軟件工程導論概述

軟件工程導論概述第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.2快速原型模型RapidPrototypeModel定義：快速建立起來的可以在計算機上運行的程序，它所能完成的功能往往是最終產(chǎn)品能完成的功能的一個子集步驟：快速建立一個能反映用戶主要需求的原型系統(tǒng)用戶試用原型系統(tǒng)之后會提出許多修改意見開發(fā)人員按照用戶的意見快速地修改原型系統(tǒng)，返回上一步用戶認為這個原型系統(tǒng)確實能做他們所需要的工作，開發(fā)人員便可據(jù)此書寫規(guī)格說明文檔，根據(jù)這份文檔開發(fā)出的軟件可以滿足用戶的真實需求第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

1.4.2快速原型模型第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.2快速原型模型快速原型模型是不帶反饋環(huán)的，這是它的主要優(yōu)點。軟件產(chǎn)品的開發(fā)基本上是線性順序進行的。線性開發(fā)的主要原因是：(1)原型系統(tǒng)已經(jīng)通過與用戶交互而得到驗證，據(jù)此產(chǎn)生的規(guī)格說明文檔正確地描述了用戶需求(2)開發(fā)人員通過建立原型系統(tǒng)已經(jīng)學到了許多東西，因此，在設計和編碼階段發(fā)生錯誤的可能性比較小，這自然減少了在后續(xù)階段修改前面階段所犯錯誤的可能性一。第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日快速原型驗證規(guī)格說明驗證設計驗證編碼驗證變化的需求驗證綜合測試維護圖1.4快速原型模型維護時需要返回到各個階段如圖1.4所示第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.3增量模型

IncrementalModel定義：把軟件產(chǎn)品作為一系列的增量構件來設計、編碼、集成和測試。每個構件由多個相互作用的模塊構成，并且能夠完成特定的功能。軟件產(chǎn)品分解成增量構件要遵守的約束條件當把新構件集成到現(xiàn)有軟件中時，所形成的產(chǎn)品必須是可測試的第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.3增量模型

IncrementalModel增量模型分批地逐步向用戶提交產(chǎn)品，一個構件一個構件地向用戶提交產(chǎn)品這種方式產(chǎn)生的優(yōu)點：在較短時間內(nèi)向用戶提交可完成部分工作的產(chǎn)品逐步增加產(chǎn)品功能可以使用戶有較充裕的時間學習和適應新產(chǎn)品，從而減少一個全新的軟件可能給客戶組織帶來的沖擊。第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.3增量模型

IncrementalModel為了便于向軟件中增加新構件要求軟件體系結構必須是開放的，向現(xiàn)有產(chǎn)品中加入新構件的過程必須簡單、方便需要更精心的設計增量模型的矛盾：把軟件看作一個整體，又把軟件看作構件序列。要協(xié)調(diào)好整體與個別的矛盾，所以要精心設計.第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日圖1.5增量模型圖1.5表明，必須在開始實現(xiàn)各個構件之前就全部完成需求分析、規(guī)格說明和概要設計的工作，由于在開始構建第一個構件之前已經(jīng)有了總體設計，因此風險較小。第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日一旦確定了用戶需求之后，就著手擬定第一個構件的規(guī)格說明文檔，完成后規(guī)格說明組將轉(zhuǎn)向第二個構件的規(guī)格說明，與此同時設計組開始設計第一個構件……用這種方式開發(fā)軟件，不同的構件將并行地構建，因此有可能加快工程進度。第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

1.4.4螺旋模型SpiralModel軟件開發(fā)的風險：用戶不滿意，未能按期完成，成本超預算，關鍵技術人員跳槽，相同產(chǎn)品的競爭基本思想：使用原型及其他方法來盡量降低風險。

