软件工程第二章软件生命周期及软件开发模型
软件工程中的软件开发生命周期和流程
软件工程中的软件开发生命周期和流程在当今数字化的时代，软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们日常使用的手机应用程序，到企业运行所依赖的复杂业务系统，软件的身影无处不在。
而软件的成功开发并非偶然，它依赖于一套科学的方法和流程，这就是软件开发生命周期（Software Development Life Cycle，简称 SDLC）和相关的流程。
软件开发生命周期是指软件从开始构思到最终退役的整个过程。
它就像是软件的“成长轨迹”，涵盖了一系列的阶段和活动，每个阶段都有其特定的目标和任务。
常见的软件开发生命周期模型包括瀑布模型、迭代模型、敏捷模型等。
瀑布模型是一种传统的线性模型，它将软件开发过程分为明确的阶段，如需求分析、设计、编码、测试和维护。
每个阶段都必须在前一个阶段完成后才能开始，就像瀑布一样，水流依次而下，无法回溯。
这种模型的优点是流程清晰，易于管理和控制，但缺点是灵活性较差，如果在后期发现前期的需求有误，修改的成本会很高。
迭代模型则是在瀑布模型的基础上进行了改进，它允许在每个阶段结束后进行回顾和调整，并将整个开发过程分为多个迭代周期。
每个迭代周期都会产生一个可运行的版本，逐步完善软件的功能。
这种模型提高了软件开发的灵活性，能够更快地响应需求的变化，但对项目管理的要求也更高。
敏捷模型则是近年来越来越流行的一种开发模式，它强调团队的协作和快速响应变化。
敏捷开发通常采用短周期的迭代，通过频繁的沟通和反馈来不断优化软件。
这种模型适合需求不确定、变化频繁的项目，但也需要团队具备较高的沟通和协作能力。
在软件开发生命周期中，需求分析是至关重要的第一步。
这个阶段的主要任务是明确软件要解决的问题，以及用户对软件的功能和性能要求。
开发团队需要与用户进行充分的沟通，了解他们的业务流程和需求，同时对市场进行调研，分析竞争对手的产品。
需求分析的结果通常会以需求规格说明书的形式呈现，为后续的开发工作提供明确的指导。
软件工程第2讲 软件生命周期模型
敏捷开发4软件生命周期模型1瀑布模型及几个衍生模型2迭代和递增3其他生命周期模型及模型比较5敏捷开发4软件生命周期模型1瀑布模型及几个衍生模型2迭代和递增3其他生命周期模型及模型比较57P32: 2.9.2P23: 2.2 P25: 2.3P34: 2.9.3模型构造多使用脚本语言、基于现有基础代码库、UI工具制作，制作过程一般不会考虑性能、稳定敏捷开发4软件生命周期模型1瀑布模型及几个衍生模型2迭代和递增3其他生命周期模型及模型比较5迭代-递增生命周期模型递增也是软件工程的一个固有特性P27P26: 2.5P28P29P30 2.7敏捷开发4软件生命周期模型1瀑布模型及几个衍生模型2迭代和递增3其他生命周期模型及模型比较58个体和交互胜过过程和工具以人为本我相信没有比面对面交流更高效的沟通渠道了•尊重和信任激发个人内心的责任感和使命感，激发了个体的潜能。
•基于互相信任的前提，敏捷提倡自治的全功能团队。
在工作形式上，整个团队平时坐在一起工作，从物理空间上创造了更加便捷面对面的沟通机会。
•要摒弃这种重流程和重工具，提倡轻量级流程和轻量级工具，而这些流程和工具又在促进个体交互。
比如，我们在日常工作中会使用Trello、Jira、Keynote等工具。
可以工作的软件胜过面面俱到的文档价值导向为客户交付可工作的软件是我们的核心目标•我们应该尽早交付可进行端到端测试的代码，该目标决定了我们不应该花过多精力在面面俱到的文档上。
•但这不代表我们要抵制任何文档。
实践证明，轻量级的文档策略有助于团队高质量交付可工作的软件。
•在开发过程中，交互设计原型也是一种轻量级文档，交互设计师交付可以尽早地跟团队和客户进行确认验收的核心业务场景的原型，快速收集反馈。
客户合作胜过合同谈判客户团队帮助客户实现他们真正想要的价值•让客户也作为团队的一分子，跟客户建立信任的合作关系取代敌对的谈判关系。
•需求的变化往往来自客户，让客户参与进来可以在开发的过程中尽早的发现变化，从而尽早采取解决方案。
软件工程03-软件生命周期与开发模型
