状态转换图
画出下列有限自动机的状态转换图
习题33-1 画出下列有限自动机的状态转换图，并说明它所识别或接受的语言是什么？①M＝({S，A，B，C}，{0，1}，f，S，{S})，其转换函数为：f(S，0)=B f(B，0)= Sf(S，1)=A f(B，1)= Cf(A，0)=C f(C，0)= Af(A，1)=S f(C，1)= B参考答案：有限自动机的状态转换图它所识别或接受的语言是：L(M)={ε,00,11,0101,0110,1001,1010,0011,0000,1111,…,}由偶数个0或偶数个1组成的二进制串。
②M＝({0，1，2}，{a，b}解答：有限自动机M的状态转换图：有限自动机M所识别或接受的语言是：L(M)={a,aaa,abaa,ba,baaa,babaa,…}3-2设计字母表∑={a,b}上的确定有限自动机，使它能识别或接受下列语言：①以aa为首的所有符号串集合；解答：正则式e=aa(a | b)*NFA：最小化：2习题来源：编译技术（王力红）习题解答：黎远松②以aa结尾的所有符号串集合；e=(a|b)*aa{X}为0{X,A}为1③含有相继两个a或相继两个b的所有符号串集合。
e=(a|b)*(aa|bb)(a|b)*3-3 试把下述NFA变换为DFA。
解答：最基本的方法是子集法：重命名：{0}为0，{1}为1，{1，2}为2，包含原终态2的{1，2}为新终态，于是所求DFA为：习题来源：编译技术（王力红）习题解答：黎远松解：最基本的方法：子集法：重命名：3-4 试把下列εFA变换为非εFA。
参考答案：习题来源：编译技术（王力红）习题解答：黎远松用子集法：3-5 试把下列FA确定化(若需要的话)和最小化。
参考答案：2,4状态是死状态，应删除。
只有一个状态的FA肯定是确定化的和最小化的。
习题来源：编译技术（王力红）习题解答：黎远松此FA是DFA，不需要确定化。
最小化：首先按终态与非终态划分：{0，1}，{2，3，4，5}；然后计算：对于输入a，b，{0，1}1等价。
状态转换图 ppt课件
通常用自然语言+模型，完整、准确、 具体地描述系统的数据要求、功能需求、 性能需求、可靠性和可用性要求、出错 处理需求、接口需求、约束、逆向需求 以及将来可能提出的要求。
软件需求规格说明书，是需求分析阶段 得出的最主要的文档。
软件需求说明书的编写提示 （GB856T—88）
• 需求分析的任务就是借助于当前系统的逻辑模 型导出目标系统的逻辑模型，解决目标系统的 “做什么” 的问题。
3.1 需求分析的具体任务
1 确定对系统的综合要求
---功能需求、性能需求、可靠性和可用性 需求、出错处理需求、接口需求、约束、 逆向需求、将来可能提出的要求。
2 分析系统的数据要求
3 导出系统的逻辑模型
• 为表示实体型之间的联系，又建立两个 关系：
选课 (学号，课程号，听课出勤率， 作业完成率，分数)
教课 (职工号，课程号，授课效果) • 这五个关系，组成了数据库的模型。 • 在每个关系中，属性名下加下划线）指
明关键字。并规定关键字能唯一地标识 一个元组。
• 通常用“范式(Normal Forms)”定义消除数据冗余的 程度。第一范式(1 NF)数据冗余程度最大，第五范 式(5 NF)数据冗余程度最小。但是：
性
状态转换图
规范化的目的是： • 消除数据冗余，即消除表格中数据的重复； • 消除多义性，使关系中的属性含义清楚、
单一；
• 使关系的“概念”单一化，让每个数据项 只是一个简单的数或字符串，而不是一个 组项或重复组；
• 方便操作。使数据的插入、删除与修改操 作可行并方便；
• 使关系模式更灵活，易于实现接近自然语 言的查询方式。
编译原理 3.2正规文法和状态转换图
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一个简单的词法分析器示例
1 C语言子集的单词符号表示 2 C语言子集对应的状态转换图的设计 3 状态转换图的实现
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1 C语言子集的单词符号表示
大多数程序语言的单词符号都可用 状态转换图予以识别。下面构造一个C 语言子集的简单词法分析器，该C语言 子集的所有单词符号及其种别编码和内 码值如下表所示。
