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1、第五章 软件开发的方法学,软件，尤其是许多人一起开发的大型软件，应使用某种方法来开发。甚至由一个人开发的小型软件也应通过某种方法进行改进。 方法学是做事的系统方法，它是一个可接受的过程，从软件开发的早期阶段到已安装系统的维护，都可以遵循这个方法学。 除了过程之外，方法学还应指定在此过程中要生产什么产品（以及该产品采用什么形式）； 方法学也包括用于资源管理、规划、调度和其他管理任务的建议或技术。,1 有助于对编码设置规则； 2 增进对问题的理解，提高解决方案的质量； 3 有助于在提交源代码之前，找出概念错误和实践性的错误； 4 在每个阶段，方法学都指定了下一步的工作，不会为下一步要做什么而烦恼；
2、 5 有助于编写出扩展性更高、可靠性更高、更易于调试的代码。,学习优秀方法学的原因,1 完整的文档说明：系统开发的每个阶段都提供了全面的说明，所以完成的系统不会艰涩难懂； 2 减少了等待时间：由于工作流、活动、任务和相互依赖性更容易理解，所以人力和其他资源等待工作做的可能性也减少了； 3 工作能及时交付，且不超过预算； 4 用户和开发人员之间能更好的交流； 5 可重复性：有准确定义的活动，类似的项目就能在类似的时间期限内交付，成本也类似； 6 更准确的成本。,大型项目还得益于,1 规划：确定需要做什么； 2 调度：确定完成工作的时间； 3 分配资源：估计和获得人力、软件、硬件和其他需要的资源；
3、 4 工作流：较大开发工作中的子过程； 5 活动：工作流中的各个任务； 6 任务：方法学中由人完成的部分； 7 制品(artifact)：即开发成果：软件、设计文档、培训计划和手册。,优秀的方法学能解决的问题,软件开发中的经典阶段,所有的方法学中，每个开发过程都有许多共有的阶段； 传统的方法学中，需要从一个阶段到下一个阶段依次进行； 现代方法学中，可以多次进行每个阶段、且顺序是任意的。,需求就是新开发的软件所要求达到的目标，包含两个方面：业务建模和系统需求建模（或称功能规范表示） 业务建模就是理解软件的操作上下文； 系统需求建模就是确定软件的功能，并记下这些功能。,软件开发中的经典阶段,需求,
4、分析就是理解我们要处理的问题域的过程； 在设计解决方案前，需要了解相关的实体、它们的属性和相互关系，并验证我们的理解是否正确。,分析,设计就是要确定如何解决问题； 换言之，就是根据对要编写什么软件，如何部署他的经验、估计和直觉，做出决定； 系统设计把系统分解为逻辑子系统(过程)和物理子系统(计算机和网络)，并决定及其如何通信，为工作选择正确的技术等； 在子系统设计中，应决定如何把每个逻辑子系统分解为有效、可行的代码。,软件开发中的经典阶段,设计,规范是对软件所需的行为进行完整、清晰的描述，这是一个常常被忽略的阶段。,软件开发中的经典阶段,规范,实现就是编写代码，并把它们组合在一起，形成子系统，
5、子系统再与其他子系统协同工作，形成整个系统； 在实现阶段之前尽管已经做出了大多数的编码决策，但有许多地方需要创新，只要最终结果是正确的、有效的，人们就会满意。,实现,在软件完成后，必须根据系统需求进行测试，看它是否复合最初的目标； 一般来说，编写软件的开发人员不应参与设计、实现或执行主要测试； 程序员在开发过程中可以进行小的测试，以改进交付的代码质量。,软件开发中的经典阶段,测试,部署就是要将硬件和软件交付给最终用户，并提供手册和培训材料。,软件开发中的经典阶段,部署,系统投入使用后，可能会出现各种错误，还可能发现软件的不足，需要开发人员不断的针对这些问题进行维护； 系统投入使用时，真正的测试
6、才刚刚开始。,维护,以商店助手销售商品为例,软件开发中的经典阶段,例如：,业务建模：客户如何从这家商店购买商品？ 系统需求建模：商品被买走后，我们要如何更新商品列表系统？ 分析阶段：这个商店要卖什么商品？它们来自何处？价格如何？,以商店助手销售商品为例,软件开发中的经典阶段,例如：,设计阶段要做的决定是：我们使用内联网和Java消息传输服务，把销售结果报告给主任办公室。 子系统设计阶段：商品清单中的每行条目都实现为一个散列表，用商品号做关键字； 规范阶段做出如下陈述：如果商店助手对象登录了，它就可以向商店对象请求当天的特定商品，然后收到一个按字母排序的商品列表。,这些问题有助于记住软件开发各个
7、阶段的目的：,软件开发中的经典阶段,各阶段的关键问题：,需求阶段：什么是我们的上下文？要达到什么目的？ 分析阶段：要处理什么实体？如何确保实体的正确？ 系统设计阶段：如何解决问题？在完成的系统中需要什么硬件和软件？ 子系统设计阶段：如何实现解决方案？源代码和支持文件有哪些？ 规范阶段：哪些规则控制着系统组件之间的接口？可以去除模糊，确保正确吗？,这些问题有助于记住软件开发各个阶段的目的：,软件开发中的经典阶段,各阶段的关键问题：,实现阶段：如何编写组件，符合规范的要求？如何编写漂亮的代码？ 测试阶段：完成的系统满足要求吗？系统可以被攻破吗？ 部署阶段：系统管理员必须做什么？如何培训最终用户？