本章任务
本章任务-了解软件工程的发展史及常用的开发模型 知识目标： 了解软件工程的发展史 熟悉软件的生命周期 熟悉常用的开发模型 能力目标： 能描述软件的生命周期 能描述常用的软件开发模型及适用场景
1.软件工程概述
软件危机：落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机 软件需求，从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重 问题的现象。 表现形式: 软件开发费用和进度失控。费用超支、进度拖延的情况屡 屡发生。有时为了赶进度或压成本不得不采取一些权宜之 计，这样又往往严重损害了软件产品的质量。 软件的可靠性差。尽管耗费了大量的人力物力，而系统的 正确性却越来越难以保证，出错率大大增加，由于软件错 误而造成的损失十分惊人。 生产出来的软件难以维护。很多程序缺乏相应的文档资料 ，程序中的错误难以定位，难以改正，有时改正了已有的 错误又引入新的错误。随着软件的社会拥有量越来越大， 维护占用了大量人力、物力和财力。
1.软件工程概述
传统软件工程
为迎接软件危机的挑战，人们进行了不懈的努力，这些努 力大致上是沿着两个方向同时进行的。 第一个方向是从软件开发管理的角度，希望实现软件 开发过程的工程化，它包括软件度量、项目估算、进 度控制、人员组织、配置管理、项目计划等。这方面 最为著名的成果就是提出了大家都很熟悉的“瀑布式 ”生命周期模型，它是在60年代末“软件危机”后出 现的第一个生命周期模型。如图5-1所示
（1）瀑布模型
瀑布模型是将软件生存周期的各项活动规定为按 固定顺序而连接的若干阶段工作，形如瀑布流水 逐级下落，最终得到软件产品。 瀑布模型的核心思想是按工序将问题简化，将功 能的实现与设计分开，便于分工协作，即采用结 构化的分析与设计方法将逻辑实现与物理实现分 开。将软件生命周期划分为可行性研究与计划、 需求分析、设计、编码、测试和运行维护等六个 基本活动，并且规定了它们自上而下、相互衔接 的固定次序，如同瀑布流水，逐级下落。如果需 求发生变化，而需要逐级返回，修改所有相关的 文档及代码。
软件工程-齐志昌-第二版
软件工程阶段
20世纪70年代，随着计算机应用的普及，软件开发的复 杂度越来越高，软件危机开始出现，软件工程的概念和方 法逐渐被提出和应用。
现代软件工程
20世纪80年代以后，随着面向对象编程和软件重用技术 的发展，软件工程进入了一个新的阶段，强调使用工程化 的方法和工具来指导和管理软件开发。
软件工程的三大支柱
02 软件开发生命周期
概念与模型
概念
软件开发生命周期是软件开发从开始 到结束的全过程，包括需求分析、设 计、编码、测试和维护等阶段。
模型
软件开发生命周期模型是描述软件开 发过程的抽象框架，常见的有瀑布模 型、螺旋模型、迭代模型等。
传统开发模型
瀑布模型
按顺序进行需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段，阶段间具有严格的顺序性和依 赖性。
面向对象编程
使用面向对象编程语言（如Java、C）进行软件实现，通过封装、 继承和多态等机制实现代码重用和模块化。
面向过程编程
采用结构化程序设计方法，将软件系统分解为一系列过程，通过顺 序、选择和循环等结构实现软件功能。
函数式编程
使用函数式编程语言（如Haskell、Scala）进行软件实现，通过高阶 函数、不可变性等特性提高代码可读性和可维护性。
Jira
一款功能强大的项目管理工具，支持敏捷开发和传统瀑布模型，提供任务管理、缺陷跟 踪和需求管理等功能。
Gantt Chart
甘特图是一种常用的项目进度计划工具，通过条形图展示任务开始和结束时间，直观地 反映任务之间的依赖关系和时间进度。
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软件测试技术
单元测试
针对软件中的最小可测试单元（如函数、方法、类等）进行测试， 验证其功能和性能是否符合要求。
软件工程实用教程第三版-郭宁主编-课后习题及答案