开始符号S作为初始状态； S 设一符号F不属于V作为终止状态； F
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形如A→aB的规则：从结点A引一条矢线到结
点B，并用符号a标记这条矢线；
a
A
B
形如A→a的规则：从结点A引一条矢线到终态
结点F，并用符号a标记这条矢线；
a
A
F
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则有：S=> a1A1=> a1 a2A2=> a1 a2 a3A3=> … => a1 a2 a3 … an-1An-1=> a1a2a3…an
事实上，在利用状态转换图M对符号串ω进行识别的 过程中，M中的每一次状态转换都模拟了G中的一步 直接推导，所以，上述方法是一个自顶向下的分析
方法。
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a
R
A
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例如：G[Z]：Z→U0∣V1 U →Z1∣1 V →Z0∣0
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1
U
初态 R
0
V
0
Z
1
0
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二、状态图的使用——识别句子
chapter3.2正规文法和状态转换图
右=>状 讨论1：消除ε产生式的方法-2
如文法G[S]：
S -> A A -> aX X -> ε 消除ε后，G[S]为 S -> A A -> a 而不是： S -> A A -> aX | a （显然A无法产生终止符串）
右=>状 讨论2 A-other->[[F]] vs [[A]]
A
[other]
L(G) c, cd, ad b | n 0
n
3.2.1(1)右线性文法=>状态转换图
设G=(VN,VT,P,S)是一右线性文法,令|VN|=K， 1) 则所要构造的状态转换图共有K+1个状态. 2) VN中的每个符号分别表示K个状态 2.1) G的开始符S为初态状态
3) 终止状态,用F(VN)标记
1
{return ( ICON= w ); {n++; w=w*10+d;} {return (FCON =w*pow(10,e*p-n) ) ;} {n++;w=w*10+d;} error {p=p*10+d;} e=-1; error {p=p*10+d;} error {p=p*10+d;} {return (FCON=w*pow(10,e*p-n) );
3) 起始状态,用R(VN)标记
R是新加(状态）节点
左线性文法=>状态转换图 转换规则 A -> Ba B R
a
a
A A
A -> a
若A为起始符（G[A]）
A
消除ε，重用上述规则
A ->ε
不存在这 种转换
进程状态转换图进程管理
进程状态转换图进程管理2011-06-28进程状态转换图进程管理进程状态转换图进程管理进程管理要点?基础：进程描述及控制?策略：进程调度?实现：互斥与同步?避免：死锁与饥饿?解决：几个经典问题?关于：进程通信进程的概念?现代操作系统的重要特点：程序的并发执行及系统所拥有的资源被共享和系统的用户随机地使用。
?操作系统的重要任务之一：使用户充分、有效地利用系统资源。
程序顺序执行?程序：源代码、目标程序和可执行程序?程序执行：编辑、编译、链接、执行?程序的结构：顺序结构、分支结构和循环结构。
进程的引入(一)?前趋图：是一个有向无环图。
图中的每个结点用于表示一条语句、一个程序段或进程；结点间的有向边表示在两个结点之间存在的偏序或前趋关系。
进程的引入(二)?程序顺序执行：是指若干个程序或程序段之间必须按照某种先后次序逐个执行，仅当前一项操作执行完成后，才能执行后继操作。
?程序顺序执行时具有以下特征：(1)顺序性(2)封闭性(3)确定性(4)可再现性进程的引入(三)?多道程序系统中程序执行环境的变化在许多情况下，需要计算机能够同时处理多个具有独立功能的程序。
