)件開始下一輪迭代集成構(gòu)件3. 基于構(gòu)件的開發(fā)模型的特點采用了先進的面向?qū)ο蠹夹g(shù)。 基于構(gòu)件庫的開發(fā)，這是軟件復用的基礎(chǔ)，