当前课程知识点：软件工程 > 第4章 软件开发过程 > 4.2 软件过程模型 > 讲课视频
我们在前面讲过
软件过程是为了获得高质量软件
所需要完成的一系列任务
它定义了
完成各项任务的工作步骤
把任务 人员和工具
密切地结合在一起
软件过程模型
就是对软件过程的一个抽象描述
常见的软件过程模型
包括瀑布模型 原型化模型
迭代式开发和可转换模型
瀑布模型
将软件开发的基本活动
看成是一系列相互独立的阶段
这些活动以线性的方式顺序执行
原型化模型
主要是解决需求不确定问题
原型是一个部分开发的产品
通过原型实现对系统的理解
有助于明确需求
和选择可行的设计策略
迭代式开发
是把描述 开发
和验证等不同活动交织在一起
通过在开发过程中
建立一系列版本
将系统进行逐步的交付和演化
从而实现软件的快速交付
可转换模型
则是利用自动化的手段
通过一系列的转换
把需求规格说明
转化为一个可交付使用的系统
瀑布模型是在1970年提出的
直到20世纪80年代早期
它一直是唯一被广泛采用的
软件开发模型
它把软件的生命周期划分为
需求定义与分析 软件设计
软件构造 软件测试
和运行维护等若干基本活动
并且规定了这些活动
自上而下相互衔接的固定次序
如同瀑布流水一般
在瀑布模型中
软件开发的各项活动
严格按照线性方式进行
当前活动
接受上一项活动的工作结果
实施完成所需的工作内容
当前活动的工作结果
再进行验证
如果验证通过
就把这个结果
作为下一项活动的输入
继续进行下一项活动
否则返回修改
瀑布模型强调软件文档的作用
要求每个阶段
都要仔细地进行验证
我们在前面讲过
软件的行为只有在运行过程中
才能显现出来
因此瀑布模型
只有到测试阶段
才能真正地验证和确认
软件的功能和性能
但是这个时候
所有的代码都已经开发完成
很难返回去纠正需求的问题
和设计的缺陷
显然这种模型
虽然对各个阶段进行严格控制
但是却缺少了对变化的适应
瀑布模型看似美丽
却不现实
目前已经很少在业界使用
它的主要问题在于
各个阶段的划分完全固定
阶段之间产生大量的文档
增加了开发工作量
由于开发过程是线性的
用户只有在整个过程结束时
才能看到开发成果
开发过程中间
很难响应用户的变更要求
早期的错误
也要等到开发后期的测试阶段
才能发现
这样会产生严重的后果
因此
瀑布模型仅适用于软件需求
在开发初期
就可以被完整地确定
这样的软件项目
而且用户使用的环境也要很稳定
显然这样的要求
是不现实的
那么现在考虑一个问题
软件开发作为一个问题求解过程
应当具备什么特点
一般来说
软件需要解决以前
从未解决的问题
或者当前的解决方案
需要不断更新
以适应业务环境的不断变化
因此 软件开发具有迭代性
需要不断的反复尝试
通过比较和选择不同的设计
最终确定
令人满意的问题解决方案
从瀑布模型的起源来看
它借鉴了硬件领域的做法
是从制造业的角度看待软件开发
制造业
是重复生产某一特定的产品
但是软件开发并不是这样
随着人们对问题的逐步理解
以及对可选方案的评估
软件在不断地演化
因此 软件开发
是一个创造的过程
而不是一个制造的过程
在实际的软件开发过程中
最常见的问题是需求的不确定性
用户往往可以很清楚地描述
现实中遇到的问题
但是由于所开发的软件
在现实中并不存在
因此用户也说不清楚
到底需要什么样的功能
才能解决当前的问题
在这种情况下
我们应该怎么办呢
如果用户能够看到
软件的操作界面
并且实际操作的话
他马上就会明白
这些功能是不是自己需要的
另外设计的原型化
也可以帮助开发人员
评价和分析不同方案的实现效果
最终决定更为合适的设计策略
在上述情况下
我们都实现了产品的一部分
这个部分的产品
就称为原型
原型化模型需要迅速
建造一个可运行的软件原型
使用户和开发人员
对系统的相关方面进行检查
以决定是否合适和恰当
原型化开发有很多种方法
既可以是可操作的软件界面
也可以是纸上原型
这里给大家展示的
是一种纸上原型方法
也就是说
在纸张和卡片上
