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1、第第2章章 软件生命周期过程模型软件生命周期过程模型2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期2.2软件过程模型软件过程模型2.3 演化过程模型演化过程模型2.4 增量过程模型增量过程模型2.5其他类型的过程模型其他类型的过程模型2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期对于软件产品的开发而言，涉及对于软件产品的分析、对于软件产品的开发而言，涉及对于软件产品的分析、设计、实现、测试等阶段，一般将完成这些阶段的时设计、实现、测试等阶段，一般将完成这些阶段的时序称为软件开发序称为软件开发过程过程。过程的重要性过程的重要性使一组活动具有了一致性和结构。过程便于排除使一组活动具有了一致性和结构。过
2、程便于排除人为干扰，形成规范化和标准化操作，使得能够人为干扰，形成规范化和标准化操作，使得能够采用灵活的方式来描述软件开发过程，允许人们采用灵活的方式来描述软件开发过程，允许人们使用不同的技术和工具进行软件设计和开发。使用不同的技术和工具进行软件设计和开发。获取经验并把它传授给他人，共享人类的经验。获取经验并把它传授给他人，共享人类的经验。2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期软件生命（生存）周期软件生命（生存）周期是软件产品或系统一系列相关是软件产品或系统一系列相关活动的全周期，即软件开发过程的全周期。表示一个活动的全周期，即软件开发过程的全周期。表示一个软件或软件产品从形成概念开始，
3、经过研制，交付使软件或软件产品从形成概念开始，经过研制，交付使用，在使用中不断增补修订，直到最后被淘汰，让位用，在使用中不断增补修订，直到最后被淘汰，让位于新的软件产品的过程，多个阶段和若干个子过程。于新的软件产品的过程，多个阶段和若干个子过程。对软件生命周期的不同划分，形成了不同的对软件生命周期的不同划分，形成了不同的软件生存软件生存周期模型周期模型。2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期根据根据GB8567软件开发国家标准软件开发国家标准，软件生命周期软件生命周期的的一一种典型的阶段划分为七个阶段：种典型的阶段划分为七个阶段：问题定义和可行性研究问题定义和可行性研究需求分析需求分析概
4、要设计概要设计详细设计详细设计编码编码测试测试维护维护2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期软件生命周期的另一种软件生命周期的另一种典型阶段划分典型阶段划分：软件定义软件定义软件开发软件开发软件测试软件测试软件使用与维护软件使用与维护2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期1软件定义软件定义软件定义阶段一般分为可行性分析与需求分析。软件定义阶段一般分为可行性分析与需求分析。 可行性分析的任务是了解用户的要求及实现环境，可行性分析的任务是了解用户的要求及实现环境，从技术、经济和社会等几个方面研究并论证软件从技术、经济和社会等几个方面研究并论证软件系统的可行性。系统的可行性。需求分析的任
5、务是确定所要开发软件的功能需求、需求分析的任务是确定所要开发软件的功能需求、性能需求和运行环境约束，编制软件需求规格说性能需求和运行环境约束，编制软件需求规格说明、软件系统的确认测试准则。软件需求不仅是明、软件系统的确认测试准则。软件需求不仅是软件开发的依据，也是软件验收的标准。软件开发的依据，也是软件验收的标准。2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期2软件开发软件开发软件开发是按照需求规格说明的要求，由抽象到具体，软件开发是按照需求规格说明的要求，由抽象到具体，逐步生成软件的过程。软件开发一般由设计、实现等逐步生成软件的过程。软件开发一般由设计、实现等阶段组成。阶段组成。软件设计阶段包
