常用軟件開(kāi)發(fā)模型

1、頁(yè)眉內(nèi)容常用軟件開(kāi)發(fā)模型比較分析正如任何事物一樣，軟件也有其孕育、誕生、成長(zhǎng)、成熟和衰亡的生存過(guò)程，一般稱其 為軟件生命周期"。軟件生命周期一般分為 6個(gè)階段，即制定計(jì)劃、需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、 測(cè)試、運(yùn)行和維護(hù)。軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段之間的關(guān)系不可能是順序且線性的，而應(yīng)該是帶有反饋的迭代過(guò)程。在軟件工程中，這個(gè)復(fù)雜的過(guò)程用軟件開(kāi)發(fā)模型來(lái)描述和表示。軟件開(kāi)發(fā)模型是跨越整個(gè)軟件生存周期的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)所實(shí)施的全部工作和任務(wù)的結(jié)構(gòu)框架，它給出了軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)各階段之間的關(guān)系。目前，常見(jiàn)的軟件開(kāi)發(fā)模型大致可分為如下3種類型。以軟件需求完全確定為前提的瀑布模型( Waterfall Mode

2、l )。在軟件開(kāi)發(fā)初始階段只能提供基本需求時(shí)采用的漸進(jìn)式開(kāi)發(fā)模型，如螺旋模型 (Spiral Model )。以形式化開(kāi)發(fā)方法為基礎(chǔ)的變換模型( Transformational Model )。本節(jié)將簡(jiǎn)單地比較并分析瀑布模型、螺旋模型和變換模型等軟件開(kāi)發(fā)模型。1.2.1 瀑布模型瀑布模型即生存周期模型， 其核心思想是按工序?qū)?wèn)題化簡(jiǎn)，將功能的實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)分開(kāi)，便于分工協(xié)作，即采用結(jié)構(gòu)化的分析與設(shè)計(jì)方法將邏輯實(shí)現(xiàn)與物理實(shí)現(xiàn)分開(kāi)。瀑布模型將軟件生命周期劃分為軟件計(jì)劃、需求分析和定義、軟件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)、軟件測(cè)試、軟件運(yùn)行 和維護(hù)這6個(gè)階段，規(guī)定了它們自上而下、相互銜接的固定次序，如同瀑布流水逐級(jí)下

3、落。 采用瀑布模型的軟件過(guò)程如圖1-3所示。圖1-3 采用瀑布模型的軟件過(guò)程瀑布模型是最早出現(xiàn)的軟件開(kāi)發(fā)模型，在軟件工程中占有重要的地位，它提供了軟件開(kāi)發(fā)的基本框架。瀑布模型的本質(zhì)是一次通過(guò)，即每個(gè)活動(dòng)只執(zhí)行一次，最后得到軟件產(chǎn)品， 也稱為線性順序模型”或者傳統(tǒng)生命周期其過(guò)程是從上一項(xiàng)活動(dòng)接收該項(xiàng)活動(dòng)的工作對(duì) 象作為輸入，利用這一輸入實(shí)施該項(xiàng)活動(dòng)應(yīng)完成的內(nèi)容給出該項(xiàng)活動(dòng)的工作成果，并作為輸出傳給下一項(xiàng)活動(dòng)。 同時(shí)評(píng)審該項(xiàng)活動(dòng)的實(shí)施，若確認(rèn)，則繼續(xù)下一項(xiàng)活動(dòng)； 否則返回前面，甚至更前面的活動(dòng)。瀑布模型有利于大型軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中人員的組織及管理，有利于軟件開(kāi)發(fā)方法和工具的研究與使用，從而提高了大型軟

4、件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和效率。然而軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)踐表明，上述各項(xiàng)活動(dòng)之間并非完全是自上而下且呈線性圖式的，因此瀑布模型存在嚴(yán)重的缺陷。 由于開(kāi)發(fā)模型呈線性， 所以當(dāng)開(kāi)發(fā)成果尚未經(jīng)過(guò)測(cè)試時(shí)，用戶無(wú)法看到軟件的效果。這樣軟件與用戶見(jiàn)面的時(shí)間間隔較長(zhǎng)，也增加了一定的風(fēng)險(xiǎn)。 在軟件開(kāi)發(fā)前期末發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤傳到后面的開(kāi)發(fā)活動(dòng)中時(shí)，可能會(huì)擴(kuò)散，進(jìn)而可能會(huì) 造成整個(gè)軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)失敗。 在軟件需求分析階段，完全確定用戶的所有需求是比較困難的，甚至可以說(shuō)是不太 可能的。1.2.2 螺旋模型螺旋模型將瀑布和演化模型( Evolution Model )結(jié)合起來(lái)，它不僅體現(xiàn)了兩個(gè)模型的 優(yōu)點(diǎn)，而且還強(qiáng)調(diào)了其他模型均忽略了的風(fēng)險(xiǎn)

5、分析。 這種模型的每一個(gè)周期都包括需求定義、 風(fēng)險(xiǎn)分析、工程實(shí)現(xiàn)和評(píng)審 4個(gè)階段，由這4個(gè)階段進(jìn)行迭代。軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程每迭代一次， 軟件開(kāi)發(fā)又前進(jìn)一個(gè)層次。采用螺旋模型的軟件過(guò)程如圖1-4所示。圖1-4 采用螺旋模型的軟件過(guò)程螺旋模型基本做法是在瀑布模型”的每一個(gè)開(kāi)發(fā)階段前引入一個(gè)非常嚴(yán)格的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、 風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)控制， 它把軟件項(xiàng)目分解成一個(gè)個(gè)小項(xiàng)目。每個(gè)小項(xiàng)目都標(biāo)識(shí)一個(gè)或多個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)，直到所有的主要風(fēng)險(xiǎn)因素都被確定。螺旋模型強(qiáng)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)分析，使得開(kāi)發(fā)人員和用戶對(duì)每個(gè)演化層出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)有所了解，繼而做出應(yīng)有的反應(yīng)，因此特別適用于龐大、復(fù)雜并具有高風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)。對(duì)于這些系統(tǒng)，風(fēng)險(xiǎn)是軟件開(kāi)發(fā)不可忽視且潛

