浅谈软件开发的四大要素
文章目录
- 前言
- 开发人员
-
- 项目经理
- 业务分析师
- 系统架构师
- 数据库设计人员
- 软件开发人员
- 测试人员
- 开发模式
-
- 1、边做边改模型（Build-and-Fix Model）
- 2、瀑布模型（Waterfall Model）
- 3、迭代模型（stagewise model）
- 4、快速原型模型（Rapid Prototype Model）
- 5、增量模型（Incremental Model）
- 6、螺旋模型（Spiral Model）
- 7、敏捷软件开发 (Agile development)
- 8、演化模型（evolutionary model）
- 9、喷泉模型（fountain model模型）
- 10、智能模型（四代技术 4GL)
- 11、混合模型（hybrid model）
- 开发阶段
- 软件产品
- 后记
前言
这学期在上《软件质量保证与测试》这门课，对于软件测试前的前导课，软件开发的过程有所感悟，在此记录一下；
对于软件开发的过程，不可谓不熟悉，真的是爱恨交织，第一次自己头铁当队长做服创，也没有学长学姐带着，没啥经验，就是乱搞，然后交接和收尾的时候，我真的是快哭了；
在做的时候，每次一看要求，就又感觉不对，又重新写数据库，重新写后端接口，人都裂开了；作为队长还要管理队伍啥的，只能说，一言难尽吧
下面介绍软件开发的四大要素：开发人员，开发模式，开发阶段，软件产品；
开发人员
开发人员是软件开发的重要组成部分，各成员分工明确，各司其职，能够大大提高软件开发的效率以及软件的质量；
在软件开发中的开发人员主要分为以下几类：
- 项目经理
- 业务分析人员
- 系统架构师
- 数据库设计人员
- 开发人员
- 测试人员
项目经理
项目经理，是指为项目的成功策划和执行负总责的人；
项目经理必须要有一系列的技能包括提出敏锐问题的能力，察觉未声明的假设以及解决人与人之间的冲突，同时还需要更多的系统化的管理技能。
项目经理的主要职责是识别直接影响成功机率的风险，这种风险应该在项目的整个生命周期中进行正式或非正式的测量。
风险主要从不确定中产生，成功的项目经理是关注风险作为主要的关心的事。所有影响項目的问题总是以这种方式或那种方式从风险上产生。一个好的项目经理可以显著地减少风险，通常通过坚持开放的沟通的政策，以保证每一个重要的参与者都有机会表达自己的意见和关心的事。
关于项目经理的九种基本影响力：
- 职权——合法的、发布命令的正当权力。
- 分配任务——项目经理的能够被感知的、影响个人后期工作任务的能力。
- 预算——项目经理的能够被感知的、授权他人自由使用资金的能力。
- 晋升——项目经理的能够被感知的、提高员工的职位的能力。
- 薪酬——项目经理的能够被感知的、增加员工的工资的报酬能力。
- 处罚——项目经理的能够被感知的、施加或导致惩罚的权力。
- 工作挑战——利用员工对某项具体工作的热爱的内在激励措施。
- 专业技术——项目经理拥有的、其他员工视为重要的特殊知识。
- 友谊——项目经理和其他人之间的友好的人际关系。
业务分析师
业务分析师是客户与软件开发人员之间的纽带。 他执行一系列任务和技术来了解客户公司的当前流程以及当前的工作方式，然后提出了有关软件开发的建议，以改进业务流程。
在实践中，业务分析师可以兼任多个角色：技术撰稿人，系统分析师和测试人员。
业务分析师主要处理：
- 需求收集；
- 需求分析；
- 需求管理；
准确、有效地获取利益相关者的需求是业务分析师（以下简称 “BA”）在任何软件项目中的重要组成部分。BA 负责确保需求清晰表达，解决不一致性和模糊性，以及将各个需求综合成一个统一的解决方案。