6、括：概要设计和详细设计。概要软件设计阶段包括：概要设计和详细设计。概要设计也称为总体设计，在这个阶段需要确定软件设计也称为总体设计，在这个阶段需要确定软件的总体结构（模块化）。详细设计阶段的目的是的总体结构（模块化）。详细设计阶段的目的是确定模块采用的算法和块内数据结构。确定模块采用的算法和块内数据结构。软件实现阶段即编码阶段：把模块的过程性描述软件实现阶段即编码阶段：把模块的过程性描述翻译成用选定的程序设计语言书写的源程序。翻译成用选定的程序设计语言书写的源程序。2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期3 软件测试软件测试单元测试：对软件设计的最小单元单元测试：对软件设计的最小单元“模块
7、模块”进行正进行正确性检验的测试工作。确性检验的测试工作。集成测试集成测试 ：按设计要求把通过单元测试的各个模：按设计要求把通过单元测试的各个模块组装在一起之后所进行的测试。也称为组装测试。块组装在一起之后所进行的测试。也称为组装测试。系统测试：将已经集成好的软件系统置于实际运行系统测试：将已经集成好的软件系统置于实际运行环境中所进行的测试。环境中所进行的测试。验收测试：是软件开发结束后，用户对软件产品投验收测试：是软件开发结束后，用户对软件产品投入实际应用前，进行的最后一次质量检验活动。它入实际应用前，进行的最后一次质量检验活动。它要回答开发的软件产品是否符合预期的各项要求，要回答开发的软件
8、产品是否符合预期的各项要求，以及用户能否接受的问题。又称确认测试。以及用户能否接受的问题。又称确认测试。2.1 过程及软件生命周期过程及软件生命周期4软件使用和维护软件使用和维护软件的使用是在软件通过测试后，将软件安装在软件的使用是在软件通过测试后，将软件安装在用户确定的运行环境中移交给用户使用。用户确定的运行环境中移交给用户使用。软件的维护是对软件系统进行修改或对软件需求软件的维护是对软件系统进行修改或对软件需求变化做出反应的过程。变化做出反应的过程。最终：终止对软件系统的支持，停止软件的使用最终：终止对软件系统的支持，停止软件的使用（退役）。（退役）。2.2 软件过程模型软件过程模型软件开
9、发过程中存在各种复杂因素，为了解决由此而软件开发过程中存在各种复杂因素，为了解决由此而带来的种种问题，软件开发者们经过多年的摸索，给带来的种种问题，软件开发者们经过多年的摸索，给出了多种实现软件工程的方式出了多种实现软件工程的方式软件过程模型软件过程模型（软软件生存周期模型件生存周期模型）。）。软件过程模型是指从软件项目需求定义开始直至软件软件过程模型是指从软件项目需求定义开始直至软件使用后废弃为止，针对系统开发、运作和维护所实施使用后废弃为止，针对系统开发、运作和维护所实施的全部过程、活动和任务的结构框架。的全部过程、活动和任务的结构框架。2.2 软件过程模型软件过程模型瀑布模型瀑布模型瀑布
10、模型（瀑布模型（waterfall model），又称线性顺序模），又称线性顺序模型，首先由型，首先由RoyceRoyce，1970提出。提出。瀑布过程模型反映了人们早期对软件工程的认识瀑布过程模型反映了人们早期对软件工程的认识水平，是人们所熟悉的一种线性思维的体现。水平，是人们所熟悉的一种线性思维的体现。瀑布模型是软件工程的最早范例。瀑布模型是软件工程的最早范例。该模型规定了各项软件工程活动，包括制定开发该模型规定了各项软件工程活动，包括制定开发计划、进行需求分析和说明、软件设计、程序编计划、进行需求分析和说明、软件设计、程序编码、测试及运行维护。并且规定了它们自上而下、码、测试及运行维护。
11、并且规定了它们自上而下、相互衔接的固定次序。相互衔接的固定次序。2.2 软件过程模型软件过程模型2.2 软件过程模型软件过程模型基本思想：瀑布式软件生存期模型把软件开发过程划基本思想：瀑布式软件生存期模型把软件开发过程划分成若干阶段，每个阶段的任务相对独立，便于不同分成若干阶段，每个阶段的任务相对独立，便于不同人员分工协作，从而降低了整个软件开发工程的困难人员分工协作，从而降低了整个软件开发工程的困难程度。在软件生存期的每个阶段都采用科学的管理技程度。在软件生存期的每个阶段都采用科学的管理技术和良好的方法与技术，而且每个阶段结束之前，都术和良好的方法与技术，而且每个阶段结束之前，都从技术和管理