6、在的不利因素，它可能在不同程度上損害軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，影響軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。減小軟件風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)是在造成危害之前，及時(shí)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別及分析，決定采取何種對(duì)策，進(jìn)而消除或減少風(fēng)險(xiǎn)的損害。與瀑布模型相比，螺旋模型支持用戶需求的動(dòng)態(tài)變化， 為用戶參與軟件開(kāi)發(fā)的所有關(guān)鍵 決策提供了方便，有助于提高目標(biāo)軟件的適應(yīng)能力。 并且為項(xiàng)目管理人員及時(shí)調(diào)整管理決策 提供了便利，從而降低了軟件開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。但是，我們不能說(shuō)螺旋模型絕對(duì)比其他模型優(yōu)越，事實(shí)上，這種模型也有其自身的如下缺點(diǎn)。 采用螺旋模型需要具有相當(dāng)豐富的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)和專門知識(shí)，在風(fēng)險(xiǎn)較大的項(xiàng)目開(kāi) 發(fā)中，如果未能夠及時(shí)標(biāo)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)，勢(shì)必造成重大損失。 過(guò)多的迭代次數(shù)會(huì)

7、增加開(kāi)發(fā)成本，延遲提交時(shí)間。1.2.3 變換模型變換模型是基于形式化規(guī)格說(shuō)明語(yǔ)言及程序變換的軟件開(kāi)發(fā)模型，它采用形式化的軟件開(kāi)發(fā)方法對(duì)形式化的軟件規(guī)格說(shuō)明進(jìn)行一系列自動(dòng)或半自動(dòng)的程序變換，最后映射為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠接受的程序系統(tǒng)。采用變換模型的軟件過(guò)程如圖1-5所示。圖1-5采用變換模型的軟件過(guò)程為了確認(rèn)形式化規(guī)格說(shuō)明與軟件需求的一致性，往往以形式化規(guī)格說(shuō)明為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)一個(gè)軟件原型，用戶可以從人機(jī)界面、系統(tǒng)主要功能和性能等幾個(gè)方面對(duì)原型進(jìn)行評(píng)審。必要時(shí)，可以修改軟件需求、形式化規(guī)格說(shuō)明和原型，直至原型被確認(rèn)為止。這時(shí)軟件開(kāi)發(fā)人員即可 對(duì)形式化的規(guī)格說(shuō)明進(jìn)行一系列的程序變換，直至生成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以接

8、受的目標(biāo)代碼。程序變換”是軟件開(kāi)發(fā)的另一種方法，其基本思想是把程序設(shè)計(jì)的過(guò)程分為生成階段和改進(jìn)階段。首先通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析制定形式規(guī)范并生成一個(gè)程序，通常是一種函數(shù)型的遞歸方程然后通過(guò)一系列保持正確性的源程序到源程序的變換，把函數(shù)型風(fēng)格轉(zhuǎn)換成過(guò)程 型風(fēng)格并進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的求精，最終得到一個(gè)有效的面向過(guò)程的程序。這種變換過(guò)程是一種嚴(yán)格的形式推導(dǎo)過(guò)程，所以只需對(duì)變換前的程序的規(guī)范加以驗(yàn)證，變換后的程序的正確性將由變換法則的正確性來(lái)保證。變換模型的優(yōu)點(diǎn)是解決了代碼結(jié)構(gòu)經(jīng)多次修改而變壞的問(wèn)題，減少了許多中間步驟（如設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試等）。但是變換模型仍有較大局限，以形式化開(kāi)發(fā)方法為基礎(chǔ)的變換模型 需要

9、嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論和一整套開(kāi)發(fā)環(huán)境的支持，目前形式化開(kāi)發(fā)方法在理論、實(shí)踐和人員培訓(xùn)方面距工程應(yīng)用尚有一段距離。1.2.4 噴泉模型噴泉模型是一種以用戶需求為動(dòng)力，以對(duì)象為驅(qū)動(dòng)的模型，主要用于描述面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)過(guò)程。該模型認(rèn)為軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程自下而上周期的各階段是相互重疊和多次反復(fù)的，就像水噴上去又可以落下來(lái)，類似一個(gè)噴泉。各個(gè)開(kāi)發(fā)階段沒(méi)有特定的次序要求，并且可以交互進(jìn)行，可以在某個(gè)開(kāi)發(fā)階段中隨時(shí)補(bǔ)充其他任何開(kāi)發(fā)階段中的遺漏。采用噴泉模型的軟件過(guò)程如圖1-6所示。圖1-6 采用噴泉模型的軟件過(guò)程噴泉模型主要用于面向?qū)ο蟮能浖?xiàng)目，軟件的某個(gè)部分通常被重復(fù)多次，相關(guān)對(duì)象在每次迭代中隨之加入漸進(jìn)的軟件成