批处理系统、分时系统、实时系统以及网络与分布式系统等都是这样的系统。
?执行环境具有三个特点：?独立性：每道程序都是逻辑上独立的，它们之间不存在逻辑上的制约关系。
?随机性：在多道程序环境下，特别是在多用户环境下，程序和数据的输入与执行开始时间都是随机的。
?资源共享：资源共享将导致对进程执行速度的制约。
进程的引入(四)?程序并发执行：是指两个或两个以上的程序或程序段可在同一时间间隔内同时执行。
?程序的并发执行卓有成效地提高了系统的吞吐量。
?程序并发执行的新特征：间断性；失去封闭性；不可再现性；资源共享；程序与计算不再一一对应。
进程的引入(五)?程序的并发执行可进一步分为两种：第一种是多道程序系统的程序执行环境变化所引起的多道程序的并发执行。
第二种并发执行是在某道程序的几个程序段中(例如几个程序)，包含着一部分可以同时执行或顺序颠倒执行的代码。
4_触发器的状态转换图
同步RS触发器功能表 同步RS触发器功能表
CLK 1 1 1 1 0 R 0 0 1 1 × S 0 1 0 1 × Qn+1 结论 Qn 维持 1 0 ∅ Qn 置1 置0 不定 关闭
触发器有两个状态， 触发器有两个状态，为1态和0态， 态和0 在两个圆圈内以1 表示之。 在两个圆圈内以1和0表示之。 两状态间用带箭头的弧线连接， 两状态间用带箭头的弧线连接， 箭头指向触发器的次态( 箭头指向触发器的次态 (n+1 态 ) ， 箭尾为触发器的现态( 箭尾为触发器的现态(n态)。 弧线旁边标出了状态转换的条件
Qn+1=S+RQn RS=0 约束条件
S=0 R=1 S=0 R=×
1Hale Waihona Puke 0继续触发器的状态转换图
转换状态条件的标 注:R=0,S=1(0→1)
一、RS 触发器的状态转换图 1、同步 触发器的功能表 、同步RS触发器的功能表 2、同步 触发器的特征方程 、同步RS触发器的特征方程 3、同步 触发器的状态转 、同步RS触发器的状态转 换图
JK触发器功能表 JK触发器功能表
J 0 0 1 1 K 0 1 0 1 Qn+1 Qn 0 1
Qn
Qn+1=JQn + KQn
标上表示从0 态转换为1 标上表示从 0 态转换为 1 态的条件。 由真值表知， 态的条件 。 由真值表知 ， 若触发器的初态为0，当 J=1 时 ， 不管 K为何值 ， 只 不管K为何值， CLK的触发边沿一到 的触发边沿一到， 要 CLK 的触发边沿一到 ， 均可令触发器置1 均可令触发器置1态。
32 正规文法和状态转换图
S ⇒a1A1 ⇒a1a2A2 ⇒…… ⇒a1a2…an-1An-1 ⇒ a 1 a 2 … an
右线性文法与状态转换图
是一右线性文法 是相应的状态转换图 右线性文法,M 状态转换图,则从前面的 设G是一右线性文法 M是相应的状态转换图 则从前面的 讨论可以看出如下事实： 讨论可以看出如下事实：
(1)在利用M对符号串w进行识别时 M中每次状态的转换都模拟了 在利用M 进行识别时,M 在利用 一步直接推导,即识别方法 或称分析方法) 即识别方法(或称分析方法 一步直接推导 即识别方法 或称分析方法 是“↓”的; (2)因右线性文法只有形如A→aB、A →a的产生式，所以推导的每 因右线性文法只有形如 aB、 的产生式， 一步所得句型只含一个非终结符，所以推导的规范的，每步所 一步所得句型只含一个非终结符，所以推导的规范的 规范 得的句型也必为规范句型 规范句型； 得的句型也必为规范句型； 必存在G中的一个推导 (3)对于M所识别的任一符号串x,必存在 中的一个推导S ⇒* x 对于M 必存在 对于 (即有x∈L(G);反之 对于L(G)中任一句子y,必存在一条从初态S 反之,对于 即有 必存在一条从初态 到终态F的路径,此路径上各矢线的标记依次拼接起来所组成的符 到终态F的路径 此路径上各矢线的标记依次拼接起来所组成的符 号串恰为y
由左线性文法构造状态转换图的例子
已给文法G=({S,U},{0,1},{S→S1 |U1, U→U0 | 0},S) 已给文法
U→0 U →U0 S →U1 S →S1 0 1 1
用左线性文法构造出的状态转 换图来识别文法的句子,其过 换图来识别文法的句子, 程与前面右线性文法构造的状 态转换图用法一样,这里不再 态转换图用法一样, 赘述. 赘述.
