分類(lèi)： 項目管理
圖1.5 軟件工程的主要環(huán)節
邊做邊改模型（Build-and-Fix Model）
遺憾的是，許多產(chǎn)品都是使用"邊做邊改"模型來(lái)開(kāi)發(fā)的。在這種模型中，既沒(méi)有規格說(shuō)明，也沒(méi)有經(jīng)過(guò)設計，軟件隨著(zhù)客戶(hù)的需要一次又一次地不斷被修改，如圖1.6所示。
圖1.6 邊做邊改模型
在這個(gè)模型中，開(kāi)發(fā)人員拿到項目立即根據需求編寫(xiě)程序，調試通過(guò)后生成軟件的第一個(gè)版本。在提供給用戶(hù)使用后，如果程序出現錯誤，或者用戶(hù)提出新的要求，開(kāi)發(fā)人員重新修改代碼，直到用戶(hù)滿(mǎn)意為止。
這是一種類(lèi)似作坊的開(kāi)發(fā)方式，對編寫(xiě)幾百行的小程序來(lái)說(shuō)還不錯，但這種方法對任何規模的開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)都是不能令人滿(mǎn)意的，其主要問(wèn)題在于：
?。?） 缺少規劃和設計環(huán)節，軟件的結構隨著(zhù)不斷的修改越來(lái)越糟，導致無(wú)法繼續修改；
?。?） 忽略需求環(huán)節，給軟件開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大的風(fēng)險；
?。?） 沒(méi)有考慮測試和程序的可維護性，也沒(méi)有任何文檔，軟件的維護十分困難。
瀑布模型（Waterfall Model）
1970年Winston Royce提出了著(zhù)名的"瀑布模型"，直到80年代早期，它一直是唯一被廣泛采用的軟件開(kāi)發(fā)模型。
瀑布模型如圖1.7所示，它將軟件生命周期劃分為制定計劃、需求分析、軟件設計、程序編寫(xiě)、軟件測試和運行維護等六個(gè)基本活動(dòng)，并且規定了它們自上而下、相互銜接的固定次序，如同瀑布流水，逐級下落。
圖1.7 瀑布模型
在瀑布模型中，軟件開(kāi)發(fā)的各項活動(dòng)嚴格按照線(xiàn)性方式進(jìn)行，當前活動(dòng)接受上一項活動(dòng)的工作結果，實(shí)施完成所需的工作內容。當前活動(dòng)的工作結果需要進(jìn)行驗證，如果驗證通過(guò)，則該結果作為下一項活動(dòng)的輸入，繼續進(jìn)行下一項活動(dòng)，否則返回修改。
瀑布模型強調文檔的作用，并要求每個(gè)階段都要仔細驗證。但是，這種模型的線(xiàn)性過(guò)程太理想化，已不再適合現代的軟件開(kāi)發(fā)模式，幾乎被業(yè)界拋棄，其主要問(wèn)題在于：
?。?） 各個(gè)階段的劃分完全固定，階段之間產(chǎn)生大量的文檔，極大地增加了工作量；
?。?） 由于開(kāi)發(fā)模型是線(xiàn)性的，用戶(hù)只有等到整個(gè)過(guò)程的末期才能見(jiàn)到開(kāi)發(fā)成果，從而增加了開(kāi)發(fā)的風(fēng)險；
?。?） 早期的錯誤可能要等到開(kāi)發(fā)后期的測試階段才能發(fā)現，進(jìn)而帶來(lái)嚴重的后果。
我們應該認識到，"線(xiàn)性"是人們最容易掌握并能熟練應用的思想方法。當人們碰到一個(gè)復雜的"非線(xiàn)性"問(wèn)題時(shí)，總是千方百計地將其分解或轉化為一系列簡(jiǎn)單的線(xiàn)性問(wèn)題，然后逐個(gè)解決。一個(gè)軟件系統的整體可能是復雜的，而單個(gè)子程序總是簡(jiǎn)單的，可以用線(xiàn)性的方式來(lái)實(shí)現，否則干活就太累了。線(xiàn)性是一種簡(jiǎn)潔，簡(jiǎn)潔就是美。當我們領(lǐng)會(huì )了線(xiàn)性的精神，就不要再呆板地套用線(xiàn)性模型的外表，而應該用活它。例如增量模型實(shí)質(zhì)就是分段的線(xiàn)性模型，螺旋模型則是接連的彎曲了的線(xiàn)性模型，在其它模型中也能夠找到線(xiàn)性模型的影子。
快速原型模型（Rapid Prototype Model）
快速原型模型的第一步是建造一個(gè)快速原型，實(shí)現客戶(hù)或未來(lái)的用戶(hù)與系統的交互，用戶(hù)或客戶(hù)對原型進(jìn)行評價(jià)，進(jìn)一步細化待開(kāi)發(fā)軟件的需求。通過(guò)逐步調整原型使其滿(mǎn)足客戶(hù)的要求，開(kāi)發(fā)人員可以確定客戶(hù)的真正需求是什么；第二步則在第一步的基礎上開(kāi)發(fā)客戶(hù)滿(mǎn)意的軟件產(chǎn)品。
