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文檔簡(jiǎn)介
第講信息系統(tǒng)的開發(fā)方法§1概述§2結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法§3原型法§4面向?qū)ο蠓椒ā?其他開發(fā)方法
§6開發(fā)方式簡(jiǎn)介§7開發(fā)模式簡(jiǎn)介主要內(nèi)容60年代,開始注意信息系統(tǒng)開發(fā)的方法與工具(RichardCanning著書)。(1)70年代,系統(tǒng)開發(fā)的生命周期(lifecycle)法誕生(著名的“瀑布模型”)§1概述70年代后期,強(qiáng)調(diào)“初始階段的重要性”。
如果在需求階段產(chǎn)生一個(gè)差錯(cuò),就在需求階段糾正只要花費(fèi)1元,那么在設(shè)計(jì)階段糾正要花費(fèi)5元,在實(shí)現(xiàn)階段糾正要花費(fèi)10元,到運(yùn)行階段糾正要花費(fèi)100元。系統(tǒng)需求軟件需求初步設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)編程調(diào)試測(cè)試運(yùn)行運(yùn)行維護(hù)(2)80年代80年代初,原型法(prototyping)的誕生(由于4GL的出現(xiàn)與發(fā)展)。80年代末,計(jì)算機(jī)輔助軟件工程(CASE)和面向?qū)ο螅╫bjected-oriented)的開發(fā)方法得到發(fā)展.(3)90年代初,面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮恼Z言開始實(shí)際應(yīng)用。一維(按時(shí)間過程):生命周期法和原型法。二維(按系統(tǒng)的分析要素):面向處理方法(processingoriented,PO),面向數(shù)據(jù)方法(dataoriented,DO),面向?qū)ο蟮姆椒?objectoriented,OO)。PODOOOLCLC-POLC-DOLC-OOPROTPROT-POPROT-DOPROT-OO(4)開發(fā)方法分類§2結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法MIS工程工作流結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法SSA&D方法的基本思想(structuredsystemdevelopmentmethodologies)用系統(tǒng)工程的思想和工程化的方法;按用戶至上的原則;結(jié)構(gòu)化、模塊化;自頂向下地對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法SSA&D方法的特點(diǎn)
(structuredsystemdevelopmentmethodologies)自頂向下整體性的分析設(shè)計(jì)和自底向上逐步實(shí)施;建立面向用戶的觀點(diǎn);嚴(yán)格區(qū)分工作階段;深入調(diào)查研究;充分預(yù)料可能的變化;開發(fā)過程工程化。結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法SSA&D的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):嚴(yán)格區(qū)分開發(fā)階段,系統(tǒng)的針對(duì)性強(qiáng);整體性與全局性好,自頂向下觀點(diǎn)。缺點(diǎn):開發(fā)周期長(zhǎng);開發(fā)過程繁瑣、復(fù)雜;開發(fā)工具落后;與用戶交流不直觀;系統(tǒng)的升級(jí)較困難。原型方法原型方法在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、第四代開發(fā)語言(4GL)和各種可視化開發(fā)環(huán)境的支持下提出的一種開發(fā)方法開發(fā)要求分析評(píng)價(jià)軟件環(huán)境用戶開發(fā)商構(gòu)造原型
軟件支持環(huán)境RDBMS數(shù)據(jù)字典、建模工具快速查詢系統(tǒng)4GL軟件工具可視化報(bào)告、界面生成器,快速構(gòu)造原型
§3原型法原型方法原型法工作流程1、用戶提出系統(tǒng)要求2、識(shí)別、歸納上述要求3、開發(fā)一個(gè)模型/原型4、評(píng)價(jià)模型5、模型不可行處理6、模型不滿意處理7、修改模型8、確定模型后的處理N、實(shí)際系統(tǒng)開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)等12346758N不可行不滿意滿意原型法的過程
系統(tǒng)開發(fā)者在初步了解用戶需求的基礎(chǔ)上,快速構(gòu)造系統(tǒng)開發(fā)的初步模型--原型。這個(gè)原型可能是粗糙的、不完善的,經(jīng)用戶和開發(fā)人員共同研討、改進(jìn)和完善,提出修改方案。開發(fā)人員根據(jù)修改方案對(duì)原型進(jìn)行修改,得到新的原型,再去征求用戶意見,反復(fù)多次直到取得滿意的原型為止。
