軟件工程-過程模型課件

第二章過程模型提出問題……在開發(fā)產(chǎn)品或構(gòu)造系統(tǒng)時(shí)，由誰指導(dǎo)我們及時(shí)交付高質(zhì)量的產(chǎn)品？所遵循的線路圖就稱為：軟件過程主要內(nèi)容過程框架CMMI過程模式慣用過程模型專用過程模型2.1過程框架將整個(gè)軟件過程再進(jìn)一步細(xì)分為各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能塊，即過程框架。（以工作開展的時(shí)間為線索）圖2-1軟件過程框架定義了若干個(gè)框架活動(dòng)過程框架圖2-1軟件過程框架適用于任何一個(gè)框架活動(dòng)普適性活動(dòng)圖2-1軟件過程框架五個(gè)最基本的框架活動(dòng)：溝通、策劃、建模、構(gòu)建和部署框架活動(dòng)框架活動(dòng)五個(gè)最基本的框架活動(dòng)溝通：與客戶之間的交流與寫作策劃：為后續(xù)的軟件工程工作制定計(jì)劃建模：包括分析和設(shè)計(jì)構(gòu)建：編碼和測(cè)試部署：軟件交付用戶，用戶對(duì)其進(jìn)行評(píng)估并反饋意見圖2-1軟件過程框架每個(gè)動(dòng)作包括一系列相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)，并產(chǎn)生一個(gè)關(guān)鍵的工作產(chǎn)品比如“溝通”包含若干個(gè)軟件工程動(dòng)作，比如“獲取需求”軟件工程動(dòng)作軟件工程動(dòng)作圖2-1軟件過程框架定義了為達(dá)到一個(gè)軟件工程動(dòng)作的目標(biāo)所需要完成的工作。項(xiàng)目不同，任務(wù)集或不同任務(wù)集任務(wù)集低于小型、相對(duì)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目而言，獲取需求的任務(wù)集可能包括：制定一個(gè)項(xiàng)目的共利益者列表邀請(qǐng)所有的共利益者成員參加一個(gè)非正式會(huì)議咨詢每一個(gè)共利益者對(duì)于軟件特征和功能的需求討論需求。并確定最終的需求列表劃定需求優(yōu)先級(jí)把不確定的地方標(biāo)記出來低于大型、復(fù)雜的軟件工程項(xiàng)目而言，可能有不同的任務(wù)集，例如：制定一個(gè)項(xiàng)目的共利益者列表和共利益者的每一個(gè)成員分別單獨(dú)討論，獲取所有的需求?；诓襟E2的調(diào)查，建立初步的功能和特征列表安排一系列促進(jìn)需求獲取的會(huì)議舉行一系列會(huì)議在每次會(huì)議上建立非正式的用戶場(chǎng)景根據(jù)共利益者的反饋，進(jìn)一步細(xì)化用戶場(chǎng)景建立一個(gè)修正的需求列表使用質(zhì)量功能部署技術(shù)將需求劃分優(yōu)先級(jí)別將需求打包以便軟件可以分批交付注意系統(tǒng)的約束和限制討論系統(tǒng)的驗(yàn)證方法。圖2-1軟件過程框架每個(gè)工作任務(wù)都完成一部分動(dòng)作所定義的工作工作任務(wù)工作任務(wù)過程流1.線形過程流從溝通到部署線性執(zhí)行2.迭代過程流在執(zhí)行下一個(gè)活動(dòng)前重復(fù)執(zhí)行之前的一個(gè)或多個(gè)活動(dòng)3.演化過程流采用循環(huán)的方式執(zhí)行各個(gè)活動(dòng)，每次循環(huán)都能產(chǎn)生更為完善的軟件版本4.并行過程流將一個(gè)或是多個(gè)其它活動(dòng)并行執(zhí)行（如，軟件一個(gè)方面的建?？梢酝浖硪粋€(gè)方面的建?