10、分。各活動(dòng)之間無(wú)明顯邊界， 例如設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)之間沒(méi)有明顯的邊界，這也稱為 噴泉模型的無(wú)間隙性由于對(duì)象概念的引入，表達(dá)分析、設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 等活動(dòng)只用對(duì)象類和關(guān)系，從而可以較容易地實(shí)現(xiàn)活動(dòng)的迭代和無(wú)間隙。噴泉模型不像瀑布模型那樣，需要分析活動(dòng)結(jié)束后才開(kāi)始設(shè)計(jì)活動(dòng)，設(shè)計(jì)活動(dòng)結(jié)束后才開(kāi)始編碼活動(dòng)。該模型的各個(gè)階段沒(méi)有明顯的界限，開(kāi)發(fā)人員可以同步進(jìn)行開(kāi)發(fā)。其優(yōu)點(diǎn)是可以提高軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)效率，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間，適應(yīng)于面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)過(guò)程。由于噴泉模型在各個(gè)開(kāi)發(fā)階段是重疊的，因此在開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要大量的開(kāi)發(fā)人員，因此不利于項(xiàng)目的管理。此外這種模型要求嚴(yán)格管理文檔，使得審核的難度加大，尤其是面對(duì)可能隨時(shí)加入各種信息、需

11、求與資料的情況。1.2.5 智能模型智能模型也稱為基于知識(shí)的軟件開(kāi)發(fā)模型：它把瀑布模型和專家系統(tǒng)結(jié)合在一起，利 用專家系統(tǒng)來(lái)幫助軟件開(kāi)發(fā)人員的工作。該模型應(yīng)用基于規(guī)則的系統(tǒng)， 采用歸納和推理機(jī)制，使維護(hù)在系統(tǒng)規(guī)格說(shuō)明一級(jí)進(jìn)行。這種模型在實(shí)施過(guò)程中以軟件工程知識(shí)為基礎(chǔ)的生成規(guī)則 構(gòu)成的知識(shí)系統(tǒng)與包含應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)規(guī)則的專家系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成這一應(yīng)用領(lǐng)域軟件的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。采用智能模型的軟件過(guò)程如圖1-7所示。圖1-7 采用智能模型的軟件過(guò)程智能模型所要解決的問(wèn)題是特定領(lǐng)域的復(fù)雜問(wèn)題，涉及大量的專業(yè)知識(shí)，而開(kāi)發(fā)人員一般不是該領(lǐng)域的專家，他們對(duì)特定領(lǐng)域的熟悉需要一個(gè)過(guò)程，所以軟件需求在初始階段很難定義得很完

12、整。因此，采用原型實(shí)現(xiàn)模型需要通過(guò)多次迭代來(lái)精化軟件需求。智能模型以知識(shí)作為處理對(duì)象，這些知識(shí)既有理論知識(shí)，也有特定領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要將這些知識(shí)從書本中和特定領(lǐng)域的知識(shí)庫(kù)中抽取出來(lái)（即知識(shí)獲?。?，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行編碼（即知識(shí)表示）建立知識(shí)庫(kù)。將模型、軟件工程知識(shí)與特定領(lǐng)域的知識(shí)分別 存入數(shù)據(jù)庫(kù)，在這個(gè)過(guò)程中需要系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員與領(lǐng)域?qū)＜业拿芮泻献?。智能模型開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的含義，并試圖使用現(xiàn)實(shí)世界的語(yǔ)言表達(dá)數(shù)據(jù)的含 義。該模型可以勘探現(xiàn)有的數(shù)據(jù)， 從中發(fā)現(xiàn)新的事實(shí)方法指導(dǎo)用戶以專家的水平解決復(fù)雜的 問(wèn)題。它以瀑布模型為基本框架， 在不同開(kāi)發(fā)階段引入了原型實(shí)現(xiàn)方法和面向?qū)ο蠹夹g(shù)以克

13、 服瀑布模型的缺點(diǎn)，適應(yīng)于特定領(lǐng)域軟件和專家決策系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。1.2.6 增量模型增量模型融合了瀑布模型的基本成分（重復(fù)應(yīng)用）和原型實(shí)現(xiàn)的迭代特征，該模型采用隨著日程時(shí)間的進(jìn)展而交錯(cuò)的線性序列，每一個(gè)線性序列產(chǎn)生軟件的一個(gè)可發(fā)布的增量”。當(dāng)使用增量模型時(shí)，第 1個(gè)增量往往是核心的產(chǎn)品，即第1個(gè)增量實(shí)現(xiàn)了基本的需求，但很多補(bǔ)充的特征還沒(méi)有發(fā)布。 客戶對(duì)每一個(gè)增量的使用和評(píng)估都作為下一個(gè)增量發(fā)布的新特 征和功能，這個(gè)過(guò)程在每一個(gè)增量發(fā)布后不斷重復(fù)，直到產(chǎn)生了最終的完善產(chǎn)品。增量模型強(qiáng)調(diào)每一個(gè)增量均發(fā)布一個(gè)可操作的產(chǎn)品。采用增量模型的軟件過(guò)程如圖1-8所示。增量模型與原型實(shí)現(xiàn)模型和其他演化方法一樣，本