在建筑學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)中,“原型”指的是其結(jié)構(gòu)、大小和功能都與某個(gè)物體相類似的模擬該物體的原始模型。在管理信息系統(tǒng)開發(fā)中,用“原型”來形象地表示系統(tǒng)的一個(gè)早期可運(yùn)行版本,它能反映新系統(tǒng)的部分重要功能和特征。原型法的軟件支持環(huán)境方便靈活的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(RDBS);與RDBS相對(duì)應(yīng)的、方便靈活的數(shù)據(jù)字典描述工具;與RDBS相對(duì)應(yīng)的快速查詢系統(tǒng);用以支持結(jié)構(gòu)化程序的軟件工具;非過程化的報(bào)告或屏幕生成器;自動(dòng)文檔編排功能。原型法開發(fā)的條件開發(fā)周期必須短且成本低要求用戶參與評(píng)價(jià)原型原型必須是可運(yùn)行的原型要易于修改原型法的特點(diǎn)從認(rèn)識(shí)論的角度看,原型方法更多地遵循了人們認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律,因而更容易為人們所普遍接受;原型方法將模擬的手段引入系統(tǒng)分析的初期階段,溝通了人們的思想,縮短了用戶和系統(tǒng)分析人員之間的距離,解決了結(jié)構(gòu)化方法中最難以解決的一環(huán)。充分利用了最新的軟件工具,擺脫了老一套工作方法,使系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間、費(fèi)用大大地減少,效率、技術(shù)等方面都大大地提高。原型法的適用方式探索型:針對(duì)開發(fā)目標(biāo)模糊,用戶和開發(fā)人員都缺乏經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)型:大規(guī)模開發(fā)和實(shí)現(xiàn)之前的考核、驗(yàn)證。演化型:易于變化,可不斷改變?cè)?。?)對(duì)于大型系統(tǒng),若不經(jīng)過系統(tǒng)分析進(jìn)行整體性劃分,而直接用屏幕來一個(gè)一個(gè)地模擬是很困難的。(2)對(duì)于大量運(yùn)算的、邏輯性較強(qiáng)的程序模塊,原型法很難構(gòu)造出模型來供人評(píng)價(jià);(3)對(duì)于原基礎(chǔ)管理不善、信息處理過程混亂的問題,是擁有一定的困難。(4)對(duì)于一個(gè)批處理系統(tǒng),其大部分是內(nèi)部處理過程,用原型法有一定的困難。
原型法的適用范圍和局限性優(yōu)點(diǎn):(1)改善了用戶和系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的交流方式;(2)幫助確定技術(shù)上的可行性;(3)有助于推廣目標(biāo)系統(tǒng)的思想;(4)降低了開發(fā)風(fēng)險(xiǎn);(5)減少了用戶的培訓(xùn)時(shí)間,開發(fā)的時(shí)間和成本。缺點(diǎn):(1)方法缺少系統(tǒng)性和完整性;(2)對(duì)開發(fā)工具要求高;(3)容易走上機(jī)械模擬手工系統(tǒng)的方式;(4)不適用于開發(fā)大型綜合的MIS?!?面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο蟮姆治觯∣OA)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)(OOD)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(OOP)面向?qū)ο蟮姆椒ǎ∣bjectOriented,OO
)客觀世界是由各種各樣的對(duì)象組成的,對(duì)象是一個(gè)獨(dú)立存在的實(shí)體,從外部可以了解它的功能,但其內(nèi)部細(xì)節(jié)是“隱蔽”的,它不受外界干擾。每種對(duì)象都有各自的內(nèi)部狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,不同的對(duì)象之間相互作用和聯(lián)系構(gòu)成了各種不同的系統(tǒng)。
基本思想基于所研究的問題,對(duì)問題空間(軟件域)進(jìn)行自然分割,識(shí)別其中的對(duì)象及其相互關(guān)系,建立問題空間的信息模型,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),用對(duì)應(yīng)對(duì)象和關(guān)系的軟件模塊構(gòu)造系統(tǒng)。使系統(tǒng)的開發(fā)過程能像硬件組裝那樣,由“軟件集成塊”來構(gòu)筑。對(duì)象:當(dāng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)信息系統(tǒng)時(shí),如能在滿足需求的條件下,把系統(tǒng)設(shè)計(jì)成由一些不可變的(相對(duì)固定)部分組成的最小集合,這個(gè)設(shè)計(jì)就是最好的。它把握了事物的本質(zhì),因而不再會(huì)被周圍環(huán)境(物理環(huán)境和管理模式)的變化以及用戶沒完沒了的需求變化所左右。這些不可變的部分就是所謂的對(duì)象。面向?qū)ο蠓椒ǖ倪M(jìn)一步解釋