12、两个角度进行严格的审查，经确认之后从技术和管理两个角度进行严格的审查，经确认之后才开始下一阶段的工作。才开始下一阶段的工作。瀑布模型强调阶段的划分及其顺序性、各阶段工作及瀑布模型强调阶段的划分及其顺序性、各阶段工作及其文档的完备性，是一种严格线性的、按阶段顺序的、其文档的完备性，是一种严格线性的、按阶段顺序的、逐步细化的开发模式。逐步细化的开发模式。2.2 软件过程模型软件过程模型优点：优点：结构简单明了；结构简单明了；历史较长、应用面广泛、为广大软件工作者所熟悉；历史较长、应用面广泛、为广大软件工作者所熟悉；已有与之配套的一组十分成熟的开发方法和丰富的已有与之配套的一组十分成熟的开发方法和丰
13、富的支撑工具。支撑工具。2.2 软件过程模型软件过程模型缺点：缺点：任何一个阶段都不可能在下一阶段开始之前完全任何一个阶段都不可能在下一阶段开始之前完全结束。结束。确定了需求分析的绝对重要性，但是在实践中要确定了需求分析的绝对重要性，但是在实践中要想获得完善的需求说明是非常困难的；想获得完善的需求说明是非常困难的；反馈信息慢；反馈信息慢；开发者常常被不必要地耽搁。开发者常常被不必要地耽搁。当需求确定，工作能够按线性方式完成时，该模型很当需求确定，工作能够按线性方式完成时，该模型很有用。有用。适用情况：很小的项目、有熟悉的类似项目适用情况：很小的项目、有熟悉的类似项目2.2 软件过程模型软件过程
14、模型具有原型化的瀑布模型具有原型化的瀑布模型：将原型化模型与瀑布将原型化模型与瀑布模型结合，既保留了模型结合，既保留了瀑布模型的优点，又瀑布模型的优点，又发挥了快速原型的优发挥了快速原型的优势。势。快速原型（快速原型（rapid prototype），是一个），是一个运行模型，在功能上运行模型，在功能上等价于产品的一个子等价于产品的一个子集。集。2.3 演化过程模型演化过程模型原型化模型原型化模型：在开发真实系统之前，构造一个原型，在该原型在开发真实系统之前，构造一个原型，在该原型的基础上，逐渐完成整个系统的开发工作。的基础上，逐渐完成整个系统的开发工作。第一步是建造一个快速原型，实现客户或未
15、来第一步是建造一个快速原型，实现客户或未来的用户与系统的交互，用户或客户对原型进行的用户与系统的交互，用户或客户对原型进行评价，进一步细化待开发软件的需求。评价，进一步细化待开发软件的需求。第二步则在前者基础上开发客户满意的软件产第二步则在前者基础上开发客户满意的软件产品。品。注意：原型往往是要废弃的。注意：原型往往是要废弃的。2.3 演化过程模型演化过程模型2.3 演化过程模型演化过程模型螺旋模型螺旋模型（spiral model）：）：Boehm，1988将瀑布模型将瀑布模型与演化模型结合起来，并且添加两种模型均忽略的风险与演化模型结合起来，并且添加两种模型均忽略的风险分析。分析。基本思路
16、：基本思路：在在“瀑布模型瀑布模型”的每一个开发阶段前引入一个非常严的每一个开发阶段前引入一个非常严格的风险识别、风险分析和风险控制，它把软件项目格的风险识别、风险分析和风险控制，它把软件项目分解成一个个小项目。每个小项目都标识一个或多个分解成一个个小项目。每个小项目都标识一个或多个主要风险，直到所有的主要风险因素都被确定。主要风险，直到所有的主要风险因素都被确定。螺旋模型沿着螺线旋转，在笛卡儿坐标的螺旋模型沿着螺线旋转，在笛卡儿坐标的4个象限上个象限上分别表达了分别表达了4个方面的活动。沿螺旋线自内向外每旋转个方面的活动。沿螺旋线自内向外每旋转一圈，便开发出一个更为完善的、新的软件版本。依一
