软件过程模型软件过程模型(重点)
软件工程-软件过程模型
软件工程-软件过程模型软件工程-软件过程模型什么是软件过程模型？软件过程模型（Software Process Model）是软件工程中用于描述和管理软件开发过程的一种抽象和理论模型。
它定义了软件开发的生命周期，规定了软件工程师在每个阶段所执行的活动和任务。
软件过程模型帮助软件开发团队组织工作、提高效率、降低风险并保证项目的顺利进行。
不同的软件过程模型适用于不同的项目需求和开发团队特点，，了解各种软件过程模型对于软件工程师来说非常重要。
常见的软件过程模型1. 瀑布模型瀑布模型（Waterfall Model）是最早出现的软件过程模型之一。
它将软件开发过程划分为一系列线性的阶段，每个阶段的结果作为下一阶段的输入。
这些阶段包括需求分析、系统设计、编码、和维护。
瀑布模型适用于需求稳定并且能够完全预先定义的项目。
优点是结构化、易于管理，但缺点是不适应需求的变化和迭代开发。
2. 增量模型增量模型（Incremental Model）是一种迭代的软件开发过程模型。
它通过将整个项目划分为若干个子系统或模块进行开发，逐步集成形成最终的系统。
增量模型适用于需求相对稳定但时间紧迫的项目。
优点是快速交付可用的部分系统，便于和反馈，缺点是对需求变更不够灵活。
3. 喷泉模型喷泉模型（Fountn Model）是一种灵活而适应性强的软件过程模型。
它假设需求会频繁变动，并通过迭代的方式不断演化和完善系统。
喷泉模型适用于需求不确定或频繁变动的项目。
优点是能够快速适应变化，缺点是需要团队具备较高的不确定性处理能力。
4. 螺旋模型螺旋模型（Spiral Model）是一种风险驱动的软件开发过程模型。
它结合了瀑布模型的线性流程和增量模型的迭代特点，在每个迭代中通过风险分析和评估决定下一步的方向。
螺旋模型适用于大型、复杂且风险较高的项目。
优点是具备风险管理和评估能力，缺点是需要投入更多的时间和资源。
如何选择合适的软件过程模型？选择合适的软件过程模型取决于项目的特点、需求的稳定性和团队的能力。
软件过程模型(瀑布,原型,增量,螺旋)的原理及优缺点
典型的开发模型有：瀑布模型(waterfall model)、渐增模型/演化/迭代(incremental model)、原型模型(prototype model)、螺旋模型(spiral model)、喷泉模型(fountain model)、智能模型(intelligent model)、混合模型(hybrid model)1、边做边改模型（Build-and-Fix Model）遗憾的是，许多产品都是使用“边做边改”模型来开发的。
在这种模型中，既没有规格说明，也没有经过设计，软件随着客户的需要一次又一次地不断被修改。
在这个模型中，开发人员拿到项目立即根据需求编写程序，调试通过后生成软件的第一个版本。
在提供给用户使用后，如果程序出现错误，或者用户提出新的要求，开发人员重新修改代码，直到用户满意为止。
这是一种类似作坊的开发方式，对编写几百行的小程序来说还不错，但这种方法对任何规模的开发来说都是不能令人满意的，其主要问题在于：1）缺少规划和设计环节，软件的结构随着不断的修改越来越糟，导致无法继续修改；2）忽略需求环节，给软件开发带来很大的风险；3）没有考虑测试和程序的可维护性，也没有任何文档，软件的维护十分困难。
2、瀑布模型（Waterfall Model）1970年温斯顿·罗伊斯提出了著名的“瀑布模型”，直到80年代早期，它一直是唯一被广泛采用的软件开发模型。
瀑布模型将软件生命周期划分为制定计划、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试和运行维护等六个基本活动，并且规定了它们自上而下、相互衔接的固定次序，如同瀑布流水，逐级下落。
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需要进行验证，如果验证通过，则该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。
瀑布模型强调文档的作用，并要求每个阶段都要仔细验证。
2-1 软件过程模型
原型需求
系统需求
沟通 快速策划 建模 快速设计
提交系统
部署交付 及反馈
构建原型
2-1 软件过程模型
快速原型法的步骤
Step 1：双方通过沟通，明确已知的需求，并大致勾画出以后 再进一步定义的东西。 Step 2：迅速策划一个原型开发迭代并进行建模，主要集中于 那些最终用户所能够看到的方面，如人机接口布局或者输出
2-1 软件过程模型
瀑布模型
也叫做鲑鱼模型(Salmon model)：向前一阶段回溯，很难。
2-1 软件过程模型
瀑布模型
优点——追求效率 – 它提供了一个模板，这个模板使得分析、设计、编码、测试和 支持的方法可以在该摸板下有一个共同的指导；
– 简单、易懂、易用、快速；
– 为项目提供了按阶段划分的检查点，项目管理比较容易；每个
2-1 软件过程模型
增量模型
举例1：开发一个类似于Word的文字处理软件 – 增量1：提供基本的文件管理、编辑和文档生成功能； – 增量2：提供高级的文档编辑功能； – 增量3：实现拼写和语法检查功能；
– 增量4：完成高级的页面排版功能；
举例2：开发一个教务管理系统 – 增量1：提供基本的学籍管理和成绩管理功能； – 增量2：提供选课功能； – 增量3：提供查询教室使用情况的功能；