手绘或打印界面的元素
再把他们组合拼接
粘贴到一个背景板上
构造成模拟真实产品界面的原型
相比于可操作的软件界面来说
这种方法可以构建得更快
修改更灵活
今天的商业环境
要求软件企业
更快速地推出新产品
再加上用户需求
存在不确定性
和持续变化的特点
传统的瀑布模型
无法适应实际需要
必须使用新的过程模型
来缩短软件项目的开发周期
迭代式的开发
使得软件系统
能够逐步地进行交付
开发人员在完成一部分功能之后
形成一个产品版本
然后将其发布给用户使用
当用户使用第一个版本的时候
开发人员继续开发下一个版本
如此迭代循环
这样做
不仅可以缩短产品的开发周期
还可以更好地获得用户
对产品的反馈
增量模型和迭代模型
是迭代式开发的两种形式
在增量模型中
首先定义一个小的功能系统
然后在每一个新的发布中
逐步增加功能
直到构造出全部的功能
在迭代模型中
一开始就提交一个完整的系统
但是每个功能并不完善
然后在后续的发布中
再对其补充 完善
这副图很形象地说明了
增量模型和迭代模型的区别
第一种方式
是每次完成整个画的一小部分
然后逐步增加新的部分
直到整个画完成
这就是增量的工作方式
第二种方式
是先画出整个画的整体轮廓
然后多次涂色
逐渐形成最终产品的完整效果
这就是迭代的工作方式
犯错是人的天性
往往是由于人为的错误
造成了软件的缺陷
因此 可转换模型
是采用形式化的数学方法
描述系统
并利用自动化手段
通过一系列转换
将形式化的需求规格说明
变为可交付使用的系统
由于数学方法
具有严密性和准确性
形式化方法所交付的系统
具有较少的缺陷
和较高的安全性
这种模型
特别适合于那些
对安全性 可靠性
和保密性要求极高的软件系统
这些系统需要在投入运行前
进行严格的验证
当然 建立形式化的数学描述
是一个比较困难的工作
目前这种方法
主要还是应用于
有限状态的嵌入式系统中
前面介绍的过程模型
各自特点不同
适用的场合也不同
对于实际的软件开发项目来说
应该根据软件系统的特点
选择合适的软件过程模型
在这里
我们分析两个软件系统的例子
为其选择出适合的开发过程
第一个例子是汽车制动防抱系统
也称ABS
它是一种具有防滑
防锁死等
优点的汽车安全控制系统
我们在雨天 或雪天开车时
路面非常湿滑
这时突然踩刹车
会造成车轮抱死
使车辆侧滑出现危险
ABS系统的作用
是在汽车制动时
自动地控制制动器的制动力大小
使车轮不被抱死
从而保证车轮和地面的附着力
在最大值
这种系统的开发
具有什么特点呢
这是一个嵌入式控制系统
对安全性和可靠性要求极高
必须在投入运行前
进行质量验证
大家想一下
在我们前面学过的
这些过程模型中
哪一种适合这种系统的开发
显然 可转换模型是最合适的
第二个例子是
大规模在线公开课程网站
网站上可以开设大量的课程
教师可以把课程录像
课件和参考资料
等公布在上面
学生可以进行自主地学习
这是一种新型的网络教育模式
将教育 娱乐和社交网络
有机地结合在一起
那么这种系统的开发
具有什么特点呢
这种系统的需求会经常发生变化
业务模式也存在不确定性
而且系统应该易于维护和修改
在这种情况下
我们应该采用
什么类型的过程模型呢
显然迭代式开发是最合适的
我们在这节课
介绍了几种常见的软件过程模型
及其应用
应该说软件过程模型的发展
体现了软件工程理论的发展
从早期完全无序的状态
到严格阶段控制的瀑布模型
以及现在流行的
应对变化的迭代模型
其目的都是要提高
软件开发效率和产品质量
更有效地解决软件开发
面临的问题
-1.1 软件无处不在
--讲课视频
-1.2 软件的本质特性
--讲授视频
-1.3 软件工程的产生与发展
--讲授视频
-1.4 软件工程的基本概念
--讲授视频
-1.5 软件质量实现
--讲授视频
-1.6 业界人士谈软件工程
-测验题--作业
-讨论题
--讨论题
-作业题
--第一张 作业题
-2.1 编程过程与规范
--讲课视频
-2.2 良好的编程实践
--讲课视频
-2.3 Python集成开发环境