17、圈，便开发出一个更为完善的、新的软件版本。依据前一个版本的结果构造新的版本，这个不断重复迭据前一个版本的结果构造新的版本，这个不断重复迭代的过程形成了一个螺旋上升的路径。代的过程形成了一个螺旋上升的路径。2.3 演化过程模型演化过程模型螺旋模型螺旋模型4个象限的活动个象限的活动制定计划：确定软件目标，选定实施方案，弄清制定计划：确定软件目标，选定实施方案，弄清项目开发的限制条件。项目开发的限制条件。风险分析：分析所选方案，考虑如何识别和消除风险分析：分析所选方案，考虑如何识别和消除风险。风险。实施工程：实施软件开发。实施工程：实施软件开发。客户评估：评价开发工作，提出修正建议。客户评估：评价开
18、发工作，提出修正建议。2.3 演化过程模型演化过程模型2.3 演化过程模型演化过程模型螺旋模型产生的主要原因：规避风险、及时反馈、避螺旋模型产生的主要原因：规避风险、及时反馈、避免一次大量集成代码。免一次大量集成代码。 优点：优点：每次迭代中收集过程中产生的各种度量数据每次迭代中收集过程中产生的各种度量数据将软件质量作为目标将软件质量作为目标软件测试软件测试软件维护软件维护缺点：缺点：管理过程管理过程 、文档一致性、文档一致性限制条件限制条件适用：大规模软件项目适用：大规模软件项目2.3 演化过程模型演化过程模型操作说明模型操作说明模型：用演示系统行为的方式来评价或执行：用演示系统行为的方式来
19、评价或执行系统需求。（仅作了解）系统需求。（仅作了解）2.4 增量过程模型增量过程模型快速应用开发（快速应用开发（RAD）模型）模型 ：线性顺序的软件开发：线性顺序的软件开发模型，极短的开发周期。模型，极短的开发周期。RAD 模型是线性顺序模型的一个模型是线性顺序模型的一个“高速高速”变种，通变种，通过使用基于构件的建造方法获得了快速开发。过使用基于构件的建造方法获得了快速开发。开发阶段：开发阶段：业务建模业务建模数据建模数据建模处理建模处理建模应用生成应用生成测试及反复测试及反复2.4 增量过程模型增量过程模型2.4 增量过程模型增量过程模型增量和迭代模型增量和迭代模型：两个系统并行工作，产
20、品系统和开发系统两个系统并行工作，产品系统和开发系统产品系统（或称操作的系统）是一个被顾客和用产品系统（或称操作的系统）是一个被顾客和用户使用的系统户使用的系统开发系统是准备用来替换现行产品系统的下一个开发系统是准备用来替换现行产品系统的下一个版本版本2.4 增量过程模型增量过程模型增量开发：需求文档中指明的系统按功能划分为子系增量开发：需求文档中指明的系统按功能划分为子系统。定义发布时首先是定义一个小的、具有一定功能统。定义发布时首先是定义一个小的、具有一定功能的子系统，然后在每一个新的发布中增加新的功能。的子系统，然后在每一个新的发布中增加新的功能。迭代开发：在一开始就移交一个完整的系统，
21、然后在迭代开发：在一开始就移交一个完整的系统，然后在每一个新的发布版本中改变每个子系统的功能。每一个新的发布版本中改变每个子系统的功能。2.4 增量过程模型增量过程模型增量开发增量开发迭代速度加快，每次只是在前一次的基础上增加迭代速度加快，每次只是在前一次的基础上增加少量功能，增量过程。少量功能，增量过程。有些时候可能会用一种几乎连续的过程小幅度地有些时候可能会用一种几乎连续的过程小幅度地推进项目。推进项目。适用于项目后期适用于项目后期 。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型喷泉模型喷泉模型：（仅作了解）：（仅作了解）一种以用户需求为动力，以对一种以用户需求为动力，以对象为驱动的模型，
22、主要用于描象为驱动的模型，主要用于描述面向对象的软件开发过程。述面向对象的软件开发过程。软件开发过程自下而上周期的软件开发过程自下而上周期的各阶段是相互重叠和多次反复各阶段是相互重叠和多次反复的。各个开发阶段没有特定的的。各个开发阶段没有特定的次序要求，并且可以交互进行，次序要求，并且可以交互进行，可以在某个开发阶段中随时补可以在某个开发阶段中随时补充其他任何开发阶段中的遗漏。充其他任何开发阶段中的遗漏。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型智能模型智能模型：（仅作了解）：（仅作了解）也称为也称为“基于知识的软件基于知识的软件开发模型开发模型”，把瀑布模型，把瀑布模型和专家系统结合在一起