3、进程状态的切换图
3、进程状态的切换图三态模型⼀个进程从创建⽽产⽣⾄撤销⽽消亡的整个⽣命周期，可以⽤⼀组状态加以刻划，根据三态模型，进程的⽣命周期可分为如下三种进程状态：1. 运⾏态(running):占有处理器正在运⾏2. 就绪态(ready):具备运⾏条件，等待系统分配处理器以便运⾏3. 等待态(blocked):不具备运⾏条件，正在等待某个事件的完成下⾯是三个状态的转换图：运⾏状态的进程将由于出现等待事件⽽进⼊等待状态，当等待事件结束之后等待状态的进程将进⼊就绪状态，⽽处理器的调度策略⼜会引起运⾏状态和就绪状态之间的切换。
引起进程状态转换的具体原因如下：运⾏态—→等待态：等待使⽤资源；如等待外设传输；等待⼈⼯⼲预。
等待态—→就绪态：资源得到满⾜；如外设传输结束；⼈⼯⼲预完成。
运⾏态—→就绪态：运⾏时间⽚到；出现有更⾼优先权进程。
就绪态—→运⾏态：CPU 空闲时选择⼀个就绪进程。
五态模型在⼀个实际的系统⾥进程的状态及其转换⽐上节叙述的会复杂⼀些，例如引⼊专门的新建态（new）和终⽌态（exit ）状态转换图如下所⽰：新建态对应于进程刚刚被创建的状态。
创建⼀个进程要通过两个步骤，1. 为⼀个新进程创建必要的管理信息，2. 让该进程进⼊就绪态。
此时进程将处于新建态，它并没有被提交执⾏，⽽是在等待操作系统完成创建进程的必要操作。
需要注意的是，操作系统有时将根据系统性能或主存容量的限制推迟新建态进程的提交类似地，进程的终⽌也要通过两个步骤，⾸先,是等待操作系统进⾏善后，然后,退出主存。
当⼀个进程到达了⾃然结束点，或是出现了⽆法克服的错误，或是被操作系统所终结，或是被其他有终⽌权的进程所终结，它将进⼊终⽌态。
进⼊终⽌态的进程以后不再执⾏，但依然临时保留在操作系统中等待善后。
⼀旦其他进程完成了对终⽌态进程的信息抽取之后，操作系统将删除该进程。
引起进程状态转换的具体原因如下：NULL—→新建态：执⾏⼀个程序，创建⼀个⼦进程。
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2、随着范式级别的提高，数据的存储结构与基于问题 域的结构间的匹配程度也随之下降，因此，在需求变 化时数据的稳定性较差。
3、范式级别提高则需要访问的表增多，因此性能(速度) 将下降。从实用角度看来，在大多数场合选用第三范 式都比较恰当。
教师(职工号，姓名，年龄，职称，职务，工资)
----- 工资依赖于职称或职务
教师(职工号，姓名，年龄，职称，职务，工资级别，工资)
3.6 状态转换图
• 状态转换图(简称为状态图)
通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的 事件，来表示系统的行为。此外，状态图还 指明了作为特定事件的结果系统将做哪些动 作(例如，处理数据)。
c. 多对多联系(M∶N)
如：学生与课程间的联系(“学”)是多对多的，即一个学生可以学多门课程，而每 门课程可以有多个学生来学。
• 联系也可能有属性。
如：学生“学”某门课程所取得的成绩，既不是学生的属性也不是课程的属性。由 于“成绩”既依赖于某名特定的学生又依赖于某门特定的课程，所以它是学生与课 程之间的联系“学”的属性。
3. 表格中各行 (行表示元组) 互不相同，行的次序 任意。
教工号 001 002
姓名 张毅坤 李林
性别 男 女
职称 教授 讲师
职务 院长
用教学管理例说明如何规范化
• 有三个实体型，即课程、学生和教师， 用三个关系保存它们的信息： 学生(学号，姓名，性别，年龄， 年级，专业，籍贯) 教师(职工号，姓名，年龄，职称， 职务，工资级别，工资) 课程(课程号，课程名，学分，学 时，课程类型)
• 满足第一范式条件，而且每个非关键字属性 都由整个关键字决定(而不是由关键字的一 部分来决定)。 如：
