南臺科技大學 資訊工程系課程演講 2016.04.07

1. 哥寫的不是程式，是軟體
從嵌入式系統看軟體工程全貌

2. Agenda
❖ Embedded system v.s. Software engineering
➢ What is embedded system?
➢ An overview of embedded system software architecture
❖ Getting start from modern application
➢ Web based application
➢ Talent tree for web developers
❖ Modern software development
➢ NO programming? Not Only programming
➢ Agile development
➢ DevOps
❖ What is our future?
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3. Introduction to my self
❖張惇育
❖成功大學資訊工程博士
❖經歷
➢ 宏普科技 (現為 樺漢集團樺賦科技)
➢ 新漢股份有限公司
❖專長
➢ 嵌入式系統開發
➢ 分散式軟體架構設計
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4. Outline
❖Embedded system v.s. Software engineering
➢ What is embedded system?
➢ An overview of embedded system software architecture
❖Getting start from modern application
❖Modern software development
❖What is our future?
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5. What is embedded system?
❖完全嵌入受控器件內部，為特定應用而設計的專用計算機系統
➢ 被嵌入的系統通常是包含硬體和機械部件的完整裝置。
➢ 其關鍵特性是專用於處理特定的任務
❖與個人電腦這樣的通用電腦系統不同，嵌入式系統通常執行的是帶有特定要
求的預先定義的任務。
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6. 生活週邊的嵌入式設備
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7. 更多嵌入式設備
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8. Embedded system software architecture
Bootloader
Linux kernel
Init ramdisk
RootFS
Application Application Application
Library Library
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9. Bootloader 做什麼？
❖bootstrapping / booting
➢ to pull oneself up by one’s bootstraps
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10. Kernel
❖monolithic kernel
➢ Linux
➢ Unix (MAC)
❖microkernel
➢ Windows
❖driver
➢ builtin
➢ module
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11. 11

12. Initrd & Rootfs
❖Root file system
➢ OS 所需要的 file system
➢ C library, shell, etc.
❖系統ready
❖等待使用者輸入
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13. Application
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14. Software engineering?
❖嵌入式系統的架構，相當於整個軟體工業的微縮模型
❖軟體開發包含：
➢ Application
➢ SDK & IDE
➢ Operate system
➢ Kernel & driver
➢ Bootloader
❖今天只談Application裡的web based application
你平時寫的程式
都是軟體開發
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15. Outline
❖Embedded system v.s. Software engineering
❖Getting start from modern application
➢ Web based application
➢ Talent tree for web developers
❖Modern software development
❖What is our future?
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16. Web based application
❖server-client architecture
❖跨平台
❖標準化協定
❖不用另外安裝程式
❖適用於cloud service
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17. 軟體開發實例
PythonJavascript
DjangoAngularJS
$resource ($http)
Django REST
framework
RESTful API
(JSON)
HTML / CSS
Database
ORM
Front-end Back-end
Language Framework Module / App
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18. Python
Life is short. You need Python.
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19. 寫個Web server有多難？
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20. Don’t repeat yourself
❖Web framework
➢ Django
➢ CherryPy
➢ Flask
➢ Tornado
➢ etc...
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21. Django
❖Model-Template-View, or MTV
❖Object-relational mapper, or ORM
❖Template engine
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22. Python高級特性知多少？
❖ functional programming
➢ map()
➢ filter()
➢ reduce()
➢ list comprehensions 串列綜合運算
❖ lambda functions
❖ Closures 閉包
❖ Iterators 迭代器
❖ generators 生成器
❖ Object Oriented Programming
❖ Abstract base classes 抽象物件
➢ Inheritance
➢ super()
❖ Mixins/Multiple Inheritance
➢ Method Resolution Order, or MRO
❖ Decorator 裝飾器
➢ @classmethod
➢ @staticmethod
➢ @property
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23. Python進階議題
❖ Global Interpreter Lock, or GIL
❖ C10K problem
➢ Multi-thread 多線程
➢ Multi-process 多進程
➢ Coroutine 協程
➢ async-io 非同步IO
❖ 快，還要更快
➢ cython
➢ numba
➢ pypy
➢ numpy
➢ scipy
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24. Database
❖SQLite
➢ 常用於嵌入式系統
❖MySQL
➢ 容易入門
➢ 學習資源多
❖PostgreSQL, or Postgres
➢ Object-oriented database
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25. Javascript
❖Web技術的發展史
➢ 網頁互動效果
➢ DOM(Document Object Model) API操作
➢ Ajax (Asynchronous JavaScript and XML)的發明與普及
➢ NodeJS 的出世 => npm誕生
■ Javascript 進入套件管理的時代
➢ 各種framework推陳出新
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26. AngularJS
❖關注點分離
➢ 控制器 (Controllers) 與 檢視 (Views) 之間切割的非常乾淨
❖以習慣取代配置
➢ Directives
❖DOM Templates
❖Dependency injection 依賴注入
❖Two-way data binding 雙向資料綁定
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27. Model-View-Controller
❖Model
➢ 管理(商務)邏輯、資料、 狀態
❖View
➢ 視覺呈現
➢ 只顯示資料，不處理資料
❖Controller
➢ 介於Model 和 View之間的連結
➢ Model 和 View 之間的所有溝通都要經過Controller
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28. Model-View-Controller
❖Example
➢ iPhone SDK
➢ Android
➢ Qt
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29. Web MVC
❖Model 2
❖Example
➢ Django
➢ Rails
➢ Yii
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30. Model-View-Presenter
❖Example
➢ Swing
➢ SWT
➢ JavaFX
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31. Model-View-ViewModel
❖AngularJS
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32. MV-Whatever 大家族
❖Model-View-Controller
❖Web MVC
❖Model-View-Presenter
❖Model-View-ViewModel
❖Model-View-Whatever
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33. RESTful API - REST
❖REST, Representational State Transfer (具象狀態傳輸)
➢ Roy Thomas Fielding博士於2000年在他的博士論文中提出來的一種軟體架構風格。
➢ 應用程式的狀態跟功能拆成 resources
■ 每一個 resource 由一個 global identifier (即URI)所表示
➢ 資源的表現形式則是XML或者HTML，取決於讀者是機器還是人，當然也可以是任何其他
的格式。
➢ 所有 resources 共用一致的介面轉換狀態
■ 一組有限的良好定義操作 well-defined operations
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34. RESTful API - RESTful
❖REST的要求：
➢ 使用者端/伺服器端 Client/Server
➢ 狀態無關 Stateless
➢ 可以快取 Cacheable
➢ 分層的 Layered
➢ 標準化的介面 Uniform interface
❖符合以上原則(principles)的系統稱做RESTful。
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35. RESTful API - APIs
❖應用於Web服務
➢ 符合REST設計風格的Web API稱為RESTful API
➢ 直觀簡短的資源地址：URI，比如：http://example.com/resources/。
➢ 傳輸的資源：Web服務接受與返回的網際網路媒體類型，JSON，XML，YAML等。
➢ 對資源的操作：Web服務在該資源上所支持的一系列請求方法。
資源 GET PUT POST DELETE
一組資源的URI，比如
http://api.example.com/resources/
列出URI，以及該資
源組中每個資源的詳
細資訊。
使用給定的一組資源
替換當前整組資源。
創建/追加一個新的資
源。該操作往往返回
新資源的URL。
刪除整組資源。
單個資源的URI，比如
http://api.example.com/resources/i
tem17/
獲取指定資源的詳細
資訊，格式可以是
XML、JSON等。
替換/創建指定的資源
。
在指定的資源下創建/
追加一個新的元素。
刪除指定的元素。
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36. RESTful API - 有什麼優點
❖支援快取 caching 將改善反應時間跟server的負載能力。
❖因為不必維持連結狀態，大大改善 server 的 scalability 能力。這表示不同
server可以處理同一串 requests。
❖一個瀏覽器就可以存取任一應用程式跟資源，client 端不需使用別的軟體。
❖在HTTP之上不依存其他機制跟軟體。
❖跟其他連結方式相比(如RPC)，可以提供相等的功能。
❖不需要其他的 discovery 機制，因為使用超連結了。
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37. Talent tree for web developers
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38. 38