需求分析是 BA 在任何软件项目中的第二个关键部分，BA 负责解决需求中的差距和冲突，识别和协调不同需求之间的相互依赖和关系，并确保需求无缝地配合在一起以产生预期的解决方案。无论需求是用户故事、用例还是功能需求文档来记录，这种分析角色都同样适用。
软件项目中 BA 角色的第三个关键部分是需求管理。BA 负责确保需求与业务价值和业务结果保持联系，跟踪和监督从初始激发到最终交付的需求，以及从项目开始到结束保持业务解决方案的完整性。无论项目是敏捷的、迭代的、瀑布式的还是介于两者之间的项目，这个角色是必不可少的。
这些任务都需要在业务分析专业下开发、提升和提炼。即使这些任务被分配给从开发人员到产品所有者的任何其他项目成员，该人员仍然在履行业务分析员的角色。
系统架构师
系统架构师是一个最终确认和评估系统需求，给出开发规范，搭建系统实现的核心构架，并澄清技术细节、扫清主要难点的技术人员。主要着眼于系统的“技术实现”。因此他/她应该是特定的开发平台、语言、工具的大师，对常见应用场景能给出最恰当的解决方案，同时要对所属的开发团队有足够的了解，能够评估自己的团队实现特定的功能需求需要的代价。 系统架构师负责设计系统整体架构，从需求到设计的每个细节都要考虑到，把握整个项目，使设计的项目尽量效率高，开发容易，维护方便，升级简单等。
软件系统架构师综合的知识能力包括9个方面，即：
- 战略规划能力。
- 业务流程建模能力。
- 信息数据结构能力。
- 技术架构选择和实现能力。
- 应用系统架构的解决和实现能力。
- 基础IT知识及基础设施、资源调配能力。
- 信息安全技术支持与管理保障能力。
- IT审计、治理与基本需求分析、获取能力。
- 面向软件系统可靠性与系统生命周期的质量保障服务能力。
作为系统架构师，必须成为所在开发团队的技术路线指导者；具有很强的系统思维的能力；需要从大量互相冲突的系统方法和工具中区分出哪些是有效的，哪些是无效的。架构师应当是一个成熟的、丰富的、有经验的、有良好教育的、学习快捷、善沟通和决策能力强的人。丰富是指他必须具有业务领域方面的工作知识，知识来源于经验或者教育。他必须广泛了解各种技术并精通一种特定技术，至少了解计算机通用技术以便确定那种技术最优，或组织团队开展技术评估。优秀的架构师能考虑并评估所有可用来解决问题的总体技术方案。需要良好的书面和口头沟通技巧，一般通过可视化模型和小组讨论来沟通指导团队确保开发人员按照架构建造系统。
数据库设计人员
数据库设计人员负责数据库中数据的确定，数据库各级模式的设计。数据库设计人员必须参加用户需求调查和系统分析，然后进行数据库设计。在很多情况下，数据库设计人员由数据库管理员担任。
主要职责：
- 决定数据库中的信息内容和结构；
- 决定数据库的存储结构和存取策略；
- 定义数据的安全性要求和完整性约束条件；
- 监控数据库的使用和运行；
- 数据库的改进和重组、重构；
软件开发人员
软件开发人员构思、设计和构建计算机程序。 一些人开发用于移动或桌面的新应用程序，而另一些人则构建底层操作系统。 无论哪种方式，软件开发人员都需要识别用户需求，构建程序，测试新软件，并进行改进。
软件开发一般包括开发经理、前端开发、后端开发：
- 开发经理，称为产品研发经理，负责制定并论证产品研发计划、监督管理研发工作进度及质量，提出有效的解决方案。
- 前端开发，负责呈现给用户的过程中创建 Web 页面或 app 等前端界面。
- 后端开发，通常称为软件开发工程师，负责软件概要设计、详细设计、编码、单元测试工作及说明文档的编写，这一职能更多时候被叫程序员。
主要职责：
- RFID 相关应用软件、信息管理类软件的设计、研发、维护、安装实施；
- 数据库管理及应用开发；
- 根据要求进行软件概要设计、详细设计、编码、单元测试工作及说明文档的编写；
测试人员
