軟件生存周期及其模型

軟件生存周期及其模型第一頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日2.1軟件工程過(guò)程與軟件生存期

為了克服軟件危機(jī)，人們從其他產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化生產(chǎn)得到啟示，于是在68年北大西洋公約的軟件可靠性會(huì)議（NATO）上，首次提出了“軟件工程”的概念。提出了在軟件生產(chǎn)中采用工程化的方法，采用一系列科學(xué)的、現(xiàn)代化的方法技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)軟件。這種工程化的思想貫穿到軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的全過(guò)程。第二頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日是指在軟件工具的支持下，所進(jìn)行的一系列軟件開(kāi)發(fā)和進(jìn)化的活動(dòng)。通常包括以下四類(lèi)基本過(guò)程：1、軟件規(guī)格說(shuō)明：規(guī)定軟件的功能及其運(yùn)行環(huán)境。2、軟件開(kāi)發(fā)：產(chǎn)生滿足規(guī)格說(shuō)明的軟件。3、軟件確認(rèn)：確認(rèn)軟件能夠完成客戶提出的要求。4、軟件演進(jìn)：為滿足客戶的變更要求，軟件必須在使用的過(guò)程中演進(jìn)。軟件工程過(guò)程

（Softwareengineeringprocess）第三頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日軟件工程過(guò)程

（Softwareengineeringprocess）規(guī)程與方法工具和設(shè)備有技能經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的開(kāi)發(fā)人員過(guò)程第四頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日軟件工程三要素軟件工程過(guò)程方法工具軟件工程釆用層次化的方法,每個(gè)層次都包括過(guò)程、方法、工具三要素。第五頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日軟件生存周期軟件的生存周期是指一個(gè)軟件從提出開(kāi)發(fā)要求直到該軟件報(bào)廢為止的整個(gè)時(shí)期。軟件的生存周期一次劃分為若干階段，生存階段劃分時(shí)應(yīng)遵循的基本原則是各階段的任務(wù)盡可能相對(duì)獨(dú)立，同一階段各項(xiàng)任務(wù)的性質(zhì)盡可能相同，每一階段都有明確的任務(wù)。第六頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：4.詳細(xì)設(shè)計(jì)3.概要設(shè)計(jì)2.需求分析1.可行性研究和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃第七頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：

1.可行性研究和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃2.需求分析3.概要設(shè)計(jì)4.詳細(xì)設(shè)計(jì)基本任務(wù)：要解決的問(wèn)題是什么？該問(wèn)題有行得通的解決辦法嗎？若有，則需要多少費(fèi)用、資源、時(shí)間等？結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：提出書(shū)面可行性研究報(bào)告；若問(wèn)題值得去解決，制定項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃。第八頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：1.可行性研究和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃2.需求分析3.概要設(shè)計(jì)4.詳細(xì)設(shè)計(jì)基本任務(wù)：為了解決問(wèn)題，目標(biāo)系統(tǒng)必須做什么？確定目標(biāo)系統(tǒng)的功能。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：給出軟件需求說(shuō)明書(shū)第九頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：1.可行性研究和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃2.需求分析3.概要設(shè)計(jì)4.詳細(xì)設(shè)計(jì)基本任務(wù)：概括地說(shuō)，應(yīng)如何解決這個(gè)問(wèn)題？把確定的各項(xiàng)功能需求轉(zhuǎn)換成需要的體系結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)軟件的結(jié)構(gòu)，確定程序由哪些模塊組成及模塊間的關(guān)系，同時(shí)設(shè)計(jì)該項(xiàng)目的總體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：給出概要設(shè)計(jì)文檔第十頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：1.可行性研究和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃2.需求分析3.概要設(shè)計(jì)4.詳細(xì)設(shè)計(jì)基本任務(wù)：應(yīng)怎樣具體地實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)？為每個(gè)模塊完成的功能進(jìn)行具體描述，把功能描述轉(zhuǎn)變?yōu)榫_的、結(jié)構(gòu)化的過(guò)程描述。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)出程序的詳細(xì)規(guī)格說(shuō)明書(shū)第十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：7.軟件維護(hù)6.測(cè)試5.編碼第十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：

5.編碼6.測(cè)試7.軟件維護(hù)基本任務(wù)：把每個(gè)模塊的控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可接受的程序代碼。程序應(yīng)是結(jié)構(gòu)好、清晰易讀，并且與設(shè)計(jì)一致。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：以某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言表示的源程序清單。第十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：