软件工程实用教程第三版-郭宁主编-课后习题及答案第一章软件工程引论1.在下列选项中，（D）不是软件的特征。
A．系统性与复制性 B. 可靠性与一致性 C.抽象性与智能型 D.有形性与可控性2.软件是一种（B）产品。
A．有形 B. 逻辑 C. 物质 D. 消耗3.软件工程是一种（A）分阶段实现的软件程序开发方法。
A.自顶向下B. 自底向上C. 逐步求精D. 面向数据流4.与计算机科学的理论研究不同，软件工程是一门（B）学科。
A．理论性 B. 工程性 C. 原理性 D. 心理性5.软件工程与计算机科学性质不同，软件工程着重于（C）。
A．原理探讨 B. 理论研究 C. 建造软件系统D. 原理性的理论6.下列说法正确的是（B）A.软件工程的概念于20世纪50年代提出B.软件工程的概念于20世纪60年代提出C.20世纪70年代出现了客户机/服务器技术D.20世纪80年代软件工程学科达到成熟7.软件工程方法学中的软件工程管理是其中的一个重要内容，它包括软件管理学和软件工程经济学，它要达到的目标是（D）A．管理开发人员，以开发良好的软件B．采用先进的软件开发工具，开发优秀的软件C．消除软件危机，达到软件生产的规模效益D．以基本的社会效益为基础，工程化生产软件第二章软件生命周期及开发模型1.软件生命周期包括可行性分析和项目开发计划、需求分析、总体设计、详细分析、编码、（B）、维护等活动。
A．应用 B. 测试 C. 检测 D. 以上答案都不正确2.软件生命周期模型有多中，下列项目中，（C）不是软件生命周期模型。
A．螺旋模型 B. 增量模型 C. 功能模型 D.瀑布模型3.软件生命周期中时间最长的阶段时（D）A．需求分析阶段 B. 总体设计阶段 C. 测试阶段 D. 维护阶段4.瀑布模型是一种（D）A.软件开发方法B. 软件生存周期C. 程序设计方法学 D. 软件生存周期模型5.软件开发中常采用的结构化生命周期方法，由于其特征而一般称其为（A）A.瀑布模型B. 对象模型C. 螺旋模型D. 层次模型6.在结构化的瀑布模型中，（D）阶段定义的标准将成为软件测试中系统测试阶段的目标A.详细设计阶段B. 总体设计阶段C. 可行性研究阶段 D. 需求分析7.增量模型是一种（B）的模型A.整体开发B. 非整体开发C. 灵活性差D.较晚产生工作软件8.（C）是指模拟某种产品的原始模型A.模型B. 最初模型C. 原型D. 进化模型9.建立原型的目的不同，实现原型的途径也有所不同，下列不正确的类型是（B）A.用于验证软件需求的原型B. 垂直原型C.用于验证设计方案的原型 D.用于演化出目标系统的原型10.原型化方法是一种（A）型的设计过程。
软件工程复习
一、软件开发生命周期模型1.Code-and-fix life-cycle model：遗憾的是，许多产品都是使用"边做边改"模型来开发的。
在这种模型中，既没有规格说明，也没有经过设计，软件随着客户的需要一次又一次地不断被修改.在这个模型中，开发人员拿到项目立即根据需求编写程序，调试通过后生成软件的第一个版本。
在提供给用户使用后，如果程序出现错误，或者用户提出新的要求，开发人员重新修改代码，直到用户满意为止。
这是一种类似作坊的开发方式，对编写几百行的小程序来说还不错，但这种方法对任何规模的开发来说都是不能令人满意的，其主要问题在于：（1）缺少规划和设计环节，软件的结构随着不断的修改越来越糟，导致无法继续修改；（2）忽略需求环节，给软件开发带来很大的风险；（3）没有考虑测试和程序的可维护性，也没有任何文档，软件的维护十分困难。
2.Waterfall life-cycle model：1970年WinSTon Royce提出了著名的"瀑布模型"，直到80年代早期，它一直是唯一被广泛采用的软件开发模型。
瀑布模型将软件生命周期划分为制定计划、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试和运行维护等六个基本活动，并且规定了它们自上而下、相互衔接的固定次序，如同瀑布流水，逐级下落。
在瀑布模型中，软件开发的各项活动严格按照线性方式进行，当前活动接受上一项活动的工作结果，实施完成所需的工作内容。
