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软件工程模型与方法Models Methods of Software Engineering 第二章 软件生命周期模型 修佳鹏 media@bupt.edu.cn 本章内容 2.1 软件工程过程 2.2 软件生命周期 2.3 软件过程模型 2.4 传统软件生命周期模型 2.5 新型软件生命周期模型 2.1 软件工程过程 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。 软件规格说明（specification）：规定软件的功能及其使用限制； 软件开发（development）：产生满足规格说明的软件； 软件确认（validation）：通过有效性验证以保证软件能够满足客户的要求； 软件演进（evolution）：为了满足客户的变更要求，软件必须在使用过程中进行不断地改进。 2.2 软件生命周期 软件有一个孕育、诞生、成长、成熟、衰亡的生存过程。这个过程即为计算机软件的生命周期（Life Cycle）。 软件生命周期的六个基本步骤 制定计划 需求分析 设计 程序编码 测试 运行维护 制定计划 确定要开发软件系统的总目标； 给出功能、性能、可靠性以及接口等方面的要求； 完成该软件任务的可行性研究； 估计可利用的资源 (硬件，软件，人力等)、成本、效益、开发进度； 制定出完成开发任务的实施计划，连同可行性研究报告，提交管理部门审查； 需求分析 对用户提出的要求进行分析并给出详细的定义； 编写软件需求说明书或系统功能说明书及初步的系统用户手册； 提交管理机构评审； 设计 概要设计 — 把各项需求转换成软件的体系结构。结构中每一组成部分都是意义明确的模块，每个模块都和某些需求相对应； 详细设计 — 对每个模块要完成的工作进行具体的描述，为源程序编写打下基础； 编写设计说明书，提交评审。 程序编码 把软件设计转换成计算机可以接受的程序代码，即写成以某一种特定程序设计语言表示的“源程序清单”； 写出的程序应当是结构良好、清晰易读的，且与设计相一致的； 测试 单元测试，查找各模块在功能和结构上存在的问题并加以纠正； 组装测试，将已测试过的模块按一定顺序组装起来； 按规定的各项需求，逐项进行有效性测试，决定已开发的软件是否合格，能否交付用户使用； 运行维护 改正性维护：运行中发现了软件中的错误需要修正； 适应性维护：为了适应变化了的软件工作环境，需做适当变更； 完善性维护：为了增强软件的功能需做变更。 2.3 软件过程模型 模型是实际事物、实际系统的抽象。 软件过程模型也称做软件生命周期模型，是从一个特定角度提出的对软件过程的简化描述，是对软件开发实际过程的抽象，它包括构成软件过程的各种活动、软件工件（artifact）以及参与角色等。 软件生命周期模型描述从软件需求定义直至软件经使用后废弃为止，跨越整个生存期的软件开发、运行和维护所实施的全部过程、活动和任务的结构框架，同时描述生命周期不同阶段产生的软件工件，明确活动的执行角色等。 2.4 传统软件生命周期模型 2.4.1 瀑布模型 2.4.2 V模型和W模型 2.4.3 原型方法 2.4.4 演化模型 2.4.5 增量模型 2.4.6 螺旋模型 2.4.7 喷泉模型 2.4.8 构件组装模型 2.4.9 快速应用开发模型 2.4.1 瀑布模型 Winston Royce在软件生命周期概念的基础上，于1970年提出了著名的“瀑布模型”（waterfall model）。 2.4.1 瀑布模型 瀑布模型中的每一个开发活动具有下列特征： 本活动的工作对象来自于上一项活动的输出，这些输出一般是代表本阶段活动结束的里程碑式的文档。 根据本阶段的活动规程执行相应的任务。 产生本阶段活动相关产出——软件工件，作为下一活动的输入。 对本阶段活动执行情况进行评审。 2.4.1 瀑布模型 瀑布模型的优缺点 2.4.2 V模型和W模型 1980年代后期Paul Rook提出了V模型 W模型 Evolutif公司在V模型的基础上提出了W模型 2.4.3 原型方法 原型方法的产生 瀑布模型、V模型和W模型都将软件生命周期划分成独立串行的几个阶段，前一个阶段没有完成便无法开始下一阶段的工作。 然而完整而准确的需求规格说明是很难得到的，因为： 在开发早期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 随着开发工作的推进，用户可能会产生新的要求 开发者有可能在设计与实现的过程中遇到一些没有预料到的实际困难，需要以改变需求来解脱困境 2.4.3 原型方法 原型指模拟某种最终产品的原始模型； 原型方法指在获得一组基本需求后，通过快速分析构造出一个小型的软件系统原型，满足用户的基本要求。 用户通过使用原型系统，提出修改意见，从而