软件测试员是指根据测试计划和测试方案进行软件测试；能够针对软件需求开发测试模型，制定测试方案，安排测试计划，并对测试项目进行管理的专业人员。
软件测试是验证软件是否能达到期望功能的惟一有效的方法。应该由专业软件测试人员运用一定的测试工具对软件进行专业测试。
主要职责：
- 为高层提供服务；
- 为项目经理提供服务；
- 为QA提供服务；
- 为程序员提供服务；
- 为市场推广人员提供服务；
综上所述，测试人员的职责就是通过测试报告向项目的主要涉众传达产品的信息，即他是作为一个重要的信息源，为质量体系的运作提供到位的服务。详见百度百科；
开发模式
软件开发模式是个意义很广泛的感念。
从技术方面来讲，软件开发模式是设计软件的基本思想和套路；
从工程方面来讲，软件开发模式也是满足商业信息化和电子化的首选的手段和方法。
通俗的讲，软件开发模式就是为开发出满足业务需要的软件而选择的一种实现方式。一般情况下，人们会参考公认的最佳实践并根据当前的具体情况，借助先进的辅助技术手段，形成符合项目所需的模式体系。
软件开发模式与软件本身一样，是会随时间不断变化的。人们在创造出软件开发模式这个概念的时候，就已经预示着它并不是一成不变的了。
原因是，软件开发模式是因软件而生的，是依附于软件的开发过程的。软件开发模式最初被创造出来的目的是，以不变的模式来应对多变的软件需求。可惜，事实证明，这是不可能的。
当下，计算机软件技术在以每一到两年的周期翻新着。几乎每个月甚至每天，软件需要应对的问题都是不同的。需求的层出不穷和软件技术的推陈出新让软件开发者们应接不暇。于是，人们从以往的经验和问题求解过程中提取出了所谓模式的东西，使得在再遇到类似问题或情景的时候能够有可以参考甚至现成的最优解决方案。
可惜，这种最优的解决方案是相对的。世界上也许存在着对一般问题的通解，但绝对不会存在针对所有类似问题的特解。更何况，在软件领域中，解决方案所依托的技术基础和思想原则本身就是在不断演化和变革。这也就意味着，软件开发模式也是需要随着时间的推移，随着软件技术的更新，不断的进行演化或者被完全淘汰。
软件模式主要有以下几种：
- 边做边改模型（Build-and-Fix Model）
- 瀑布模型（Waterfall Model）
- 迭代模型（stagewise model）
- 快速原型模型（Rapid Prototype Model）
- 增量模型（Incremental Model）
- 螺旋模型（Spiral Model）
- 敏捷软件开发 (Agile development)
- 演化模型（evolutionary model）
- 喷泉模型（fountain model）
- 混合模型（hybrid model）
- …
以下内容出自 软件开发模式的种类有哪些？
1、边做边改模型（Build-and-Fix Model）
其实现在许多产品实际都是使用的边做边改模型来开发的，特别是很多小公司产品周期压缩的太短。在这种模型中，既没有规格说明，也没有经过设计，软件随着客户的需要一次又一次地不断被修改。
在这个模型中，开发人员拿到项目立即根据需求编写程序，调试通过后生成软件的第一个版本。在提供给用户使用后，如果程序出现错误，或者用户提出新的要求，开发人员重新修改代码，直到用户和测试等等满意为止。
这是一种类似作坊的开发方式，边做边改模型的优点毫无疑问就是前期出成效快。
对编写逻辑不需要太严谨的小程序来说还可以对付得过去，但这种方法对任何规模的开发来说都是不能令人满意的，其主要问题在于：
1） 缺少规划和设计环节，软件的结构随着不断的修改越来越糟，导致无法继续修改；
2） 忽略需求环节，给软件开发带来很大的风险；
3） 没有考虑测试和程序的可维护性，也没有任何文档，软件的维护十分困难。
2、瀑布模型（Waterfall Model）