14、質(zhì)上是迭代的，但與原型實(shí)現(xiàn)不一樣的是其強(qiáng)調(diào)每一個(gè)增量均發(fā)布一個(gè)可操作產(chǎn)品。早期的增量是最終產(chǎn)品的可拆卸”版本，但提供了為用戶服務(wù)的功能，并且為用戶提供了評(píng)估的平臺(tái)。增量模型的特點(diǎn)是引進(jìn)了增量包 的概念，無(wú)須等到所有需求都出來(lái)，只要某個(gè)需求的增量包出來(lái)即可進(jìn)行開(kāi)發(fā)。雖然某個(gè)增量包可能還需要進(jìn)一步適應(yīng)客戶的需求并且更改，但只要這個(gè)增量包足夠小， 其影響對(duì)整個(gè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是可以承受的。圖1-8 采用增量模型的軟件過(guò)程采用增量模型的優(yōu)點(diǎn)是人員分配靈活，剛開(kāi)始不用投入大量人力資源。如果核心產(chǎn)品很受歡迎，則可增加人力實(shí)現(xiàn)下一個(gè)增量。當(dāng)配備的人員不能在設(shè)定的期限內(nèi)完成產(chǎn)品時(shí)，它提供了一種先推出核心產(chǎn)品的途徑。這

15、樣即可先發(fā)布部分功能給客戶，對(duì)客戶起到鎮(zhèn)靜劑的作用。此外，增量能夠有計(jì)劃地管理技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。增量模型的缺點(diǎn)是如果增量包之間存在相交的情況且未很好處理，則必須做全盤系統(tǒng)分析， 這種模型將功能細(xì)化后分別開(kāi)發(fā)的方法較適應(yīng)于需求經(jīng)常改變的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程。1.2.7 WINWIN 模型WINWIN模型融合了螺旋模型的基本成分和原型實(shí)現(xiàn)的迭代特征，強(qiáng)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)分析和標(biāo) 識(shí)。通過(guò)早期談判使客戶和開(kāi)發(fā)者之間達(dá)成一致協(xié)議，它將變成進(jìn)展到軟件和系統(tǒng)定義的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。WINWIN模型引入了 3個(gè)里程碑，稱為 拋錨點(diǎn)”。它可幫助建立一個(gè)生命周期的完 全性，并提供在軟件項(xiàng)目向前進(jìn)展前的決策里程碑。采用WINWIN模型的軟件過(guò)程如圖

16、 1-9所示。圖1-9 采用 WINWIN模型的軟件過(guò)程本質(zhì)上，拋錨點(diǎn)表示了項(xiàng)目遍歷螺旋時(shí)的3個(gè)不同的進(jìn)展視圖，第1個(gè)拋錨點(diǎn)稱為 生存周期目標(biāo)：定義了一組針對(duì)每個(gè)主要軟件工程活動(dòng)的目標(biāo)；第 2個(gè)拋錨點(diǎn)稱為 生存周期 體系結(jié)構(gòu)”，建立了當(dāng)系統(tǒng)和軟件體系結(jié)構(gòu)被定義時(shí)必須滿足的目標(biāo)；第3個(gè)拋錨點(diǎn)稱為 初始操作能力：它表示一組目標(biāo)，這些目標(biāo)和將要安裝/銷售軟件的安裝前場(chǎng)地準(zhǔn)備和將使 用該軟件的各方所需的幫助相關(guān)聯(lián)。WINWIN模型強(qiáng)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)分析和標(biāo)識(shí)，使得開(kāi)發(fā)人員和用戶對(duì)每個(gè)演化層出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)有 所了解，繼而做出應(yīng)有的反應(yīng)。采用 WINWIN模型的優(yōu)點(diǎn)是客戶和開(kāi)發(fā)者達(dá)到一種平衡， 實(shí)現(xiàn)雙贏，但是需要額外的

17、談判技巧。螺旋模型提出了強(qiáng)調(diào)客戶交流的一個(gè)框架活動(dòng)，該活動(dòng)的目標(biāo)是從客戶處誘導(dǎo)出項(xiàng)目需求。在理想情況下，開(kāi)發(fā)人員簡(jiǎn)單地詢問(wèn)客戶需要什么，而客戶提供足夠的細(xì)節(jié)進(jìn)行下去， 不幸的是這種情形很少發(fā)生。而在WINWIN模型中，客戶和開(kāi)發(fā)人員進(jìn)入一個(gè)談判過(guò)程，客戶被要求在成本和應(yīng)市之間的約束下平衡功能、性能和其他產(chǎn)品或系統(tǒng)特征。最好的談判追求雙贏”結(jié)果，即通過(guò)談判客戶獲得大部分系統(tǒng)的功能，而開(kāi)發(fā)人員則獲得現(xiàn)實(shí)和可達(dá)到 的預(yù)算和時(shí)限。1.2.8 原型實(shí)現(xiàn)模型原型實(shí)現(xiàn)模型從需求收集開(kāi)始，開(kāi)發(fā)者和客戶在一起定義軟件的總體目標(biāo)，標(biāo)識(shí)出已知的需求，并規(guī)劃出需要進(jìn)一步定義的區(qū)域。然后是快速設(shè)計(jì)”，即集中于軟件中那些

18、對(duì)用戶/客戶可見(jiàn)的部分的表示。 這將導(dǎo)致原型的創(chuàng)建， 并由用戶/客戶評(píng)估并進(jìn)一步精化待開(kāi)發(fā) 軟件的需求。逐步調(diào)整原型使其滿足客戶的要求，而同時(shí)也使開(kāi)發(fā)者對(duì)將要做的事情有更好的理解。這個(gè)過(guò)程是迭代的，其流程從聽(tīng)取客戶意見(jiàn)開(kāi)始，隨后是建造/修改原型、客戶測(cè) 試運(yùn)行原型。然后往復(fù)循環(huán)，直到客戶對(duì)原型滿意為止。采用原型實(shí)現(xiàn)模型的軟件過(guò)程如圖1-10所示。圖1-10 采用原型實(shí)現(xiàn)模型的軟件過(guò)程原型實(shí)現(xiàn)模型的最大特點(diǎn)是能夠快速實(shí)現(xiàn)一個(gè)可實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)初步模型，供開(kāi)發(fā)人員和用戶進(jìn)行交流和評(píng)審，以便較準(zhǔn)確地獲得用戶的需求。該模型采用逐步求精方法使原型逐步完善，即每次經(jīng)用戶評(píng)審后修改、運(yùn)行，不斷重復(fù)得到雙方認(rèn)可

