軟件開發模型

作爲一名程序員,開發過程就是一個最好的學習過程,在開發的過程中,不斷尋找新的解決辦法,學習新的開發技術,能更好的開闊我們的思路,讓我們不斷的進步。

臨近畢業,着手準備畢業設計,我決定做一個在線考試系統,預計4月底完工,花費這麼久來做這個項目,主要是因爲,我要利用這個項目,將自己大學四年,學到的,沒學到的東西

進行一次重新學習,第一站,軟件開發模型。

軟件開發模型(software development model)是指軟件開發的整個過程,包括需求,設計,開發(寫代碼),測試,甚至是維護有時候也包括其中。

軟件開發模型能清晰,直觀的表達軟件開發的全過程,明確規定了要完成的主要活動和任務,用來作爲軟件項目工作的基礎。

主要開發模型有:
1.瀑布類型 (waterfall Model)   

瀑布模型將軟件生命週期劃分爲 制定計劃,需求分析,軟件設計,程序編寫,軟件測試,運行維護,等六個基本活動,並且規定他們自上而下,逐一完成,如瀑布流水,所以稱爲瀑布模型。

在瀑布模型中,軟件開發的各項活動嚴格按照線性方式進行,當前活動接受上一項活動的工作結果,實施完成所需的工作內容。當前活動的工作結果需要進行驗證,如果驗證通過,則該結果作爲下一項活動的輸入,繼續進行下一項活動,否則返回修改。 
  瀑布模型強調文檔的作用,並要求每個階段都要仔細驗證。但是,這種模型的線性過程太理想化,已不再適合現代的軟件開發模式,幾乎被業界拋棄,其主要問題在於: 
  (1) 各個階段的劃分完全固定,階段之間產生大量的文檔,極大地增加了工作量; 
  (2) 由於開發模型是線性的,用戶只有等到整個過程的末期才能見到開發成果,從而增加了開發的風險; 
  (3) 早期的錯誤可能要等到開發後期的測試階段才能發現,進而帶來嚴重的後果。 

  我們應該認識到,"線性"是人們最容易掌握並能熟練應用的思想方法。當人們碰到一個複雜的"非線性"問題時,總是千方百計地將其分解或轉化爲一系列簡單的線性問題,然後逐個解決。一個軟件系統的整體可能是複雜的,而單個子程序總是簡單的,可以用線性的方式來實現,否則幹活就太累了。線性是一種簡潔,簡潔就是美。當我們領會了線性的精神,就不要再呆板地套用線性模型的外表,而應該用活它。例如增量模型實質就是分段的線性模型,螺旋模型則是接連的彎曲了的線性模型,在其它模型中也能夠找到線性模型的影子。 

2.快速原型模型 (RAPId Prototype Model)  

快速模型的第一步是建造一個快速原型,實現客戶或未來用戶與系統間的交互,用戶或客戶對原型進行評價,進一步細化待開發軟件的需求,通過逐步調整原型來滿足客戶的需求,開發人員可以看清客戶的真正需求,第二步就可以在第一步的基礎上開發完整的讓客戶滿意的產品。

顯然,快速原型方法可以克服瀑布模型的缺點,減少由於軟件需求不明確帶來的開發風險,具有顯著的效果。 
     快速原型的關鍵在於儘可能快速地建造出軟件原型,一旦確定了客戶的真正需求,所建造的原型將被丟棄。因此,原型系統的內部結構並不重要,重要的是必須迅速建立原型,隨之迅速修改原型,以反映客戶的需求。

3.增量模型(Incremental Model)    

與建造大廈相同,軟件也是一步一步建造起來的。在增量模型中,軟件被作爲一系列的增量構件來設計、實現、集成和測試,每一個構件是由多種相互作用的模塊所形成的提供特定功能的代碼片段構成.    

增量模型在各個階段並不交付一個可運行的完整產品,而是交付滿足客戶需求的一個子集的可運行產品。整個產品被分解成若干個構件,開發人員逐個構件地交付產品,這樣做的好處是軟件開發可以較好地適應變化,客戶可以不斷地看到所開發的軟件,從而降低開發風險。

但是,增量模型也存在以下缺陷:    

(1) 由於各個構件是逐漸併入已有的軟件體系結構中的,所以加入構件必須不破壞已構造好的系統部分,這需要軟件具備開放式的體系結構。    

(2) 在開發過程中,需求的變化是不可避免的。增量模型的靈活性可以使其適應這種變化的能力大大優於瀑布模型和快速原型模型,但也很容易退化爲邊做邊改模型,從而是軟件過程的控制失去整體性。 
 在使用增量模型時,第一個增量往往是實現基本需求的核心產品。核心產品交付用戶使用後,經過評價形成下一個增量的開發計劃,它包括對核心產品的修改和一些新功能的發佈。這個過程在每個增量發佈後不斷重複,直到產生最終的完善產品。    

例如,使用增量模型開發字處理軟件。可以考慮,第一個增量發佈基本的文件管理、編輯和文檔生成功能,第二個增量發佈更加完善的編輯和文檔生成功能,第三個增量實現拼寫和文法檢查功能,第四個增量完成高級的頁面佈局功能。 
4.螺旋模型(Spiral Model)    

