高級軟件開發(fā)過程

高級軟件開發(fā)過程第1章緒論計算機軟件發(fā)展的三個階段：程序設(shè)計階段（軟件工作：程序設(shè)計，軟件質(zhì)量：程序設(shè)計=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法，強調(diào)編程技巧）軟件工程階段（總結(jié)軟件危機的教訓(xùn)，軟件工作：代碼編寫+需求分析、測試、維護等等，軟件質(zhì)量：程序的可讀性、可理解性、可測試性和易修改性等工程化的原則）、軟件過程階段（軟件工作：軟件開發(fā)過程+軟件管理過程，更強調(diào)軟件開發(fā)的效率、軟件質(zhì)量以及與軟件開發(fā)相關(guān)的管理工作）現(xiàn)代軟件產(chǎn)業(yè)的總體情況：很多軟件項目最終不能交付，或者最終交付的軟件項目發(fā)生延期、成本超出預(yù)算、而且運行經(jīng)常不可靠。原因：不完整、不現(xiàn)實的項目需求描述、對需求變更束手無策、脆弱的框架、采用不成熟的技術(shù)、測試的不充分性、拙劣的進度計劃和評估、缺乏資源、不具備項目管理的方法、缺少管理層的支持。軟件周期模型：定義：軟件生命周期模型是軟件過程中全部活動的生命周期結(jié)構(gòu)框架的一種形式化描述，也成為軟件生存期模型。種類：瀑布模型、演化（原型）模型、螺旋模型、噴泉模型?？傮w局限性：軟件過程不僅包括組成過程的各種活動，而且包括各種活動的相關(guān)項，如活動的執(zhí)行者、活動執(zhí)行時采用的各種方法和工具、活動執(zhí)行的結(jié)果等等，軟件生命周期模型用于指導(dǎo)軟件開發(fā)實踐時，表現(xiàn)出較差的可操作性。軟件過程模式：定義：軟件工程模式從成功或失敗的軟件開發(fā)實踐中總結(jié)而成，是軟件過程中生命周期、人員、方法、產(chǎn)品四大要素相互關(guān)聯(lián)的有機整體。典型的過程模式：Rational統(tǒng)一過程、敏捷過程、微軟過程。其他過程模式：個體/小組軟件過程（PSP/TSP）軟件過程模式與軟件生命周期模型的關(guān)系：軟件生命周期模型包含與軟件過程模式中。軟件過程能力評估標準和改進方案：CMM（能力成熟度模型）：初始級、可重復(fù)級、已定義級、已定量管理級、優(yōu)化級。IS09000;6o。第2章Rational統(tǒng)一過程什么是RUP：Rational統(tǒng)一過程（RationalUnifiedProcess）是一種典型的軟件過程模式，對軟件過程模式的四大要素——生命周期、人員、方法和產(chǎn)品均進行了詳盡的論述；是一種軟件過程產(chǎn)品——Rational公司開發(fā)并維護，與Rational—系列其他軟件開發(fā)工具集成。*2.RUP術(shù)語：用戶代表與所開發(fā)的系統(tǒng)進行交互的某個人或某個系統(tǒng)（所開發(fā)系統(tǒng)之外的另—個系統(tǒng)）。用例是能夠向用戶提供有價值結(jié)果的系統(tǒng)中的—種功能。所有的用例合在—起構(gòu)成用例模型。特點：確定系統(tǒng)需求的工具，傳統(tǒng)的系統(tǒng)功能說明：系統(tǒng)應(yīng)該做什么？用例模型：增加三個詞foreachuser。驅(qū)動軟件開發(fā)過程，RUP三大特點中第—大特點為“用例驅(qū)動”。構(gòu)架是系統(tǒng)在其所處環(huán)境中最高層次的概念。軟件系統(tǒng)的構(gòu)架是指通過接口交互的重要構(gòu)件的組織和結(jié)構(gòu)，這些構(gòu)件又由—些更小的構(gòu)件和接口組成。RUP三大特點中第二大特點為“以構(gòu)架為中心。”工作流程是在業(yè)務(wù)中執(zhí)行的活動序列，它對于業(yè)務(wù)主角個體生成—個可見值結(jié)果。迭代是指帶有已建立基線的計劃和評估準則的獨特活動序列，迭代生成內(nèi)部或外部的發(fā)布版本。增量是指在后續(xù)迭代結(jié)束后，兩個發(fā)布版本之間存在的差異或差值。