19、。這個(gè)過(guò)程是迭代過(guò)程， 它可以避免在瀑布模型冗長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中看不見(jiàn)產(chǎn)品雛形的現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)一是開(kāi)發(fā)工具先 進(jìn)，開(kāi)發(fā)效率高，使總的開(kāi)發(fā)費(fèi)用降低，時(shí)間縮短；二是開(kāi)發(fā)人員與用戶交流直觀，可以澄 清模糊需求，調(diào)動(dòng)用戶的積極參與， 能及早暴露系統(tǒng)實(shí)施后潛在的一些問(wèn)題；三是原型系統(tǒng)可作為培訓(xùn)環(huán)境，有利于用戶培訓(xùn)和開(kāi)發(fā)同步，開(kāi)發(fā)過(guò)程也是學(xué)習(xí)過(guò)程。原型實(shí)現(xiàn)模型的缺點(diǎn)是產(chǎn)品原型在一定程度上限制了開(kāi)發(fā)人員的創(chuàng)新，沒(méi)有考慮軟件的整體質(zhì)量和長(zhǎng)期的可維護(hù)性。由于達(dá)不到質(zhì)量要求產(chǎn)品可能被拋棄， 而采用新的模型重新設(shè) 計(jì)，因此原型實(shí)現(xiàn)模型不適合嵌入式、實(shí)時(shí)控制及科學(xué)數(shù)值計(jì)算等大型軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。增量模型和原型模型都是從概要需

20、求出發(fā)開(kāi)發(fā)的，但二者有明顯不同。 增量模型是從一些不完整的系統(tǒng)需求出發(fā)開(kāi)始開(kāi)發(fā)，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中逐漸發(fā)現(xiàn)新的需求。然后進(jìn)一步充實(shí)完善該系統(tǒng)，使之成為實(shí)際可用的系統(tǒng)；原型開(kāi)發(fā)的目的是為了發(fā)現(xiàn)并建立一個(gè)完整并經(jīng)過(guò)證實(shí)的需求規(guī)格說(shuō)明，然后以此作為正式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。因此原型開(kāi)發(fā)階段的輸出是需求規(guī)格說(shuō)明，這是為了降低整個(gè)軟件生成期的費(fèi)用而拉大需求分析階段的一種方法，大部分原型是用完就扔”的類型。1.2.9 RAD 模型RAD (快速應(yīng)用開(kāi)發(fā))模型是一個(gè)增量型的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程模型，強(qiáng)調(diào)極短的開(kāi)發(fā)周期。 該模型是瀑布模型的一個(gè) 高速”變種，通過(guò)大量使用可復(fù)用構(gòu)件，采用基于構(gòu)件的建造方法 贏得了快速開(kāi)發(fā)。如果正確

21、地理解了需求，而且約束了項(xiàng)目的范圍，利用這種模型可以很快創(chuàng)建出功能完善的信息系統(tǒng)。其流程從業(yè)務(wù)建模開(kāi)始，隨后是數(shù)據(jù)建模、過(guò)程建模、應(yīng)用生 成、測(cè)試及反復(fù)。采用 RAD模型的軟件過(guò)程如圖 1-11所示。圖1-11 采用RAD模型的軟件過(guò)程RAD模型各個(gè)活動(dòng)期所要完成的任務(wù)如下。(1)業(yè)務(wù)建模確定驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)過(guò)程運(yùn)作的信息、要生成的信息、如何生成、信息流的去向及其處理等， 可以輔之以數(shù)據(jù)流圖。(2)數(shù)據(jù)建模為支持業(yè)務(wù)過(guò)程的數(shù)據(jù)流查找數(shù)據(jù)對(duì)象集合、定義數(shù)據(jù)對(duì)象屬性，并與其他數(shù)據(jù)對(duì)象的關(guān)系構(gòu)成數(shù)據(jù)模型，可輔之以 E-R圖。(3)過(guò)程建模使數(shù)據(jù)對(duì)象在信息流中完成各業(yè)務(wù)功能，創(chuàng)建過(guò)程以描述數(shù)據(jù)對(duì)象的增加、修改

22、、刪除、查找，即細(xì)化數(shù)據(jù)流圖中的處理框。（4）應(yīng)用程序生成利用第4代語(yǔ)言（4GL）寫出處理程序，重用已有構(gòu)件或創(chuàng)建新的可重用構(gòu)件，利用環(huán) 境提供的工具自動(dòng)生成以構(gòu)造出整個(gè)的應(yīng)用系統(tǒng)。（5）測(cè)試與交付由于大量重用，一般只做總體測(cè)試，但新創(chuàng)建的構(gòu)件還是要測(cè)試的。與瀑布模型相比，RAD模型不采用彳統(tǒng)的第 3代程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)創(chuàng)建軟件，而是采用 基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)方法復(fù)用已有的程序結(jié)構(gòu)（如果可能）或使用可復(fù)用構(gòu)件和或創(chuàng)建可復(fù)用的構(gòu)件（如果需要）。在所有情況下，均使用自動(dòng)化工具輔助軟件創(chuàng)造。很顯然，加在一個(gè) RAD模型項(xiàng)目上的時(shí)間約束需要&個(gè)可伸縮的范圍”。如果一個(gè)業(yè)務(wù)能夠被模塊化使得其中每一個(gè)主要功

