1、软件开发模型SDM 软件开发模型(SoftwareDevelopmentModel)是指软件开发全部过程、活动和任务的结构框架。软件开发包括需求、设计、编码和测试等阶段，有时也包括维护阶段 软件开发模型能清晰、直观地表达软件开发全过程，明确规定了要完成的主要活动和任务，用来作为软件项目工作的基础。典型的开发模型有：瀑布模型(waterfallmodel)；快速原型模型(prototypemodel)；增量模型(incrementalmodel)；螺旋模型(spiralmodel)；软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型图2.1传统的瀑布模型验证需求分析验证规格说明验证设计测试编码
2、综合测试维护1、瀑布模型、瀑布模型 在在20世纪世纪80年代之前，瀑年代之前，瀑布模型一直是唯布模型一直是唯一被广泛采用的一被广泛采用的生命周期模型，生命周期模型，现在它仍然是软现在它仍然是软件工程中应用得件工程中应用得最广泛的过程模最广泛的过程模型。图型。图2.1 所示所示为传统的瀑布模为传统的瀑布模型。型。1.传统瀑布模型传统瀑布模型 按照传统的瀑布模型来开发软件，有如下几个特点。按照传统的瀑布模型来开发软件，有如下几个特点。阶段间具有顺序性和依赖性阶段间具有顺序性和依赖性 这个特点有两重含义：这个特点有两重含义：必须等前一阶段的工作完成之后，才能开始后一必须等前一阶段的工作完成之后，才能
3、开始后一阶段的工作；阶段的工作；前一阶段的输出文档就是后一阶段的输入文档，前一阶段的输出文档就是后一阶段的输入文档，因此，因此，只有前一阶段的输出文档正确，后一阶段的工只有前一阶段的输出文档正确，后一阶段的工作才能获得正确的结果。作才能获得正确的结果。可是，万一在生命周期某一可是，万一在生命周期某一阶段发现了问题，很可能需要追溯到在它之前的一些阶段发现了问题，很可能需要追溯到在它之前的一些阶段，必要时还要修改前面已经完成的文档。然而，阶段，必要时还要修改前面已经完成的文档。然而，在生命周期后期改正早期阶段造成的问题，需要付出在生命周期后期改正早期阶段造成的问题，需要付出很高的代价。很高的代价。
4、这就好像水已经从瀑布顶部流泻到底部，这就好像水已经从瀑布顶部流泻到底部，再想使它返回到高处需要付出很大能量一样。再想使它返回到高处需要付出很大能量一样。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型 推迟实现的观点推迟实现的观点 缺乏软件工程实践经验的软件开发人员，接到缺乏软件工程实践经验的软件开发人员，接到软件开发任务以后常常急于求成，总想尽早开始编软件开发任务以后常常急于求成，总想尽早开始编写程序。写程序。但是，实践证明，但是，实践证明，对于规模较大的软件项目来对于规模较大的软件项目来说，编码开始得越早最终完成开发工作所需要的时说，编码开始得越早最终完成开发工作所需要的时间反而越长。
5、间反而越长。这是因为，前面阶段的工作没做或做得不扎实，这是因为，前面阶段的工作没做或做得不扎实，过早地考虑进行程序实现，往往导致大量返工，有过早地考虑进行程序实现，往往导致大量返工，有时甚至发生无法弥补的问题，带来灾难性的后果。时甚至发生无法弥补的问题，带来灾难性的后果。瀑布模型在编码之前设置了系统分析与系瀑布模型在编码之前设置了系统分析与系统设计的各个阶段，分析与设计阶段的基本任统设计的各个阶段，分析与设计阶段的基本任务规定，在这两个阶段主要考虑目标系统的逻务规定，在这两个阶段主要考虑目标系统的逻辑模型，不涉及软件的物理实现。辑模型，不涉及软件的物理实现。清楚地区分清楚地区分逻辑设计与物理设
6、计逻辑设计与物理设计，尽可能，尽可能推迟程序的物理实现，是按照瀑布模型开发软推迟程序的物理实现，是按照瀑布模型开发软件的一条重要的指导思想。件的一条重要的指导思想。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型 质量保证的观点质量保证的观点 软件工程的基本目标是优质、高产。为了保证软件工程的基本目标是优质、高产。为了保证所开发的软件的质量，在瀑布模型的每个阶段都应所开发的软件的质量，在瀑布模型的每个阶段都应坚持坚持两个两个重要做法。重要做法。每个阶段都必须完成规定的文档，没有交每个阶段都必须完成规定的文档，没有交出合格的文档就是没有完成该阶段的任务。出合格的文档就是没有完成该阶段的任务。
