軟件開發模式簡介

1. 邊作邊改模型（Build-and-Fix Model）

　　好吧，其實如今許多產品實際都是使用的「邊作邊改」模型來開發的，特別是不少小公司產品週期壓縮的過短。在這種模型中，既沒有規格說明，也沒有通過設計，軟件隨着客戶的須要一次又一次地不斷被修改。

　　在這個模型中，開發人員拿到項目當即根據需求編寫程序，調試經過後生成軟件的第一個版本。在提供給用戶使用後，若是程序出現錯誤，或者用戶提出新的要求，開發人員從新修改代碼，直到用戶和測試等等滿意爲止。

　　這是一種相似做坊的開發方式，邊作邊改模型的優勢毫無疑問就是前期出成效快。

　　對編寫邏輯不須要太嚴謹的小程序來講還能夠對付得過去，但這種方法對任何規模的開發來講都是不能使人滿意的，其主要問題在於：

　　1） 缺乏規劃和設計環節，軟件的結構隨着不斷的修改愈來愈糟，致使沒法繼續修改；

　　2） 忽略需求環節，給軟件開發帶來很大的風險；

　　3） 沒有考慮測試和程序的可維護性，也沒有任何文檔，軟件的維護十分困難。

 

2. 瀑布模型（Waterfall Model）

　　瀑布模型是一種比較老舊的軟件開發模型，1970年溫斯頓·羅伊斯提出了著名的「瀑布模型」，直到80年代都仍是一直被普遍採用的模型。

　　瀑布模型將軟件生命週期劃分爲制定計劃、需求分析、軟件設計、程序編寫、軟件測試和運行維護等六個基本活動，而且規定了它們自上而下、相互銜接的固定次序，如同瀑布流水，逐級下落。

　　在瀑布模型中，軟件開發的各項活動嚴格按照線性方式進行，當前活動接受上一項活動的工做結果，實施完成所需的工做內容。當前活動的工做結果須要進行驗證，如驗證經過，則該結果做爲下一項活動的輸入，繼續進行下一項活動，不然返回修改。

　　瀑布模型優勢是嚴格遵循預先計劃的步驟順序進行，一切循序漸進比較嚴謹。

　　瀑布模型強調文檔的做用，並要求每一個階段都要仔細驗證。可是，這種模型的線性過程太理想化，已再也不適合現代的軟件開發模式，幾乎被業界拋棄，其主要問題在於：

　　1） 各個階段的劃分徹底固定，階段之間產生大量的文檔，極大地增長了工做量；

　　2） 因爲開發模型是線性的，用戶只有等到整個過程的末期才能見到開發成果，從而增長了開發的風險；

　　3） 早期的錯誤可能要等到開發後期的測試階段才能發現，進而帶來嚴重的後果。

　　4） 各個軟件生命週期銜接花費時間較長，團隊人員交流成本大。

　　5） 瀑布式方法在需求不明而且在項目進行過程當中可能變化的狀況下基本是不可行的。

 

3. 迭代模型（stagewise model）（也被稱做迭代增量式開發或迭代進化式開發）

　　，是一種與傳統的瀑布式開發相反的軟件開發過程，它彌補了傳統開發方式中的一些弱點，具備更高的成功率和生產率。

　　在迭代式開發方法中，整個開發工做被組織爲一系列的短小的、固定長度（如3周）的小項目，被稱爲一系列的迭代。每一次迭代都包括了需求分析、設計、實現與測試。採用這種方法，開發工做能夠在需求被完整地肯定以前啓動，並在一次迭代中完成系統的一部分功能或業務邏輯的開發工做。再經過客戶的反饋來細化需求，並開始新一輪的迭代。

　　教學中，對迭代和版本的區別，可理解以下： 迭代通常指某版本的生產過程，包括從需求分析到測試完成； 版本通常指某階段軟件開發的結果，一個可交付使用的產品。

　　與傳統的瀑布模型相比較，迭代過程具備如下優勢：

　　1）下降了在一個增量上的開支風險。若是開發人員重複某個迭代，那麼損失只是這一個開發有誤的迭代的花費。

　　2）下降了產品沒法按照既定進度進入市場的風險。經過在開發早期就肯定風險，能夠儘早來解決而不至於在開發後期匆匆忙忙。

　　3）加快了整個開發工做的進度。由於開發人員清楚問題的焦點所在，他們的工做會更有效率。

　　4）因爲用戶的需求並不能在一開始就做出徹底的界定，它們一般是在後續階段中不斷細化的。所以，迭代過程這種模式使適應需求的變化會更容易些。所以複用性更高

 