8、维护阶段：可以找出和更正错误吗？系统可以进行改进吗？,软件工程和瀑布方法学,1946年，世界上第一台电子计算机在美国研制成功；,软件工程的提出,1946年，世界上第一台电子计算机在美国研制成功；,软件工程和瀑布方法学,软件工程的提出,20世纪50年代，软件诞生，随之出现软件从业人员； 计算机系统发展早期（20世纪60年代中期以前）软件开发处于一种自由软件开发方式； 20世纪60年代中期到70中期，软件业进入一个大发展时期，但软件开发方法仍沿用早期的自由软件开发方式，导致软件危机的出现； 软件危机：在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。,1968年，前北大西洋公约组织的科技委员会
9、召集了一批一流的程序员、计算机科学家以及工业界人士在德国召开了一次以讨论和制定摆脱“软件危机”为主题的国际学术会议，会议上第一次提出了“软件工程（Software Engineering）”这一术语。 软件工程的理念是：软件生产可以像构建真实的结构那样。 例如建桥，根据物理学，工程是系统化的：如果遵循规则，就将交付有效的产品，它有安全的余量，以防止异常情况发生。 软件工程是一门建立在系统化、规范化、数量化等工程原则和方法上的，关于软件开发各个阶段的定义、任务和作用的工程学科。,软件工程和瀑布方法学,软件工程的提出,软件工程和瀑布方法学,软件工程的提出,软件开发方法学 软件工具 软件工程环境,软
10、件度量 项目估算 进度控制 人员组织 配置管理 项目计划,软件开发技术,项目管理,软件工程,随着软件工程的推广，方法学在软件生产可以系统化和可预计的假定下日益成熟。 随之产生了所谓的瀑布方法学(waterfall methodology)。,软件工程和瀑布方法学,瀑布方法学,随着软件工程的推广，方法学在软件生产可以系统化和可预计的假定下日益成熟。 随之产生了所谓的瀑布方法学(waterfall methodology)。,软件工程和瀑布方法学,瀑布方法学,新方法学,新方法学的观点：不可能一次开发出一个软件。无论我们怎么努力，第一次开发出的软件都是不完整或不完美的。所以需要执行几次软件开发的经典
11、阶段，给系统添加功能，完善系统。,新方法学,螺旋式方法学,新方法学,迭代式方法学,新方法学,递增式方法学,新方法学,合并方法学,面向对象的方法学,合适的方法学是软件开发的基础，因此，在面向对象技术兴起的过去十年中，人们发明了许多方法学； 所有面向对象的方法学都是类似的，有类似的阶段和类似的制品，但有许多小的区别。,每个阶段的哲理； 每个阶段的工作流和各个活动； 应生产的制品； 制品之间的依赖关系； 不同制品的表示法； 需要给静态结构和动态行为建模。,面向对象的方法学,一般，每个方法都会包含下面几方面内容：,静态结构包括决定系统的逻辑或物理部分有哪些？它们如何连接在一起？ 静态结构描述了如何构建
12、和初始化系统。,每个阶段的哲理； 每个阶段的工作流和各个活动； 应生产的制品； 制品之间的依赖关系； 不同制品的表示法； 需要给静态结构和动态行为建模。,面向对象的方法学,一般，每个方法都会包含下面几方面内容：,动态建模要决定静态部分如何协作。 动态建模描述了系统在运行时如何动作。,每个阶段的哲理； 每个阶段的工作流和各个活动； 应生产的制品； 制品之间的依赖关系； 不同制品的表示法； 需要给静态结构和动态行为建模。,面向对象的方法学,一般，每个方法都会包含下面几方面内容：,一般，在开发的每个阶段，至少要建立一个静态模型和一个动态模型。,面向对象的方法学,UML、RUP和XP,有了UML，“三
13、剑客”开始利用各自工作的最佳方面，着手设计方法学，在几年内，就提出了自己的螺旋式、迭代式和递增式方法，称为Rational Unified Process(RUP)； RUP不是惟一可用的方法学，甚至不是把UML作为表示法的惟一方法学。,面向对象的方法学,UML、RUP和XP,另一个常见的方法学是极限编程(extreme programming，XP)， XP能响应变化，也称为“快变”方法学,面向对象的方法学,UML、RUP和XP,任何方法学都需要反复改进项目制品，为了提高效率，就需要端对端的开发工具，允许制作制品，并存储制品。应具备以下功能：,面向对象的方法学,开发工具的需求,可跟踪性； 修
14、改历史； 多用户访问控制； 减少冗余； 一致性检查； 联网操作； 在开发过程中测试已制作出来的制品；,Rational公司根据UML和RUP开发了一个工具Rose，并称为著名的面向对象开发工具； 2003年，IBM收购了Rational公司，重新编写了该工具，使之成为一组模块化产品(现称为Rational应用开发器，Rational Application Developer)； 除Rose外，还有许多其他可用的开发工具，本课程只介绍Rational产品。,面向对象的方法学,开发工具的需求,面向对象的方法学,方法,工具,过程,成功项目的3方面支持,UML Rose RUP,Ripple概述,本节内容在后续课程中有详细讲解与具体体现,