7、完整、完整、准确的合格文档不仅是软件开发时期各类人员之间准确的合格文档不仅是软件开发时期各类人员之间相互沟通的媒介，也是运行时期对软件进行维护的相互沟通的媒介，也是运行时期对软件进行维护的重要依据。重要依据。每个阶段结束前要对所完成的文档进每个阶段结束前要对所完成的文档进行评审，以便尽早发现问题，改正错误。行评审，以便尽早发现问题，改正错误。事实事实上，越是早期阶段犯下的错误，暴露出来的时上，越是早期阶段犯下的错误，暴露出来的时间就越晚，排除故障改正错误所需付出的代价间就越晚，排除故障改正错误所需付出的代价也就越高。因此，及时审查，是保证软件质量，也就越高。因此，及时审查，是保证软件质量，降低
8、软件成本的重要措施。降低软件成本的重要措施。2.实际瀑布模型实际瀑布模型 传统的瀑布模型过于理想化了，事实上，人在传统的瀑布模型过于理想化了，事实上，人在工作过程中不可能不犯错误。工作过程中不可能不犯错误。在设计阶段可能发现规格说明文档中的错误，在设计阶段可能发现规格说明文档中的错误，而设计上的缺陷或错误可能在实现过程中显现出来，而设计上的缺陷或错误可能在实现过程中显现出来，在综合测试阶段将发现需求分析、设计或编码阶段在综合测试阶段将发现需求分析、设计或编码阶段的许多错误。的许多错误。因此，实际的瀑布模型是带因此，实际的瀑布模型是带“反馈环反馈环”的，如的，如图图2.2所示（图中实线箭头表示开
9、发过程，虚线箭头所示（图中实线箭头表示开发过程，虚线箭头表示维护过程）。表示维护过程）。当在后面阶段发现前面阶段的错误时，需要沿当在后面阶段发现前面阶段的错误时，需要沿图中左侧的图中左侧的红色反馈线红色反馈线返回前面的阶段，修正前面返回前面的阶段，修正前面阶段的产品之后再回来继续完成后面阶段的任务。阶段的产品之后再回来继续完成后面阶段的任务。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型图2.2实际瀑布模型验证需求分析验证规格说明验证设计测试编码综合测试维护验证变化的需求反馈线反馈线 实际的瀑布模型是带实际的瀑布模型是带“反馈环反馈环”的，如图的，如图2.2所示（图中实线箭头表所示（图中
10、实线箭头表示开发过程，虚线箭头示开发过程，虚线箭头表示维护过程）。表示维护过程）。当在后面阶段发现当在后面阶段发现前面阶段的错误时，需前面阶段的错误时，需要沿图中左侧的要沿图中左侧的红色反红色反馈线馈线返回前面的阶段，返回前面的阶段，修正前面阶段的产品之修正前面阶段的产品之后再回来继续完成后面后再回来继续完成后面阶段的任务。阶段的任务。2.实际瀑布模型实际瀑布模型软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型瀑布模型有许多优点：瀑布模型有许多优点：可强迫开发人员采用规范的方法（例如，结构化技可强迫开发人员采用规范的方法（例如，结构化技术）；术）；严格地规定了每个阶段必须提交的文档；严格地
11、规定了每个阶段必须提交的文档；要求每个阶段交出的所有产品必须经过质量保证小组要求每个阶段交出的所有产品必须经过质量保证小组的仔细验证。的仔细验证。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型 各个阶段产生的文档是维护软件产品时必不各个阶段产生的文档是维护软件产品时必不可少的，没有文档的软件几乎是不可能维护的。可少的，没有文档的软件几乎是不可能维护的。遵守瀑布模型的文档约束，将使软件维护变遵守瀑布模型的文档约束，将使软件维护变得比较容易一些。得比较容易一些。由于绝大部分软件预算都花费在软件维护上由于绝大部分软件预算都花费在软件维护上(55%-70%)，因此，使软件变得比较容易维护就，因此
12、，使软件变得比较容易维护就能显著降低软件预算。能显著降低软件预算。可以说，可以说，瀑布模型的成功在很大程度上是由瀑布模型的成功在很大程度上是由于它基本上是一种于它基本上是一种文档驱动文档驱动的模型。的模型。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型“瀑布模型是由文档驱动的瀑布模型是由文档驱动的”也是一个也是一个主要缺点主要缺点。在可运行的软件产品交付给用户之前，用户只能通过文在可运行的软件产品交付给用户之前，用户只能通过文档来了解产品是什么样的。但是，仅仅通过写在纸上的档来了解产品是什么样的。但是，仅仅通过写在纸上的静态的规格说明，很难全面正确地认识动态的软件产品。静态的规格说明，很
13、难全面正确地认识动态的软件产品。而且事实证明，一旦一个用户开始使用一个软件，在他而且事实证明，一旦一个用户开始使用一个软件，在他的头脑中关于该软件应该做什么的想法就会或多或少地的头脑中关于该软件应该做什么的想法就会或多或少地发生变化，这就使得最初提出的需求变得不完全适用了。发生变化，这就使得最初提出的需求变得不完全适用了。事实上，事实上，要求用户完全不经过实践就提出完整准确的需要求用户完全不经过实践就提出完整准确的需求，在许多情况下是不切实际的。求，在许多情况下是不切实际的。总之，由于瀑布模型几乎完全依赖于书面的规格说明，总之，由于瀑布模型几乎完全依赖于书面的规格说明，很可能导致最终开发出的软