4. 快速原型模型（Rapid Prototype Model）

　　快速原型模型的第一步是建造一個快速原型，實現客戶或將來的用戶與系統的交互，用戶或客戶對原型進行評價，進一步細化待開發軟件的需求。經過逐步調整原型使其知足客戶的要求，開發人員能夠肯定客戶的真正需求是什麼；第二步則在第一步的基礎上開發客戶滿意的軟件產品。

　　顯然，快速原型方法能夠克服瀑布模型的缺點，減小因爲軟件需求不明確帶來的開發風險，具備顯著的效果。

　　快速原型的關鍵在於儘量快速地建造出軟件原型，一旦肯定了客戶的真正需求，所建造的原型將被丟棄。所以，原型系統的內部結構並不重要，重要的是必須迅速創建原型，隨之迅速修改原型，以反映客戶的需求。

　　快速原型模型有點整合「邊作邊改」與「瀑布模型」優勢的意味。

 

五、增量模型（Incremental Model）

　　與建造大廈相同，軟件也是一步一步建造起來的。在增量模型中，軟件被做爲一系列的增量構件來設計、實現、集成和測試，每個構件是由多種相互做用的模塊所造成的提供特定功能的代碼片斷構成。

　　增量模型在各個階段並不交付一個可運行的完整產品，而是交付知足客戶需求的一個子集的可運行產品。整個產品被分解成若干個構件，開發人員逐個構件地交付產品，這樣作的好處是軟件開發能夠較好地適應變化，客戶能夠不斷地看到所開發的軟件，從而下降開發風險。可是，增量模型也存在如下缺陷：

　　1） 因爲各個構件是逐漸併入已有的軟件體系結構中的，因此加入構件必須不破壞已構造好的系統部分，這須要軟件具有開放式的體系結構。

　　2） 在開發過程當中，需求的變化是不可避免的。增量模型的靈活性可使其適應這種變化的能力大大優於瀑布模型和快速原型模型，但也很容易退化爲邊作邊改模型，從而是軟件過程的控制失去總體性。

　　在使用增量模型時，第一個增量每每是實現基本需求的核心產品。核心產品交付用戶使用後，通過評價造成下一個增量的開發計劃，它包括對核心產品的修改和一些新功能的發佈。這個過程在每一個增量發佈後不斷重複，直到產生最終的完善產品。

　　例如，使用增量模型開發字處理軟件。能夠考慮，第一個增量發佈基本的文件管理、編輯和文檔生成功能，第二個增量發佈更加完善的編輯和文檔生成功能，第三個增量實現拼寫和文法檢查功能，第四個增量完成高級的頁面佈局功能。

 

6. 螺旋模型（Spiral Model）

　　1988年，巴利·玻姆(Barry Boehm)正式發表了軟件系統開發的「螺旋模型」，它將瀑布模型和快速原型模型結合起來，強調了其餘模型所忽視的風險分析，特別適合於大型複雜的系統。

　　螺旋模型沿着螺線進行若干次迭代，圖中的四個象限表明瞭如下活動：

　　1） 制定計劃：肯定軟件目標，選定實施方案，弄清項目開發的限制條件；

　　2） 風險分析：分析評估所選方案，考慮如何識別和消除風險；

　　3） 實施工程：實施軟件開發和驗證；

　　4） 客戶評估：評價開發工做，提出修正建議，制定下一步計劃。

　　螺旋模型由風險驅動，強調可選方案和約束條件從而支持軟件的重用，有助於將軟件質量做爲特殊目標融入產品開發之中。可是，螺旋模型也有必定的限制條件，具體以下：

　　1） 螺旋模型強調風險分析，但要求許多客戶接受和相信這種分析，並作出相關反應是不容易的，所以，這種模型每每適應於內部的大規模軟件開發。

　　2） 若是執行風險分析將大大影響項目的利潤，那麼進行風險分析毫無心義，所以，螺旋模型只適合於大規模軟件項目。

　　3） 軟件開發人員應該擅長尋找可能的風險，準確地分析風險，不然將會帶來更大的風險

　　一個階段首先是肯定該階段的目標，完成這些目標的選擇方案及其約束條件，而後從風險角度分析方案的開發策略，努力排除各類潛在的風險，有時須要經過建造原型來完成。若是某些風險不能排除，該方案當即終止，不然啓動下一個開發步驟。最後，評價該階段的結果，並設計下一個階段。

 

7. 敏捷軟件開發 (Agile development)