23、能均可以在不到3個(gè)月的時(shí)間內(nèi)完成，則其是 RAD的一個(gè)候選者。每一個(gè)主要功能可由一個(gè)單獨(dú)的 RAD組來(lái)實(shí)現(xiàn)，最后集成起來(lái)形成一個(gè)整體。RAD模型通過(guò)大量使用可復(fù)用構(gòu)件加快了開(kāi)發(fā)速度，對(duì)信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)特別有效。但 是與所有其他軟件過(guò)程模型一樣，RAD方法有如下缺陷。并非所有應(yīng)用都適合 RAD。RAD模型對(duì)模塊化要求比較高，如果有哪一個(gè)功能不 能被模塊化，那么建造 RAD所需要的構(gòu)件就會(huì)有問(wèn)題。如果高性能是一個(gè)指標(biāo)且該指標(biāo)必 須通過(guò)調(diào)整接口使其適應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)件才能贏得，RAD方法也有可能不能奏效。 開(kāi)發(fā)人員和客戶必須在很短的時(shí)間內(nèi)完成一系列的需求分析，任何一方配合不當(dāng)都 會(huì)導(dǎo)致RAD項(xiàng)目失敗。RAD只

24、能用于信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，不適合技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)很高的情況。當(dāng)一個(gè)新應(yīng)用要采用很 多新技術(shù)或當(dāng)新軟件要求與已有的計(jì)算機(jī)程序的高互操作性時(shí)，這種情況就會(huì)發(fā)生。并發(fā)開(kāi)發(fā)模型并發(fā)開(kāi)發(fā)模型也稱為 并發(fā)工程”，它關(guān)注于多個(gè)任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行，表示為一系列的主要 技術(shù)活動(dòng)、任務(wù)及其相關(guān)狀態(tài)。并發(fā)過(guò)程模型由客戶要求、管理決策，評(píng)審結(jié)果驅(qū)動(dòng)，不是 將軟件工程活動(dòng)限定為一個(gè)順序的事件序列，而是定義一個(gè)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)活動(dòng)均可與其他活動(dòng)同時(shí)發(fā)生。 這種模型可以提供一個(gè)項(xiàng)目的當(dāng)前狀態(tài)的準(zhǔn)確視圖。采用并發(fā)開(kāi)發(fā)模型的軟件過(guò)程中一個(gè)活動(dòng)的示意如圖1-12所示。圖1-12 并發(fā)過(guò)程模型的一個(gè)活動(dòng)并發(fā)過(guò)程模型定義了一系列事件，對(duì)于每一

25、個(gè)軟件工程活動(dòng)，它們觸發(fā)一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的變遷。當(dāng)它應(yīng)用于客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)時(shí)，并發(fā)過(guò)程模型在兩維上定義活動(dòng)，即一個(gè)系統(tǒng)維和一個(gè)構(gòu)件維。其并發(fā)性通過(guò)如下兩種方式得到。 系統(tǒng)維和構(gòu)件維活動(dòng)同時(shí)發(fā)生，并可以使用面向狀態(tài)的方法進(jìn)行建模。一個(gè)典型的客戶/服務(wù)器應(yīng)用通過(guò)多個(gè)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)，其中每個(gè)構(gòu)件均可以并發(fā)設(shè)計(jì)并 實(shí)現(xiàn)。并發(fā)開(kāi)發(fā)模型試圖根據(jù)傳統(tǒng)生命周期的主要階段來(lái)追蹤項(xiàng)目的狀態(tài)，項(xiàng)目管理者根本不可能了解項(xiàng)目的狀態(tài)，因而需要使用比較簡(jiǎn)單的模型來(lái)追蹤非常復(fù)雜的項(xiàng)目活動(dòng)。并發(fā)開(kāi)發(fā)模型使用狀態(tài)圖（表示一個(gè)加工狀態(tài)）來(lái)表示與一個(gè)特定事件（如在開(kāi)發(fā)后期需求的一個(gè)修 改）相關(guān)的活動(dòng)之間存在的并發(fā)關(guān)系，但它不能捕獲到

26、貫穿于一個(gè)項(xiàng)目中所有軟件開(kāi)發(fā)和管理活動(dòng)的大量并發(fā)。大多數(shù)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程模型均為時(shí)間驅(qū)動(dòng)，越到模型的后端，就越到開(kāi)發(fā)過(guò)程的后一階段，而一個(gè)并發(fā)過(guò)程模型是由用戶要求、管理決策和結(jié)果復(fù)審驅(qū)動(dòng)的。并發(fā)開(kāi)發(fā)模型在軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程活動(dòng)的并行化，打破了傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的各階段分割封閉的觀念。強(qiáng)調(diào)開(kāi)發(fā)人員團(tuán)隊(duì)協(xié)作，注重分析和設(shè)計(jì)等前段開(kāi)發(fā)工作，從而避免了不必要的返工。其優(yōu)點(diǎn)是可用于所有類型的軟件開(kāi)發(fā)，而對(duì)于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)更加有效，可以隨時(shí)查閱到開(kāi)發(fā)的狀態(tài)?；跇?gòu)件的開(kāi)發(fā)模型基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)模型利用模塊化方法將整個(gè)系統(tǒng)模塊化，并在一定構(gòu)件模型的支持下復(fù)用構(gòu)件庫(kù)中的一個(gè)或多個(gè)軟件構(gòu)件，通過(guò)組合手段高效率、高質(zhì)量地構(gòu)造應(yīng)用