；顒?dòng)并行執(zhí)行）2.1過程框架（續(xù)）不同學(xué)者依據(jù)自己的理解將通用過程框架應(yīng)用到側(cè)重點(diǎn)不同的各個(gè)領(lǐng)域，提出了各自的用以描述過程的模型。2.1過程框架（續(xù)）過程模型的適用性（如軟件需解決的問題、項(xiàng)目特點(diǎn)、開發(fā)隊(duì)伍和組織文化等）是成功的關(guān)鍵！2.2能力成熟度模型集成美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)軟件工程研究所（SEI）在美國國防部資助下20世紀(jì)80年代末建立的能力成熟度模型集成（CMMI）,用于預(yù)測(cè)軟件開發(fā)組織所開發(fā)的系統(tǒng)和軟件工程能力CMM的5個(gè)能力成熟度等級(jí)CMMICMMI定義了每一個(gè)過程域的“特定目標(biāo)”，以及達(dá)到該目標(biāo)所需的“特定實(shí)踐”任務(wù)：查相關(guān)資料，了解CMMI每級(jí)的目標(biāo)和實(shí)踐成熟度模型等級(jí)關(guān)注焦點(diǎn)過程域優(yōu)化級(jí)持續(xù)的過程改進(jìn)組織創(chuàng)新和部署；原因分析和決定已定量管理級(jí)定量管理組織過程性能；定量項(xiàng)目管理已定義級(jí)過程標(biāo)準(zhǔn)化需求開發(fā)；技術(shù)解決方案產(chǎn)品集成；驗(yàn)證；確認(rèn)；組織過程焦點(diǎn)；組織過程定義；組織培訓(xùn)；集成項(xiàng)目管理；集成供方管理；風(fēng)險(xiǎn)管理；決策分析與決定；組織的集成環(huán)境；集成團(tuán)隊(duì)建立已管理級(jí)基本的項(xiàng)目管理需求管理；項(xiàng)目策劃；項(xiàng)目監(jiān)督和控制；供方合同管理；測(cè)量和分析；過程和產(chǎn)品質(zhì)量保證；配置管理已執(zhí)行級(jí)圖2-4達(dá)到成熟度模型等級(jí)需要的過程域2.3過程模式所謂過程模式，比通用過程框架中定義的活動(dòng)相對(duì)要具體些，包含這些通用的方面，但依據(jù)不同的領(lǐng)域，側(cè)重點(diǎn)不一樣，表述方法也不一樣。（注意：模式的定義更寬泛，它可能適用于任何階段，任何方面）一個(gè)描述過程模式的模版：模式名稱目的類型（任務(wù)模式、步驟模式、階段模式）啟動(dòng)條件問題解決辦法結(jié)束條件相關(guān)模式已知應(yīng)用實(shí)例2.4慣用過程模型不同過程模型的共同特點(diǎn)：都支持通用過程結(jié)構(gòu)，即都包含其五個(gè)要素：溝通、策劃、建模、構(gòu)建和部署規(guī)定了一整套的元素以及他們之間的相互關(guān)聯(lián)的方式：框架活動(dòng)、軟件工程動(dòng)作、任務(wù)、工作產(chǎn)品、質(zhì)量保證以及每個(gè)項(xiàng)目的變更控制機(jī)制2.4慣用過程模型（續(xù)）慣例過程模型包括：瀑布模型、增量過程模型（增量模型、RAD模型）、演化過程模型（原型開發(fā)、螺旋模型、協(xié)同開發(fā)模型）2.4.1瀑布模型也稱為線性模型或傳統(tǒng)生存周期，V模型瀑布模型（續(xù)）適用范圍？通常發(fā)生在對(duì)一個(gè)已有系統(tǒng)進(jìn)行明確定義的適應(yīng)性調(diào)整和增強(qiáng)的時(shí)候?qū)τ谝粋€(gè)新的項(xiàng)目，需求必須是準(zhǔn)確定義和相對(duì)穩(wěn)定的線性順序模型特點(diǎn):階段間的順序性和依賴性；文檔驅(qū)動(dòng)性；嚴(yán)格階段評(píng)估；開發(fā)初期需要清楚全部需求；開發(fā)周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大。瀑布模型（續(xù)）

