软件生命周期模型知识点总结(瀑布模型、演化模型、增量模型、V模型、W模型、螺旋模型、构件组装模型、RAD模型、RUP模型、极限编程模型)

软件生命周期模型

  • 基本概念
    • --PDCA循环(戴明环)
    • --软件工作过程
    • --软件生命周期
    • --软件过程模型
  • 传统软件生命周期模型
    • --瀑布模型
    • --演化模型
    • --增量模型
    • --喷泉模型
    • --V模型
    • --W模型
    • --螺旋模型
    • --构件组装模型
    • --快速开发应用模型(RAD)
    • --原型方法
      • 概念
      • 种类
      • 优缺点
  • 新型软件生命周期模型
    • RUP模型
    • 敏捷建模和极限编程

基本概念

–PDCA循环(戴明环)

PDCA循环,针对针对工程项目的质量目标提出的模型,称为戴明环(Plan, Do, Check, Action)
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–软件工作过程

软件工程过程是为了获得软件产品,在软件工具的支持下由软件工程师完成的一系列软件工程活动。
具体活动包括:
软件规格说明、软件开发、软件确认、软件演进、

–软件生命周期

指软件产品从考虑其概念开始,到该软件产品不再使用为止的整个时期。
一般包括概念阶段、分析与设计阶段、构造阶段、移交和运行阶段等不同时期。
软件生命周期的六个基本步骤:制定计划(P)、需求分析(D)、设计(D)、程序编码(D)、测试(C)、运行维护(A)。
软件生命周期和戴明环的对应关系:
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–软件过程模型

对软件过程的概括描述和抽象,包括各种活动(Activities)、软件工件(artifacts)和参与角色(Actors/Roles)等。

传统软件生命周期模型

–瀑布模型

工作流程
需求分析—软件需求—分析—程序设计—编码—测试—运行
每个阶段都需要进行审核和文档输出(文档驱动)

模型作用
为软件开发和维护提供了有效的管理模式。在软件开发早期,在消除非结构化软件、降低软件复杂度、促进软件开发工程化方面起着显著的作用。

每个开发活动的特征:
·本活动依赖于上一项活动的输出作为工作对象,这些输出一般是代表某活动结束的里程碑式文档。
·根据本阶段的活动规程执行相应的任务。
·本阶段活动的最终产出——软件工件,将会作为下一活动的输入。
·对本阶段活动执行情况进行评审。

优点:
降低复杂度、提高透明性和可管理性、强调需求分析和设计、阶段审核和文档输出保证了阶段之间的正确衔接,能够及时发现问题。
缺点:
缺乏灵活性、不适用于需求不明的开发情况、风险控制能力较低、文档驱动增加了系统的工作量、只依赖于文档来评估进度,可能会得出错误结论、成功周期较长

适用场景:
需求明确、较大型系统、开发周期不紧张
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–演化模型

工作流程
在瀑布模型的基础上,一次性开发难以成功,因此,演化模型提倡进行“两次开发”,分别是试验开发和产品开发。每个开发阶段按照瀑布模型进行具体开发活动。

优点:
明确用户需求、提高系统质量、降低开发风险
缺点:
管理难度提高、开发结构化较差、可能抛弃文档驱动、可能导致产品结构化较差

适用场景:
需求不清、开发周期短的中小型系统。
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–增量模型

模型概述:
结合瀑布模型和演化模型的优点,在需求不清时,对最核心或最清晰的需求,利用瀑布模型实现。再对后续需求进行重复开发(可能按照需求的优先级逐个进行),从而逐步建成一个完整的软件系统。

优点:
保障核心功能实现、开发风险较低、保障最高优先级的功能的可靠实现、提高系统稳定性和可维护性。
缺点:
增量粒度难以合理选择、确定所有的需求服务较困难
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–喷泉模型

模型概述:
又称迭代模型,每个阶段是相互重叠、多次反复的。每个开发阶段没有次序要求,可以并发进行,在某个阶段随时补充其他阶段中遗漏的需求。

优点:
提高效率、缩短周期
缺点:
管理结构性较差
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–V模型

模型概述:
是瀑布模型的变种。它将测试模块细化分解,把测试看作与开发同等重要的过程,每一测试阶段的前提和要求是对应开发阶段的文档。

测试模块:
·单元测试:根据详细设计说明书,检测每个单元模块是否符合预期要求。主要检查编码过程中可能存在的错误。
·集成测试:根据概要设计说明书,检测模块是否正确聚集。主要检查模块与接口之间可能存在的错误。
·系统测试:根据需求分析,检测系统作为一个整体在预定环境中能否正常的有效工作。
·验收测试: 是否满足客户的需求。

优点
改进开发效率和开发效果
缺点:
前期出现错误的话,后期难以挽救和弥补或者花费的代价巨大。
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–W模型

模型概述
由两个V模型构成,分别代表测试与开发过程。每个开发过程对应一个测试,体现了开发和测试的并行关系,测试的不局限于程序,对于阶段文档也需要进行测试。

优点:
增加了软件各开发阶段中应同步进行的验证和确认活动。
缺点:
开发,测试活动保持着一种前后关系,无法支持迭代软件开发模型。
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–螺旋模型