RUP三大特點中第三大特點為“迭代和增量的過程”。在軟件過程組織的環(huán)境中，個人或協(xié)同工作的小組的行為和職責定義為角色，角色代表項目中個人承擔的作用，并確定了如何完成工作?；顒邮且蠼巧珗?zhí)行的工作單元。工件是指一條信息，該信息：由過程生成、修改或使用；定義了職責范圍；受到版本控制。里程碑是迭代正式結(jié)束的時間點，該時間點與發(fā)布時間點相對應(yīng)。階段是指項目相鄰兩個主要里程碑之間的時間段，在此期間要實現(xiàn)一組既定的目標、完成工件并決定是否進入下一階段。RUP二維結(jié)構(gòu)生命周期：橫軸通過時間組織，體現(xiàn)開發(fā)過程的動態(tài)結(jié)構(gòu)。術(shù)語主要包括階段、里程碑、迭代和增量?？v軸將內(nèi)容組織為邏輯活動，體現(xiàn)開發(fā)過程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，術(shù)語主要包括工作流程、活動、角色、工件。RUP靜態(tài)結(jié)構(gòu)：九個核心工作流程。工作流程代表了所有角色、活動與工件的邏輯分組情況，即軟件過程模式中的三個要素。九個核心工作流程組成：核心過程工作流程：前6個，核心支持工作流程：后3個。業(yè)務(wù)建模：產(chǎn)生的主要工件為業(yè)務(wù)模型；需求：用例方法：對需要的功能和約束進行提取、組織、文檔化，理解系統(tǒng)所解決問題的定義和范圍。產(chǎn)生的主要工件為用例模型，用戶界面模型；分析設(shè)計：以構(gòu)架設(shè)計為中心：產(chǎn)品的適應(yīng)性、可擴展性。產(chǎn)生的主要工件為一個設(shè)計模型、一個分析模型（可選）。實現(xiàn)：產(chǎn)生的主要工件為實施模型（模型元素包括實施子系統(tǒng)和構(gòu)件）測試：產(chǎn)生的主要工件為測試模型（模型元素包括測試用例、測試過程和測試構(gòu)件）+測試結(jié)果。部署：產(chǎn)生的主要工件為產(chǎn)品的一個版本+文檔培訓(xùn)資料。配置和變更管理：產(chǎn)生的主要工件為配置管理計劃、變更請求、項目存儲庫和工作區(qū)。項目管理：產(chǎn)生的主要工件為商業(yè)理由、迭代計劃、風險管理計劃、質(zhì)量保證計劃及相應(yīng)的評估文檔。環(huán)境：產(chǎn)生的主要工件為工作流程指南、工具、工具指南。RUP動態(tài)結(jié)構(gòu)：四個階段。每個階段由一次或多次迭代完成，迭代過程是受控的。先啟階段：目標：建立業(yè)務(wù)用例、確定項目的邊界，結(jié)束里程碑：生命周期目標里程碑。精化階段：目標：建立穩(wěn)定的構(gòu)架、編制項目計劃、淘汰項目中最高風險的元素，結(jié)束里程碑：生命周期構(gòu)架里程碑。構(gòu)建階段：目標：所有構(gòu)件和應(yīng)用程序功能被開發(fā)并集成為產(chǎn)品、所有的功能被詳盡的測試，結(jié)束里程碑：最初操作性能里程碑。產(chǎn)品化階段：目標：將軟件產(chǎn)品交付給用戶群體，結(jié)束里程碑：產(chǎn)品發(fā)布里程碑。RUP與螺旋模型異同點：相同點：二維迭代特性。重復(fù)一系列組成系統(tǒng)生命周期的循環(huán)；每次循環(huán)的結(jié)束是向用戶交付產(chǎn)品的一個運行版本；每個循環(huán)由若干次迭代組成；每次迭代需要進行風險分析處理；每次迭代結(jié)束的標志是交付一個增量。螺旋模型：每次迭代歷經(jīng)笛卡兒坐標系中四個象限的四個方面活動，RUP:每次迭代歷經(jīng)九個核心工作流程中的若干個。不同點：螺旋模型未給出每次迭代過程結(jié)束交付的增量原型的具體要求；也未給出不同次迭代在歷經(jīng)的笛卡兒坐標系中四個象限的四個方面活動的內(nèi)容與重點的不同。