当前活动的工作结果需要进行验证，如果验证通过，则该结果作为下一项活动的输入，继续进行下一项活动，否则返回修改。
瀑布模型强调文档的作用，并要求每个阶段都要仔细验证。
但是，这种模型的线性过程太理想化，已不再适合现代的软件开发模式，几乎被业界抛弃，其主要问题在于：（1）各个阶段的划分完全固定，阶段之间产生大量的文档，极大地增加了工作量；（2）由于开发模型是线性的，用户只有等到整个过程的末期才能见到开发成果，从而增加了开发的风险；（3）早期的错误可能要等到开发后期的测试阶段才能发现，进而带来严重的后果。
软件工程软件生命周期模型
软件工程软件生命周期模型在软件工程领域，软件生命周期模型是一种重要的框架，用于指导软件开发的过程。
它为软件开发团队提供了一种结构化的方法，以确保软件的开发能够高效、高质量地完成。
软件生命周期模型就像是一张地图，指引着开发人员从项目的启动到最终的交付。
它涵盖了软件从概念形成到退役的整个过程，包括一系列的阶段、活动和任务。
常见的软件生命周期模型有瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型和敏捷模型等。
瀑布模型是最早出现的软件生命周期模型之一。
它将软件开发过程分为明确的几个阶段，如需求分析、设计、编码、测试和维护。
每个阶段都必须在前一个阶段完成且经过评审后才能开始。
这种模型的优点是流程清晰，文档规范。
但它的缺点也很明显，如果在后期发现前期的错误，修改成本会很高，而且不适应需求的频繁变更。
快速原型模型则是在获取基本需求后，快速构建一个原型系统。
用户通过使用原型来进一步明确需求，开发人员根据反馈进行修改和完善。
这个模型的好处是能够快速获得用户的反馈，尽早发现问题。
但由于原型往往不够完善，可能会给用户造成误解。
增量模型是把软件系统逐步分解为多个增量构件，每个构件分别开发和交付。
这样可以在较短的时间内交付部分功能，让用户逐步看到成果。
但它对软件的架构设计要求较高，需要很好地规划各个增量之间的接口。
螺旋模型则是将瀑布模型和快速原型模型结合起来，并加入了风险分析。
它沿着螺旋线不断迭代，每一轮迭代都包括制定计划、风险分析、实施工程和客户评估等步骤。
这种模型适用于大型、复杂且高风险的项目，但管理成本相对较高。
近年来，敏捷模型在软件开发中越来越受欢迎。
敏捷开发强调团队的快速响应和持续交付，通过短周期的迭代来不断完善软件。
常见的敏捷方法有 Scrum 和 Kanban 等。
敏捷模型注重人与人之间的沟通和协作，能够更好地适应需求的变化，但对团队成员的素质和自组织能力要求较高。
在选择软件生命周期模型时，需要考虑多个因素。
首先是项目的特点，比如项目的规模、复杂度、需求的稳定性等。
02-1 软件生命周期与开发模型
6
二、瀑布模型
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• 1970年W.Royce提出瀑布模型 • 1.模型的本意：阶段间具有顺序性和依赖性
2.模型的特点：
文档驱动 过程不可逆转
（1）在开发时间内需求没有或很少变化。 （2）分析设计人员对应用领域很熟悉。 （3）低风险项目（对目标、环境很熟悉）。 （4）用户使用环境很稳定。 （5）用户除提出需求以外，很少参与开发工作。
•原型可作为单独的过程模型，也常被作为一 种方法或实现技术应用于其它过程模型中。
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五、 迭代模型 （Iterative Model）
• 代表：RUP（Rational Unified Process）模型
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• 这里所讲的迭代模型是RUP推出的一种 “逐步求精”的面向对象的软件开发过程 模型，被认为软件界迄今为止最完善的、 商品化的开发过程模型。
快速计划 交流 快速设计方式 建模
部署交付和 反馈
构建原型
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原型模型