14、件产品不能真正满足用户的很可能导致最终开发出的软件产品不能真正满足用户的需要。需要。第二章第二章 软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型1.瀑布模型有如下特点：瀑布模型有如下特点：简单、易用、直观。简单、易用、直观。开发进程比较严格，一个进程顺着一个进程进行开发进程比较严格，一个进程顺着一个进程进行(3)模型执行过程中需要严密控制。模型执行过程中需要严密控制。(4)允许基线和配置早期接受控制。允许基线和配置早期接受控制。(5)新项目不适合瀑布模型，除非处于项目的后期。新项目不适合瀑布模型，除非处于项目的后期。(6)用户直到项目结束才能看到产品的质量；用户不用户直到项目结束才能看到
15、产品的质量；用户不 是渐渐地熟悉系统。是渐渐地熟悉系统。(7)不允许变更或者限制变更。不允许变更或者限制变更。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型2.使用指南使用指南瀑布模型使用指南可以从三个方面说明：瀑布模型使用指南可以从三个方面说明：开发前，需进行概念开发和系统配置开发。概念开发前，需进行概念开发和系统配置开发。概念开发主要是确定系统级的需求，提交一份开发主要是确定系统级的需求，提交一份 SOW(工作工作说明书说明书statement of work)。系统配置开发主要是确。系统配置开发主要是确定软件和硬件的情况。定软件和硬件的情况。开发中，需进行需求过程、设计过程、实施过
16、程。开发中，需进行需求过程、设计过程、实施过程。开发后，需进行安装过程、支持过程、维护过程、开发后，需进行安装过程、支持过程、维护过程、抛弃过程等。抛弃过程等。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型3.适合的项目类型适合的项目类型在开发中，向下、渐进的路径占据支配地位，即在开发中，向下、渐进的路径占据支配地位，即要要求在项目开始前，项目的需求已经被很好地理解，求在项目开始前，项目的需求已经被很好地理解，也很明确；也很明确；而且项目经理很熟悉为实现这一模型所需要的过程，而且项目经理很熟悉为实现这一模型所需要的过程，同时解决方案在项目开始前也很明确。同时解决方案在项目开始前也很明确。
17、类似的项目如公司的财务系统、库存管理系统及短类似的项目如公司的财务系统、库存管理系统及短期项目等。期项目等。2、快速原型模型、快速原型模型 所谓快速原型是快速建立起来的可以在计算机上运所谓快速原型是快速建立起来的可以在计算机上运行的程序，它所能完成的功能往往是最终产品能完成行的程序，它所能完成的功能往往是最终产品能完成的功能的一个子集。的功能的一个子集。快速原型模型的第一步是快速建立一个能反映用户快速原型模型的第一步是快速建立一个能反映用户主要主要需求需求的原型系统，让用户在计算机上试用它，通过实践的原型系统，让用户在计算机上试用它，通过实践来了解目标系统的概貌。来了解目标系统的概貌。通常，用
18、户试用原型系统之后会提出许多修改意见，开通常，用户试用原型系统之后会提出许多修改意见，开发人员按照用户的意见快速地修改原型系统，然后再次发人员按照用户的意见快速地修改原型系统，然后再次请用户试用请用户试用。一旦用户认为这个原型系统确实能做他们所需要的工作，一旦用户认为这个原型系统确实能做他们所需要的工作，开发人员便可据此书写规范说明文档，根据这份文档开开发人员便可据此书写规范说明文档，根据这份文档开发出的软件便可以满足用户的真实需求。发出的软件便可以满足用户的真实需求。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型图2.3快速原型模型验证快速原型验证规格说明验证设计测试编码综合测试维护验
19、证变化的需求从图从图2.3可以看出，可以看出，快速原型模型是不快速原型模型是不带反馈环的带反馈环的，图中，图中实线箭头表示开发实线箭头表示开发过程，虚线箭头表过程，虚线箭头表示维护过程。示维护过程。这正是这种过程模这正是这种过程模型的主要型的主要优点优点：软软件产品的开发基本件产品的开发基本上线性顺序进行的上线性顺序进行的。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型能做到基本上线性顺序开发的主要原因如下：能做到基本上线性顺序开发的主要原因如下：原型系统已经通过与用户交互而得到验证，据原型系统已经通过与用户交互而得到验证，据此产生的规格说明文档正确地描述了用户需求，此产生的规格说明文档