(1)客觀事物都是由對(duì)象組成的(任何復(fù)雜的事物都可以通過對(duì)象的某種組合構(gòu)成)(2)對(duì)象由屬性和方法組成(屬性反映了對(duì)象的信息特征,如:特點(diǎn)、值、狀態(tài)等,方法則是用來定義改變屬性狀態(tài)的各種操作)(3)對(duì)象之間的聯(lián)系通過傳遞消息來實(shí)現(xiàn)(傳遞消息的方式是通過消息模式和方法所定義的操作過程來完成的)(4)對(duì)象可按其屬性進(jìn)行歸類(類有一定的結(jié)構(gòu),類上可以有超類,類下可以有子類,這種對(duì)象或類之間的層次結(jié)構(gòu)是靠繼承關(guān)系維系著的)(5)對(duì)象是被封裝的實(shí)體(封裝指嚴(yán)格的模塊化。這種封裝了的對(duì)象滿足軟件工程的一切要求,而且可以直接被面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言所接受)
面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念對(duì)象(Object)類(Class)消息(Message)繼承性(Inheritance)多態(tài)(Polymorphism)封裝(Encapsulation)
對(duì)象(Object)對(duì)象--類的一個(gè)實(shí)例,包括了數(shù)據(jù)和過程,它是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本單元。屬性--對(duì)象的特征。對(duì)象之間的兩種關(guān)系:分類結(jié)構(gòu)—對(duì)象A是對(duì)象B類中一種的關(guān)系。組裝結(jié)構(gòu)—對(duì)象A是對(duì)象B的一部分的關(guān)系。運(yùn)輸工具分類結(jié)構(gòu)組裝結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)
類(Class)類是對(duì)象的抽象。一個(gè)類定義了大體上相似的一組對(duì)象(對(duì)象的集合);類是對(duì)象的定義和描述。一個(gè)類所包含的方法和數(shù)據(jù)是用來描述一組對(duì)象的共同行為和屬性;通過類來抽象一個(gè)個(gè)對(duì)象的共同特點(diǎn)、描述一個(gè)個(gè)對(duì)象的相似屬性,存儲(chǔ)一個(gè)個(gè)對(duì)象的一致行為,是面向?qū)ο蠹夹g(shù)最重要的特征。子類
是對(duì)其父類的改動(dòng),相對(duì)父類,子類可以繼承父類中的全部功能及響應(yīng)代碼添加新的功能及響應(yīng)代碼用新過程覆蓋父類中不適合子類的過程。Command退出父類—子類—對(duì)象
消息(Message)
消息是對(duì)象之間的通信機(jī)制,是訪問類中所定義的行為的手段。當(dāng)一個(gè)消息發(fā)送給某一個(gè)對(duì)象時(shí),即要求該對(duì)象產(chǎn)生某些行為。所要求產(chǎn)生的行為包含在發(fā)送的消息中,對(duì)象接受到消息后,給與解釋并產(chǎn)生影響。這種通信過程交消息傳遞(MessagePassing)。發(fā)送對(duì)象(Sender)接受對(duì)象(Receiver)接口消息操作名,參數(shù)消息傳遞模型
繼承性(Inheritance)繼承性是不同類層次之間共享數(shù)據(jù)和方法的手段,是軟件重用的一種機(jī)制。對(duì)一個(gè)新的類的定義和實(shí)現(xiàn),可以建立在已有類的基礎(chǔ)上。把已經(jīng)存在類中的數(shù)據(jù)和方法作為自己的內(nèi)容,并加入自己特有的新內(nèi)容。類的層次結(jié)構(gòu)在概念分析上源于對(duì)事物不同層次的抽象,而在具體實(shí)現(xiàn)上卻依賴?yán)^承機(jī)制。
在一個(gè)類上所做的改動(dòng)反映到它所具有的所有子類中,并同時(shí)反映到按該類及其子類所創(chuàng)建的對(duì)象中。
多態(tài)(Polymorphism)
多態(tài)是指具有多種形式。不同對(duì)象在收到統(tǒng)一消息后產(chǎn)生不同的結(jié)果,這一現(xiàn)象叫多態(tài)。在使用多態(tài)時(shí),系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)通用消息,而實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)由收到消息的對(duì)象自行決定。這樣,同一消息就可能產(chǎn)生不同的調(diào)用方法。
用相同名稱調(diào)用方法的能力,使其具有不同的內(nèi)容,這主要取決于所處理的對(duì)象。DrawCircleRectangle畫矩形畫圓
所有對(duì)象接收同一條消息Draw,但每個(gè)對(duì)象分別作出自己的響應(yīng)。