RUP將整個生命周期劃分為四個階段，明確給出了每個階段內(nèi)的若干次迭代過程完成后交付的增量的具體要求，即四個階段的主要里程碑——生命周期目標里程碑、生命周期構(gòu)架里程碑、最初操作性能里程碑和產(chǎn)品發(fā)布里程碑；同時詳細闡述了不同階段中的不同迭代過程歷經(jīng)的九大核心工作流程中活動內(nèi)容的重點和強度的不同；提供了對每次迭代過程中不同核心工作流程活動的并行化支持。RUP的二維生命周期結(jié)構(gòu)對“迭代”意義的體現(xiàn)比螺旋模型更深刻、具體、詳盡、全面，更具可操作性。RUP的優(yōu)點：相對瀑布類模型：將成本風險進一步降低為獲得一次增量所需費用；進一步降低了產(chǎn)品不能按計劃投放市場的風險；使項目開發(fā)更能適應(yīng)項目需求的變化。相對螺旋類模型：用于指導(dǎo)需求不明確、不穩(wěn)定的項目開發(fā)時具有更強的可操作性。RUP人員——角色：分析員、開發(fā)人員、測試員、經(jīng)理、其他角色。角色的意義：將角色與個體區(qū)分開。某種角色：一個或多個相互協(xié)作的個體完成，一個個體：擔任一種或多種角色。制定迭代計劃：確定每個階段、每個工作流程中需要的角色；制定人員計劃：考慮人員的技能、能力經(jīng)驗，將一個或多個角色分配給一個適合的人員完成。有效提高了項目中人力資源的利用率。缺陷：論述不夠深入，忽略了角色的質(zhì)量，未給出角色的組織管理方式、角色間的相互地位關(guān)系和交互方式。體現(xiàn)過程可操作性的一個重要方面，RUP未給出。RUP方法：（1） 用例及用例驅(qū)動。用例是能夠向用戶提供有價值結(jié)果的系統(tǒng)中的一種功能。所有的用例合在一起構(gòu)成用例模型。采用用例的兩個原因：用例被證明是捕獲需求的一種有效方法。達到需求捕獲的第一個目標:發(fā)現(xiàn)多樣性的需求（傳統(tǒng)的系統(tǒng)功能說明：系統(tǒng)應(yīng)該做什么？用例模型：增加三個詞foreachuser）,達到需求捕獲的第二個目標：以適用于用戶和開發(fā)人員的方式加以表示；用例驅(qū)動整個過程。（2） 以構(gòu)架為中心。構(gòu)架描述：5個視圖：用例模型視圖、分析模型視圖、設(shè)計模型視圖、實施模型視圖、實現(xiàn)模型視圖。每個視圖是對應(yīng)模型的精華與核心部分。意義：理解系統(tǒng)，②組織開發(fā)，③鼓勵重用和進化系統(tǒng)。（3）在面向?qū)ο蟮姆治鲈O(shè)計中采用UML進行可視化建模。（4）面向?qū)ο蟮脑O(shè)計與構(gòu)件實現(xiàn)。RUP產(chǎn)品——工件：定義：項目期間生成的中間或最終產(chǎn)品。工件類型：根據(jù)RUP的各工作流程：劃分為業(yè)務(wù)建模工件、需求工件、分析設(shè)計工件、實施工件、測試工件、部署工件、配置與變更管理工件、項目管理工件、環(huán)境工件；根據(jù)物流方向：劃分為輸入工件、輸出工件和輔助工件；根據(jù)存在形式：劃分為模型、模型元素、文檔、源代碼、可執(zhí)行文件。RUP特點：優(yōu)點：作為一種軟件過程：RUP具有二維迭代性，有利于降低風險、適應(yīng)需求變化；RUP是可配置的過程，具有通用性；作為一種軟件過程模式：相對傳統(tǒng)的軟件生命周期模型具有較強的可操作性；作為一種軟件過程產(chǎn)品：具有實用性、可操作性與可實現(xiàn)性。缺陷：與軟件過程模式配置操作相關(guān)的因素軟件過程模式中生命周期、人員、方法、產(chǎn)品四大要素之間的相互關(guān)系和相對優(yōu)先級；各生命周期元素間的相互關(guān)系和相對優(yōu)先級；人員間的協(xié)作關(guān)系與協(xié)作方式、人員的質(zhì)量、各種人員的相對優(yōu)先級；各種方法間的相互關(guān)系及相對優(yōu)先級；各種產(chǎn)品的相對優(yōu)先級。結(jié)論：RUP是一個具有突出優(yōu)點的軟件過程模式；RUP還很不完整，在實際應(yīng)用中仍需進一步吸收其它優(yōu)秀的軟件開發(fā)實踐經(jīng)驗以對其進行補充和完善。第3章敏捷過程什么是AP:敏捷軟件開發(fā)宣言：軟件團隊具有快速工作、快速響應(yīng)變化的能力，制訂了4條基本價值觀和12條原則。