--讲课视频
-2.4 代码静态检查
--讲课视频
-2.5 代码性能分析
--讲课视频
-2.6 结对编程实践
--讲课视频
-2.7 刘贺谈软件工程
--讲课视频
--讨论
-测验题--作业
-作业题
--第二章 作业题
-3.1 单元测试概述
--讲课视频
-3.2 黑盒测试方法
--黑盒测试方法
-3.3 白盒测试方法
--基本概念
--代码覆盖标准
--基本路径测试
-3.4 单元测试工具
--单元测试工具
--html
-测验题--作业
-作业题
--第三章 作业题
--作业题附件
-4.1 软件过程
--讲课视频
-4.2 软件过程模型
--讲课视频
-4.3 敏捷开发过程
--讲课视频
-4.4 微软公司开发过程
--邹欣经理自我介绍
--微软开发过程之一
--微软开发过程之二
-测验题--作业
-5.1 团队组织与管理
--讲课视频
-5.2 项目沟通管理
--讲课视频
-5.3 软件项目计划
--讲课视频
-5.4 软件项目估算
--讲课视频
-测验题--作业
-讨论题
--讨论
-6.1 敏捷开发之Scrum
-- 敏捷开发之Scrum
--html
-6.2 用户故事与估算
--讲课视频
-6.3 团队协作工具Tower
-6.4 配置管理
--讲课视频
-6.5 配置管理工具Git
--讲课视频
-测验题--作业
-作业题--作业
-7.1 需求工程师
--讲课视频
-7.2 需求定义
--讲课视频
-7.3 需求的类型
--讲课视频
--讲课视频（2）
-7.4 需求工程过程
--讲课视频
-7.5 需求的主要来源
--讲课视频
-7.6 需求获取技术
--讲课视频
--讲课视频二
--讲课视频三
-7.7 撰写需求文档
--讲课视频
-测验题--作业
-讨论题
--讨论
-8.1 用例建模概念
--讲课视频
-8.2 用例建模过程
--讲课视频
-8.3 用例建模精讲
--讲课视频
-8.4 建模工具介绍
--讲课视频
-8.5 微信抢票应用案例
--讲课视频
-测验题--作业
-讨论题
--讨论
-9.1 面向对象分析
--讲课视频
-9.2 CRC卡片分拣法
--讲课视频-1
--讲课视频-2
-9.3 面向对象设计
--讲课视频-1
--讲课视频-2
-9.4 类图建模
--讲课视频-1
--讲课视频-2
-第9章 面向对象分析与设计--测验题
-讨论题
--讨论
-10.1 顺序图概念
--讲课视频
-10.2 顺序图建模
--讲课视频
-10.3 顺序图风格
--讲义视频
-10.4 状态建模
--讲课视频
-10.5 状态图
--讲课视频
-10.6 状态图精讲
--讲义视频
-测验题--作业
-讨论题
--讨论
-11.1 软件体系结构概念
--讲授视频
-11.2 软件设计原则
--讲授视频
-11.3 软件体系结构风格（一）
--讲授视频
-11.4 软件体系结构风格（二）
--讲授视频
-11.5 软件体系结构风格（三）
--讲授视频
-11.6 软件设计过程
--讲授视频
-11.7 Web系统架构设计
--讲授视频
-11.8 数据库选择策略
--讲授视频
-测验题--作业
-作业题
--html
--html
--html
-作业题--作业
-12.1 交互设计概述
--讲授视频
-12.2 交互设计目标
--讲授视频
-12.3 GUI设计原则
--讲课视频
-12.4 KLM效率模型
--Video
-12.5 Fitts定律
--讲授视频
-12.6 交互设计过程
--讲授视频
-测验题--作业
-13.1 软件测试概念
--讲课视频
-13.2 软件测试类型
--讲课视频
-13.3 软件功能测试
--讲课视频
-13.4 软件性能测试
--讲课视频
-测验题--作业
-14.1 软件部署与交付
--讲课视频
-14.2 软件演化与维护
--讲课视频
-测验题--作业
-第一部分：基础知识
-第二部分：编程与测试（选做）