27、軟件系統(tǒng)的過(guò)程。基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)模型融合了螺旋模型的許多特征，本質(zhì)上是演化形的，開(kāi)發(fā)過(guò)程是迭代的?；跇?gòu)件的開(kāi)發(fā)模型由軟件的需求分析和定義、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)件庫(kù)建立、應(yīng)用軟件構(gòu)建，以及測(cè)試和發(fā)布 5個(gè)階段組成，采用這種開(kāi)發(fā)模型的軟件過(guò)程如圖1-13所示。圖1-13 采用基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)模型的軟件過(guò)程構(gòu)件作為重要的軟件技術(shù)和工具得到極大的發(fā)展，這些新技術(shù)和工具有Microsoft的DCOM、Sun的EJB ,以及OMG的CORBA等?；跇?gòu)件的開(kāi)發(fā)活動(dòng)從標(biāo)識(shí)候選構(gòu)件開(kāi) 始，通過(guò)搜查已有構(gòu)件庫(kù)，確認(rèn)所需要的構(gòu)件是否已經(jīng)存在。如果已經(jīng)存在，則從構(gòu)件庫(kù)中提取出來(lái)復(fù)用；否則采用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_(kāi)發(fā)它。之后利用提

28、取出來(lái)的構(gòu)件通過(guò)語(yǔ)法和語(yǔ)義檢查后將這些構(gòu)件通過(guò)膠合代碼組裝到一起實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，這個(gè)過(guò)程是迭代的?；跇?gòu)件的開(kāi)發(fā)方法使得軟件開(kāi)發(fā)不再一切從頭開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)的過(guò)程就是構(gòu)件組裝的過(guò) 程，維護(hù)的過(guò)程就是構(gòu)件升級(jí)、替換和擴(kuò)充的過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件組裝模型導(dǎo)致了軟件的復(fù) 用，提高了軟件開(kāi)發(fā)的效率。構(gòu)件可由一方定義其規(guī)格說(shuō)明，被另一方實(shí)現(xiàn)。然后供給第三方使用，構(gòu)件組裝模型允許多個(gè)項(xiàng)目同時(shí)開(kāi)發(fā)，降低了費(fèi)用，提高了可維護(hù)性，可實(shí)現(xiàn)分步提交軟件產(chǎn)品。由于采用自定義的組裝結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏通用的組裝結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，因而引入了較大的風(fēng)險(xiǎn)。 可重用性和軟件高效性不易協(xié)調(diào)，需要精干的有經(jīng)驗(yàn)的分析和開(kāi)發(fā)人員，一般開(kāi)發(fā)人員插不上手?？蛻舻臐M意度

29、低，并且由于過(guò)分依賴于構(gòu)件，所以構(gòu)件庫(kù)的質(zhì)量影響著產(chǎn)品質(zhì)量?；隗w系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)模型基于體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)模型是以軟件體系結(jié)構(gòu)為核心，以基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)方法為基礎(chǔ)。然后采用迭代增量方式進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，將功能設(shè)計(jì)空間映射到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)空間，再由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)空間映射到系統(tǒng)設(shè)計(jì)空間的過(guò)程。該開(kāi)發(fā)模型把軟件生命周期分為軟件定義、需求分析和定義、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)5個(gè)階段，采用這種開(kāi)發(fā)模型的軟件過(guò)程如圖1-14所示。圖1-14 采用基于體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)模型的軟件過(guò)程在基于體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，首先是基于體系結(jié)構(gòu)的需求獲取和分析， 將軟件體系結(jié) 構(gòu)的概念引入到需求空間，從而為分析階段到設(shè)計(jì)階段的過(guò)渡提供更

30、好的支持。在需求分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 考慮系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的構(gòu)成元素， 根據(jù)構(gòu)成元 素的語(yǔ)法和語(yǔ)義在已確定的構(gòu)件庫(kù)中尋找匹配的構(gòu)件。當(dāng)不存在符合要求的構(gòu)件時(shí)，則根據(jù)具體情況組裝合成新構(gòu)件或者購(gòu)買新構(gòu)件或者根據(jù)需要開(kāi)發(fā)新構(gòu)件而得到滿足需求的構(gòu)件。在經(jīng)過(guò)語(yǔ)法和語(yǔ)義檢查后，將這些構(gòu)件通過(guò)膠合代碼組裝到一起實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件系統(tǒng)。在實(shí)踐中，整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程呈現(xiàn)多次迭代性。在傳統(tǒng)的軟件生命周期中，軟件需求分析和定義完成后緊接的是軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí) 現(xiàn)。在這種傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法中，如果軟件需求不斷變化，最終軟件產(chǎn)品可能與初始原型相差 很大。而基于體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)模型有嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)和工程原則，是以體