瀑布模型是一种比较老旧的软件开发模型，1970年温斯顿·罗伊斯提出了著名的瀑布模型，直到80年代都还是一直被广泛采用的模型。
瀑布模型将软件生命周期划分为制定计划、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试和运行维护等六个基本活动，并且规定了它们自上而下、相互衔接的固定次序，如同瀑布流水，逐级下落。
在瀑布模型中，软件开发的各项活动严格按照线性方式进行，当前活动接受上一项活动的工作结果，实施完成所需的工作内容。当前活动的工作结果需要进行验证，如验证通过，则该结果作为下一项活动的输入，继续进行下一项活动，否则返回修改。
瀑布模型优点是严格遵循预先计划的步骤顺序进行，一切按部就班比较严谨。
瀑布模型强调文档的作用，并要求每个阶段都要仔细验证。但是，这种模型的线性过程太理想化，已不再适合现代的软件开发模式，几乎被业界抛弃，其主要问题在于：
1） 各个阶段的划分完全固定，阶段之间产生大量的文档，极大地增加了工作量；
2） 由于开发模型是线性的，用户只有等到整个过程的末期才能见到开发成果，从而增加了开发的风险；
3） 早期的错误可能要等到开发后期的测试阶段才能发现，进而带来严重的后果。
4） 各个软件生命周期衔接花费时间较长，团队人员交流成本大。
5） 瀑布式方法在需求不明并且在项目进行过程中可能变化的情况下基本是不可行的。
3、迭代模型（stagewise model）
（也被称作迭代增量式开发或迭代进化式开发）
迭代模型是一种与传统的瀑布式开发相反的软件开发过程，它弥补了传统开发方式中的一些弱点，具有更高的成功率和生产率。
在迭代式开发方法中，整个开发工作被组织为一系列的短小的、固定长度（如3周）的小项目，被称为一系列的迭代。每一次迭代都包括了需求分析、设计、实现与测试。采用这种方法，开发工作可以在需求被完整地确定之前启动，并在一次迭代中完成系统的一部分功能或业务逻辑的开发工作。再通过客户的反馈来细化需求，并开始新一轮的迭代。
教学中，对迭代和版本的区别，可理解如下： 迭代一般指某版本的生产过程，包括从需求分析到测试完成； 版本一般指某阶段软件开发的结果，一个可交付使用的产品。
与传统的瀑布模型相比较，迭代过程具有以下优点：
1）降低了在一个增量上的开支风险。如果开发人员重复某个迭代，那么损失只是这一个开发有误的迭代的花费。
2）降低了产品无法按照既定进度进入市场的风险。通过在开发早期就确定风险，可以尽早来解决而不至于在开发后期匆匆忙忙。
3）加快了整个开发工作的进度。因为开发人员清楚问题的焦点所在，他们的工作会更有效率。
4）由于用户的需求并不能在一开始就作出完全的界定，它们通常是在后续阶段中不断细化的。因此，迭代过程这种模式使适应需求的变化会更容易些。因此复用性更高
4、快速原型模型（Rapid Prototype Model）
快速原型模型的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评价，进一步细化待开发软件的需求。通过逐步调整原型使其满足客户的要求，开发人员可以确定客户的真正需求是什么；第二步则在第一步的基础上开发客户满意的软件产品。
显然，快速原型方法可以克服瀑布模型的缺点，减少由于软件需求不明确带来的开发风险，具有显著的效果。
快速原型的关键在于尽可能快速地建造出软件原型，一旦确定了客户的真正需求，所建造的原型将被丢弃。因此，原型系统的内部结构并不重要，重要的是必须迅速建立原型，随之迅速修改原型，以反映客户的需求。
快速原型模型有点整合边做边改与瀑布模型优点的意味。
5、增量模型（Incremental Model）