• 软件企业界的主流开发模型. • 1．模型的本意 • 原型模型（Prototype Model）的本意是： 在初步需求分析之后，马上向客户展示一个 软件产品原型(样品)，对客户进行培训，让 客户试用，在试用中收集客户意见，根据客 户意见立刻修改原型，之后再让客户试用， 反复循环几次，直到客户确认为止。
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• 4．模型的优点 • （1）由于将一个大系统分解为多个小系统， 这就等于将一个大风险分解为多个小风险， 从而降低了开发难度。 • （2）人员分配灵活，刚开始不用投入大量 人力资源。如果核心模块产品很受欢迎， 则可增加人力实现下一个增量。当配备的 人员不能在设定的期限内完成产品时，它 提供了一种先推出核心产品的途径。即可 先发布部分模块给客户，对客户起到镇静 剂的作用。
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•问题定义
问题计划可行性 开发时期
运行时期
2.2.1 瀑布模型
•需求分析
•总体设计
•详细设计
•编码
•测试
维护
图2.2 瀑布模型
2.2.2 演化模型
需
求 设 计 编 码 测 试 集 成
需 求
设 计
编 码
测 试
集 成
需 求
设 计
编 码
测 试
集 成
停止
2.2.3 原型模型
开始
需求采集细化
产品 样本
对原型 加工
第2章 软件生命周期及软 件开发模型
2.1 软件生命周期
2.2 软件开发模型
退出
2.1软件生命周期
软件生命周期：软件定 义、软件设计、软件使用 与维护三阶段，而又可以 具体分成几个子阶段。 （1）可行性研究 （2）需求分析和定义
（3）总体设计
（4）详细设计
（5）编码（实现） （6）软件测试、运行／维护
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安全意识在心中，安全生产在手中。2 021年2 月21日 星期日 12时39 分36秒 Sunday , February 21, 2021
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得过且过，品质不妥。21.2.212021年2 月21日 星期日 12时39 分36秒 21.2.21
谢谢大家！
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努力推行QCC，工作不会苦兮兮。21. 2.2112:39:3612 :39Feb -2121-Feb-21
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只有勇于承担责任，才能承担更大的 责任。1 2:39:36 12:39:3 612:39 Sunday , February 21, 2021
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劣品标识加隔离，退料重要处理易。2 1.2.212 1.2.211 2:39:36 12:39:3 6Febru ary 21, 2021
第2章 软件生命周期及软件开 发模型
学习要点：
• 软件生命周期表明软件从功能确定、设计， 到开发成功投入使用，并在使用中不断地修改、 增补和完善，直至被新的需要所替代而停止该 软件的使用的全过程。
•软件开发模型是从软件项目需求定义直至软件 经使用后废弃为止，跨越整个生存期的系统开 发、运作和维护所实施的全部过程、活动和任 务的结构框架。
快速 设计
建造 原型
用户评价原型 原型
指定计划： 决定目标 方案限制
提交线 评审
客户评价
2.2.4 螺旋模型
累计成本
需求计划 生存期 计划
开发计划
组装测试
风险分析
风险分析
风险分析
原型 3
原型 2
原型 1
可运 行原型
风险分析：
评价方案 识别风险 消除风险
软件
Hale Waihona Puke 需求编码需求 软件产品
确认
设计 单元
设计确认验证
测试
组装
验收 测试
实施工程： 开发、验证
实现 测试
形成产品
2.2.5 喷泉模型
演化
维护 确认 实现 设计 分析
