原型开发.ppt

第 8 讲 原型开发 为什么采用原型开发 在开发初期，要想得到一个完整准确的规格说明不是一件容易的事。特别是对一些大型的软件项目。 用户往往对系统只有一个模糊的想法，很难完全准确地表达对系统的全面要求。 软件开发者对于所要解决的应用问题认识更是模糊不清。 随着开发工作深入，用户可能会产生新的要求，或因环境变化，要求系统也能随之变化；开发者又可能在设计与实现的过程中遇到些没有预料到的实际困难，需要以改变需求来解脱困境。 因此规格说明难以完善、需求的变更、以及通信中的模糊和误解，都会成为软件开发顺利推进的障碍。 为了解决这些问题，逐渐形成了软件系统的快速原型的概念。 原型定义 在软件开发中，原型是软件的一个早期可运行的版本，它反映最终系统的部分重要特性，用于实验和评价，以指导进一步的软件开发和生产。 对“原型”有以下设想： 原型是一个实际工作的系统； 原型没有一般的生存周期； 原型可能服务于多个不同的目的； 原型开发必须时间短、费用低； 原型是一个包含了修改和评价的完整的重复过程。 原型开发的应用 辅助分析和确定用户需求； 作为软件设计的工具； 作为一个解决不确定性的工具； 作为一种实验工具； 作为一种支持用户培训的工具； 作为实现一次性应用的一种经济的方法； 作为软件维护的辅助工具； 作为一种开发方法，利用原型演化为最终系统。 原型开发不适合的领域： 嵌入式系统； 实时控制系统； 科学数值计算。 为什么？ 原型开发过程 原型开发的分类 根据原型与最终产品之间的关系，原型开发分类： 抛弃式 (throw away)：验证和澄清系统的需求描述，重新构造系统。 演化式 (evolutionary)：逐步改进和细化原型，将原型进化为最终系统。 增量式 (incremental)：在建立软件总体设计基础上，采用增量开发方法，使原型成为最终系统。 抛弃式原型开发 抛弃式原型开发 在这种方法中，原型的根本作用是弄清需求和为风险评估提供额外的信息。经过评估，原型被抛弃，重新开发系统。 开发的要求是快速开发，其主要工作量是对原型的评价，而不是原型的设计。 存在一些问题： 为了快速开发，可以会遗漏系统的一些重要特性； 一些非功能性需求可能不会反映到原型中； 在开发过程中，快速变更可能导致没有充分的文档。 演化式原型开发 演化式原型开发 基本思路：先给出一个系统的最初实现，让用户去使用和评价，不断进行细化和完善，经过多次反复形成最后完善的应用系统。 这种开发方法，系统是逐步形成和完善的。 增加和修改是演化式原型开发的两个基本特征。 演化式方法式高度迭代和动态的。 通常采用快速系统开发技术，如CASE工具和4G语言。 对大规模、长周期的系统开发是最为重要的方法。 增量式原型开发 增量式原型开发 相对于演化式方法中，设计经常变更的问题，增量式方法是在软件体系结构设计的基础之上，完成模块设计，进行增量开发。 相比较而言，增量式方法能提供修改的范围较小，易于控制和管理。 比较 抛弃式原型开发 目标是验证和导出需求。应该从理解不够好的需求开始。 一旦需求描述完成，原型抛弃，重新开发系统。 原型不需要长期维护，差的非功能性能可以接受。 演化式原型开发 目标是给用户一个实用的系统。应该从用户需求把握最准的部分做起，优先处理。 原型逐步演化成为最终系统。 原型必须具备相当的性能要求，遵从可靠、高效的标准。 建立快速原型好处 增进软件者和用户对系统服务需求的理解，使比较含糊的具有不确定性的软件需求（主要是功能）明确化。 软件原型化方法提供了一种有力的学习手段。 使用原型化方法，可以容易地确定系统的性能，确认各项主要系统服务的可应用性，确认系统设计的可行性，确认系统作为产品的结果。 软件原型的最终版本，有的可以原封不动地成为产品，有的略加修改就可以成为最终系统的一个组成部分，这样有利于建成最终系统。 可执行规格说明 动态高级语言 专用语言 基于脚本(scenario)的设计 可复用(reusable)的软件 函数性变成语言 工具包 可执行规格说明 可执行规格说明是用于需求规格说明的一种自动化技术。使用这种方法，人们可以直接观察他们用语言规定的任何系统性行为。包括 代数规格说明 有限状态模型 可执行的数据流图 （1）代数规格说明 代数规格说明使用集合、定义于这些集合上的函数和定义于这些函数上的方程来描述对象。规格说明的操作语义用这些方程表示。 举例：定义一个无界的栈及其操作 NEW_STACK：→ Stack PUSH：Stack，Element → Stack POP： Stack → (Element | Undefined) POP (NEW_STACK ( ) ) ＝ Undefined POP (PUSH ( stk，elem ) ) ＝ elem 其中