5.編碼6.測(cè)試7.軟件維護(hù)基本任務(wù)：為保證軟件的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)測(cè)試用例的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成部分，是否達(dá)到預(yù)定要求。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：軟件合格，能交付用戶使用。第十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日典型的軟件生存周期包括以下階段：

5.編碼6.測(cè)試7.軟件維護(hù)基本任務(wù)：通過(guò)各種必要的維護(hù)活動(dòng)使系統(tǒng)持久地滿足用戶需要，是軟件生存周期中時(shí)間最長(zhǎng)的階段。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：以某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言表示的源程序清單。第十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日技術(shù)審查和管理復(fù)審技術(shù)審查是從技術(shù)角度進(jìn)行審查，是保證軟件質(zhì)量和降低軟件成本的重要措施。技術(shù)審查通常由專(zhuān)家組成的審查小組來(lái)承擔(dān)審查工作。管理復(fù)審的主要任務(wù)實(shí)在軟件生存周期的每個(gè)重要里程碑，對(duì)工程項(xiàng)目的成本、實(shí)際花費(fèi)的經(jīng)費(fèi)、投資回收的前景、項(xiàng)目的進(jìn)度等經(jīng)濟(jì)因素從管理角度進(jìn)行審查。第十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日2.2軟件生存周期模型軟件生存周期模型是描述軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中各種活動(dòng)如何執(zhí)行的模型。軟件生存周期模型的選擇受軟件規(guī)模、種類(lèi)、開(kāi)發(fā)方式、開(kāi)發(fā)環(huán)境以及開(kāi)發(fā)使用的方法等因素影響。軟件生存周期模型一旦確定，軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程就應(yīng)該按照模型嚴(yán)格執(zhí)行，不可隨意更改。第十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題定義編碼需求分析軟件設(shè)計(jì)可行性研究運(yùn)行與維護(hù)測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)期運(yùn)行時(shí)期計(jì)劃時(shí)期(目標(biāo)與范圍說(shuō)明書(shū))(可行性論證論告)(維護(hù)報(bào)告)(測(cè)試報(bào)告)(源程序清單)(設(shè)計(jì)文檔)(需求說(shuō)明書(shū))軟件生命周期（SDLD）—瀑布模型瀑布模型第十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日常用的軟件開(kāi)發(fā)模型軟件開(kāi)發(fā)模型是描述軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中各種活動(dòng)如何執(zhí)行的模型。因此又稱(chēng)為軟件過(guò)程模型。軟件過(guò)程模型是對(duì)軟件開(kāi)發(fā)實(shí)際過(guò)程的抽象和簡(jiǎn)化。

目前典型的軟件開(kāi)發(fā)模型有：

瀑布模型、增量模型、原型模型、螺旋模型、噴泉模型、變換模型和基于知識(shí)的模型等。不同的開(kāi)發(fā)方法有不同的軟件過(guò)程模型。第十九頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日軟件過(guò)程模型軟件過(guò)程模型是軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程、軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)以及它們之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)框架軟件項(xiàng)目的管理提供里程碑和進(jìn)度表為軟件開(kāi)發(fā)提供原則和方法第二十頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日以軟件需求完全確定為前提的瀑布模型在軟件開(kāi)發(fā)初期只能提供基本需求所采用的漸進(jìn)式開(kāi)發(fā)模型如原型模型、螺旋模型、增量模型、并發(fā)開(kāi)發(fā)模型

以形式化開(kāi)發(fā)方法為基礎(chǔ)的變換模型基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)過(guò)程敏捷開(kāi)發(fā)過(guò)程---統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程RUP五類(lèi)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程模型第二十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日瀑布模型問(wèn)題定義編碼需求分析軟件設(shè)計(jì)可行性研究運(yùn)行與維護(hù)測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)期運(yùn)行時(shí)期計(jì)劃時(shí)期(目標(biāo)與范圍說(shuō)明書(shū))(可行性論證論告)(維護(hù)報(bào)告)(測(cè)試報(bào)告)(程序)(設(shè)計(jì)文檔)(需求說(shuō)明書(shū))瀑布模型第二十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日瀑布模型主要思想

軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程與軟件生命周期是一致的相鄰二階段之間存在因果關(guān)系需對(duì)階段性產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)審第二十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日瀑布模型的優(yōu)點(diǎn)軟件生命周期模型,使軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程可以在分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試和維護(hù)的框架下進(jìn)行；軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程具有系統(tǒng)性、可控性，克服了軟件開(kāi)發(fā)的隨意性。第二十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日瀑布模型的缺點(diǎn)項(xiàng)目開(kāi)始階段用戶很難精確的提出產(chǎn)品需求，由于技術(shù)進(jìn)步，用戶對(duì)系統(tǒng)深入的理解，修改需求十分普遍。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)晚期才能得到程序的運(yùn)行版本，這時(shí)修改軟件需求和開(kāi)發(fā)中的錯(cuò)誤代價(jià)很大。采用線性模型組織項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)常發(fā)生開(kāi)發(fā)小組人員“堵塞狀態(tài)”，特別是項(xiàng)目的開(kāi)始和結(jié)束。第二十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日增量模型(incrementalmodel)增量模型是一種非整體開(kāi)發(fā)的模型。是一種進(jìn)化式的開(kāi)發(fā)過(guò)程。根據(jù)增量的方式和形式的不同，分為：基于瀑布模型的漸增模型基于原型的快速原型模型該模型具有較大的靈活性，適合于軟件需求不明確、設(shè)計(jì)方案有一定風(fēng)險(xiǎn)的軟件項(xiàng)目。增量模型和瀑布模型之間的本質(zhì)區(qū)別是什么？第二十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日增量模型特點(diǎn)增量小而可用的軟件特點(diǎn)在前面增量的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)后面的增量每個(gè)增量的開(kāi)發(fā)可用瀑布或快速原型模型迭代的思路第二十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日

為了描述軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能的回溯，尤其是維護(hù)階段往往要經(jīng)歷上述各個(gè)階段。采用循環(huán)模型描述。需求分析設(shè)計(jì)編碼測(cè)試運(yùn)行評(píng)價(jià)計(jì)劃循環(huán)模型循環(huán)模型第二十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日

速成原型的工作模型是一個(gè)循環(huán)的模型。1.快速分析快速確定軟件系統(tǒng)的基本要求，確定原型所要體現(xiàn)的特征(界面，總體結(jié)構(gòu)，功能，性能)2.構(gòu)造原型考慮主要特征，快速構(gòu)造一個(gè)可運(yùn)行的系統(tǒng)。有三類(lèi)原型：用戶界面原型，功能原型，性能原型。3.運(yùn)行和評(píng)價(jià)原型

4.修改與改進(jìn)原型的工作模型運(yùn)行評(píng)價(jià)構(gòu)造快速分析修改第二十九頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日軟件開(kāi)發(fā)方法

軟件開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是要在規(guī)定的投資和時(shí)間內(nèi)，開(kāi)發(fā)出符合用戶的需求，高質(zhì)量的軟件，為此需要有成功的開(kāi)發(fā)方法。軟件開(kāi)發(fā)方法可分為兩大類(lèi)：面向過(guò)程（結(jié)構(gòu)化）的開(kāi)發(fā)方法面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法第三十頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法（StructuredDevelopingMethod）是現(xiàn)有的軟件開(kāi)發(fā)方法中最成熟，應(yīng)用最廣泛的方法，主要特點(diǎn)是快速，自然和方便。結(jié)構(gòu)化方法總的指導(dǎo)思想自頂向下、逐步求精。它的基本原則是功能的分解與抽象。一、結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法的組成結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法SP法（StructuredProgram）結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法SD法（StructuredDesign）結(jié)構(gòu)化分析方法SA法（StructuredAnalysis）SA，SD，SP法相互銜接，形成了一整套開(kāi)發(fā)方法。結(jié)構(gòu)化方法及瀑布模型第三十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日什么是原型化方法（PrototypingMethod）原型化方法及其工作模型

原型——是軟件的一個(gè)早期可運(yùn)行的版本，它反映了最終系統(tǒng)的部分重要特性。原型化方法的基本思想是花費(fèi)少量代價(jià)建立一個(gè)可運(yùn)行的系統(tǒng)，使用戶及早獲得學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。原型化方法又稱(chēng)速成原型法（RapidPrototyping）。第三十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日構(gòu)造原型運(yùn)行/評(píng)價(jià)原型原型完成否要細(xì)部說(shuō)明否嚴(yán)格說(shuō)明細(xì)部效果滿意否整理原型提供文檔修正改進(jìn)原型YYNN快速分析，確定初步規(guī)格說(shuō)明YN細(xì)化的快速原型模型圖2細(xì)化的快速原型模型快速分析或修改評(píng)價(jià)構(gòu)造運(yùn)行第三十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日原型模型的優(yōu)點(diǎn)原型模型支持軟件需求開(kāi)發(fā)，幫助用戶和開(kāi)發(fā)人員理解需求，是軟件需求工程的關(guān)鍵。它產(chǎn)生的正式需求文擋，是軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。如果開(kāi)發(fā)的原型是可運(yùn)行的，它的若干高質(zhì)量的程序片段和開(kāi)發(fā)工具可用于工作程序的開(kāi)發(fā)。原型的開(kāi)發(fā)和評(píng)審是系統(tǒng)分析員和用戶/客戶共同參予的迭代過(guò)程，每個(gè)迭代循環(huán)都是線性過(guò)程。第三十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日