关于 模型小结
螺旋模型是由上面四个部分组成的迭代模 型。螺旋模型的每一周期都包括需求定义、风 险分析、工程实现和评审四个阶段。开发过程 每迭代一次，螺旋线就增加一周，软件开发又 前进一个层次，系统又生成一个新版本，而软 件开发的时间和成本又有了新的投入。最后得 到一个客户满意的软件版本。
过程是一系列朝着特定目标（例如，需求、管理、 发布）执行的活动。IEEE标准一共列出了17个过程（ 见表2.1）。把过程分组成更高层的抽象称为过程组（ process group）。 过程组的例子是项目管理、前期开发、开发和后期开 发。
表2.1 IEEE 1074的软件过程
2。2软件开发生命周期过程和活动
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不怕千日紧，只怕一时松。2021年2月 21日星 期日12 时39分 36秒12 :39:362 1 February 2021
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快乐工作，心中有梦，齐心协力，再 振雄风 。下午1 2时39 分36秒 下午12 时39分1 2:39:36 21.2.21
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一人把关一处安，众人把关稳如山。2 1.2.212 1.2.211 2:3912:39:361 2:39:36 Feb-21
喷泉模型该模型表明软件开发活动之间没 有明显的间隙，用于支持面向对象开发过程。 由于对象概念的引入，使分析、设计、实现之 间的表达没有明显间隙。并且，这一表达自然 地支持复用。
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劳动创造财富，安全带来幸福。21.2.2 121.2.2 1Sunday , February 21, 2021
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上岗安全忘一旁，好比身后藏只狼。1 2:39:36 12:39:3 612:39 2/21/20 21 12:39:36 PM
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过程组
过程
生命周期建模
选择生命周期模型
项目管理
项目启动
项目监控和控制
软件质量管理
前期开发
概念探讨
系统配置
开发
需求设计
实现
后期开发
安装
操作和支持
维护
报废
整体过程
验证并确认
软件配置管理
文档开发
2。2软件开发生命周期过程和活动
最早出现的软件开发模型是 1970年W．Royce提出的瀑布模型， 而后随着软件工程学科的发展和软件 开发的实践，相继提出了原型模型、 演化模型、增量模型、喷泉模型等。
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宁绕百丈远，不冒一步险。2021年2月 21日下 午12时 39分21 .2.2121 .2.21
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安全保健康，千金及不上。2021年2月 21日星 期日下 午12时 39分36 秒12:3 9:3621. 2.21
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服务客户，播种金钱，增加信任，稳 定续收 。2021 年2月下 午12时 39分21 .2.2112 :39Feb ruary 21, 2021
可行性研究 需求分析 概要设计 详细设计
实现 调试 维护 退役 图 2.1 软件生命周期
2。2软件开发生命周期过程和活动
软件生命周期过程的IEEE（美国电气电子工程师学 会 IEEE）标准描述了一系列活动和过程，对于[IEEE Std．1074-1995]的软件的开发和和维护来说这些活动 是强制性的。它的目标是为开发生命周期模型建立一 个通用框架。在这一节，我们描述由这一标准引入的 主要过程和活动。