31、系結(jié)構(gòu)為核心。體系結(jié)構(gòu)為軟件需求與軟件設(shè)計(jì)之間架起了一座橋梁，解決了軟件系統(tǒng)從需求到實(shí)現(xiàn)的平緩過(guò)渡，提高了軟件分析設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率?；隗w系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)模型的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)對(duì)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使得軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架更清晰，有利于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 開(kāi)發(fā)和維護(hù)，并且軟件復(fù)用從代碼級(jí)的復(fù)用提升到構(gòu)件和體系結(jié)構(gòu) 級(jí)的復(fù)用?；隗w系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)模型和基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)模型都是在體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)件的組裝而得到軟件系統(tǒng)， 前者主要關(guān)注運(yùn)行級(jí)構(gòu)件及其之間的互操作性，提供了一種自底向上且基于預(yù)先定制好的構(gòu)件來(lái)構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)的途徑；后者局限在構(gòu)件的規(guī)范上，缺少系統(tǒng)化的指導(dǎo)開(kāi)發(fā)過(guò)程的方法學(xué)。基于體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)方法從系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)入

32、手，將一個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)顯示化，以在高抽象層次處理諸如全局組織和控制結(jié)構(gòu)、功能到計(jì)算元素的分配、計(jì)算元素間的高層交互等設(shè)計(jì)問(wèn)題。XP方法敏捷方法是近幾年興起的一種輕量級(jí)的開(kāi)發(fā)方法，它強(qiáng)調(diào)適應(yīng)性而非預(yù)測(cè)性、強(qiáng)調(diào)以人為中心，而不以流程為中心，以及對(duì)變化的適應(yīng)和對(duì)人性的關(guān)注，其特點(diǎn)是輕載、基于時(shí)間、Just Enough、并行并基于構(gòu)件的軟件過(guò)程。在所有的敏捷方法中，XP (eXtremeProgramming )方法是最引人注目的一種輕型開(kāi)發(fā)方法。它規(guī)定了一組核心價(jià)值和方法，消除了大多數(shù)重量型過(guò)程的不必要產(chǎn)物，建立了一個(gè)漸進(jìn)型開(kāi)發(fā)過(guò)程。該方法將開(kāi)發(fā)階段的 4 個(gè)活動(dòng)(分析、設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試)混合在

33、一起，在全過(guò)程中采用迭代增量開(kāi)發(fā)、反饋修正 和反復(fù)測(cè)試。它把軟件生命周期劃分為用戶故事、體系結(jié)構(gòu)、發(fā)布計(jì)劃、交互、接受測(cè)試和 小型發(fā)布6個(gè)階段，采用這種開(kāi)發(fā)模型的軟件過(guò)程如圖 1-15所示。圖1-15 采用XP方法的軟件過(guò)程XP模型通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行重新審視，提出了由一組規(guī)則組成的一些 簡(jiǎn)便易行的過(guò)程。由于這些規(guī)則是通過(guò)在實(shí)踐中觀察使軟件高效或緩慢的因素而得出的，因此它既考慮了保持開(kāi)發(fā)人員的活力和創(chuàng)造性，又考慮了開(kāi)發(fā)過(guò)程的有組織、有重點(diǎn)和持續(xù)性。XP模型是面向客戶的開(kāi)發(fā)模型，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)用戶的滿意程度。開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)需求改變的適應(yīng) 能力較高，即使在開(kāi)發(fā)的后期，也可較高程度地適應(yīng)用戶的改

34、變。XP開(kāi)發(fā)模型與傳統(tǒng)模型相比具有很大的不同，其核心思想是交流 (Communication )、簡(jiǎn)單(Simplicity )、反饋(Feedback )和進(jìn)取(Aggressiveness ) 。 XP開(kāi)發(fā)小組不僅包 括開(kāi)發(fā)人員，還包括管理人員和客戶。 該模型強(qiáng)調(diào)小組內(nèi)成員之間要經(jīng)常進(jìn)行交流，在盡量保證質(zhì)量可以運(yùn)行的前提下力求過(guò)程和代碼的簡(jiǎn)單化；來(lái)自客戶、開(kāi)發(fā)人員和最終用戶的具體反饋意見(jiàn)可以提供更多的機(jī)會(huì)來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)，保證把握正確的開(kāi)發(fā)方向；進(jìn)取則包含于上述3個(gè)原則中。XP開(kāi)發(fā)方法中有許多新思路，如采用 用戶故事”代替?zhèn)鹘y(tǒng)模型中的需求分析， 用戶故 事”由用戶用自己領(lǐng)域中的詞匯并且不考慮任何

35、技術(shù)細(xì)節(jié)準(zhǔn)確地表達(dá)自己的需求。XP模型的優(yōu)點(diǎn)如下。 采用簡(jiǎn)單計(jì)劃策略，不需要長(zhǎng)期計(jì)劃和復(fù)雜模型，開(kāi)發(fā)周期短。在全過(guò)程采用迭代增量開(kāi)發(fā)、反饋修正和反復(fù)測(cè)試的方法，軟件質(zhì)量有保證。 能夠適應(yīng)用戶經(jīng)常變化的需求，提供用戶滿意的高質(zhì)量軟件。第4代技術(shù)第4代技術(shù)(4GT)包含一系列軟件工具，它們都具有一個(gè)共同點(diǎn)，即能使軟件工程師 在較高級(jí)別上規(guī)約軟件的某些特征，然后根據(jù)開(kāi)發(fā)者的規(guī)約自動(dòng)生成源代碼。毫無(wú)疑問(wèn)，軟件在越高級(jí)別上被規(guī)約就能越快速地構(gòu)造出程序。軟件工程的第4代技術(shù)模型集中于規(guī)約軟件的能力，即使用特殊的語(yǔ)言形式或一種采用客戶可以理解的術(shù)語(yǔ)描述待解決問(wèn)題的圖形 符號(hào)體系。與其他模型一樣，第 4代技術(shù)也是從需求收集