瀑布模型（續(xù)）瀑布模型的缺點(diǎn)：順序太嚴(yán)格。實(shí)際工作經(jīng)常是在多個(gè)環(huán)節(jié)之間來回反饋調(diào)整，而不是將一個(gè)環(huán)節(jié)完成后再繼續(xù)前進(jìn)。產(chǎn)品在最后階段才與客戶見面，從心里學(xué)的角度講有些考驗(yàn)客戶。另外，如果此時(shí)才發(fā)現(xiàn)問題，需要改正，工作量將會(huì)很大。

效率可能不高。瀑布模型（續(xù)）優(yōu)點(diǎn)：它提供了一個(gè)摸板，這個(gè)摸板使得分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試和支持的方法可以在該摸板下有一個(gè)共同的指導(dǎo)。雖然有不少缺陷但比在軟件開發(fā)中隨意的狀態(tài)要好得多。

圖實(shí)際的帶反饋環(huán)的瀑布模型

增量過程模型增量過程模型包括：增量模型RAD模型增量模型以迭代方式運(yùn)用瀑布模型。增量模型（續(xù)）特點(diǎn)：一般來講，最重要的增量放在前面。每次交付的增量產(chǎn)品都是可用的。適合于功能可以劃分，而且時(shí)間不緊迫的情況?？梢砸?guī)避一定的風(fēng)險(xiǎn)。如有些技術(shù)還不穩(wěn)定，將這部分放到后邊。增量模型（續(xù)）例如：采用增量模型開發(fā)的字處理軟件：在第1個(gè)增量中提供基本的文件管理、編輯和文檔成文功能第2個(gè)增量中提供復(fù)雜的編輯和文檔生成功能第3個(gè)增量中提供拼寫和語法檢查功能第4個(gè)增量中提供高級(jí)頁面排版功能RAD模型快速應(yīng)用程序開發(fā)（RapidApplicationDevelopment，RAD)是一種側(cè)重于短暫的開發(fā)周期的增量軟件模型。

3.3.2RAD模型（續(xù)）RAD模型（續(xù)）瀑布模型的高速變體，通過基于構(gòu)件的方法快速實(shí)現(xiàn)。適于工期緊張，又可細(xì)分功能，還要有合適的構(gòu)件。RAD模型（續(xù)）缺點(diǎn)：需要投入更多的人力。各團(tuán)隊(duì)要緊密協(xié)作。只適應(yīng)于特殊的系統(tǒng)，必須可以合理模塊化。不適于高性能需求（若需調(diào)構(gòu)件接口）系統(tǒng)需求靈活，現(xiàn)有構(gòu)件不容易輕易滿足。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)很高的情況下，不宜采用該模型。演化過程模型軟件，類似于其他復(fù)雜的系統(tǒng)，會(huì)隨著時(shí)間的推移而演化軟件有技術(shù)能力的限制，時(shí)間的限制，認(rèn)識(shí)理解的限制，其它客觀因素的限制。演化模型也是一種迭代模型。演化過程模型演化模型包括：原型模型螺旋模型協(xié)同開發(fā)模型……原型開發(fā)如果出現(xiàn)下面的情況，怎么辦？客戶也不能給出確切的要求開發(fā)人員對(duì)算法的效率、操作系統(tǒng)的兼容性和人機(jī)交互的形式不確定

原型是一個(gè)循環(huán)的過程，所以也是迭代的過程。原型開發(fā)（續(xù)）圖：原型法的處理過程原型開發(fā)（續(xù)）對(duì)原型的基本要求：體現(xiàn)主要的功能提供基本的界面風(fēng)格展示比較模糊的部分，以便于確定或進(jìn)一步明確，防患于未然原型最好是可以運(yùn)行的，最少要在各主要功能模塊之間能夠建立相互連接原型開發(fā)（續(xù)）原型的處理方法：拋棄型在獲取的明確需求的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)與開發(fā)成本相對(duì)高，小公司一般慎用演化型在原型的基礎(chǔ)上繼續(xù)開發(fā)原型開發(fā)（續(xù)）優(yōu)點(diǎn)：能讓人（開發(fā)者或客戶）很快見到產(chǎn)品，有成就感。能漸進(jìn)地啟發(fā)客戶提出新的要求或任務(wù)。原型開發(fā)（續(xù)）缺點(diǎn)：容易蒙騙客戶，也可能由此給自己帶來麻煩。往往只為結(jié)果，而不考慮技術(shù)手段，為今后埋下隱患。系統(tǒng)可能考慮不周全。原型開發(fā)（續(xù)）它與增量模型相比：增量模型在開發(fā)以前基本能確定系統(tǒng)的需求，雖然在以后的過程中也可能不斷完善；原型開發(fā)適應(yīng)于預(yù)先不太清楚系統(tǒng)的需求。增量模型的反饋可能較少，而原型開發(fā)需要不斷的大量反饋信息。

