軟件工程導(dǎo)論概述

軟件工程導(dǎo)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(jì)算機(jī)上運(yùn)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(gè)子集步驟：快速建立一個(gè)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(huì)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(rèn)為這個(gè)原型系統(tǒng)確實(shí)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(shí)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(diǎn)。軟件產(chǎn)品的開發(fā)基本上是線性順序進(jìn)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(yàn)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(xué)到了許多東西，因此，在設(shè)計(jì)和編碼階段發(fā)生錯(cuò)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(cuò)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(yàn)證規(guī)格說明驗(yàn)證設(shè)計(jì)驗(yàn)證編碼驗(yàn)證變化的需求驗(yàn)證綜合測(cè)試維護(hù)圖1.4快速原型模型維護(hù)時(shí)需要返回到各個(gè)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(gòu)件來設(shè)計(jì)、編碼、集成和測(cè)試。每個(gè)構(gòu)件由多個(gè)相互作用的模塊構(gòu)成，并且能夠完成特定的功能。軟件產(chǎn)品分解成增量構(gòu)件要遵守的約束條件當(dāng)把新構(gòu)件集成到現(xiàn)有軟件中時(shí)，所形成的產(chǎn)品必須是可測(cè)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(gè)構(gòu)件一個(gè)構(gòu)件地向用戶提交產(chǎn)品這種方式產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)：在較短時(shí)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(shí)間學(xué)習(xí)和適應(yīng)新產(chǎn)品，從而減少一個(gè)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(gòu)件要求軟件體系結(jié)構(gòu)必須是開放的，向現(xiàn)有產(chǎn)品中加入新構(gòu)件的過程必須簡(jiǎn)單、方便需要更精心的設(shè)計(jì)增量模型的矛盾：把軟件看作一個(gè)整體，又把軟件看作構(gòu)件序列。要協(xié)調(diào)好整體與個(gè)別的矛盾，所以要精心設(shè)計(jì).第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日?qǐng)D1.5增量模型圖1.5表明，必須在開始實(shí)現(xiàn)各個(gè)構(gòu)件之前就全部完成需求分析、規(guī)格說明和概要設(shè)計(jì)的工作，由于在開始構(gòu)建第一個(gè)構(gòu)件之前已經(jīng)有了總體設(shè)計(jì)，因此風(fēng)險(xiǎn)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?jǐn)M定第一個(gè)構(gòu)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(gè)構(gòu)件的規(guī)格說明，與此同時(shí)設(shè)計(jì)組開始設(shè)計(jì)第一個(gè)構(gòu)件……用這種方式開發(fā)軟件，不同的構(gòu)件將并行地構(gòu)建，因此有可能加快工程進(jìn)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(fēng)險(xiǎn)：用戶不滿意，未能按期完成，成本超預(yù)算，關(guān)鍵技術(shù)人員跳槽，相同產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)基本思想：使用原型及其他方法來盡量降低風(fēng)險(xiǎn)。

理解這種模型的一個(gè)簡(jiǎn)便方法，把它看作是在每個(gè)階段之前都增加了風(fēng)險(xiǎn)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(gè)周期都包括計(jì)劃（需求定義）、風(fēng)險(xiǎn)分析、工程實(shí)現(xiàn)和評(píng)審4個(gè)階段計(jì)劃（需求定義）第一周期開始利用需求分析技術(shù)理解應(yīng)用領(lǐng)域，獲取初步用戶需求，制定項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃（即整個(gè)軟件生命周期計(jì)劃）和需求分析計(jì)劃。經(jīng)過一個(gè)周期后，根據(jù)用戶和開發(fā)人員對(duì)上一周期工作成果評(píng)價(jià)和評(píng)審，修改、完善需求，明確下一周期軟件開發(fā)的目標(biāo)、約束條件，并據(jù)此制定新一輪的軟件開發(fā)計(jì)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(fēng)險(xiǎn)分析根據(jù)本輪制定的開發(fā)計(jì)劃，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，評(píng)估可選方案，并構(gòu)造原型進(jìn)一步分析風(fēng)險(xiǎn)，給出消除或減少風(fēng)險(xiǎn)的途徑。此時(shí)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果決策項(xiàng)目是否繼續(xù)。所以，螺旋模型是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)利用構(gòu)造的原型進(jìn)行需求建?；蜻M(jìn)行系統(tǒng)模擬，…，直至實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)。用戶評(píng)價(jià)與階段評(píng)審將原型提交用戶使用并征求改進(jìn)意見。開發(fā)人員應(yīng)在用戶的密切配合下進(jìn)一步完善用戶需求，直到用戶認(rèn)為原型可滿足需求，或?qū)浖a(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)或確認(rèn)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(diǎn)：對(duì)可選方案和約束條件的強(qiáng)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(gè)重要目標(biāo)；減少了過多測(cè)試（浪費(fèi)資金）或測(cè)試不足（產(chǎn)品故障多）所帶來的風(fēng)險(xiǎn)；隨著成本的增加，風(fēng)險(xiǎn)程度隨之降低風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)在成本過大時(shí)可考慮中止項(xiàng)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(duì)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(jié)多年商業(yè)化驗(yàn)證的6條有效的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，被稱為“最佳實(shí)踐”(1)迭代開發(fā)（可運(yùn)行版本）:通過一系列的細(xì)化、若干個(gè)漸進(jìn)的反復(fù)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(gòu)件的體系結(jié)構(gòu)：使得軟件重用可能，降低軟件開發(fā)的復(fù)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(fù)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(yàn)證軟件質(zhì)量：內(nèi)建的質(zhì)量評(píng)估過程，評(píng)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(xué)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(jià)值觀(1)