20、正确地描述了用户需求，因此，在开发过程的后续阶段不会因为发现了规因此，在开发过程的后续阶段不会因为发现了规格说明文档的错误而进行较大的返工。格说明文档的错误而进行较大的返工。开发人员通过建立原型系统已经学到了许多东开发人员通过建立原型系统已经学到了许多东西（至少知道了西（至少知道了“系统不应该做什么，以及怎样系统不应该做什么，以及怎样不去做不该做的事情不去做不该做的事情”），因此，在设计和编码），因此，在设计和编码阶段发生错误的可能性也比较小，这自然减少了阶段发生错误的可能性也比较小，这自然减少了在后续阶段需要改正前面错误所犯错误的可能性。在后续阶段需要改正前面错误所犯错误的可能性。软件生命周
21、期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型图2.3快速原型模型验证快速原型验证规格说明验证设计测试编码综合测试维护验证变化的需求软件产品一旦交付软件产品一旦交付给用户使用之后，给用户使用之后，维护便开始了。维护便开始了。根据所需完成的维根据所需完成的维护工作种类的不同，护工作种类的不同，可能需要返回到需可能需要返回到需求分析、规格说明、求分析、规格说明、设计或编码等不同设计或编码等不同阶段，如图阶段，如图2.3中中虚线箭头所示。虚线箭头所示。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型快速原型的本质是快速原型的本质是“快速快速”。开发人员应该尽可能快地建造出原型系统，以加开发人员应该尽
22、可能快地建造出原型系统，以加速软件开发过程，节约软件开发成本。速软件开发过程，节约软件开发成本。原型的用途是获知用户的真正需求，一旦需求确原型的用途是获知用户的真正需求，一旦需求确定了，定了，原型将被抛弃原型将被抛弃。因此，因此，原型系统的内部结构并不重要，重要的是，原型系统的内部结构并不重要，重要的是，必须迅速地构建原型然后根据用户意见迅速地修必须迅速地构建原型然后根据用户意见迅速地修改原型。改原型。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型快速应用开发模型是用工具快速构造系统的一种方快速应用开发模型是用工具快速构造系统的一种方法。说它是一种方法比说它是一个模型更贴切。法。说它是一
23、种方法比说它是一个模型更贴切。这个模型中最终用户是很重要的角色，从图这个模型中最终用户是很重要的角色，从图2.5可可以看出，系统构造的实践比传统其他模型要少很多，以看出，系统构造的实践比传统其他模型要少很多，模型中更多的任务是规划和设计，而不是编码和测模型中更多的任务是规划和设计，而不是编码和测试。试。因为在开发中采用很多的工具，例如利用代码生成因为在开发中采用很多的工具，例如利用代码生成器等生成需要的系统，这样会很快构造一个系统。器等生成需要的系统，这样会很快构造一个系统。采用这种方法可以不断完善地构造出一个用户需要采用这种方法可以不断完善地构造出一个用户需要的系统。的系统。这个系统中的构造
24、包括详细设计、编码、测试等，这个系统中的构造包括详细设计、编码、测试等，所以，快速应用开发（所以，快速应用开发（RAD）模型相当于将设计、）模型相当于将设计、构建、测试等压缩为一系列的短的迭代式的循环。构建、测试等压缩为一系列的短的迭代式的循环。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型图2.5快速应用开发模型与传统模型比较后置后置规划规划规划规划分析分析设计设计构建构建测试测试后置后置传统开发传统开发快速应用开发快速应用开发压压 缩缩软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型快速应用开发模型有如下的快速应用开发模型有如下的特点特点：项目团队很小并且是由经过训练的人员组成。
25、项目团队很小并且是由经过训练的人员组成。可以用很少的人、很低的成本，改善生产率，缩可以用很少的人、很低的成本，改善生产率，缩短循环周期。短循环周期。可以用自动生成软件生成复用的部分。可以用自动生成软件生成复用的部分。用户可以确定系统如何适应业务需求。用户可以确定系统如何适应业务需求。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型使用指南使用指南 采用快速应用开发模型，包括需求规划阶段、用采用快速应用开发模型，包括需求规划阶段、用户设计阶段、构建阶段和提交阶段。如果项目比较小，户设计阶段、构建阶段和提交阶段。如果项目比较小，需求规划阶段和用户设计阶段可以合二为一。需求规划阶段和用户设计阶段
