軟件開發(fā)的過程、模型和分類

陳明娟

湖北工業(yè)大學，湖北武漢 430068

1 對軟件開發(fā)的認識

打開電腦，各種軟件的更新提示窗口不斷閃爍，刺激著每一個軟件開發(fā)人員的神經(jīng)。這就要求開發(fā)員不斷地更新自己的知識庫。要做好軟件開發(fā)的事情，是一個長時間的過程，要不斷積累學習工作經(jīng)驗，在實踐中成長。知識面要寬，還要能夠不斷補充自己的知識和完善知識結(jié)構(gòu)，更難得的是要有耐心，上帝只垂青刻苦的人。

開發(fā)前還要做好準備工作。一般軟件項目在開發(fā)前都有系統(tǒng)任務書，系統(tǒng)的目標、任務、結(jié)構(gòu)、功能、規(guī)模、進度要求及人員計劃、經(jīng)費等都要包括在內(nèi)的，這只是基本要求。針對具體情況，軟件開發(fā)人員和需求分析人員還要聯(lián)合對軟件項目的細節(jié)進行具體分析，必要時還要進行實地調(diào)研，然后共同商討寫出系統(tǒng)的需求分析，包括各方面實現(xiàn)的可行性、必要性和分析原系統(tǒng)（工作環(huán)境）現(xiàn)狀,描述待開發(fā)系統(tǒng)的功能需求，使用范圍，業(yè)務流程，用戶界面，輸出要求，故障處理以及對使用環(huán)境的要求，包括網(wǎng)絡環(huán)境，硬件環(huán)境，軟件環(huán)境，與其他系統(tǒng)的關(guān)系，安全與保密。提供用戶和開發(fā)人員之間溝通的基礎(chǔ)，提供項目設計的基本信息。給出結(jié)論和意見。

2 軟件開發(fā)的實踐操作

件開發(fā)過程可以包括以下幾個階段：

1）設計

軟件設計可分為概要設計階段和詳細設計階段。事實上，軟件設計的主要任務是軟件模塊分解，模塊，以及模塊的設計。概要設計是結(jié)構(gòu)設計，其主要目標是讓軟件的模塊結(jié)構(gòu)用軟件結(jié)構(gòu)圖表示。詳細設計的主要任務是設計模塊的程序流程，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，次要任務是設計一個數(shù)據(jù)庫。

2）編碼

軟件編碼是指軟件設計成一個計算機可以接受的程序。在當前軟件開發(fā)中除特殊場合，已很少使用在第二十世紀80年代的高級語言，取代它的是面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言。面向?qū)ο蟮木幊陶Z言和開發(fā)環(huán)境完美融合，大大提高了發(fā)展的速度。

3）測試

以較小的代價發(fā)現(xiàn)盡可能多的錯誤是軟件測試的目的。要實現(xiàn)這個目標，設計一套出色的測試用例（測試用例是由測試數(shù)據(jù)和預期的輸出結(jié)果組成）是關(guān)鍵所在。而用例設計的關(guān)鍵則是以較少的用例覆蓋盡可能多的內(nèi)部程序邏輯結(jié)果。

4）維護

維護就是根據(jù)軟件運行的情況，對軟件進行適當修改，以適應新的要求，并糾正在運行過程中發(fā)現(xiàn)的錯誤操作完成軟件問題報告，軟件修改報告。在這段時間里，研制階段所遇到的各種問題都幾乎得到解決，而且還解決了一些維修工作本身特有的問題，可以使它擴展功能，提高性能，從而帶來明顯的經(jīng)濟效益。不幸的是，軟件維護工作的關(guān)注程度往往遠不如對軟件開發(fā)工作的。

3 軟件開發(fā)的典型模型

典型的開發(fā)模型有：1）瀑布模型（waterfall model）；2）邊做邊改模型（Build-and-Fix Model）；3）增量模型（Incremental Model）；4）螺旋模型(spiral model)；5）噴泉模型（fountain model,(面向?qū)ο蟮纳嫫谀Ｐ? OO模型)）；6）智能模型（intelligent model）

