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北京軟件開(kāi)發(fā)公司--軟件設計包括軟件模型的設計

發(fā)布于:2020-01-03 21:28來(lái)源:北京軟件開(kāi)發(fā)公司 作者:北京大數據公司 點(diǎn)擊:
  軟件工程的主要環(huán)節包括人員管理、項目管理、需求分析、系統設計、程序設計、測試、維護等,如圖1.5所示。軟件開(kāi)發(fā)模型是對軟件過(guò)程的建模,即用一定的流程將各個(gè)環(huán)節連接起來(lái),并可用規范的方式操作全過(guò)程,好比工廠(chǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)。
1、邊做邊改模型(Build-and-Fix Model)
  遺憾的是,北京軟件開(kāi)發(fā)公司許多產(chǎn)品都是使用"邊做邊改"模型來(lái)開(kāi)發(fā)的。在這種模型中,既沒(méi)有規格說(shuō)明,也沒(méi)有經(jīng)過(guò)設計,軟件隨著(zhù)客戶(hù)的需要一次又一次地不斷被修改。在這個(gè)模型中,軟件開(kāi)發(fā)項目經(jīng)理拿到項目立即根據需求編寫(xiě)程序,調試通過(guò)后生成軟件的第一個(gè)版本。在提供給用戶(hù)使用后,如果程序出現錯誤,或者用戶(hù)提出新的要求,北京
軟件開(kāi)發(fā)公司開(kāi)發(fā)人員重新修改代碼,直到用戶(hù)滿(mǎn)意為止。 
  這是一種類(lèi)似作坊的開(kāi)發(fā)方式,對編寫(xiě)幾百行的小程序來(lái)說(shuō)還不錯,但這種方法對任何規模的開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)都是不能令人滿(mǎn)意的,其主要問(wèn)題在于:
 ?。?) 北京軟件開(kāi)發(fā)公司缺少規劃和設計環(huán)節,軟件的結構隨著(zhù)不斷的修改越來(lái)越糟,導致無(wú)法繼續修改;
 ?。?) 
北京軟件開(kāi)發(fā)公司忽略需求環(huán)節,給軟件開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大的風(fēng)險;
 ?。?) 
北京軟件開(kāi)發(fā)公司沒(méi)有考慮測試和程序的可維護性,也沒(méi)有任何文檔,軟件的維護十分困難。
2、瀑布模型(Waterfall Model)
  1970年Winston Royce提出了著(zhù)名的"瀑布模型",直到80年代早期,它一直是
北京軟件開(kāi)發(fā)公司唯一被廣泛采用的軟件開(kāi)發(fā)模型。 
  瀑布模型如圖1.7所示,它將軟件生命周期劃分為制定計劃、需求分析、軟件設計、程序編寫(xiě)、軟件測試和運行維護等六個(gè)基本活動(dòng),并且規定了它們自上而下、相互銜接的固定次序,如同瀑布流水,逐級下落。
在瀑布模型中,軟件開(kāi)發(fā)的各項活動(dòng)嚴格按照線(xiàn)性方式進(jìn)行,當前活動(dòng)接受上一項活動(dòng)的工作結果,實(shí)施完成所需的工作內容。當前活動(dòng)的工作結果需要進(jìn)行驗證,如果驗證通過(guò),則該結果作為下一項活動(dòng)的輸入,繼續進(jìn)行下一項活動(dòng),否則返回修改。
  瀑布模型強調文檔的作用,并要求每個(gè)階段都要仔細驗證。但是,這種模型的線(xiàn)性過(guò)程太理想化,已不再適合現代的軟件開(kāi)發(fā)模式,幾乎被業(yè)界拋棄,其主要問(wèn)題在于:
 ?。?) 各個(gè)階段的劃分完全固定,階段之間產(chǎn)生大量的文檔,極大地增加了工作量;
 ?。?) 由于開(kāi)發(fā)模型是線(xiàn)性的,用戶(hù)只有等到整個(gè)過(guò)程的末期才能見(jiàn)到開(kāi)發(fā)成果,從而增加了開(kāi)發(fā)的風(fēng)險;
 ?。?) 早期的錯誤可能要等到開(kāi)發(fā)后期的測試階段才能發(fā)現,進(jìn)而帶來(lái)嚴重的后果。
3、快速原型模型(Rapid Prototype Model)
  快速原型模型的第一步是建造一個(gè)快速原型,實(shí)現客戶(hù)或未來(lái)的用戶(hù)與系統的交互,用戶(hù)或客戶(hù)對原型進(jìn)行評價(jià),進(jìn)一步細化待開(kāi)發(fā)軟件的需求。通過(guò)逐步調整原型使其滿(mǎn)足客戶(hù)的要求,開(kāi)發(fā)人員可以確定客戶(hù)的真正需求是什么;第二步則在第一步的基礎上開(kāi)發(fā)客戶(hù)滿(mǎn)意的軟件產(chǎn)品。
  顯然,快速原型方法可以克服瀑布模型的缺點(diǎn),減少由于軟件需求不明確帶來(lái)的開(kāi)發(fā)風(fēng)險,具有顯著(zhù)的效果。
  快速原型的關(guān)鍵在于盡可能快速地建造出軟件原型,一旦確定了客戶(hù)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并不重要,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(hù)的需求。 
4、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(lái)的。在增量模型中,軟件被作為一系列的增量構件來(lái)設計、實(shí)現、集成和測試,每一個(gè)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,如圖1.8所示。