26、可以合二为一。使用中需要注意以下几点：使用中需要注意以下几点：需求规划阶段主要是明确需要解决的商务流程需求规划阶段主要是明确需要解决的商务流程。用户设计阶段主要是采用工具由用户参与进行的用户设计阶段主要是采用工具由用户参与进行的系统规划设计。系统规划设计。构建阶段是根据用户设计的结果，采用代码生成构建阶段是根据用户设计的结果，采用代码生成器快速形成需要的系统。器快速形成需要的系统。提交阶段是将产品提交使用，进行必要的培训等。提交阶段是将产品提交使用，进行必要的培训等。适合的项目类型：适合的项目类型：采用快速应用开发适合很小并且具有探索性质采用快速应用开发适合很小并且具有探索性质的项目。的项目。
27、还适合一个复杂度从小到大变化的项目，例如还适合一个复杂度从小到大变化的项目，例如重整企业的信息系统。重整企业的信息系统。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型3、增量模型、增量模型 增量模型也称为渐增模型。增量模型也称为渐增模型。使用增量模型开发软件时，把软件产品作使用增量模型开发软件时，把软件产品作为一系列的增量构件来设计、编码、集成和测为一系列的增量构件来设计、编码、集成和测试。试。每个构件由多个相互作用的模块构成，并每个构件由多个相互作用的模块构成，并且能够完成特定的功能。且能够完成特定的功能。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型图2.6增量模型验证需求分析
28、验证规格说明验证概要设计针对每个构件,完成详细设计,编码和集成,经测试后交付给用户维护图图2.6所示的所示的增量模型增量模型表明，必须在开始实现各个构件之表明，必须在开始实现各个构件之前就全部完成需求分析、规格说明和概要设计的工作。前就全部完成需求分析、规格说明和概要设计的工作。由于在开始构建第一个构件之前已经有了总体设计，因由于在开始构建第一个构件之前已经有了总体设计，因此风险较小。此风险较小。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型3、增量模型、增量模型使用增量模型时，把软件产品分解成增量构件使用增量模型时，把软件产品分解成增量构件时，应该使构件的规模适中，规模过大或过小时，应
29、该使构件的规模适中，规模过大或过小都不好。最佳分解方法因软件产品特点和开发都不好。最佳分解方法因软件产品特点和开发人员的习惯而异。人员的习惯而异。分解时惟一必须遵守的约束条件是，当把新构分解时惟一必须遵守的约束条件是，当把新构件集成到现有软件中时，所形成的产品必须是件集成到现有软件中时，所形成的产品必须是可测试的可测试的。第一个增量构件往往实现软件的基本需求，提第一个增量构件往往实现软件的基本需求，提供最核心的功能。供最核心的功能。例如，使用增量模型开发字处理软件时例如，使用增量模型开发字处理软件时 第一个增量构件第一个增量构件可能提供基本的文件管理、编可能提供基本的文件管理、编辑和文档生成功
30、能；辑和文档生成功能；第二个增量构件第二个增量构件提供更完善的编辑和文档生成提供更完善的编辑和文档生成功能；功能；第三个增量构件第三个增量构件实现拼写和语法检查功能；实现拼写和语法检查功能；第四个增量构件第四个增量构件完成高级的页面排版功能。完成高级的页面排版功能。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型采用采用瀑布模型或快速原型模型开发软件时，目标瀑布模型或快速原型模型开发软件时，目标都是一次就把一个满足所有需求的产品提交给用都是一次就把一个满足所有需求的产品提交给用户。户。增量模型增量模型则与之相反，它则与之相反，它分批地逐步向用户提交分批地逐步向用户提交产品，每次提交一个满足
31、用户需求子集的可运行产品，每次提交一个满足用户需求子集的可运行的产品。的产品。整个软件产品被分解成许多个增量构件，开发人整个软件产品被分解成许多个增量构件，开发人员一个构件接一个构件地向用户提交产品。每次员一个构件接一个构件地向用户提交产品。每次用户都得到一个满足部分需求的可运行的产品，用户都得到一个满足部分需求的可运行的产品，直到最后一次得到满足全部需求的完整产品。直到最后一次得到满足全部需求的完整产品。优点：优点：从第一个构件交付之日起，用户就能做一些有用从第一个构件交付之日起，用户就能做一些有用的工作，是增量模型的一个优点。的工作，是增量模型的一个优点。增量模型的另一个优点是，逐步增加产