理解這種模型的一個簡便方法，把它看作是在每個階段之前都增加了風險分析過程的快速原型模型。如圖1.7所示第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日完整的螺旋模型如圖1.8所示第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.4螺旋模型SpiralModel螺旋模型的每一個周期都包括計劃（需求定義）、風險分析、工程實現(xiàn)和評審4個階段計劃（需求定義）第一周期開始利用需求分析技術理解應用領域，獲取初步用戶需求，制定項目開發(fā)計劃（即整個軟件生命周期計劃）和需求分析計劃。經(jīng)過一個周期后，根據(jù)用戶和開發(fā)人員對上一周期工作成果評價和評審，修改、完善需求，明確下一周期軟件開發(fā)的目標、約束條件，并據(jù)此制定新一輪的軟件開發(fā)計劃。第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.4螺旋模型SpiralModel風險分析根據(jù)本輪制定的開發(fā)計劃，進行風險分析，評估可選方案，并構造原型進一步分析風險，給出消除或減少風險的途徑。此時根據(jù)風險分析的結果決策項目是否繼續(xù)。所以，螺旋模型是一個風險驅(qū)動的模型。第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.4螺旋模型SpiralModel工程實現(xiàn)利用構造的原型進行需求建模或進行系統(tǒng)模擬，…，直至實現(xiàn)軟件系統(tǒng)。用戶評價與階段評審將原型提交用戶使用并征求改進意見。開發(fā)人員應在用戶的密切配合下進一步完善用戶需求，直到用戶認為原型可滿足需求，或?qū)浖a(chǎn)品設計進行評價或確認等。第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.4螺旋模型SpiralModel優(yōu)點：對可選方案和約束條件的強調(diào)有利于已有軟件的重用有助于把軟件質(zhì)量作為軟件開發(fā)的一個重要目標；減少了過多測試（浪費資金）或測試不足（產(chǎn)品故障多）所帶來的風險；隨著成本的增加，風險程度隨之降低風險驅(qū)動在成本過大時可考慮中止項目。第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

1.4.5噴泉模型迭代是軟件開發(fā)過程中普遍存在內(nèi)在屬性面向?qū)ο蠓椒ㄓ玫酶嗍褂媒y(tǒng)一的軟件概念對象生命周期的各階段不明顯，產(chǎn)生重疊?！皣娙蹦Ｐ腕w現(xiàn)了面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程的迭代和無縫的特性。圖1.9噴泉模型第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

1.4.6Rational統(tǒng)一過程RationalUnifiedProcess，RUPRational公司推出的一種完整的軟件過程總結多年商業(yè)化驗證的6條有效的開發(fā)經(jīng)驗，被稱為“最佳實踐”(1)迭代開發(fā)（可運行版本）:通過一系列的細化、若干個漸進的反復過程得出有效解決方案第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

1.4.6Rational統(tǒng)一過程(2)管理需求：如何提取、組織系統(tǒng)的功能性需求和約束條件并文檔化；捕獲需求的有效方法包括用例、腳本。(3)使用基于構件的體系結構：使得軟件重用可能，降低軟件開發(fā)的復雜性(4)可視化建模（UML）用UML語言建立起軟件系統(tǒng)的可視化模型，幫助管理復雜的軟件。第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

1.4.6Rational統(tǒng)一過程(5)驗證軟件質(zhì)量：內(nèi)建的質(zhì)量評估過程，評估過程不再是事后型的軟件過程(6)控制軟件變更控制、跟蹤和監(jiān)控軟件修改，以保證迭代開發(fā)的成功。第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日目前有上千家軟件公司在用RUP第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

1.4.7敏捷過程與極限編程捷過程與極限編程敏捷過程（AgileProcess，AP）敏捷方法（AgileMethodology，AM）敏捷建模（AgileModeling，AM）極限編程（eXtremeProgramming，XP）第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.7敏捷過程與極限編程敏捷過程由來：2001.2月17位軟件方法學家聯(lián)合成立“敏捷軟件開發(fā)聯(lián)盟”，起草“敏捷軟件開發(fā)宣言”“敏捷軟件開發(fā)宣言”闡述的4條價值觀(1)