對(duì)大型軟件,需要多個(gè)原型描述系統(tǒng)的生存期，螺旋模型將瀑布模型與原型化模型結(jié)合起來(lái),并加入了風(fēng)險(xiǎn)分析。螺旋模型螺旋模型螺旋模型將開(kāi)發(fā)過(guò)程分為幾個(gè)螺旋周期，每個(gè)螺旋周期可分為4個(gè)工作步驟：第一，確定目標(biāo)、方案和限制條件；第二，評(píng)估方案、標(biāo)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)和解決風(fēng)險(xiǎn)；第三，開(kāi)發(fā)確認(rèn)產(chǎn)品；第四，計(jì)劃下一周期工作。第三十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日螺旋模型的使用軟件工程項(xiàng)目從螺旋中心開(kāi)始啟動(dòng)，沿順時(shí)針?lè)较蚯斑M(jìn)。第一圈產(chǎn)生產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明；第二圈產(chǎn)生一個(gè)用于開(kāi)發(fā)的原型；第三圈產(chǎn)生軟件產(chǎn)品的初始版本；第四圈產(chǎn)生軟件產(chǎn)品比較完善的新版本

……。第三十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日螺旋模型的優(yōu)點(diǎn)符合人們認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界和軟件開(kāi)發(fā)的客覌規(guī)律；支持軟件整個(gè)生命周期；保持瀑布模型的系統(tǒng)性、階段性；利用原型評(píng)估降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)；開(kāi)發(fā)者和用戶共同參與軟件開(kāi)發(fā)，盡早發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤；不斷推出和完善軟件版本，有助于需求變化，獲取用戶需求，加強(qiáng)對(duì)需求的理解。第三十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日面向?qū)ο蠓椒ǎ∣OSD(Object-OrientedSoftwareDevelopment）是80年代推出的一種全新的軟件開(kāi)發(fā)方法。非常實(shí)用而強(qiáng)有力，被譽(yù)為90年代軟件的核心技術(shù)之一。面向?qū)ο蠓椒捌涔ぷ髂Ｐ?/p>

其基本思想是：對(duì)問(wèn)題領(lǐng)域進(jìn)行自然的分割，以更接近人類(lèi)通常思維的方式建立問(wèn)題領(lǐng)域的模型，以便對(duì)客觀的信息實(shí)體進(jìn)行結(jié)構(gòu)和行為的模擬，從而使設(shè)計(jì)的軟件更直接地表現(xiàn)問(wèn)題的求解過(guò)程。面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法以對(duì)象作為最基本的元素，是分析和解決問(wèn)題的核心。第三十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方法的組成

OOSD由三部分組成：

OOA(Object-OrientedAnalysis)面向?qū)ο蟮姆治?/p>

OOD(Object-OrientedDesign)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)

OOP(Object-OrientedProgram)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)OOAOOA強(qiáng)調(diào)的是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)中的對(duì)象特征和行為的定義。建立系統(tǒng)的三類(lèi)模型。OODOODOOD與OOA密切配合順序?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的進(jìn)一步建模。OOPOOPOOP是面向?qū)ο蟮募夹g(shù)中發(fā)展最快的，使用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，進(jìn)行編碼。第三十九頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日噴泉模型分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)噴泉模型

該模型是由和于1990年提出的一種新的開(kāi)發(fā)模型。它克服了瀑布模型不支持軟件重用和多項(xiàng)開(kāi)發(fā)活動(dòng)集成的局限性，噴泉模型使開(kāi)發(fā)過(guò)程具有迭代性和無(wú)間隙性。

其特點(diǎn)如下：

１.開(kāi)發(fā)過(guò)程有分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)4個(gè)階段。２.各階段相互重疊，它反映了軟件過(guò)程并行性的特點(diǎn)。３.以分析為基礎(chǔ)，資源消耗成塔型。４.反映了軟件過(guò)程迭代性的自然特性，從高層返回低層無(wú)資源消耗。５.強(qiáng)調(diào)增量開(kāi)發(fā)，整個(gè)過(guò)程是一個(gè)迭代的逐步提煉的過(guò)程。

第四十頁(yè)，共四