敏捷過程(AgileProcess)是一種典型的軟件過程模式，對軟件過程模式中的四大要素(生命周期、人員、方法、產(chǎn)品)及相互關(guān)系均進行了論述。AP流派：極限編程XP、SCRUM、動態(tài)系統(tǒng)開發(fā)方法DSDM、水晶系列方法、開放式源碼、適配性軟件開發(fā)ASD、適配性軟件開發(fā)ASD。AP的4條價值觀：①個體和交互勝過過程和工具。人是軟件項目獲得成功最為重要的因素，當然，不好的過程和工具也可以使最優(yōu)秀的團隊成員失去效用、合作、溝通以及交互能力要比單純的軟件編程能力更為重要；合適的工具對于成功來說非常重要，工具的作用不可被過份地夸大，建議從使用小的工具開始。結(jié)論：團隊的構(gòu)建（包括個體、交互等）要比項目環(huán)境（包括過程、工具）的構(gòu)建重要得多；應(yīng)該首先致力于構(gòu)建團隊，然后再讓團隊基于需要來配置環(huán)境?？梢怨ぷ鞯能浖龠^面面俱到的文檔。軟件的重要性：交付給用戶可以工作的軟件而不是文檔，否則應(yīng)該稱之為文檔開發(fā)而不是軟件開發(fā)。文檔的作用：沒有文檔的軟件是一種災(zāi)難，過多的面面俱到的文檔比過少的文檔更糟。準則：軟件開發(fā)的主要和中心活動是創(chuàng)建可以工作的軟件；直到迫切需要并且意義重大時，才進行文檔編制；編制的內(nèi)部文檔應(yīng)盡量短小并且主題突出。客戶合作勝過合同談判?？蛻舨豢赡茏龅揭淮涡缘貙⑺麄兊男枨笸暾逦乇硎鲈诤贤斨校嚎蛻粜枨蟮亩鄻有?，客戶需求還可能隨時發(fā)生變化。全方位的滿足客戶需求的有效途徑：開發(fā)團隊與客戶緊密協(xié)作，為開發(fā)團隊和客戶的協(xié)同工作方式提供指導(dǎo)的合同是最好的合同。響應(yīng)變化勝過遵循計劃。變化是軟件開發(fā)中存在的現(xiàn)實：商務(wù)環(huán)境可能會變化，這會引起需求的變動；隨著系統(tǒng)逐漸開始運做，項目關(guān)系人（包括開發(fā)人員與客戶）對系統(tǒng)的理解也會發(fā)生變化；技術(shù)隨著時間也在變化。響應(yīng)變化的有效途徑之一是制定靈活可塑的計劃：制定計劃的策略——細致度逐漸降低的計劃。*4.AP的12條原則：最優(yōu)先要做的是通過盡早的、持續(xù)的交付有價值的軟件來使客戶滿意。即使到了開發(fā)的后期，也歡迎改變需求，敏捷過程利用變化來為客戶創(chuàng)造競爭優(yōu)勢。經(jīng)常性交付可以工作的軟件，交付的間隔可以從幾個星期到幾個月，交付的時間間隔越短越好。在整個項目開發(fā)期間，商務(wù)人員和開發(fā)人員必須天天都工作在一起。圍繞被激勵起來的個體來構(gòu)建項目，給他們提供所需的環(huán)境和支持，并且信任他們能夠完成工作。在團隊內(nèi)部，最具有效果并且富有效率的傳遞信息的方法，就是面對面的交談。工作的軟件是首要的進度度量標準。敏捷過程提倡可持續(xù)的開發(fā)速度，責任人、開發(fā)者和用戶應(yīng)該能夠保持一個長期的、恒定的開發(fā)速度。不斷地關(guān)注優(yōu)秀設(shè)計的技能和好的設(shè)計會增強敏捷能力。簡單——使未完成的工作最大化的藝術(shù)——是根本的。?最好的構(gòu)架、需求和設(shè)計出自于自組織的團隊。?每隔一定時間，團隊會在如何才能更有效地工作方面進行反省，然后相應(yīng)地對自己的行為進行調(diào)整。*5.XP實踐：客戶作為團隊成員。用戶素材。短交付周期。驗收測試。結(jié)對編程（由兩個開發(fā)人員在同一臺電腦上共同編寫解決同一問題的代碼，通常一個人負責編碼，而另一個負責保證代碼的正確性與可讀性。作用：結(jié)對編程是一種非正式的同級評審，它要求成對編程的兩個開發(fā)人員在性格和技能上應(yīng)該相互匹配）。測試驅(qū)動開發(fā)（強調(diào)“測試先行：RUP對測試也是非常的重視，只是RUP和XP兩者對于測試在整個項目開發(fā)周期內(nèi)首先出現(xiàn)的位置處理不同）。集體所有權(quán)。