個(gè)體和交互勝過過程和工具：強(qiáng)調(diào)優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)成員是軟件開發(fā)項(xiàng)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(biāo)是向用戶提供可以工作的軟件而非文檔,需要時(shí)要編制簡(jiǎn)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(shí)途徑是與客戶密切合作(4)響應(yīng)計(jì)劃勝過遵循計(jì)劃：計(jì)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(gè)有效實(shí)踐①客戶作為開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員②使用用戶素材：正在進(jìn)行的關(guān)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(shí)現(xiàn)的用戶需求④驗(yàn)收測(cè)試：通過執(zhí)行由客戶指定的驗(yàn)收測(cè)試第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2極限編程

eXtremeProgramming，XP⑤結(jié)對(duì)編程：一人編碼一人審查⑥測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)：強(qiáng)調(diào)“測(cè)試先行”⑦集體所有：代碼屬于集體,每個(gè)成員都對(duì)代碼質(zhì)量負(fù)責(zé)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(gè)開放的場(chǎng)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(shí)調(diào)整計(jì)劃：靈活、循序漸進(jìn)12簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)與計(jì)劃與本次迭代相符，不需要考慮多余的設(shè)計(jì)13重構(gòu)：不改變系統(tǒng)功能前提下優(yōu)化系統(tǒng)降低復(fù)雜性.不能過度以賴重構(gòu)，要先做好設(shè)計(jì)14使用隱喻：整個(gè)系統(tǒng)聯(lián)系起來的全局視圖,它描寫系統(tǒng)如何動(dòng)作,怎樣增加新功能第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日?qǐng)D1.11XP項(xiàng)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(gè)階段，如圖1.13所示規(guī)劃階段設(shè)計(jì)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(chǎng)獲取用戶情況、客戶需求、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手等信息.在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上完成下述工作.確定產(chǎn)品目標(biāo)，獲取競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的信息完成對(duì)客戶和市場(chǎng)的調(diào)研分析確定新版本產(chǎn)品應(yīng)該具備的主要特殊性確定新版本應(yīng)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(shè)計(jì)階段：已經(jīng)確定了70%以上的需求，開始設(shè)計(jì)，主要工作包括系統(tǒng)規(guī)格說明書、制訂設(shè)計(jì)方案、繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、劃分子系統(tǒng)、制定產(chǎn)品開發(fā)計(jì)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(jìn)行單元測(cè)試(4)穩(wěn)定階段：完整的進(jìn)行集成測(cè)試，確保真實(shí)環(huán)境下的使用和操作(5)發(fā)布：把項(xiàng)目移交給運(yùn)營(yíng)和支持人員，以獲得最終用戶對(duì)項(xiàng)目的認(rèn)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(gè)生命周期發(fā)布一個(gè)遞進(jìn)的軟件版本，各個(gè)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(yīng)用》史濟(jì)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(jī)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(xué)出版社，2005.《軟件工程原理與應(yīng)用》，陳世鴻編著，武漢大學(xué)出版社，2004.《軟件