23、，和专家系统结合在一起，利用专家系统来帮助软件利用专家系统来帮助软件开发人员的工作。开发人员的工作。在实施过程中以软件工程在实施过程中以软件工程知识为基础的生成规则构知识为基础的生成规则构成的知识系统与包含应用成的知识系统与包含应用领域知识规则的专家系统领域知识规则的专家系统相结合，构成这一应用领相结合，构成这一应用领域软件的开发系统。域软件的开发系统。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型V模型模型：特点：实现了测试设计和测试执行相分离，揭示特点：实现了测试设计和测试执行相分离，揭示了软件测试活动分层和分阶段的本质特性，测试了软件测试活动分层和分阶段的本质特性，测试执行的顺序与开发活动
24、相反（对应关系）执行的顺序与开发活动相反（对应关系）单元和集成测试应检测程序的执行是否满足软件单元和集成测试应检测程序的执行是否满足软件设计的要求；系统测试应检测系统功能、性能的设计的要求；系统测试应检测系统功能、性能的质量特性是否达到系统要求的指标；验收测试确质量特性是否达到系统要求的指标；验收测试确定软件的实现是否满足用户需求或合同的要求。定软件的实现是否满足用户需求或合同的要求。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型需求分析阶段：参与需求分析阶段：参与SRS的调研及评审工作，从测试的调研及评审工
25、作，从测试角度分析需求的可测试性，如：需求内容是真实可靠角度分析需求的可测试性，如：需求内容是真实可靠的，一条需求存在一个明确预知的结果，是否正确、的，一条需求存在一个明确预知的结果，是否正确、完整、严密、无歧义；并制定系统测试计划。完整、严密、无歧义；并制定系统测试计划。概要设计阶段：参与概要设计阶段：参与HLD（High Layer Desigh）评审，）评审，制定集成测试计划，并编写系统测试方案及系统测试制定集成测试计划，并编写系统测试方案及系统测试用例的设计，完成本阶段的测试需求跟踪。用例的设计，完成本阶段的测试需求跟踪。详细设计阶段：参与详细设计阶段：参与LLD（Low Layer
26、Desigh）评审，）评审，制定单元测试计划，并编写集成测试方案及集成测试制定单元测试计划，并编写集成测试方案及集成测试用例的设计，完成本阶段的测试需求跟踪。用例的设计，完成本阶段的测试需求跟踪。编码阶段：参与代码的评审，编写相关的单元测试方编码阶段：参与代码的评审，编写相关的单元测试方案，单元测试用例的设计，并参加相应的评审工作，案，单元测试用例的设计，并参加相应的评审工作，完成本阶段的测试需求跟踪。完成本阶段的测试需求跟踪。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型单元测试单元测试UT/集成测试集成测试IT/系统测试系统测试ST阶段：搭建测阶段：搭建测试环境，执行测试用例；发现缺陷后提交
27、缺陷报告，试环境，执行测试用例；发现缺陷后提交缺陷报告，进行回归测试，提交测试日报，系统测试预测试报告，进行回归测试，提交测试日报，系统测试预测试报告，系统测试报告。系统测试报告。验收测试阶段：提交测试报告以及对测试报告的相关验收测试阶段：提交测试报告以及对测试报告的相关评审工作，最后是对缺陷的度量分析及总体测试工作评审工作，最后是对缺陷的度量分析及总体测试工作的评价；做好整个测试周期中一切需要更新的内容，的评价；做好整个测试周期中一切需要更新的内容，方便未来新版本的测试。方便未来新版本的测试。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型优点：非常明确的标明了测试过程中存在的不同等级，优点：非