32、品功能可增量模型的另一个优点是，逐步增加产品功能可以使用户有较充裕的时间学习和适应新产品，从以使用户有较充裕的时间学习和适应新产品，从而减少一个全新的软件可能给客户组织带来的冲而减少一个全新的软件可能给客户组织带来的冲击。击。使用增量模型的使用增量模型的困难困难是：是：在把新的增量构件集成到现有软件系统结构中时，在把新的增量构件集成到现有软件系统结构中时，必须不破坏原来已经开发出的产品。必须不破坏原来已经开发出的产品。此外，必须把软件的体系结构设计得便于按这种此外，必须把软件的体系结构设计得便于按这种方式进行扩充，向现有产品中加入新构件的过程方式进行扩充，向现有产品中加入新构件的过程必须简单、
33、方便，也就是说，必须简单、方便，也就是说，软件体系结构必须软件体系结构必须是开放的。是开放的。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型但是，从长远观点看，具有开放结构的软件拥有真但是，从长远观点看，具有开放结构的软件拥有真正的优势，这样的软件的可维护性明显好于封闭结正的优势，这样的软件的可维护性明显好于封闭结构的软件。构的软件。因此，因此，尽管采用增量模型比采用瀑布模型和快速原尽管采用增量模型比采用瀑布模型和快速原型模型需要更精心的设计，但在设计阶段多付出的型模型需要更精心的设计，但在设计阶段多付出的劳动将在维护阶段获得回报。劳动将在维护阶段获得回报。第二章第二章 软件生命周期与软
34、件开发模型软件生命周期与软件开发模型图2.6增量模型验证需求分析验证规格说明验证概要设计针对每个构件,完成详细设计,编码和集成,经测试后交付给用户维护图图2.6所示的所示的增量模型增量模型表明，必须在开始实现各个构件之表明，必须在开始实现各个构件之前就全部完成需求分析、规格说明和概要设计的工作。前就全部完成需求分析、规格说明和概要设计的工作。由于在开始构建第一个构件之前已经有了总体设计，因由于在开始构建第一个构件之前已经有了总体设计，因此风险较小。此风险较小。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型增量式模型的特点如下：增量式模型的特点如下：可以避免一次性投资太多带来的风险，逐步完
35、善，可以避免一次性投资太多带来的风险，逐步完善，保证投入的有效性。保证投入的有效性。可以更快地开发出可以操作的系统。可以更快地开发出可以操作的系统。可以减少开发过程中用户需求的变更。可以减少开发过程中用户需求的变更。一些增量可能需要重新开发（如果早期开发的需一些增量可能需要重新开发（如果早期开发的需求不稳定或者不完整）。求不稳定或者不完整）。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型使用指南使用指南使用增量式模型时，使用增量式模型时，首先构建整个系统的核心部分，首先构建整个系统的核心部分，或者是具有高风险的部分功能，或者是具有高风险的部分功能，这部分功能对项目这部分功能对项目的成功起
36、到重要作用。的成功起到重要作用。通过测试这些功能以决定它们是否是项目所需要的，通过测试这些功能以决定它们是否是项目所需要的，可以排除后顾之忧，然后逐步地增加功能和性能，可以排除后顾之忧，然后逐步地增加功能和性能，循序渐进，避免一步走得太快，增加功能的时候应循序渐进，避免一步走得太快，增加功能的时候应该高效而且符合用户的需要。该高效而且符合用户的需要。适合的项目类型适合的项目类型 项目开始时明确了大部分的需求，但是需求项目开始时明确了大部分的需求，但是需求可能会发生变化的项目。可能会发生变化的项目。对于市场和用户把握不是很准，需要逐步了对于市场和用户把握不是很准，需要逐步了解的项目。解的项目。对
37、于有庞大和复杂功能的系统进行功能改进对于有庞大和复杂功能的系统进行功能改进 时需要一步一步实施的项目。时需要一步一步实施的项目。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型2.5 螺旋模型螺旋模型 软件开发几乎总要冒一定风险，例如，软件开发几乎总要冒一定风险，例如，产品交付给用户之后用户可能不满意，产品交付给用户之后用户可能不满意，到了预定的交付日期软件可能还未开发出来，到了预定的交付日期软件可能还未开发出来，实际的开发成本可能超过预算，实际的开发成本可能超过预算，产品完成前一些关键的开发人员可能产品完成前一些关键的开发人员可能“跳槽跳槽”了，了，产品投入市场之前竞争对手发布了一个功能