螺旋模型結(jié)合了原形的迭代性質(zhì)和瀑布模型的系統(tǒng)性和可控性特點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)，引入非常嚴(yán)格的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)控制早期迭代中可能是一個(gè)理論模型或原形螺旋模型（續(xù)）螺旋模型（續(xù)）螺旋模型與原型相比：螺旋模型雖不像增量模型中對(duì)功能有明確界定，但有比原型要清晰一些。螺旋模型的反饋要求持續(xù)于產(chǎn)品的整個(gè)生命期。適合于大型軟件的開發(fā)。協(xié)同開發(fā)模型（續(xù)）又叫協(xié)同工程。定義了一個(gè)活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)活動(dòng)、動(dòng)作和任務(wù)同時(shí)存在。過程網(wǎng)絡(luò)中某一點(diǎn)產(chǎn)生的事件可以觸發(fā)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換?？蛇m用于所有類型的軟件開發(fā)演化過程評(píng)述演化模型的初衷是采用迭代或者增量的方式開發(fā)高質(zhì)量軟件用演化模型可以強(qiáng)調(diào)靈活性、可擴(kuò)展性和開發(fā)速度軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)需要在嚴(yán)格的項(xiàng)目和產(chǎn)品參數(shù)與客戶滿意度之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)2.4.2專用過程模型具有通用過程模型的特點(diǎn)，只適應(yīng)于一些特定的領(lǐng)域。包括：基于構(gòu)件的開發(fā)形式化方法模型面向方面的軟件開發(fā)等基于構(gòu)件的開發(fā)利用預(yù)先打包的軟件構(gòu)件開發(fā)程序什么是構(gòu)件？沒有統(tǒng)一的定義GartnerGroup定義：運(yùn)行時(shí)軟件構(gòu)件是一個(gè)可動(dòng)態(tài)綁定的、含一個(gè)或多個(gè)程序的軟件包，它作為一個(gè)獨(dú)立單位，通過運(yùn)行時(shí)可辨別的文檔化接口加以管理和存取類似于螺旋模型，本質(zhì)上是演化模型基于構(gòu)件的開發(fā)（續(xù)）構(gòu)件開發(fā)的步驟：對(duì)所需構(gòu)件進(jìn)行評(píng)估?？紤]構(gòu)件的集成。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件框架。將構(gòu)件放入框架。進(jìn)行測(cè)試。形式化方法模型形式化方法模型的主要活動(dòng)是生成計(jì)算機(jī)軟件形式化的數(shù)學(xué)規(guī)格說明。特點(diǎn)：精密、準(zhǔn)確。缺點(diǎn)：難度大，成本高，可用人力資源少，用戶不易理解，有時(shí)甚至無法完成。方法：有窮狀態(tài)機(jī)、Petri網(wǎng)、Z語言等。面向方面的軟件開發(fā)將系統(tǒng)分成若干相對(duì)較獨(dú)立的組成部分，這些部分稱為方面。面向方面技術(shù)包括面向?qū)ο蠹夹g(shù)，比它大。系統(tǒng)的方面包括用戶接口、協(xié)調(diào)工作、發(fā)布、持續(xù)性、存儲(chǔ)器管理、事務(wù)處理、安全、完整性等。還不成熟。具有螺旋型和協(xié)同型的共同特點(diǎn)。統(tǒng)一過程試圖將傳統(tǒng)軟件模型（慣例軟件模型）和敏捷過程模型的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，即統(tǒng)一起來。一些術(shù)語：面向?qū)ο螅∣bject-Oriented,OO),面向?qū)ο蠓治觯∣bject-OrientedAnalysis,OOA),面向?qū)ο蠓治觯∣bject-OrientedDesign,OOD).統(tǒng)一過程包括：起始，細(xì)化，構(gòu)建，轉(zhuǎn)換，生產(chǎn)等步驟。統(tǒng)一過程（續(xù)）起始：包括客戶溝通和策劃活動(dòng)此時(shí)的構(gòu)架只是主要子系統(tǒng)及其功能、特性的試探性概括。統(tǒng)一過程（續(xù)）細(xì)化：包括用戶溝通和通過過程模型的建模活動(dòng)擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)以包括軟件的五種視圖：用例模型、分析模型、設(shè)計(jì)模型、實(shí)現(xiàn)模型和部署模型。統(tǒng)一過程（續(xù)）構(gòu)建：與通過軟件過程的構(gòu)建活動(dòng)相同。采用體系結(jié)構(gòu)模型作為輸入，開發(fā)或獲取軟件構(gòu)件，使得最終用戶能夠操作用例。統(tǒng)一過程（續(xù)）轉(zhuǎn)換：軟件被提交給