39. Outline
❖Embedded system v.s. Software engineering
❖Getting start from modern application
❖Modern software development
➢ NO programming? Not Only programming
➢ Agile development
➢ DevOps
❖What is our future?
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40. Not Only programming
❖你想象中的軟體開發是…
➢coding
➢compiling
➢debugging
➢building
❖那叫寫程式，那不是軟體工程，甚至不能稱為軟體產品。
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41. 軟體開發流程
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42. Test-driven development
❖Testing
➢ Unit testing
➢ Integration testing
❖Refactor 重構
❖TDD是一種開發方法，不是測試
➢ 將規格以可執行的「測試案例」來表達
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43. Co-work
❖Version control
❖Issue tracking
❖Documenting
❖Code review
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44. Agile development
❖ Test-Driven Development 測試驅動開發
❖ Continuous Integration 持續整合
❖ Refactoring 重構
❖ Stand up 站立會議
❖ Frequent Releases 頻繁發佈
❖ Minimal Documentation 測試即文件
❖ Collaborative Focus 代碼共用
敏捷開發是一種以人為核心、迭代、循序漸進的開
發方法。在敏捷開發中，軟體項目的構建被切分成
多個子項目，各個子項目的成果都經過測試，具備
集成和可運行的特性。 44

45. DevOps
❖軟體工程劃分為兩個維度
➢一個是代表流程的[開發]、[維運]
➢一個是代表資源的[人力]、[設備]
❖開發就是研發設計與產出軟體程式的過程
❖維運就是讓軟體真正成為產品所需的流程
❖再加上QA
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46. 為什麼會出現DevOps？
10+ Deploys per Day：Dev and Ops Cooperation at Flickr
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47. DevOps就是持續交付
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48. Outline
❖Embedded system v.s. Software engineering
❖Getting start from modern application
❖Modern software development
❖What is our future?
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49. 找到適合你的工作
❖十萬青年十萬肝，GG輪班救台灣
❖你想找怎麼樣的工作？以軟體產業來說
➢ IT
➢ FAE
➢ QA / QC (測試)
➢ RD
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50. 我要學什麼語言？
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51. 開獎… (僅供參考)
❖ 重點不是在於什麼語言、工具，而是你解決什麼問題
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52. 如何學習新程式語言
❖我只會寫Java，不會寫C
❖正確的學習方式
➢ Copy & Paste 臨摩
➢ 看文件
➢ 學習使用 library
❖不要鑽牛角尖，不要花時間在你”目前”看不懂的東西上
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53. 成為高手沒有捷徑
❖Don’t repeat yourself.
➢ 學習使用框架、第三方套件
➢ 理解原理與架構
❖看文件！看文件！看文件！很重要所以說三次。
❖自我精進
❖參與社群、OpenSource
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54. Questions?
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