详谈软件工程之软件开发方法

    软件工程的目标是:在给定成本、进度的前提下,开发出具有适用性、有效性、可修改性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可移植性、可追踪性、可互操作性和满足用户需求的软件产品。追求这些目标有助于提高软件产品的质量和开发效率,减少维护的困难。

    本章节主要讲的是软件工程中的软件开发方法论。其主要的考点在于软件开发方法和软件开发模型模块(主要是考各个模型的特点是什么,具体在哪些场景中会使用到),其他的逆向工程和净室软件工程考的比较少,最多出现一两分的综合知识题,其需要掌握的内容如下:

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    注意:在实际项目的使用场景中,我们不会单独的运用到某一种开发方法或者模型,都是综合多种模型以及开发方法,提取他们的优点来加以使用。

1、软件开发方法

    其用到的方法依据时间的变化主要分为结构化法、面向对象法、面向服务法以及原型法。也有些人把敏捷开发和统一过程(UP/RUP)也称之为软件开发方法。

    a、结构化法:即面向过程的开发方法。其基本思想是“自上而下,逐步求精”,把一个复杂的系统拆分,化繁为简,形成一个个的构件。其讲究的是用户至上,系统开发过程工程化、文档化、以及标准化。严格的区分来工作阶段,每个阶段都有明确的任务和应得额成果。

    b、面向对象方法:面向对象的开发方法是自底而上的,主要表现为和现实事物结合起来,把世间万物抽象出来,形成一个个的抽象对象。相比结构化法有更好的复用性,分析、设计、实现三个阶段界限不明确,其关键点在于建立一个全面的、合理的、统一的模型。

    c、面向服务方法:面向服务方法是面向对象法法的延伸。其服务建模又分为服务发现(分析)、服务规约(约定规范)、和服务实现(具体实现)三个阶段。

        SO方法主要有三个级别(操作、服务、业务流程);

        SOAD分为三个层次:基础设计层(底层的构建)、应用服务层(服务之间的接口和服务级的协调)、业务组织层(业务流程的建模和服务流程的编排)

    d、原型法:其适用于需求不明确的场景,包括抛弃型原型和演变型原型。

        抛弃型原型:业务做完之后原型就已经没有用处了;

        演变型模型:在原来的模型基础之上逐步修改并一直沿用;

2、软件开发模型

    IT行业中软件开发模型五花八门,在此我只罗列出比较常用的几种开发模型,其主要的经典开发模型如下图:

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    上图中以瀑布模型以及原型为基础延伸,以迭代思想贯穿全过程,体现了迭代模型。其中原型分为两个阶段。第一个阶段用原型获取需求;第二个阶段再把系统开发起来。在我们实际开发中,一般 是在第二个阶段的时候再次使用瀑布模型来完成开发。

a、瀑布模型:

    瀑布模型也称之为生命周期法,是结构方法中最常用的开发模型,其讲究的是从需求获取到开发到测试像瀑布样顺流而下。缺点是不灵活比较死板,其适用于需求明确、或二次开发的场景下使用。瀑布模型的开发构成如下图:

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b、增量与螺旋模型:

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    增量模型:采用随时间的线性序列,每一个线性序列产生一个可交付的产品,慢慢的迭代以达到最终的要求。

    螺旋模型:分为四个阶段即:制定计划、风险分析、实施工程以及客户评估。以原型为基础,加上瀑布模型重复沿着以上几个步骤进行开发。

c、V模型:

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     V模型是以测试驱动的模型,测试贯穿的整个始终。

d、喷泉模型:

    喷泉模型主要支持面向对象的开发方法,系统某部分常常重复工作多次,相关功能在每次迭代中完善,其主要体现了迭代和无间隙性特征。所谓无间隙指的是在开发活动中,分析、设计、和编码没有明确的界限。

e、快速应用开发(RAD):

    RAD是一个增量型的软件开发模型,其强调的是极短的开发周期。是瀑布模型的一个高速变种,通过使用大量的可复用的构件,采用基于构件的方法赢得快速开发。

RAD的流程可分为:

    ①、业务建模:以什么信息驱动业务过程运作生成什么信息达到什么效果以使用数据流程图来回答上述问题(相当于需求分析,理解需求);

    ②、数据建模:为支持业务的数据流找到数据对象集合,定义数据对象属性,并与其他数据对象关系构成数据模型,可以辅以E-R图(相当于创建业务对象,找出对象之间的关系)。

    ③、过程建模:使数据对象在信息流中完成各业务功能,即细化数据流图中的处理窗(相当于功能模块的实现,比如CRUD等业务)。

    ④、应用生成:打通各个功能模块的关系,构造出整个应用系统。

    ⑤、测试与交互。

f:构件组装模型:

    构件组装模型指的是在整个应用开发的过程中,把各个功能模块抽取出来组成一个个可复用的构件,以便于重复使用。类似于积木一样,把整个构件整合起来,形成一个个的应用系统。其流程图如下:

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3、统一过程(UP/RUP)

    统一过程又称为UP、或RUP,是基于构件的。统一过程是一个通用的过程框架,可以用于各种各样的软件项目。

特点:用例驱动、以基本架构为中心、迭代和增量。

基于UP的软件过程是一个迭代的过程,他有四个阶段,分别是:

    a、初始阶段:为系统建立业务模型并确定项目的边界;

    b、细化阶段:分析问题领域,建立健全的架构基础 。主要是要完成系统的架构。

    c、构件阶段:开发剩余的构件和应用程序功能,形成产品并且进行详细的测试

    d、交互阶段:主要任务是进行β测试(用户环境,用户做的测试)

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4、敏捷开发

    适用于中小型项目,理论上是不适用大型项目。但是在实际开发中,往往我们会把大型项目拆分为多个小型项目,然后使用敏捷开发方法。

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敏捷开发方法发展的过程中,出现了很多不同的流派,例如:

    a、极限编程(XP):是所有敏捷型方法中最引人瞩目的方法,提出了四大价值观、五大原则、12大最佳实践。在对一些费用控制很严格的公司最为适用。

    b、自适应软件开发:

    c、水晶方法:讲究的是用最少的纪律约束而仍能成功的方法

    d、特性驱动开发(FDD):强调特征驱动,快速迭代,即能保证快速开发,又能保证适当文档和质量

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    Scrum 开发模型基本思想是两到四周完成一轮冲刺(Sprint),首先大致研究整个项目大致需要做哪些功能和业务(Pruduct Backlog),然后从中抽取一块功能业务作为最近一轮冲刺需要完成的目标(Sprint Backlog),通过两到四周的工作来完成(Sprint 4 weeks),每天通过扁平化的会议来了解工作的进展;然后再进行下一轮的任务来做冲刺或者是完成整个项目的功能。在这过程中迭代和增量贯穿了整个过程。

5、逆项工程

逆向工程讲的是把整个过程逆转过来,一般的用在已有系统的大版本迭代以及重做场景中。其有四个抽象级别,逻辑图如下:

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6、净室工程

    净室工程是软件开发一种形式化方法,可以生成高质量的软件,主要强调模型的重要性,其目标和结果是非常高低的出错率,这是使用非形式化方法难以实现或者不能达到的。

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来源:华星详谈

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