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1、第 八 章 快速原型的开发方法,按照传统的软件开发方法，目标软件往往要等到木已成舟之后才交由用户认可。此时，由于规格说明难以完善、需求的变更、以及通信中的模糊和误解，成为软件开发顺利推进的障碍。用户往往会对目标软件提出诸多修改。造成人力、物力上的巨大浪费。 为了解决这些问题，逐渐形成了软件系统的快速原型的概念。,8.1 快速原型方法与定义,软件开发中的原型是软件的一个早期可运行的版本，它反映了最终系统的重要特性。 快速原型方法的核心思想是：在软件开发的早期快速建立目标软件系统的原型，让用户对原型进行评估并提出修改意见。当原型几经改进最终确定后，它将由软件设计和编码阶段进化成软件产品；或者，设计
2、和编码人员遵循原型所确立的外部特征实现软件产品。,8.2 原型开发的分类,原型主要有三种不同的作用类型： （1）探索型：这种原型的目的是要弄清对目标系统的要求，确定所希望的特性，并探讨多种方案的可行性。它主要针对开发目标模糊，用户和开发者对项目都缺乏经验的情况。 （2）实验型：这种原型用于大规模开发和实现之前，考核方案是否合适，规格说明是否可靠。 （3）进化型：这种原型的目的不在于改进规格说明，而是将系统建造得易于变化，在改进原型的过程中，逐步将原型进化成最终系统。它将原型方法的思想扩展到软件开发的全过程，适于满足需求的变动。,在使用原型时可采取以下两种不同的策略： （1）废弃策略：先构造一个
3、功能简单而且质量要求不高的模型系统，针对这个模型系统反复进行分析修改，形成比较好的设计思想，据此设计出较完整、准确、一致、可靠的最终系统。系统构造完成后，原来的模型系统就被废弃不用。探索型和实验型原型属于这种策略。 （2）追加策略：先构造一个功能简单而且质量要求不高的模型系统，作为最终系统的核心，然后通过不断地扩充修改，逐步追加新要求，最后发展成为最终系统。它对应于进化型。,8.3 快速原型开发的过程,1. 快速分析 在分析人员与用户紧密配合下，迅速确定系统的基本需求，根据原型所要体现的特征（如上述的特征类别），描述基本需求以满足开发原型的需要。其关键要注意分析与描述内容的选取，围绕运用原型的
4、目标，集中力量确定局部的需求说明，从而尽快开始构造原型。,2. 构造原型：在快速分析的基础上，根据基本需求说明尽快实现一个可运行的系统。原型设计特别强调用户可用部分的表示，并按原型目标设计原型结构。建造原型，使之达到第一次需求的主要目标。 3. 运行原型：这是发现问题、消除误解、开发者与用户充分协调的一个步骤。由于原型忽略了很多内容，集中反映要评价的特性，外观看来不太完整。用户要在开发者的指导下运行原型，使用过程中努力发现各种不合理的部分，各类人员在共同运用原型的过程中进一步加深对系统的了解及相互之间的理解。,4. 评价原型：在运行的基础上，考核评价原型的特性，分析运行效果是否满足用户的愿望，
5、纠正过去交互中的误解与分析中的错误，增添新的要求，并满足因环境变化或用户新想法引起的系统要求变动，提出全面的修改意见。 5. 修改：根据评价原型的活动结果进行修改。修改过程代替了初始的快速分析，从而形成原型开发的循环过程。用户与开发者在这种循环过程中不断接近系统的最终要求。 在软件工具支持下，上述各种活动往往交融在一起，或合而为一或交叉进行。,8.4 基于快速原型的进化式开发,基于快速原型的进化式开发可以用螺旋模型来形象地表示，如图8.2所示。 指导原则：,（1）用户需求的某些部分将随时间的推移而动态变化，变化方式是无法静态预测的。这就要求软件开发过程中每一原型（包括目标软件产品）的总体结构、