封裝(Encapsulation)封裝是指對(duì)象可以擁有內(nèi)部變量和處理,并將內(nèi)部細(xì)節(jié)隱藏起來的能力。封裝將對(duì)象封閉起來,管理著對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài),因而封裝的實(shí)質(zhì)是信息隱藏,它的基本單位是對(duì)象。封裝需要兩個(gè)條件:一是所需封裝的對(duì)象必須是完備的,即該對(duì)象必須能表示一個(gè)完整的概念,包括這個(gè)概念的所有方面;二是對(duì)象必須具有私有特征,它需要對(duì)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)和處理過程限制使用權(quán)限,以保證其內(nèi)部的牢固性。面向?qū)ο笙到y(tǒng)的開發(fā)過程面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)模型時(shí)間時(shí)間需求總體設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)簇二簇一簇三類庫目標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)生命周期(1)分析階段(ObjectOrientedAnalysis,OOA)從問題域中選出詞匯,建立類和對(duì)象的模型世界。(2)設(shè)計(jì)階段(ObjectOrientedDesign,OOD)對(duì)問題域的行為進(jìn)行關(guān)鍵抽象再分解的過程。(3)演化階段面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(ObjectOrientedProgramming,OOP)、測(cè)試和集成組合在一起的階段。(4)維護(hù)階段是系統(tǒng)提交運(yùn)行之后的變更活動(dòng)。
是找出和規(guī)定一組根據(jù)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求而行動(dòng)和相互作用的問題領(lǐng)域?qū)ο蟆H纾阂粋€(gè)簡(jiǎn)單的銷售系統(tǒng)模型的實(shí)例:顧客姓名地址交易日期時(shí)間計(jì)算總額銷售交易付款方式計(jì)算總額銷售項(xiàng)數(shù)量計(jì)算銷售額貨品名稱價(jià)格取價(jià)格計(jì)算銷售額取價(jià)格面向?qū)ο蟮姆治觯∣OA)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)ObjectOrientedDesign,OOD
OOD的主要作用是對(duì)OOA分析的結(jié)果作進(jìn)一步的規(guī)范化整理,以便能被OOP直接接受。主要有以下幾項(xiàng)工作:對(duì)象定義規(guī)格的求精過程數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)優(yōu)化
對(duì)象和結(jié)構(gòu)的模塊化為OOD提供了一種范式,這種范式支持對(duì)類和結(jié)構(gòu)的模塊化。并符合一般模塊化所要求的所有特點(diǎn),如信息隱藏性好,內(nèi)部聚合度強(qiáng)和模塊之間耦合度弱等。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)程序ObjectOrientedProgramming,OOP
試圖使程序設(shè)計(jì)環(huán)境適合于現(xiàn)實(shí)世界的問題。
面向?qū)ο笫钩绦騿T的觀點(diǎn)從程序設(shè)計(jì)語言如何工作轉(zhuǎn)向著重于執(zhí)行程序設(shè)計(jì)功能的對(duì)象模型,而不是著重于每個(gè)程序代碼如何與程序的其他部分和系統(tǒng)交互作用上,面向?qū)ο蟪绦蛑赜诮⒛軌蚰M程序需要解決的現(xiàn)實(shí)世界問題的對(duì)象。
例如:VisualFoxPro對(duì)象是自包容模型,他們封裝了代表現(xiàn)實(shí)世界問題的數(shù)據(jù)及有效地操作對(duì)象數(shù)據(jù)的程序設(shè)計(jì)函數(shù)。面向?qū)ο蠓椒ǖ脑u(píng)價(jià)
特點(diǎn):需要一個(gè)詳細(xì)的需求分析報(bào)告從小到大,自下而上的分析過程完成從對(duì)象客體的描述到軟件結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換必須與其他方法綜合運(yùn)用才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)面向?qū)ο蠓椒ǖ某霭l(fā)點(diǎn)和所追求的基本目標(biāo)是使分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)的方法盡可能接近人們認(rèn)識(shí)一個(gè)系統(tǒng)的方法,也就是使描述問題的問題空間和解決問題的方法空間在結(jié)構(gòu)上盡可能一致。使設(shè)計(jì)出的軟件盡可能直接地描述現(xiàn)實(shí)世界,構(gòu)造出模塊化的、可重用的、應(yīng)變能力和維護(hù)性好的軟件,并達(dá)到控制軟件的復(fù)雜性和降低開發(fā)維護(hù)費(fèi)用的目的。注意:階段調(diào)查分析設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)工作量>30%>40%<20%10%(2)開發(fā)過程中各環(huán)節(jié)所占的比重(1)只有結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法是真正能較全面支持整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)過程的方法,其他方法只能是在局部開發(fā)環(huán)節(jié)上的補(bǔ)充§5其他開發(fā)方法