38、相近、产品投入市场之前竞争对手发布了一个功能相近、价格更低的软件等等。价格更低的软件等等。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型2.5 螺旋模型螺旋模型软件风险是任何软件开发项目中都普遍存在软件风险是任何软件开发项目中都普遍存在的实际问题，项目越大，软件越复杂，承担该的实际问题，项目越大，软件越复杂，承担该项目的风险也越大。项目的风险也越大。软件风险可能在不同程度上损害软件开发过软件风险可能在不同程度上损害软件开发过程和软件产品的质量。程和软件产品的质量。因此，因此，在软件开发过程中必须及时识别和分在软件开发过程中必须及时识别和分析风险，并且采取适当措施以消除或减少风险析风险，并
39、且采取适当措施以消除或减少风险的危害。的危害。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型构建原型是一种能使某些类型的风险降至最构建原型是一种能使某些类型的风险降至最低的方法。低的方法。为了降低交付给用户的产品不能满足用户需为了降低交付给用户的产品不能满足用户需要的风险，一种行之有效的方法是要的风险，一种行之有效的方法是在需求分析在需求分析阶段快速地构建一个原型。阶段快速地构建一个原型。在后续的阶段中也在后续的阶段中也可以通过构造适当的原型来降低某些技术风险。可以通过构造适当的原型来降低某些技术风险。当然，原型并不能当然，原型并不能“包治百病包治百病”，对于某些，对于某些类型的风险（例
40、如，聘请不到需要的专业人员类型的风险（例如，聘请不到需要的专业人员或关键的技术人员在项目完成前或关键的技术人员在项目完成前“跳槽跳槽”），），原型方法是无能为力的。原型方法是无能为力的。图2.9简化的螺旋模型验证快速原型风险分析验证规格说明风险分析验证设计风险分析验证编码风险分析维护综合测试风险分析验证变化的需求风险分析螺旋模型的螺旋模型的基基本思想本思想是，使是，使用原型及其他用原型及其他方法来尽量降方法来尽量降低风险。低风险。理解这种模型理解这种模型的一个简便方的一个简便方法，是把它看法，是把它看作作在每个阶段在每个阶段之前都增加了之前都增加了风险分析过程风险分析过程的快速原型模的快速原型
41、模型型，如图，如图2.9所所示。示。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型完整的螺旋模型如图完整的螺旋模型如图2.10所示。所示。带箭头的点划线的长度代表当前累计的开发费用，带箭头的点划线的长度代表当前累计的开发费用，螺线旋过的角度值代表开发进度。螺线旋过的角度值代表开发进度。螺旋线每个周期对应于一个开发阶段。螺旋线每个周期对应于一个开发阶段。每个阶段开始时（左上象限）的任务是，确定该阶段的每个阶段开始时（左上象限）的任务是，确定该阶段的目标、为完成这些目标选择方案及设定这些方案的约束目标、为完成这些目标选择方案及设定这些方案的约束条件。条件。接下来的任务是，从风险角度分析上一步
42、的工作结果，接下来的任务是，从风险角度分析上一步的工作结果，努力排除各种潜在的风险，通常用建造原型的方法来排努力排除各种潜在的风险，通常用建造原型的方法来排除风险。如果风险不能排除，则停止开发工作或大幅度除风险。如果风险不能排除，则停止开发工作或大幅度削减项目规模。如果成功地排除了所有风险，则启动下削减项目规模。如果成功地排除了所有风险，则启动下一个开发步骤（右上象限），这个步骤的工作过程相当一个开发步骤（右上象限），这个步骤的工作过程相当于纯粹的瀑布模型。于纯粹的瀑布模型。最后是评价该阶段的工作成果并计划下一个阶段的工作。最后是评价该阶段的工作成果并计划下一个阶段的工作。每个阶段每个阶段开始
43、时（左开始时（左上象限）的上象限）的任务是，确任务是，确定该阶段的定该阶段的目标、为完目标、为完成这些目标成这些目标选择方案及选择方案及设定这些方设定这些方案的约束条案的约束条件件软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型 螺旋模型有许多螺旋模型有许多优点优点：对可选方案和约束条件的强调有利于已有软件的对可选方案和约束条件的强调有利于已有软件的重用，也有助于把软件质量作为软件开发的一个重用，也有助于把软件质量作为软件开发的一个重要目标。重要目标。减少了过多测试（浪费资金）或测试不足（产品减少了过多测试（浪费资金）或测试不足（产品故障多）所带来的风险；故障多）所带来的风险；更重要的是，
44、在螺旋模型中维护的只是模型的另更重要的是，在螺旋模型中维护的只是模型的另一个周期，在维护和开发之间并没有本质区别。一个周期，在维护和开发之间并没有本质区别。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型 螺旋模型主要适用于内部开发的大规模软件螺旋模型主要适用于内部开发的大规模软件项目。项目。如果进行风险分析的费用接近于整个项目的如果进行风险分析的费用接近于整个项目的经费预算，则风险分析是不可行的。经费预算，则风险分析是不可行的。事实上，项目越大，风险也越大，因此，进事实上，项目越大，风险也越大，因此，进行风险分析的必要性也越大。行风险分析的必要性也越大。此外，只有内部开发的项目，才能在风