与建造大厦相同，软件也是一步一步建造起来的。在增量模型中，软件被作为一系列的增量构件来设计、实现、集成和测试，每一个构件是由多种相互作用的模块所形成的提供特定功能的代码片段构成。
增量模型在各个阶段并不交付一个可运行的完整产品，而是交付满足客户需求的一个子集的可运行产品。整个产品被分解成若干个构件，开发人员逐个构件地交付产品，这样做的好处是软件开发可以较好地适应变化，客户可以不断地看到所开发的软件，从而降低开发风险。
但是，增量模型也存在以下缺陷：
1） 由于各个构件是逐渐并入已有的软件体系结构中的，所以加入构件必须不破坏已构造好的系统部分，这需要软件具备开放式的体系结构。
2） 在开发过程中，需求的变化是不可避免的。增量模型的灵活性可以使其适应这种变化的能力大大优于瀑布模型和快速原型模型，但也很容易退化为边做边改模型，从而是软件过程的控制失去整体性。
在使用增量模型时，第一个增量往往是实现基本需求的核心产品。核心产品交付用户使用后，经过评价形成下一个增量的开发计划，它包括对核心产品的修改和一些新功能的发布。这个过程在每个增量发布后不断重复，直到产生最终的完善产品。
例如，使用增量模型开发字处理软件。可以考虑，第一个增量发布基本的文件管理、编辑和文档生成功能，第二个增量发布更加完善的编辑和文档生成功能，第三个增量实现拼写和文法检查功能，第四个增量完成高级的页面布局功能。
6、螺旋模型（Spiral Model）
1988年，巴利·玻姆(Barry Boehm)正式发表了软件系统开发的“螺旋模型”，它将瀑布模型和快速原型模型结合起来，强调了其他模型所忽视的风险分析，特别适合于大型复杂的系统。
螺旋模型沿着螺线进行若干次迭代，图中的四个象限代表了以下活动：
1） 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；
2） 风险分析：分析评估所选方案，考虑如何识别和消除风险；
3） 实施工程：实施软件开发和验证；
4） 客户评估：评价开发工作，提出修正建议，制定下一步计划。
螺旋模型由风险驱动，强调可选方案和约束条件从而支持软件的重用，有助于将软件质量作为特殊目标融入产品开发之中。但是，螺旋模型也有一定的限制条件，具体如下：
1） 螺旋模型强调风险分析，但要求许多客户接受和相信这种分析，并做出相关反应是不容易的，因此，这种模型往往适应于内部的大规模软件开发。
2） 如果执行风险分析将大大影响项目的利润，那么进行风险分析毫无意义，因此，螺旋模型只适合于大规模软件项目。
3） 软件开发人员应该擅长寻找可能的风险，准确地分析风险，否则将会带来更大的风险。
一个阶段首先是确定该阶段的目标，完成这些目标的选择方案及其约束条件，然后从风险角度分析方案的开发策略，努力排除各种潜在的风险，有时需要通过建造原型来完成。如果某些风险不能排除，该方案立即终止，否则启动下一个开发步骤。最后，评价该阶段的结果，并设计下一个阶段。
7、敏捷软件开发 (Agile development)
敏捷开发是一种以人为核心、迭代、循序渐进的开发方法。在敏捷开发中，软件项目的构建被切分成多个子项目，各个子项目的成果都经过测试，具备集成和可运行的特征。换言之，就是把一个大项目分为多个相互联系，但也可独立运行的小项目，并分别完成，在此过程中软件一直处于可使用状态。
敏捷开发小组主要的工作方式可以归纳为：作为一个整体工作； 按短迭代周期工作； 每次迭代交付一些成果，关注业务优先级，检查与调整。
敏捷软件开发要注意项目规模，规模增长，团队交流成本就上去了，因此敏捷软件开发暂时适合不是特别大的团队开发，比较适合一个组的团队使用。
8、演化模型（evolutionary model）
主要针对事先不能完整定义需求的软件开发。
