哥寫的不是程式，是軟體從嵌入式系統看軟體工程全貌

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?2

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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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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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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生活週邊的嵌入式設備

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更多嵌入式設備

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Embedded system software architecture

Bootloader

Linux kernel

Init ramdisk

RootFS

Application Application Application

Library Library

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Bootloader 做什麼？❖bootstrapping / booting

➢ to pull oneself up by one’s bootstraps

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Kernel❖monolithic kernel

➢ Linux

➢ Unix (MAC)

❖microkernel➢ Windows

❖driver➢ builtin

➢ module

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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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Application

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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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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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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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軟體開發實例

PythonJavascript

DjangoAngularJS

$resource ($http) Django REST framework

RESTful API (JSON)

HTML / CSS

DatabaseORM

Front-end Back-end

Language Framework Module / App17

Python

Life is short. You need Python.18

寫個 Web server 有多難？

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Don’t repeat yourself ❖Web framework

➢ Django

➢ CherryPy

➢ Flask

➢ Tornado

➢ etc...

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Django❖Model-Template-View, or MTV

❖Object-relational mapper, or ORM

❖Template engine

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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

➢ @property22

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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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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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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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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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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Model-View-Controller❖Example

➢ iPhone SDK

➢ Android

➢ Qt

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Web MVC❖Model 2

❖Example➢ Django

➢ Rails

➢ Yii

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Model-View-Presenter❖Example

➢ Swing

➢ SWT

➢ JavaFX

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Model-View-ViewModel❖AngularJS

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MV-Whatever 大家族❖Model-View-Controller

❖Web MVC

❖Model-View-Presenter

❖Model-View-ViewModel

❖Model-View-Whatever

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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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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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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/item17/

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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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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Talent tree for web developers

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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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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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軟體開發流程

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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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Co-work❖Version control

❖Issue tracking

❖Documenting

❖Code review

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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❖ Customer Engagement 現場客戶❖ Automated Testing 自動化測試❖ Adaptive Planning 可調整計劃❖ Pair-Programming 結對編程

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

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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為什麼會出現 DevOps ？

10+ Deploys per Day ： Dev and Ops Cooperation at Flickr 46

DevOps 就是持續交付

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Outline❖Embedded system v.s. Software engineering

❖Getting start from modern application

❖Modern software development

❖What is our future?

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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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我要學什麼語言？

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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51

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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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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Questions?

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