原型法（Prototyping）.doc

原型法（Prototyping） 生命周期法的固有缺陷 随着计算机技术和其它相关技术的高速发展，以及应用领域的迅速扩大，软件开发变得日益复杂。在新的形势下，传统软件开发方法— 生命周期法，因其自身固有的缺陷出现了种种问题。 生命周期法把软件开发过程分为需求分析、规格说明、系统设计、实现、测试、运行与维等六个阶段，如下图所示。它强调各个阶段的完整性，即每个阶段的活动最终都要形成完整一致的、正确无误的阶段文档，经过严格的阶段审查后，以冻结文档的方式结束该阶段的活动。此外，生命周期法还还强调开发过程的顺序性和连续性，即把前一个阶段的结果作为后一个阶段的前提和基础，后一个阶段是前一个阶段的发展和继续。这样就要求冻结的文档确保其完善性和稳定性，否则，在开发后期修改前期不完善的文档将要付出极大的代价。 生命周期法的开发过程生命周期法认为:在系统开发的初期，只要用户和开发人员认真努力、积极配合，就能对整个系统有一个全面深刻的认识。一方面，用户能够提供全面清晰的系统需求，并保证需求基本不变;另一方面，开发人员能够正确理解、严格准确地定义这些需求，制订出完整正确的规格说明，在严格规范的开发管理下，得到完美的最终系统。 事实上，生命周期法采用的是用户和开发人员一次全面认识系统、预知系统的最终需求，并据此逐步推演出最终系统韵较为严密的开发方法。这种开发方法对于复杂程度不高、使用环境稳定、最终需求容易确定的传统的信息系统是行之有效的。然而，现代信息系统发生了深刻的变化，它具有应用范围广泛、复杂程度高、使用环境灵活、采用技术多等特点，使得用户和开发人员难以在开发初期预知系统的最终需求，这主要有以下两方面的原因: ⑴人的原因 由于缺乏理想的通信媒介，处于不同认知世界的用户和开发人员难以相互沟通。一方面，用户心中系统的概念是模糊的，难以做出准确的描述，无法提供完备需求，而且随着开发工作的进展，他们对系统的认识不断深化，因而提出对需求的修改;另一方面，开发人员由于缺乏用户专业知识，尤其是用户需求结构和背景知识复杂，不能完全理解、甚至误解用户需求。 ⑵外部原因 系统使用环境的变化，如改进的管理模式、新技术的采用等，促使用户修改原有的需求，提出新的需求。 因此，生命周期法的阶段完整性难以保证，这导致产生软件质量差、维护费用高以及开发周期长引起的软件供需矛盾加剧等问题，使得开发出的信息系统软件不尽人意，甚至失败。生命周期法本身难以克服的缺陷，促使人们寻求更加合理有效的软件开发方法。 原型法的产生 原型法就是这样一种开发更加迅速、成本更加合理的开发方法。 20世纪80年代，随着CAD/CAM技术的发展，机械产品开发中的设计与造型能力有了较大的发展，但是由于缺乏先进的制造技术，机械产品的开发周期难以缩短。1986年，美国3D System公司率先推出了名为SLA的激光快速原型制造系统，它不需要传统的模具、土具和其他人工的千涉，能够自动、快速、直接、精确地将设计思想物化，从而实现了产品设计的决速评价、修改、功能试验和投标看样，有效地缩短了产品的开发和研制周期。 受原型制造的启发，在软件工程学科中产生出了类似的开发方法。;在获得组基本需求说明后，通过初步分析快速构造出一个含有最终系统主要特征的小型可执行软件系统，以满足用户的基本要求。用户通过试用原型，能够亲身感受系统实现后的大致功能，同时受到启发，从而给开发人员以合理的反馈，是项目需求不断明了。在这样的情况下，开发者可以抛弃原型，在取得的明确需求基础上重新开始设计与开发;也可在此基础上根据用户追加的新要求，对系统加以改进，不断重复这一过程，可以得到用户的最终明确需求或者可执行的最终系统。这就是所谓的原型法，是近几年在软件开发中提出的开发方法。 一方面，软件系统日益庞大和复杂，但是应用需求的同类性却越来越明显;软件设计中模块化的思想也提示开发者应用成熟的软件模块快速方便地生成系统。另一方面，越来越激烈的市场竞争也要求软件开发周期能够得以缩短;而硬件发展的速度大大超过软件的应用需求，使得软件在时间和空间消耗上的微小性能差别，己不如产品的可懂性与易维护性那样重要。在这样的背景下，软件的原型开发技术逐步成熟。成熟软件模块一般有两种形式，一种是软件开发环境中的高级语言可重用库，另一种是早期设计阶段的抽象规定与设计描述。开发者应用成熟软件模块，在软件复用的技术背景下，借助原型化的开发环境，将各种功能的软件模块在一定的软件框架下组合，快速开发出原型，以明确模糊的需求;在将原型给用户试验、纠错、使用、评价和修改后，原型不断进化。在进化到一定程度后，将原型本身进化的结果作为最终软件产品提交。而在软件生存周期的后续阶 段，仍然通过原型进化的方式来完成产品的维护。 原型的简介 原型是原型法开发的核心概念。原型法的基本思想是运用原型法开发信息系