选课 ( 学号，课程号，听课出勤率，作业完成率，分数 )
教课 ( 职工号，课程号，授课效果 )
第三范式
• 符合第二范式的条件，每个非关键字属性都仅由 关键字决定，而且一个非关键字属性不能仅仅是 对另一个非关键字属性的进一步描述(即一个非关 键字属性值不依赖于另一个非关键字属性值)。 如：
(4). 快速建立软件原型
• 正如第1章已经讲过的，快速原型就是 快速建立起来的旨在演示目标系统主 要功能的可运行的程序。
• 快速建立软件原型是最准确、最有效、 最强大的需求分析技术。
• 快速原型应具备的特性是“快速”、 “容易修改”。
快速构建和修改原型， 通常使用下述3种方法和工具：
(1) 第四代技术 (2) 可重用的软件构件
4 修正系统开发计划
3.2 与用户沟通获取需求的方法
• 访谈
• 面向数据流自顶向下求精 • 简易的应用规格说明技术 • 快速建立软件原型
(1). 访 谈
• 正式的访谈 --- 系统分析员将提出一些事先准备好的具体问题。
• 非正式的访谈 --- 分析员将提出一些用户可以自由回答的开放性问
题，以鼓励被访问人员说出自己的想法。
• 需求分析的任务就是借助于当前系统的逻辑模 型导出目标系统的逻辑模型，解决目标系统的 “做什么” 的问题。
3.1 需求分析的具体任务
1 确定对系统的综合要求
---功能需求、性能需求、可靠性和可用性 需求、出错处理需求、接口需求、约束、 逆向需求、将来可能提出的要求。
2 分析系统的数据要求
3 导出系统的逻辑模型
软件需求规格说明书，是需求分析阶段 得出的最主要的文档。
软件需求说明书的编写提示 （GB856T—88）
软件需求说明书的编写提示
1 引言 1.1 编写目的 1.2 背景 1.3 定义 1.4 参考资料
2 任务概述 2.1 目标 2.2 用户的特点 2.3 假定和约束
软件需求说明书的编写提示
3 需求规定 3.1 对功能的规定 3.2 对性能的规定 3.2.1 精度 3.2.2 时间特性要求 3.2.3 灵活性 3.3 输人输出要求 3.4 数据管理能力要求 3.5 故障处理要求 3.6 其他专门要求
于用户理解，而且还可能进一步揭示出一些分析员 目前还不知道的需求。 (2) 由于情景分析较易为用户所理解，使用这种技术 能保证用户在需求分析过程中始终扮演一个积极主 动的角色。需求分析的目标是获知用户的真实需求， 而这一信息的惟一来源是用户，因此，让用户起积 极主动的作用对需求分析工作获得成功是至关重要 的。
(4). 实体-联系图的符号
• ER图中包含了实体(即数据对象)、关 系和属性等3种基本成分。
• 通常用矩形框代表实体； • 用连接相关实体的菱形框表示关系； • 用椭圆形或圆角矩形表示实体(或关系)
的属性； • 并用直线把实体(或关系)与其属性连
接起来。
举例
教 师 属 性
学
生
属
对象
性
联
系
属
关系
照用户的观点对数据建立的模型。它描述了从用 户角度看到的数据，反映了用户的现实环境，而 且与在软件系统中的实现方法无关。 • 数据模型中包含3种相互关联的信息：数据对象 （实体）、数据对象的属性及数据对象彼此间相 互连接的关系。
(1). 数据对象
• 数据对象: 是对软件必须理解的复合信息的 抽象。
行为模型 ----状态转换图
3.3 分析建模与规格说明
2). 软件需求规格说明(SRS)
Software Requirement Specification
通常用自然语言+模型，完整、准确、 具体地描述系统的数据要求、功能需求、 性能需求、可靠性和可用性要求、出错 处理需求、接口需求、约束、逆向需求 以及将来可能提出的要求。
4 运行环境规定 4.1 设备 4.2 支持软件 4.3 接口 4.4 控制
软件工程思想(林锐 P38—P48)
