第6章
设计计算机系统

工程设计过程

在设计计算机或程序时，计算机科学家需要借助 工程设计过程 来帮助他们理解和改善设计。他们的目标是让程序尽可能地高效和容易使用。

工程 是科学的一个分支，是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。 计算机工程 是计算机科学的应用，是制造软件和硬件的一种实践活动。

第1步：确定问题

软件工程师需要确定问题以及解决这个问题所需的方案。他们会问自己这些问题：

我要解决的问题是什么？

·例如，找到从学校回家的最短路线，中间必须经过图书馆和生鲜店。

可以使用什么来帮助解决问题？

·一张标注了位置点的地图；

·各点之间的距离；

·选择什么交通方式。

要解决这个问题我需要实现哪些功能？

·计算功能；

·绘制地图功能。

这个阶段可能需要从有同样问题的人们那里 收集和分析数据 。我们可以做访谈，发放问卷，或者进行观察，也可以使用传感器和GPS定位。

第2步：编写解决方案计划

软件工程师需要 为解决问题 的方案编写计划 ，包括编写清单或者绘制设计图。计划必须非常详细。

第3步：按照计划进行建造

编写程序代码， 并将解决方案的其他部分加入程序中。当完成了一个可用的产品，建造过程就结束了。

第4步：测试

对源代码或整个方案进行测试， 找出存在的问题。软件工程师通常会让其他人使用他们的产品并反馈意见。测试分为不同的级别。在早期阶段，程序员会自己进行测试，然后会让同事来测试。接下来，程序员会让一组用户来测试并提供反馈意见。

第5步：改进

修复问题并改进解决方案。 测试步骤中所发现的错误或问题会在这里被修正。

日常生活中的工程

一些强大的技术已经变得越来越普及，越来越便宜，也越来越容易使用，这意味着任何人都可以设计和建造出很厉害的东西。借助乐高机器人、无人机、3D打印机、桌面激光切割机，以及micro:bit、Arduino、Makey Makey等单片机，你也可以成为一名日常生活中的工程师。