顯然，快速原型方法可以克服瀑布模型的缺點(diǎn)，減少由于軟件需求不明確帶來(lái)的開(kāi)發(fā)風(fēng)險，具有顯著(zhù)的效果。
快速原型的關(guān)鍵在于盡可能快速地建造出軟件原型，一旦確定了客戶(hù)的真正需求，所建造的原型將被丟棄。因此，原型系統的內部結構并不重要，重要的是必須迅速建立原型，隨之迅速修改原型，以反映客戶(hù)的需求。
圖1.8 增量模型
在使用增量模型時(shí)，第一個(gè)增量往往是實(shí)現基本需求的核心產(chǎn)品。核心產(chǎn)品交付用戶(hù)使用后，經(jīng)過(guò)評價(jià)形成下一個(gè)增量的開(kāi)發(fā)計劃，它包括對核心產(chǎn)品的修改和一些新功能的發(fā)布。這個(gè)過(guò)程在每個(gè)增量發(fā)布后不斷重復，直到產(chǎn)生最終的完善產(chǎn)品。
例如，使用增量模型開(kāi)發(fā)字處理軟件?？梢钥紤]，第一個(gè)增量發(fā)布基本的文件管理、編輯和文檔生成功能，第二個(gè)增量發(fā)布更加完善的編輯和文檔生成功能，第三個(gè)增量實(shí)現拼寫(xiě)和文法檢查功能，第四個(gè)增量完成高級的頁(yè)面布局功能。
螺旋模型（Spiral Model）
1988年，Barry Boehm正式發(fā)表了軟件系統開(kāi)發(fā)的"螺旋模型"，它將瀑布模型和快速原型模型結合起來(lái)，強調了其他模型所忽視的風(fēng)險分析，特別適合于大型復雜的系統。
如圖1.9所示，螺旋模型沿著(zhù)螺線(xiàn)進(jìn)行若干次迭代，圖中的四個(gè)象限代表了以下活動(dòng)：
?。?） 制定計劃：確定軟件目標，選定實(shí)施方案，弄清項目開(kāi)發(fā)的限制條件；
?。?） 風(fēng)險分析：分析評估所選方案，考慮如何識別和消除風(fēng)險；
?。?） 實(shí)施工程：實(shí)施軟件開(kāi)發(fā)和驗證；
?。?） 客戶(hù)評估：評價(jià)開(kāi)發(fā)工作，提出修正建議，制定下一步計劃。
螺旋模型由風(fēng)險驅動(dòng)，強調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(kāi)發(fā)之中。但是，螺旋模型也有一定的限制條件，具體如下：
?。?） 螺旋模型強調風(fēng)險分析，但要求許多客戶(hù)接受和相信這種分析，并做出相關(guān)反應是不容易的，因此，這種模型往往適應于內部的大規模軟件開(kāi)發(fā)。
?。?） 如果執行風(fēng)險分析將大大影響項目的利潤，那么進(jìn)行風(fēng)險分析毫無(wú)意義，因此，螺旋模型只適合于大規模軟件項目。
?。?） 軟件開(kāi)發(fā)人員應該擅長(cháng)尋找可能的風(fēng)險，準確地分析風(fēng)險，否則將會(huì )帶來(lái)更大的風(fēng)險。
圖1.9 螺旋模型
一個(gè)階段首先是確定該階段的目標，完成這些目標的選擇方案及其約束條件，然后從風(fēng)險角度分析方案的開(kāi)發(fā)策略，努力排除各種潛在的風(fēng)險，有時(shí)需要通過(guò)建造原型來(lái)完成。如果某些風(fēng)險不能排除，該方案立即終止，否則啟動(dòng)下一個(gè)開(kāi)發(fā)步驟。最后，評價(jià)該階段的結果，并設計下一個(gè)階段。
各種模型的比較
每個(gè)軟件開(kāi)發(fā)組織應該選擇適合于該組織的軟件開(kāi)發(fā)模型，并且應該隨著(zhù)當前正在開(kāi)發(fā)的特定產(chǎn)品特性而變化，以減小所選模型的缺點(diǎn)，充分利用其優(yōu)點(diǎn)，下表列出了幾種常見(jiàn)模型的優(yōu)缺點(diǎn)。
模型 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
| 瀑布模型 | 文檔驅動(dòng) | 系統可能不滿(mǎn)足客戶(hù)的需求 |
| 快速原型模型 | 關(guān)注滿(mǎn)足客戶(hù)需求 | 可能導致系統設計差、效率低，難于維護 |
| 增量模型 | 開(kāi)發(fā)早期反饋及時(shí)，易于維護 | 需要開(kāi)放式體系結構，可能會(huì )設計差、效率低 |
| 螺旋模型 | 風(fēng)險驅動(dòng) | 風(fēng)險分析人員需要有經(jīng)驗且經(jīng)過(guò)充分訓練 |
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