　　敏捷開發是一種以人爲核心、迭代、按部就班的開發方法。在敏捷開發中，軟件項目的構建被切分紅多個子項目，各個子項目的成果都通過測試，具有集成和可運行的特徵。換言之，就是把一個大項目分爲多個相互聯繫，但也可獨立運行的小項目，並分別完成，在此過程當中軟件一直處於可以使用狀態。

　　敏捷開發小組主要的工做方式能夠概括爲：做爲一個總體工做； 按短迭代週期工做； 每次迭代交付一些成果，關注業務優先級，檢查與調整。

　　敏捷軟件開發要注意項目規模，規模增加，團隊交流成本就上去了，所以敏捷軟件開發暫時適合不是特別大的團隊開發，比較適合一個組的團隊使用。

 

8. 演化模型（evolutionary model）

　　主要針對事先不能完整定義需求的軟件開發。用戶能夠給出待開發系統的核心需求，而且當看到核心需求實現後，可以有效地提出反饋，以支持系統的最終設計和實現。軟件開發人員根據用戶的需求，首先開發核心系統。當該核心系統投入運行後，用戶試用之，完成他們的工做，並提出精化系統、加強系統能力的需求。軟件開發人員根據用戶的反饋，實施開發的迭代過程。第一迭代過程均由需求、設計、編碼、測試、集成等階段組成，爲整個系統增長一個可定義的、可管理的子集。

　　在開發模式上採起分批循環開發的辦法，每循環開發一部分的功能，它們成爲這個產品的原型的新增功能。因而，設計就不斷地演化出新的系統。 實際上，這個模型可看做是重複執行的多個「瀑布模型」。

　　「演化模型」要求開發人員有能力把項目的產品需求分解爲不一樣組，以便分批循環開發。這種分組並非絕對隨意性的，而是要根據功能的重要性及對整體設計的基礎結構的影響而做出判斷。有經驗指出，每一個開發循環以六週到八週爲適當的長度。

 

9. 噴泉模型（fountain model, (面向對象的生存期模型, 面向對象（Object Oriented,OO）模型））

　　噴泉模型與傳統的結構化生存期比較，具備更多的增量和迭代性質，生存期的各個階段能夠相互重疊和屢次反覆，並且在項目的整個生存期中還能夠嵌入子生存期。就像水噴上去又能夠落下來，能夠落在中間，也能夠落在最底部。

 

10. 智能模型（四代技術（4GL）)

　　智能模型擁有一組工具（如數據查詢、報表生成、數據處理、屏幕定義、代碼生成、高層圖形功能及電子表格等），每一個工具都能使開發人員在高層次上定義軟件的某些特性，並把開發人員定義的這些軟件自動地生成爲源代碼。這種方法須要四代語言（4GL）的支持。4GL不一樣於三代語言，其主要特徵是用戶界面極端友好，即便沒有受過訓練的非專業程序員，也能用它編寫程序；它是一種聲明式、交互式和非過程性編程語言。4GL還具備高效的程序代碼、智能缺省假設、完備的數據庫和應用程序生成器。目前市場上流行的4GL（如Foxpro等）都不一樣程度地具備上述特徵。但4GL目前主要限於事務信息系統的中、小型應用程序的開發。

 

11. 混合模型（hybrid model）

　　過程開發模型又叫混合模型（hybrid model），或元模型（meta-model）,把幾種不一樣模型組合成一種混合模型，它容許一個項目能沿着最有效的路徑發展，這就是過程開發模型（或混合模型）。實際上，一些軟件開發單位都是使用幾種不一樣的開發方法組成他們本身的混合模型。

 

大體列舉部分經常使用軟件過程模型的特色和適用範圍：

模型名稱	技術特色	適用範圍
瀑布模型	簡單，分階段，階段間存在因果關係， 各個階段完成後都有評審，容許反饋，不支持 用戶參與，要求預先肯定需求	需求易於完善定義且不易變動的軟件系統
快速原型模型	不要求需求預先完備定義，支持用戶參與， 支持需求的漸進式完善和確認，可以適應用戶需求的變化	需求複雜、難以肯定、動態變化的軟件系統
增量模型	軟件產品是被增量式地一塊塊開發的， 容許開發活動並行和重疊	技術風險較大、用戶需求較爲穩定的軟件系統
迭代模型	不要求一次性地開發出完整的軟件系統，將軟件 開發視爲一個逐步獲取用廣需求、完善軟件產品的過程	需求難以肯定、不斷變動的軟件系統
螺旋模型	結合瀑布模型、快速原型模型和迭代模 型的思想，並引進了風險分析活動	需求難以獲取和肯定、軟件開發風險較大的軟件系統