高软作业4-从需求分析到软件设计_从需求分析到软件设计的描述如何表示

• 以VS Code Remote Development相关功能为例，选择一个用例进行需求分析和逆向工程。需要的参考网站如下：
• https://code.visualstudio.com/
• https://github.com/microsoft/vscode

一、需求分析

        需求分析是软件工程中的重要步骤，它是确定和理解软件系统所需功能和性能的过程。在需求分析阶段，软件工程师与客户或用户密切合作，收集和明确软件系统的需求，并将其转化为可操作的规范，为后续的设计和开发提供基础。

        VS Code Remote Development 是 Visual Studio Code的一个功能扩展，可以让用户进行远程开发，包括远程编辑、调试代码等功能。VS Code Remote Development可以让用户进行远程代码的编辑等开发工作。

        分析其工作的整个流程，可以明确他的整个功能需求主要是以下几个方面：

• 远程连接至服务器：用户通过VS Code远程连接插件，与远程服务器建立连接。
• 文件传输：用户能从本地计算机上传或者下载文件及文件夹到远程主机。
• 建立远程工作区：用户在本地的VS Code界面中打开远程工作区，可以编辑、调试和运行远程服务器上的代码。
• 远程调试：用户可以使用VS Code的调试功能，在远程服务器上进行代码运行和调试。

        另外的非功能需求如下所示：

• 高可靠性：要保证数据传输的稳定性和正确性，避免消息丢失。
• 安全性：现在网络安全是必须要考虑的一个问题，应该采用必要的安全措施来保护安全性，比如身份验证以及消息加密等
• 高性能：客户和服务器之间的通信应该要流畅且相应速度快，不影响客户的操作。

        我们从其中抽取用例分析如下：

• 系统：VS Code 远程开发系统
• 用户： VS Code 用户
• 抽象用例：
  • 远程连接服务器
  • 文件传输
  • 建立远程工作区
  • 远程调试

        我们得到的用例图如下所示：

 二、逆向工程

        逆向工程是指通过对产品、系统或设备进行分析和研究，以了解其内部结构、工作原理和设计特点的过程。

        查询资料，VS Code Remote Development插件包括了两个部分即客户端和服务器端两部分，客户端负责与用户交互，并将请求发送到远程服务器，服务器负责处理请求并把结果返回。

         在官方网站上面也有一个原理图如下：

         我选取的是远程连接到服务器的用例，对于这个用例，进行了以下分析：

1. 连接前：

• 通信协议和传输方式
  • 由上面的图和查阅的资料也可以知道VSCode采用的是SSH连接的方式
  • 针对SSH连接，SSH建立连接的过程主要分为下面几个阶段：
    • SSH协议版本协商阶段：客户端通过TCP三次握手与服务器的SSH端口建立TCP连接。服务器通过建立好的连接向客户端发送一个包含SSH版本信息的报文来协商
    • 密钥和算法协商阶段：服务器端和客户端分别发送算法协商报文给对端，服务器端和客户端利用Diffie-Hellman密钥交换算法，主机密钥对等参数，生成共享密钥和会话ID。
    • 认证阶段：客户端向服务器端发送认证请求，请求中包含用户名，认证方法，密码或密钥。服务器端对客户端进行认证，如果认证失败，则向客户端发送失败消息，其中包含可以再次认证的方法列表。
    • 会话请求阶段：服务器等待客户端请求。认证完成后，客户端想服务器发送会话请求，服务器处理客户端请求。
    • 交互会话阶段：客户端将要执行的命令加密发送给服务器。服务器收到后，解密命令，执行后将结果加密返回客户端。
• 身份验证和安全性
  • 这个其实在上面SSH的连接过程中已经体现，连接的时候就会进行用户名和密码的验证才会进行后面的操作。

      2.连接过程中：

• 连接的管理和会话保持：研究如何管理远程连接和会话的生命周期，包括连接的建立和断开。
• 错误处理和故障恢复
  • 研究远程连接中可能出现的错误和异常，如连接失败和网络中断。
  • 分析错误处理机制和恢复策略以保证系统的高可用性和稳定性。

 三、 总结

        需求分析和逆向工程是软件开发和系统设计过程中的两个关键概念，它们在不同的阶段和目的下发挥着重要的作用。通过对VS Code Remote Development相关功能的需求分析可以确保开发团队和用户之间的沟通准确无误，避免误解和偏差，最终得到用户满意的产品。通过逆向工程，开发团队可以获取关于已有系统的深入信息，为改进、集成或替换系统提供依据。这也是我们以后的工作中经常要做到的地方，所以这次实验也让我熟悉了整个流程，受益匪浅。