持續(xù)集成（提倡在一天中集成系統(tǒng)多次，而且隨著需求的改變，要不斷的進行回歸測試，持續(xù)集成不是XP專有的最佳實踐，微軟公司就有每日編譯的成功實踐）?？沙掷m(xù)的開發(fā)速度。開放的工作空間。?計劃游戲（計劃是持續(xù)的，循序漸進的。根據(jù)項目的進展來進行項目計劃的調(diào)整，一成不變的計劃是不存在）?簡單的設(shè)計。?重構(gòu)（指在不改變系統(tǒng)行為的前提下，重新調(diào)整、優(yōu)化系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以減少復(fù)雜性、消除冗余、增加靈活性和提高性能。重構(gòu)不是XP所特有的行為）?隱喻（將隱喻看成整個系統(tǒng)聯(lián)系在一起的全局視圖、系統(tǒng)的未來影像，RUP的構(gòu)架視圖）6.AP的生命周期：敏捷過程是一個一維的迭代過程。該過程中的每一個生命周期循環(huán)交付一個有價值的軟件版本，各循環(huán)可持續(xù)進行。RUP的二維雙重的迭代過程：RUP整個過程是若干次生命周期的不斷循環(huán)；每個循環(huán)包括先啟、精化、構(gòu)建和產(chǎn)品化四個階段，每個階段由一次或多次迭代完成，每次迭代可能經(jīng)歷九個核心工作流程中的若干個；項目進度衡量的首要標準是各階段的主要里程碑，包括生命周期目標里程碑、生命周期構(gòu)架里程碑、最初操作性能里程碑和產(chǎn)品發(fā)布里程碑。AP相對RUP:具有對變化和不確定性的“更快速、更敏捷”的反應(yīng)特性；快速的同時仍保持可持續(xù)性；該特性能較好地適應(yīng)商業(yè)競爭環(huán)境下對小型項目提出的有限開發(fā)時間的約束。*7.AP的人員：(1)客戶角色的重要性：對客戶角色重要性進行突出強調(diào)；RUP:無。(2)個體間的相互關(guān)系和協(xié)作方式：相互關(guān)系：個體相互的地位關(guān)系是平等的，職責是共同的。協(xié)作方式：首要協(xié)作交互方式為面對面的交談；也編寫文檔，但文檔僅作為輔助交互方式ORUP:未給出個體間地位關(guān)系，協(xié)作方式為“形式化的文檔——模型”這一書面形式而非口頭交談方式。結(jié)合AP和RUP:個體間的職責進行明確分工，同時個體間為平等協(xié)作關(guān)系；個體間的交互方式首選交談，但在必要情況下，如交談的結(jié)果將作為設(shè)計開發(fā)的依據(jù)，則有必要編寫文檔或創(chuàng)建模型，以書面的形式記錄交談的結(jié)果。AP的方法:(1)動態(tài)滿足需求——從歡迎變化、與客戶合作到響應(yīng)變化。步驟一：歡迎變化；步驟二：與客戶合作；步驟三：響應(yīng)變化。(2)簡單化。區(qū)別：RUP:考慮產(chǎn)品的適應(yīng)性、可擴展性與可重用性等高性能特性，提倡以構(gòu)架為中心的設(shè)計方法，要求構(gòu)架必須留有實現(xiàn)現(xiàn)在和未來需要的所有用例空間。AP:要求在設(shè)計階段盡可能的識別出最簡單的構(gòu)架。聯(lián)系：是對產(chǎn)品不同質(zhì)量要求的不同的應(yīng)對策略。簡單質(zhì)量要求環(huán)境：在可預(yù)見的最近幾次生命周期內(nèi)，對產(chǎn)品質(zhì)量僅為無缺陷要求，而對適應(yīng)性、可擴展性、可重用性等高性能指標沒有要求，采用AP的簡單化設(shè)計方法，以達到快速開發(fā)的目的。復(fù)雜質(zhì)量要求環(huán)境：在可預(yù)見的最近幾次生命周期內(nèi)，對產(chǎn)品質(zhì)量不僅為無缺陷要求，而且對適應(yīng)性、可擴展性、可重用性等高性能指標可能有若干要求。采用RUP的以構(gòu)架為中心設(shè)計方法，以避免可能發(fā)生的系統(tǒng)整體重構(gòu)造成最終開發(fā)效率的極速下降。（3）團隊持續(xù)自我反省。AP的產(chǎn)品：（1）各類產(chǎn)品的優(yōu)先級AP：第2條價值觀，可以工