1988年,Barry Boehm正式發表了軟件系統開發的"螺旋模型",它將瀑布模型和快速原型模型結合起來,強調了其他模型所忽視的風險分析,特別適合於大型複雜的系統。    螺旋模型沿着螺線進行若干次迭代,圖中的四個象限代表了以下活動:   

 (1) 制定計劃:確定軟件目標,選定實施方案,弄清項目開發的限制條件;    

   (2) 風險分析:分析評估所選方案,考慮如何識別和消除風險;    

   (3) 實施工程:實施軟件開發和驗證;    

   (4) 客戶評估:評價開發工作,提出修正建議,制定下一步計劃。   

 螺旋模型由風險驅動,強調可選方案和約束條件從而支持軟件的重用,有助於將軟件質量作爲特殊目標融入產品開發之中。但是,螺旋模型也有一定的限制條件,具體如下:    (1) 螺旋模型強調風險分析,但要求許多客戶接受和相信這種分析,並做出相關反應是不容易的,因此,這種模型往往適應於內部的大規模軟件開發。   

(2) 如果執行風險分析將大大影響項目的利潤,那麼進行風險分析毫無意義,因此,螺旋模型只適合於大規模軟件項目。 

(3) 軟件開發人員應該擅長尋找可能的風險,準確地分析風險,否則將會帶來更大的風險 
          一個階段首先是確定該階段的目標,完成這些目標的選擇方案及其約束條件,然後從風險角度分析方案的開發策略,努力排除各種潛在的風險,有時需要通過建造原型來完成。如果某些風險不能排除,該方案立即終止,否則啓動下一個開發步驟。最後,評價該階段的結果,並設計下一個階段。 
5.演化模型(incremental model) 
        主要針對事先不能完整定義需求的軟件開發。用戶可以給出待開發系統的核心需求,並且當看到核心需求實現後,能夠有效地提出反饋,以支持系統的最終設計和實現。軟件開發人員根據用戶的需求,首先開發核心系統。當該核心系統投入運行後,用戶試用之,完成他們的工作,並提出精化系統、增強系統能力的需求。軟件開發人員根據用戶的反饋,實施開發的迭代過程。第一迭代過程均由需求、設計、編碼、測試、集成等階段組成,爲整個系統增加一個可定義的、可管理的子集。

在開發模式上採取分批循環開發的辦法,每循環開發一部分的功能,它們成爲這個產品的原型的新增功能。於是,設計就不斷地演化出新的系統。 實際上,這個模型可看作是重複執行的多個“瀑布模型”。 
       “演化模型”要求開發人員有能力把項目的產品需求分解爲不同組,以便分批循環開發。這種分組並不是絕對隨意性的,而是要根據功能的重要性及對總體設計的基礎結構的影響而作出判斷。有經驗指出,每個開發循環以六週到八週爲適當的長度。 
6.噴泉模型(fountain model, (面向對象的生存期模型, OO模型))       

  噴泉模型與傳統的結構化生存期比較,具有更多的增量和迭代性質,生存期的各個階段可以相互重疊和多次反覆,而且在項目的整個生存期中還可以嵌入子生存期。就像水噴上去又可以落下來,可以落在中間,也可以落在最底部。 
7.智能模型(四代技術(4GL))         

智能模型擁有一組工具(如數據查詢、報表生成、數據處理、屏幕定義、代碼生成、高層圖形功能及電子表格等),每個工具都能使開發人員在高層次上定義軟件的某些特性,並把開發人員定義的這些軟件自動地生成爲源代碼。這種方法需要四代語言(4GL)的支持。4GL不同於三代語言,其主要特徵是用戶界面極端友好,即使沒有受過訓練的非專業程序員,也能用它編寫程序;它是一種聲明式、交互式和非過程性編程語言。4GL還具有高效的程序代碼、智能缺省假設、完備的數據庫和應用程序生成器。目前市場上流行的4GL(如FoXPro等)都不同程度地具有上述特徵。但4GL目前主要限於事務信息系統的中、小型應用程序的開發。 
8.混合模型(hybrid model)         

過程開發模型又叫混合模型(hybrid model),或元模型(meta-model),把幾種不同模型組合成一種混合模型,它允許一個項目能沿着最有效的路徑發展,這就是過程開發模型(或混合模型)。實際上,一些軟件開發單位都是使用幾種不同的開發方法組成他們自己的混合模型。 
各種模型的比較    每個軟件開發組織應該選擇適合於該組織的軟件開發模型,並且應該隨着當前正在開發的特定產品特性而變化,以減小所選模型的缺點,充分利用其優點,下表列出了幾種常見模型的優缺點。 
模型            優點           缺點 

瀑布模型 文檔驅動 系統可能不滿足客戶的需求 

快速原型模型 關注滿足客戶需求 可能導致系統設計差、效率低,難於維護 

增量模型 開發早期反饋及時,易於維護 需要開放式體系結構,可能會設計差、效率低 

螺旋模型 風險驅動 風險分析人員需要有經驗且經過充分訓練

 

這些所謂的模型不知道在真正的開發中應用的是否廣泛。

 

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