• 需求分析为什么困难？ • 如何进行需求分析？
3.4 实体-联系图(ER)
Entity Relationship Diagram
• ER图 ---- 是用来建立数据模型的工具。 • 数据模型 ---- 是一种面向问题的数据模型，是按
---- 准确地回答“系统必须做什么?”。
• 在分析软件需求和书写软件需求规格说明 书的过程中，分析员和用户都起着关键的、
必不可少的作用。
需求分析的结构化方法都遵守下述准则：
(1) 必须理解并描述问题的信息域，根据这条 准则应该建立数据模型。
(2) 必须定义软件应完成的功能，这条准则要求 建立功能模型。 (3) 必须描述作为外部事件结果的软件行为，这条
• 使关系模式更灵活，易于实现接近自然语 言的查询方式。
如 何 规 范 化？
• 规范化 --- 将数据的逻辑结构归结为满足一定条件 的二维表（关系）。即：
1. 表格中每个信息项必须是一个不可分割的数据 项，不可是组项。
2. 表格中每一列 (列表示属性)中所有信息项必须 是同一类型，各列的名字 (属性名) 互异，列的次 序任意。
(3). 联 系
• 数据对象彼此之间相互连接的方式称为联系，也称为关系。 • 联系可分为以下3种类型：
a. 一对一联系(1∶1)
如：一个部门有一个经理，而每个经理只在一个部门任职，则部门与经理的联系是 一对一的。
b. 一对多联系(1∶N)
如：某校教师与课程之间存在一对多的联系“教”，即每位教师可以教多门课程， 但是每门课程只能由一位教师来教。
(2). 面向数据流自顶向下求精
• 数据决定了需要的处理和算法，它是需求分析的出发点。 • 可行性研究阶段产生的是高层数据流图，许多具体的细节
没有包括，许多实际的数据元素被忽略，当时分析员还不 需要考虑这些细节，现在是定义这些数据元素的时候了。
自 顶 向 下 求 精 过 程
问题：
• 使用传统的访谈或面向数据流自顶向下求精 方法定义需求时，用户处于被动地位而且往 往有意无意地与开发者区分“彼此”。由于 不能像同一个团队的人那样齐心协力地识别 和精化需求，这两种方法的效果有时并不理 想。
• 复合信息: 是指具有一系列不同性质或属性 的事物，仅有单个值的事物(例如，宽度)不 是数据对象。
• 可以由一组属性来定义的实体都可以被认为 是数据对象。
如：外部实体、事物、行为、事件、角色、单位、 地点或结构等。
• 数据对象彼此间是有关联的。
(2). 属 性
• 属性定义了数据对象的性质。 • 必须把一个或多个属性定义为“标识符”，也就是
(3) 形式化规格说明和原型环境
3.3 分析建模与规格说明
1). 分析建模
模型----就是为了理解事物而对事物做出的一 种抽象，是对事物的一种无歧义的书面描述。 通常，由一组图形符号和组织这些符号的规 则组成。
需求分析过程应该建立3种模型: 数据模型 ---- 实体-联系图
功能模型 ---- 数据流图
说，当我们希望找到数据对象的一个实例时，用标 识符属性作为“关键字”(通常简称为“键”)。 • 应该根据对所要解决的问题的理解，来确定特定数 据对象的一组合适的属性。
如：学生具有学号、姓名、性别、年龄、专业（其它 略）等属性； 课程具有课程号、课程名、学分、学时数等属性； 教师具有职工号、姓名、年龄、职称等属性。
• 为表示实体型之间的联系，又建立两个 关系：
选课 (学号，课程号，听课出勤率， 作业完成率，分数)
教课 (职工号，课程号，授课效果) • 这五个关系，组成了数据库的模型。 • 在每个关系中，属性名下加下划线）指
明关键字。并规定关键字能唯一地标识 一个元组。
• 通常用“范式(Normal Forms)”定义消除数据冗余的 程度。第一范式(1 NF)数据冗余程度最大，第五范 式(5 NF)数据冗余程度最小。但是：
3. 开发者和用户开会讨论，共同创建一张意见一致的 组合列表。