6、算法、源代码以及测试方案都具有充分的可扩充性。 （2）在原型的每个进化阶段，不宜实现过多的用户需求。开发人员必须善于区分轻重缓急，提炼部分重要的、紧迫的用户需求尽早予以实现。,（3）软件开发过程是开发人员和用户相互学习的过程。随着原型的进化和用户评价意见的不断反馈，开发人员对应用领域和用户需求的理解会逐渐透彻。同样，用户通过反复试用原型也会增强对软件开发和目标软件产品运作方式的理解，从而能更精确地表述用户需求。（4）原型是一种可执行的软件规格说明。已有原型和用户对原型的改进意见连同新的用户需求构成后续进化阶段的基础。螺旋模型用可执行的原型部分取代了瀑布模型中一些难于书写、难于理解的软件文档。,
7、（5）生成软件规格说明和实现软件规格说明是互补的两类软件开发活动。在螺旋模型中，对原型的规格说明由原型构造的分析与规划阶段生成，它构成原型实现阶段的基础。同时，在原型实现阶段发现的新的用户需求以及对原有用户需求的修改，又将成为后续原型规格说明的主要依据。 （6）传统意义上的软件维护也是一种进化活动。开发人员必须特别强调原型的总体结构和实现方案的可扩充性以及原型源代码的可读性和可修改性。,8.5 快速原型开发的技术,支持快速原型的CASE工具分为四类： 用户界面自动生成工具， 面向数据库应用的开发工具， 四代语言以及 重用工具。,8.5.1 用户界面自动生成工具,用户界面自动生成工具应具备以下功
8、能： （1）界面编辑功能 图形用户界面一般包括窗口、菜单和对话框。对话框由命令按钮、编辑框、列表框、滚动条等界面元素组成。 （2）与目标软件其他部件的连接 在界面编辑暂告完成后，由CASE工具根据界面的内容，自动生成源代码框架。在不退出界面编辑的状态下，由开发人员选取菜单项或命令按钮，即可实现界面元素与相应功能的连接。,（2） 界面的模拟执行功能 为了演示快速原型，用户界面自动生成工具要能够模拟执行用户界面。实现这种模拟执行有两种方法： CASE工具自动生成的源代码框架经填充部分功能部件后，编译并运行。 在工具中直接模拟执行。,2. 原型用户界面的快速构造与进化,利用界面编辑功能设计或改进原型
9、的用户界面； 利用连接功能将界面元素与功能部件联系起来，必要时还可以进化功能部件； 利用模拟执行功能进行原型的评估与确认。,8.5.2 面向数据库应用的开发工具,1. 基本功能 （1）数据字典功能 （2）数据操作功能 （3）屏幕自动生成功能 （4）报表自动生成功能 （5）项目管理功能,2. 数据库应用软件的快速原型构造与进化,（1）利用数据字典功能，根据用户需求创建数据字典；利用浏览功能帮助用户确认数据需求；利用删除、修改等功能进化数据字典。 （2）利用屏幕自动生成功能设计用户界面，提交用户确认并不断改进。 （3）将基于SQL的数据操作部件连入用户界面，向用户显示数据操作结果。必要时重用并进化
10、数据操作部件。,（4） 利用报表自动生成功能按用户需求快速生成各类报表，提交用户确认并不断改进。在基本完善后将报表功能连入用户界面。 （5） 项目管理功能将保证进化过程中构成原型的各软件元素版本的正确性。它还通过分析并报告软件元素的修改波及范围帮助开发人员完成原型的正确进化。,8.5.3 采用四代语言,1. 特征 四代语言的目的在于将程序设计人员的注意力聚焦于待解问题的抽象描述，问题的解决途径则由语言的编译器或其他CASE工具自动决定。,8.5.4 可重用工具,软件重用技术是快速原型方法的主要技术支撑。根据第四章的论述，在原型的构造和进化过程中，开发人员可以从软部件库中直接提取软部件组装于原型之中，这样既能够加快原型的构造和进化过程，又能够改善原型的软件质量。,