模型概述:
将开发过程分为四个类型:风险分析、制定计划、实施工程、客户评估。每次评估之后确定是否进行螺旋线的下一个回路。

适用对象:
风险较高、开发周期较长的大型软件项目

优点和缺点

降低风险,但是开发周期长。
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–构件组装模型

模型概述:
将整个系统模块化,在一定构件模型的支持下,复用构件库中软件构件,通过组装构件构造软件系统。开发过程就是构件组装的过程,是迭代的过程,维护过程就是构件升级、替换和扩充的过程。

优点:
软件复用充分,提高效率,允许多项目同时开发,降低开发费用,提高可维护性,可实现分步提交软件产品。
缺点:
构件组装结构没有通用标准,组装过程存在风险、构件可重用性和系统高效性不易协调;构件质量直接影响产品质量。
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–快速开发应用模型(RAD)

模型概述:
增量型开发模型,通过大量使用可复用 构件,采用基于构件的建造方法赢得了快速开发。
其流程从业务建模开始,随后是数据建模、过程建模、应用生成、测试及反复。RAD目的是快速发布系统方案,而技术上的优美相对发布的速度来说是次要的。

优点:
开发周期短
缺点:
需求分析的阶段时间较短、适用性一般

适用范围
适合于管理信息系统开发,不适合于技术风险较高、与外围系统的互操作性较高的系统开发
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–原型方法

在传统的软件生命开发周期中,原型方法是经常被使用的一种开发方法。

概念

瀑布模型以及基于瀑布模型的软件生命周期模型,都需要精确的需求才能很好地执行后续的开发活动,但是准确的需求分析很难获取。
原型方法指在获得基本需求后,快速分析,实现一个小型的软件系统原型,满足用户的基本要求。用户可以提出修改意见,校正需求。
原型方法主要用于明确需求,但也可以用于软件开发的其他阶段。

种类

1、废弃策略

  • 探索型:弄清用户要求,确定期望特性;探讨多个方案的可行性。主要针对需求模糊、用户和开发者对项目都缺乏经验的情况。
  • 实验型:用于大规模开发和实现之前,考核技术方案是否合适、分析和设计的规格说明是否可靠。

2、追加策略

  • 进化型:适应需求变化,不断改进原型,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,适用于需求经常变动的软件项目。

优缺点

优点:
有助于快速理解用户需求、容易确定系统性能和设计可行性、有利于建成最终系统。
缺点:
文档容易被忽略、建立原型增加工作量、项目难以有效规划和管理。

新型软件生命周期模型

RUP模型

模型概述:
它是一类面向对象的程序开发方法论,既是一个生命周期模型,也是一个支持面向对象软件开发的工具。
软件生命周期在时间上被分解为四个顺序的阶段:初始阶段、细化阶段、构造阶段、交付阶段。每个阶段在阶段结尾执行一次评估,确定阶段目标是否满足、是否可以进入下一个阶段。以用例为驱动,软件体系结构为核心,应用迭代及增量的新型软件生命周期模型。

各阶段工作说明
初始阶段:了解业务,确定项目边界。包括验收规范、风险评估、资源估计、阶段计划制定等
细化阶段:分析问题领域,建立软件体系结构基础,编制项目计划,完成技术要求高、风险大的关键需求开发。
构造阶段:将所有剩余的技术构件和业务需求功能开发出来,集合成产品,所有功能被详细测试。
移交阶段:重点是确保软件可被最终用户使用。交付阶段可以跨越几次迭代,包括为发布做准备的产品测试,基于用户反馈的少量调整。

每个迭代的主要活动:
核心过程工作流(6个):业务建模、需求、分析和设计、实现、测试、部署
核心支持工作流(3个):配置和变更管理、项目管理、环境

模型特点:
·适应性开发:小步骤、快速反馈和调整;
·使用用例驱动软件建模:用例是获取需求、制定计划、进行设计、测试、编写终端用户文档的驱动力量。
·可视化软件建模:使用UML进行软件建模。
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敏捷建模和极限编程

模型概述:
一种以实践为基础的软件工程过程和思想。使用快速反馈测试(测试驱动)、大量而迅速的交流,经过保证的测试来最大限度的满足用户的需求。主要强调用户满意,开发人员可以对需求的变化作出快速的反应。
每个参加项目开发的人都将担任一个角色(项目经理、项目监督人等等)并履行相应的权利和义务。

特点:

  • 测试驱动:XP内层的过程基于Test Driven Development,每个开发周期都有很多相应的单元测试。
  • 大力提倡设计复核(Review)、代码复核以及重整和优化(Refectory),这些过程也是优化设计的过程;
  • 提倡配对编程(Pair Programming),而且代码所有权是归于整个开发队伍。
  • 程序员在写程序和重整优化程序时要严格遵守编程规范。
  • 任何人可以修改其他人写的程序,但修改后要确定新程序能通过单元测试。
  • 在开始写程序之前先写单元测试。

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