45、险过此外，只有内部开发的项目，才能在风险过大时方便地中止项目。大时方便地中止项目。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型 螺旋模型的主要螺旋模型的主要优势优势在于，它是在于，它是风险驱动风险驱动的，的，但是，这也可能是它的一个弱点。除非软件开发人但是，这也可能是它的一个弱点。除非软件开发人员具有丰富的风险评估经验和这方面的专门知识，员具有丰富的风险评估经验和这方面的专门知识，否则将出现真正的风险：当项目实际上正在走向灾否则将出现真正的风险：当项目实际上正在走向灾难时，开发人员可能还认为一切正常。难时，开发人员可能还认为一切正常。螺旋式模型是针对风险比较大的项目而设计的螺旋式模型是
46、针对风险比较大的项目而设计的一种模型。设计这个模型的目的主要是克服瀑布模一种模型。设计这个模型的目的主要是克服瀑布模型的缺点，尤其是型的缺点，尤其是在应对变化的灵活性上很有优势。在应对变化的灵活性上很有优势。它是它是通过一系列瀑布模型的不断循环来逐步规避风通过一系列瀑布模型的不断循环来逐步规避风险的。险的。螺旋式模型见图螺旋式模型见图2.10。每个循环步骤包括如下每个循环步骤包括如下四个阶段四个阶段。制定计划制定计划 确定软件目标、需求和选定实施方确定软件目标、需求和选定实施方案，弄清项目开发的限制条件，确定下步可选的案，弄清项目开发的限制条件，确定下步可选的方案。方案。风险分析风险分析 评估
47、所选方案，考虑如何识别和消评估所选方案，考虑如何识别和消除风险，进行原型开发。除风险，进行原型开发。实施工程实施工程 实施软件开发、编码、测试等。实施软件开发、编码、测试等。客户评估客户评估 评价开发工作，提出修正建议，规评价开发工作，提出修正建议，规划下一阶段的任务。划下一阶段的任务。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型 螺旋式螺旋式模型提供了模型提供了多个系统构多个系统构造为用户造为用户提供了几个提供了几个可选的机会，可选的机会，因此需要精因此需要精心的策划。心的策划。图2.10螺旋式模型软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型螺旋式模型的螺旋式模型的特点特点如
48、下：如下：表现为瀑布模型的多次迭代。表现为瀑布模型的多次迭代。可以进行灵活设计。可以进行灵活设计。用户可以更早看到产品。用户可以更早看到产品。可以给开发人员更多的反馈信息。可以给开发人员更多的反馈信息。可以将每个阶段进行更细的划分可以将每个阶段进行更细的划分 通过风险管理进行驱动。通过风险管理进行驱动。用户可以不断对产品进行评估用户可以不断对产品进行评估 用户可以与开发人员进行紧密的合作。用户可以与开发人员进行紧密的合作。项目的投资不用一次性投入项目的投资不用一次性投入软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型螺旋式模型的螺旋式模型的使用指南使用指南如下：如下：采用最低成本开发对项目
49、有用的一部分。采用最低成本开发对项目有用的一部分。需求规格处于可修改状态。需求规格处于可修改状态。项目中有很多风险，注意风险的控制。项目中有很多风险，注意风险的控制。允许设计的变动。允许设计的变动。选择比较小的步伐循序渐进。选择比较小的步伐循序渐进。软件生命周期与软件开发模型软件生命周期与软件开发模型螺旋式模型螺旋式模型适合的项目类型适合的项目类型是：是：风险是主要的制约因素的项目。风险是主要的制约因素的项目。不确定因素和风险限制了项目进度的项目。不确定因素和风险限制了项目进度的项目。用户对自己的需求不是很明确的项目。用户对自己的需求不是很明确的项目。可能发生一些重大变更的项目。可能发生一些重
50、大变更的项目。采用了新技术的项目。采用了新技术的项目。需要对一些基本的概念进行验证的项目。需要对一些基本的概念进行验证的项目。规模很大的项目。规模很大的项目。生命周期模型（即软件过程模型）规定了把生命生命周期模型（即软件过程模型）规定了把生命周期划分成的阶段及各个阶段的执行顺序。周期划分成的阶段及各个阶段的执行顺序。瀑布模型历史悠久、广为人知，它的优势在于它瀑布模型历史悠久、广为人知，它的优势在于它是规范的、文档驱动的方法；这种模型的问题是，是规范的、文档驱动的方法；这种模型的问题是，最终交付的产品可能不是用户真正需要的。最终交付的产品可能不是用户真正需要的。快速原型模型正是为了克服瀑布模型的