28、常明确的标明了测试过程中存在的不同等级，并且清晰的描述了这些测试阶段和开发过程期间各阶并且清晰的描述了这些测试阶段和开发过程期间各阶段的对应关系。段的对应关系。缺点：缺点：仅仅把测试作为在编码之后的一个阶段，是针对仅仅把测试作为在编码之后的一个阶段，是针对程序进行的寻找错误的活动，而忽视了测试活动程序进行的寻找错误的活动，而忽视了测试活动对需求分析，系统设计等活动的验证与确认的功对需求分析，系统设计等活动的验证与确认的功能。能。仅注重动态测试，未涉及静态测试技术。仅注重动态测试，未涉及静态测试技术。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型验证和确认（验证和确认（V&V）验证（验证（veri
29、fication） ：保证软件正确地实现特定功：保证软件正确地实现特定功能的一系列活动，能的一系列活动，Am I building the system right?检测每一阶段形成的工作产品是否与前一阶段定检测每一阶段形成的工作产品是否与前一阶段定义的规格相一致（需求、设计、编码、测试前后义的规格相一致（需求、设计、编码、测试前后是否一致）。是否一致）。包括需求评审、代码走查、代码审查、设计评审包括需求评审、代码走查、代码审查、设计评审及回顾评审等；及回顾评审等；2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型确认（确认（validation） ：保证所生产的软件可追溯到用：保证所生产的软件可追
30、溯到用户需求的一系列活动，户需求的一系列活动，Am I building the right system?检测每一阶段的工作产品是否与最初定义的软件检测每一阶段的工作产品是否与最初定义的软件需求规格相一致（需求、设计、编码、测试对需需求规格相一致（需求、设计、编码、测试对需求的跟踪）求的跟踪）执行真实的功能来完成，包括单元测试、集成测执行真实的功能来完成，包括单元测试、集成测试、系统测试、用户验收测试等。试、系统测试、用户验收测试等。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型通常在测试中，使用验证来检查中间可交付的结果，通常在测试中，使用验证来检查中间可交付的结果，使用确认来评估可执行代码
31、的性能。使用确认来评估可执行代码的性能。从需求阶段到编码阶段，主要是采用验证手段进从需求阶段到编码阶段，主要是采用验证手段进行测试，从而完成对开发的中间结果的正确性的评行测试，从而完成对开发的中间结果的正确性的评估。估。编码完成并经过代码审查等测试之后，此时的测编码完成并经过代码审查等测试之后，此时的测试主要在软件的可执行模式下进行，即利用确认手试主要在软件的可执行模式下进行，即利用确认手段进行测试。段进行测试。2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型2.5 其他类型的过程模型其他类型的过程模型变换模型变换模型：试图通过减少某些主要的开发步骤来减少：试图通过减少某些主要的开发步骤来减少出错
32、的机会。利用自动化工具的支持，变换过程使用出错的机会。利用自动化工具的支持，变换过程使用一系列变换把需求说明改变成一个可交付使用的系统。一系列变换把需求说明改变成一个可交付使用的系统。（仅作了解）（仅作了解）小结小结 软件生命周期模型是软件工程的重要内容之一，依软件生命周期模型是软件工程的重要内容之一，依据不同的软件和开发机构及开发人员等因素，必须在据不同的软件和开发机构及开发人员等因素，必须在软件开发前需要慎重地选择合适的模型。本章描述了软件开发前需要慎重地选择合适的模型。本章描述了4类类11个不同的软件开发模型，它们只是众多模型中个不同的软件开发模型，它们只是众多模型中比较具有代表性和比较流行的一小部分。重要的是希比较具有代表性和比较流行的一小部分。重要的是希望了解软件工程处理方法和核心思想，理解软件开发望了解软件工程处理方法和核心思想，理解软件开发的本质，掌握软件开发的规律。的本质，掌握软件开发的规律。习题习题1.什么是软件生命周期模型什么是软件生命周期模型?2.试比较瀑布模型和螺旋模型的优缺点，说明每种模试比较瀑布模型和螺旋模型的优缺点，说明每种模型的适用范围。型的适用范围。