個體和交互勝過過程和工具：強調(diào)優(yōu)秀的團隊成員是軟件開發(fā)項目獲得成功的最重要因素第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1.4.7敏捷過程與極限編程(2)可以工作的軟件勝過詳盡的文檔：軟件開發(fā)的主要目標是向用戶提供可以工作的軟件而非文檔,需要時要編制簡明扼要的文檔(3)與客戶協(xié)作勝過合同談判：能夠滿足用戶不斷變化的需求的切實途徑是與客戶密切合作(4)響應計劃勝過遵循計劃：計劃必須有足夠的靈活性和可塑性,能迅速調(diào)整第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

2極限編程

eXtremeProgramming，XP(1)XP的12個有效實踐①客戶作為開發(fā)團隊成員②使用用戶素材：正在進行的關于需求談話內(nèi)容的助記符③短交付周期：一般每2周交付依次實現(xiàn)的用戶需求④驗收測試：通過執(zhí)行由客戶指定的驗收測試第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2極限編程

eXtremeProgramming，XP⑤結對編程：一人編碼一人審查⑥測試驅(qū)動開發(fā)：強調(diào)“測試先行”⑦集體所有：代碼屬于集體,每個成員都對代碼質(zhì)量負責⑧持續(xù)集成：一天之內(nèi)多次集成⑨可持續(xù)的開發(fā)速度：<40Hours/week,連續(xù)加班不超過2week⑩開放的工作空間：在一個開放的場所,自由討論第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2極限編程

eXtremeProgramming，XP11即時調(diào)整計劃：靈活、循序漸進12簡單的設計：設計與計劃與本次迭代相符，不需要考慮多余的設計13重構：不改變系統(tǒng)功能前提下優(yōu)化系統(tǒng)降低復雜性.不能過度以賴重構，要先做好設計14使用隱喻：整個系統(tǒng)聯(lián)系起來的全局視圖,它描寫系統(tǒng)如何動作,怎樣增加新功能第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日圖1.11XP項目的整體開發(fā)過程第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

1.4.8微軟過程第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2微軟軟件生命周期微軟過程把軟件生命劃分成5個階段，如圖1.13所示規(guī)劃階段設計階段開發(fā)階段穩(wěn)定階段發(fā)布階段圖1.13微軟軟件生命周期和主要里程碑第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2微軟軟件生命周期(1)規(guī)劃階段：市場獲取用戶情況、客戶需求、競爭對手等信息.在統(tǒng)計分析的基礎上完成下述工作.確定產(chǎn)品目標，獲取競爭對手的信息完成對客戶和市場的調(diào)研分析確定新版本產(chǎn)品應該具備的主要特殊性確定新版本應該解決的問題和需要增加的功能第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2微軟軟件生命周期(2)設計階段：已經(jīng)確定了70%以上的需求，開始設計，主要工作包括系統(tǒng)規(guī)格說明書、制訂設計方案、繪制系統(tǒng)結構圖、劃分子系統(tǒng)、制定產(chǎn)品開發(fā)計劃書第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2微軟軟件生命周期(3)開發(fā)階段：完成編碼，書寫文檔，并進行單元測試(4)穩(wěn)定階段：完整的進行集成測試，確保真實環(huán)境下的使用和操作(5)發(fā)布：把項目移交給運營和支持人員，以獲得最終用戶對項目的認可。第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日3

3微軟過程模型圖1.14描繪了微軟過程的生命周期模型，微軟過程的每一個生命周期發(fā)布一個遞進的軟件版本，各個生命周期持續(xù)，快速地迭代循環(huán)。圖1.14微軟過程的生命周期模型第37頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2、主要參考資料：《軟件工程——原理、方法與應用》史濟民等主編.高等教育出版社《軟件工程》（英）IanSommerville著,程成、陳霞等譯.機械工業(yè)出版社《軟件工程》.齊治昌等編著.高等教育出版社《軟件開發(fā)的過程與管理》，張湘輝編著，清華大學出版社，2005.《軟件工程原理與應用》，陳世鴻編著，武漢大學出版社，2004.《軟件