3.1 瀑布模型（Waterfall Model）

1970年Winston Royce提出了著名的“瀑布模型”，將軟件生命周期劃分，規(guī)定了它們自上而下、相互銜接的固定次序，如同高山流水，逐級下落，它一直是80年代早期唯一被廣泛采用的軟件開發(fā)模型。但是，這種被人們習慣了的線性思維卻不再適合現(xiàn)在的開發(fā)模式，幾乎被拋棄。

3.2 邊做邊改模型（Build-and-Fix Model）

在這種模型中，沒有套路也沒有經(jīng)過設計，軟件隨著客戶的需要一次又一次地不斷被修改?！斑呑鲞吀摹蹦Ｐ烷_發(fā)了很多的軟件產(chǎn)品。但它對編寫幾百行的小程序來說還不錯，但對任何規(guī)模的開發(fā)來說都是無法實現(xiàn)的。

3.3 增量模型（Incremental Model）

與蓋房子相同，軟件也是一磚一瓦建造起來的。在增量模型中，第一個增量往往是實現(xiàn)基本需求的核心產(chǎn)品，先給他用戶使用之后再根據(jù)需求形成下一個增量計劃。再經(jīng)過集成和測試，多種相互作用的模塊所形成的提供特定功能的代碼片段構(gòu)成每一個構(gòu)件。它也有弊端，比如每一個模塊軟件必需具備開放式的體系結(jié)構(gòu)，但是由于它的自由度比較高也容易使軟件過程的控制失去整體性。

3.4 螺旋模型（Spiral Model）

1988年，Barry Boehm正式發(fā)表了軟件系統(tǒng)開發(fā)的“螺旋模型”，它將瀑布模型和快速原型模型結(jié)合起來，強調(diào)了其他模型所忽視的風險分析，特別適合于大型復雜的系統(tǒng)。它沿著螺線進行若干次迭代 ：1） 制定計劃 ；2） 風險分析 ；3） 實施工程 ；4） 客戶評估。螺旋模型由風險驅(qū)動，強調(diào)可選方案和約束條件從而支持軟件的重用，有助于將軟件質(zhì)量作為特殊目標融入產(chǎn)品開發(fā)之中。但是，螺旋模型適用范圍比較小，對開發(fā)人員素質(zhì)要求很高。

3.5 噴泉模型（fountain model, (面向?qū)ο蟮纳嫫谀Ｐ?，OO 模型 )）

噴泉模型與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化生存期比較，具有更多的增量和迭代性質(zhì)，生存期的各個階段可以相互重疊和多次反復，而且在項目的整個生存期中還可以嵌入子生存期。就像水噴上去又可以落下來，可以落在中間，也可以落在最底部。

3.6 智能模型——四代技術(shù)（4GL）

智能模型擁有一組工具（如數(shù)據(jù)查詢、報表生成、數(shù)據(jù)處理、屏幕定義、代碼生成、高層圖形功能及電子表格等），每個工具都能使開發(fā)人員在高層次上定義軟件的某些特性，并把開發(fā)人員定義的這些軟件自動地生成為源代碼。但這種方法需要四代語言（4GL）的支持。

4 結(jié)論

自己的開發(fā)思路要懂得堅持，別人的思想要懂得理解與吸收，和而不同。不論是開發(fā)能力上的還是開發(fā)經(jīng)驗上要向你周圍的人謙虛學習，學會總結(jié)，站在巨人的肩膀上才能看得遠。

[1]Geoffery James.編程之道[M].郭海，等譯.北京：清華大學出版社，1999.

[2]張海潘著.軟件工程導論[M].3版.北京：清華大學出版社，1998.

[3]鄭人杰，殷人昆，陶永雷著.實用軟件工程[M].北京：清華大學出版社，1997.

[4]周之英.現(xiàn)代軟件工程基本方法篇[M].北京：科技出版社，2000.

[5]郝克剛.軟件設計研究[M].西安：西北大學出版社，1992.[6]陳明編著.實用軟件工程基礎(chǔ)[M].北京：清華大學出版社，2002.

[7]張友生等編著.軟件體系結(jié)構(gòu)[M].北京：清華大學出版社，2006.