  增量模型在各個(gè)階段并不交付一個(gè)可運行的完整產(chǎn)品,而是交付滿(mǎn)足客戶(hù)需求的一個(gè)子集的可運行產(chǎn)品。整個(gè)產(chǎn)品被分解成若干個(gè)構件,開(kāi)發(fā)人員逐個(gè)構件地交付產(chǎn)品,這樣做的好處是軟件開(kāi)發(fā)可以較好地適應變化,客戶(hù)可以不斷地看到所開(kāi)發(fā)的軟件,從而降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險。但是,增量模型也存在以下缺陷:
 ?。?) 由于各個(gè)構件是逐漸并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(kāi)放式的體系結構。
 ?。?) 在開(kāi)發(fā)過(guò)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(yōu)于瀑布模型和快速原型模型,但也很容易退化為邊做邊改模型,從而是軟件過(guò)程的控制失去整體性。
在使用增量模型時(shí),第一個(gè)增量往往是實(shí)現基本需求的核心產(chǎn)品。核心產(chǎn)品交付用戶(hù)使用后,經(jīng)過(guò)評價(jià)形成下一個(gè)增量的開(kāi)發(fā)計劃,它包括對核心產(chǎn)品的修改和一些新功能的發(fā)布。這個(gè)過(guò)程在每個(gè)增量發(fā)布后不斷重復,直到產(chǎn)生終的完善產(chǎn)品。
  例如,使用增量模型開(kāi)發(fā)字處理軟件??梢钥紤],第一個(gè)增量發(fā)布基本的文件管理、編輯和文檔生成功能,第二個(gè)增量發(fā)布更加完善的編輯和文檔生成功能,第三個(gè)增量實(shí)現拼寫(xiě)和文法檢查功能,第四個(gè)增量完成高級的頁(yè)面布局功能。
5、
螺旋模型(Spiral Model)
  1988年,Barry Boehm正式發(fā)表了軟件系統開(kāi)發(fā)的"螺旋模型",它將瀑布模型和快速原型模型結合起來(lái),強調了其他模型所忽視的風(fēng)險分析,特別適合于大型復雜的系統。
  如圖1.9所示,螺旋模型沿著(zhù)螺線(xiàn)進(jìn)行若干次迭代,圖中的四個(gè)象限代表了以下活動(dòng):
 ?。?) 制定計劃:確定軟件目標,選定實(shí)施方案,弄清項目開(kāi)發(fā)的限制條件;
 ?。?) 風(fēng)險分析:分析評估所選方案,考慮如何識別和消除風(fēng)險;
 ?。?) 實(shí)施工程:實(shí)施軟件開(kāi)發(fā)和驗證;
 ?。?) 客戶(hù)評估:評價(jià)開(kāi)發(fā)工作,提出修正建議,制定下一步計劃。
  螺旋模型由風(fēng)險驅動(dòng),強調可選方案和約束條件從而支持軟件的重用,有助于將軟件質(zhì)量作為特殊目標融入產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之中。但是,螺旋模型也有一定的限制條件,具體如下:
 ?。?) 螺旋模型強調風(fēng)險分析,但要求許多客戶(hù)接受和相信這種分析,并做出相關(guān)反應是不容易的,因此,這種模型往往適應于內部的大規模軟件開(kāi)發(fā)。
 ?。?) 如果執行風(fēng)險分析將大大影響項目的利潤,那么進(jìn)行風(fēng)險分析毫無(wú)意義,因此,螺旋模型只適合于大規模軟件項目。
 ?。?) 軟件開(kāi)發(fā)人員應該擅長(cháng)尋找可能的風(fēng)險,準確地分析風(fēng)險,否則將會(huì )帶來(lái)更大的風(fēng)險。
一個(gè)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,然后從風(fēng)險角度分析方案的開(kāi)發(fā)策略,努力排除各種潛在的風(fēng)險,有時(shí)需要通過(guò)建造原型來(lái)完成。如果某些風(fēng)險不能排除,該方案立即終止,否則啟動(dòng)下一個(gè)開(kāi)發(fā)步驟。評價(jià)該階段的結果,并設計下一個(gè)階段。
6、各種模型的比較
  每個(gè)軟件開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)應該選擇適合于該組織的軟件開(kāi)發(fā)模型,并且應該隨著(zhù)當前正在開(kāi)發(fā)的特定產(chǎn)品特性而變化,以減小所選模型的缺點(diǎn),充分利用其優(yōu)點(diǎn),下表列出了幾種常見(jiàn)模型的優(yōu)缺點(diǎn)。  
模型
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
瀑布模型 文檔驅動(dòng) 系統可能不滿(mǎn)足客戶(hù)的需求
快速原型模型 關(guān)注滿(mǎn)足客戶(hù)需求 可能導致系統設計差、效率低,難于維護
增量模型 開(kāi)發(fā)早期反饋及時(shí),易于維護 需要開(kāi)放式體系結構,可能會(huì )設計差、效率低
螺旋模型 風(fēng)險驅動(dòng) 風(fēng)險分析人員需要有經(jīng)驗且經(jīng)過(guò)充分訓練

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