用户可以给出待开发系统的核心需求，并且当看到核心需求实现后，能够有效地提出反馈，以支持系统的最终设计和实现。软件开发人员根据用户的需求，首先开发核心系统。当该核心系统投入运行后，用户试用之，完成他们的工作，并提出精化系统、增强系统能力的需求。软件开发人员根据用户的反馈，实施开发的迭代过程。第一迭代过程均由需求、设计、编码、测试、集成等阶段组成，为整个系统增加一个可定义的、可管理的子集。
在开发模式上采取分批循环开发的办法，每循环开发一部分的功能，它们成为这个产品的原型的新增功能。于是，设计就不断地演化出新的系统。 实际上，这个模型可看作是重复执行的多个瀑布模型。
演化模型要求开发人员有能力把项目的产品需求分解为不同组，以便分批循环开发。这种分组并不是绝对随意性的，而是要根据功能的重要性及对总体设计的基础结构的影响而作出判断。有经验指出，每个开发循环以六周到八周为适当的长度。
9、喷泉模型（fountain model模型）
（面向对象的生存期模型）
喷泉模型与传统的结构化生存期比较，具有更多的增量和迭代性质，生存期的各个阶段可以相互重叠和多次反复，而且在项目的整个生存期中还可以嵌入子生存期，就像水喷上去又可以落下来，可以落在中间，也可以落在最底部。
10、智能模型（四代技术 4GL)
智能模型拥有一组工具（如数据查询、报表生成、数据处理、屏幕定义、代码生成、高层图形功能及电子表格等），每个工具都能使开发人员在高层次上定义软件的某些特性，并把开发人员定义的这些软件自动地生成为源代码。这种方法需要四代语言（4GL）的支持。4GL 不同于三代语言，其主要特征是用户界面极端友好，即使没有受过训练的非专业程序员，也能用它编写程序；它是一种声明式、交互式和非过程性编程语言。4GL 还具有高效的程序代码、智能缺省假设、完备的数据库和应用程序生成器。目前市场上流行的 4GL（如Foxpro等）都不同程度地具有上述特征。但 4GL 目前主要限于事务信息系统的中、小型应用程序的开发。
11、混合模型（hybrid model）
过程开发模型又叫混合模型（hybrid model），或元模型（meta-model），把几种不同模型组合成一种混合模型，它允许一个项目能沿着最有效的路径发展，这就是过程开发模型（或混合模型）。实际上，一些软件开发单位都是使用几种不同的开发方法组成他们自己的混合模型。
开发阶段
以下是理论的五个开发阶段，现实企业中的开发阶段可参考此文章；
1、问题的定义及规划
此阶段是软件开发和需求方共同讨论，主要是确定软件的开发目标及可行性。
2、需求分析
在确定软件开发可行性的情况下，对软件需要实现的各个功能进行详细需求分析。需求分析阶段是一个重要的阶段，这个阶段做的好将为整个软件开发打下良好的基础，“唯一不变的是变化本身”，同样软件需求也是在软件开发过程中不断变化和深入的，因此我们需要制定需求变更来应对这种变化，以保护整个项目的正常进行。
3、策划设计
此阶段要根据需求分析的结果，对整个软件系统进行设计，如系统框架设计，数据库设计等，软件设计一般分为总体设计和详细设计，好的软件设计将会为软件程序编写打下良好的基础。
4、程序编码
此阶段是将软件设计的结果转化为计算机可运行的程序代码。在程序编码要制定统一，符合标准的编码规范。以保证程序的可读性，易维护性。提高程序的运行效率。
5、软件测试
在软件设计完成之后要进行严密的测试，一发现软件在整个软件设计过程中存在的问题并加以纠正。整个测试阶段分为单元测试，组装测试，系统测试三个阶段进行。
软件产品
这个就不介绍了，一眼就能看明白的：
- 客户需求
- 产品说明书
- 进度表
- 设计文档
- 测试文档
- …
后记
亲身经历告诉你，这些软件开发过程都是前人无数次的尝试验证总结出来的，可谓是血与泪的教训，前期准备工作不做好，后期跟坐牢一样难受；
总的来说，遵守一定的规范，对于软件开发还是很有帮助的，能够提高效率，保证软件质量。