JAD(JointApplicationDevelopment)CBSE(Component-BasedSoftwareEngineering)的開發(fā)2-41信息工程方法自頂向下按四個(gè)開發(fā)階段逐步進(jìn)行:(1)信息戰(zhàn)略規(guī)劃階段;(2)業(yè)務(wù)分析階段;(3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段;(4)系統(tǒng)制作階段
信息工程方法的開發(fā)過程與結(jié)構(gòu)化生命周期法類似,也是分階段進(jìn)行的,該方法引入了知識(shí)庫的概念,從業(yè)務(wù)分析到系統(tǒng)制作的每一個(gè)過程都離不開知識(shí)庫的支撐。信息工程方法的開發(fā)階段信息戰(zhàn)略規(guī)劃業(yè)務(wù)分析初步設(shè)計(jì)原型法設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)程序自動(dòng)生成測(cè)試運(yùn)行維護(hù)知識(shí)庫2-42信息戰(zhàn)略規(guī)劃階段
該階段的目的是使所開發(fā)的信息系統(tǒng)能支持企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的經(jīng)營(yíng)管理及其決策,能支持企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的方針和策略,保證系統(tǒng)在統(tǒng)一的目標(biāo)和要求下按計(jì)劃開發(fā)。具體工作包括:
(1)調(diào)研分析。初步調(diào)查企業(yè)的內(nèi)外環(huán)境、優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)、經(jīng)營(yíng)方針、目標(biāo),明確實(shí)現(xiàn)方針、目標(biāo)的條件及關(guān)鍵要素。
(2)信息戰(zhàn)略規(guī)劃。根據(jù)初步調(diào)查和分析,決定系統(tǒng)開發(fā)的目的和開發(fā)規(guī)劃、總體框架及體系結(jié)構(gòu)、企業(yè)基本模型、數(shù)據(jù)基本模型、業(yè)務(wù)處理模型、技術(shù)規(guī)范、系統(tǒng)開發(fā)的優(yōu)先次序、人員、開發(fā)進(jìn)度等。2-43業(yè)務(wù)分析階段
該階段的工作內(nèi)容是從知識(shí)庫中取出規(guī)劃階段存入的信息,對(duì)業(yè)務(wù)處理的數(shù)據(jù)和處理過程進(jìn)行分析,總結(jié)出詳細(xì)的數(shù)據(jù)模型和處理模型及兩者之間的關(guān)系存入知識(shí)庫中。系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段
從知識(shí)庫中取出分析階段存入的有關(guān)信息,進(jìn)行數(shù)據(jù)流程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入/輸出設(shè)計(jì),并將結(jié)果存入知識(shí)庫中。系統(tǒng)制作階段
從知識(shí)庫中取出設(shè)計(jì)階段存入的有關(guān)信息,用程序生成器自動(dòng)生成程序代碼,并進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試。2-44計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)(CASE)方法(ComputeAidedSoftwareEngineering)
CASE是一種自動(dòng)化或半自動(dòng)化的方法,能夠全面支持除系統(tǒng)調(diào)查外的每一個(gè)開發(fā)步驟。CASE是一種開發(fā)環(huán)境而不是一種開發(fā)方法。目前,CASE仍是一個(gè)發(fā)展中的概念,各種CASE軟件也較多,沒有統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn)。采用CASE工具進(jìn)行開發(fā),必須結(jié)合一種具體的開發(fā)方法,如:結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法、面向?qū)ο蠓椒ɑ蛟头ǖ?,CASE方法只是為具體的開發(fā)方法提供了支持每一過程的專門工具。2-45CASE方法的特點(diǎn):
(1)解決了從客觀對(duì)象到軟件系統(tǒng)的映射問題,支持系統(tǒng)開發(fā)的全過程;(2)提高了軟件質(zhì)量和軟件重用性;(3)加快了軟件開發(fā)速度;(4)簡(jiǎn)化了軟件開發(fā)的管理和維護(hù);
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