– 增量4：提供课表生成、上课名单生成、成绩录入等功能。
2-1 软件过程模型
增量模型
优点：
– 在时间要求较高的情况下交付产品：在各个阶段并不交付一 个可运行的完整产品，而是交付满足客户需求的一个子集的 可运行产品，对客户起到“镇静剂”的作用； – 人员分配灵活：如果找不到足够的开发人员，可采用增量模 型：早期的增量由少量人员实现，如果客户反响较好，则在 下一个增量中投入更多的人力； – 逐步增加产品功能可以使用户有较充裕的时间来学习和适应 新产品，避免全新软件可能带来的冲击；
软件工程-软件过程模型
4 演化模型-螺旋模型
Evolutionary Model
螺旋模型的基本思想
每一个螺旋周期（Spiral model sectors）包 含四个部分： （1）确定目标，选择方案，设定约束条件， 选定完成本周期所定目标的策略。 （2）分析该策略可能存在的风险。 （3）在排除风险后，实现本螺旋周期的目标。 （4）评价前一步的结果，并且计划下一轮的 工作。
第二章 软件过程模型
软件生存周期 软件开发模型 瀑布模型 进化式模型 演化模型 形式化开发
第一节 软件生存周期
软件生存周期的概念： 一个软件从计划起，到废弃不用止。
软件生存周期包括：计划、开发、运行。
第二节 软件开发模型概念
软件开发模型的概念：
为整个软件生存期建立的模型。
交付客户
构件n
规格说明
设计
实现和集成
交付客户
增量模型的基本思想
每个增量提供系统功能的一个子集，一个增 量完成并交付，部分系统功能可以提前交付 使用。 对增量中服务的分配取决于服务优先次序。 最高优先权的服务首先被交付。 第一个增量往往是核心的产品。 开发者能通过对系统的经验帮助理解后面的 增量需求和目前增量后续版本的需求变更。
思考题
为以下各系统提出合适的软件过程模型，阐 述理由： （1） 汽车防锁死刹车控制系统 （2）一个支持软件维护的虚拟现实系统 （3）大学记账系统，准备替换一个已存在的 系统 （4）一个位于火车站的交互式火车车次查询 系统
建立原型系统的方法
原型系统仅包括未来系统的主要功能，以及 系统重要的接口。 开发原型系统尽可能使用能缩短开发周期的 语言和工具。
3 演化模型-增量模型
Evolutionary Model
软件工程基础之02软件过程模型
软件工程基础之02软件过程模型软件工程基础之02 软件过程模型1\引言软件过程模型是软件开发过程中的一个重要概念，用于指导软件项目的组织和管理。
本文将介绍软件过程模型的基本概念、分类、优缺点以及常见的几种软件过程模型。
2\软件过程模型的基本概念2\1 软件过程软件过程是指在软件开发过程中，按照一定的方法论和流程执行的一系列活动。
它包括需求分析、设计、编码、测试、部署等一系列环节，以及相关的管理活动。
2\2 软件过程模型软件过程模型是对软件开发过程的一个抽象描述，它定义了软件开发过程中各个阶段的顺序、交互和活动。
软件过程模型可以帮助团队更好地理解、管理和改进软件开发过程。
3\软件过程模型的分类3\1 瀑布模型瀑布模型是最传统也是最经典的软件过程模型，它将软件开发过程划分为需求分析、设计、编码、测试和部署等几个阶段，每个阶段都有明确的输入和输出。
3\2 原型模型原型模型适用于需求不明确或变化频繁的项目。
它通过快速构建一个初步版本的软件原型，与用户进行反复的交互和验证，以快速收集需求并逐步完善软件。
3\3 增量模型增量模型将软件开发过程划分为多个迭代的增量，每个增量都是对之前版本的扩展和改进。
相比于瀑布模型，增量模型能够更早地交付可用的软件，并且逐步完善。
3\4 螺旋模型螺旋模型是一种风险驱动的软件开发过程模型，它强调风险的评估和管理。
螺旋模型将软件开发过程划分为多个循环，每个循环都包括风险评估、规划、开发和评估等活动。
4\软件过程模型的优缺点4\1 瀑布模型的优缺点瀑布模型的优点是结构清晰、易于理解和控制，适用于需求稳定的项目。
缺点是缺乏灵活性，需求变更困难，容易导致项目延期。
4\2 原型模型的优缺点原型模型的优点是快速、灵活，能够及早与用户进行交互并获取反馈。
缺点是可能会导致需求变更频繁，进而增加开发成本。
4\3 增量模型的优缺点增量模型的优点是能够快速交付可用的软件，并逐步完善。
缺点是每个增量的设计和开发都需要经过完整的软件开发流程，增加了开发成本。
16 软件过程模型CMMI
• CMMI 模型对工程活动进行了一定的强化。
– 在CMM中，只有3级中的软件产品工程和同行评审两个关键过程 域是与工程过程密切相关的， – 在CMMI中，则将需求开发，验证，确认，技术解决方案，产品集 成这些工程过程活动都作为单独的关键过程域进行了要求，从而 在实践上提出了对工程的更高要求和更具体的指导。
2.4 CMMI的 模型表述
• 一个组织可以从以下两种过程改进的方法 中选择其一:
– 组织成熟度 – 过程域能力
• CMMI 对不同过程改进方法采用不同表示 法
– 组织成熟度 – 分级(阶梯式)表示法 – 过程域能力 – 连续表示法
2.4分级表示法
规定了一系列已经证明的改进措施,每一级 都是其上一级的基础,服务于上一级.
量化管理
3 已定义
过程标准化
项目管理 2 已管理
风险 返工
1 初始级
4.3 CMMI 的新特性
• CMMI 模型中比CMM 进一步强化了对需求的重视。
– 在CMM 中，关于需求只有需求管理这一个关键过程域，也就是说， 强调对有质量的需求进行管理，而如何获取需求则没有提出明确 的要求。 – 在CMMI的阶段模要求和方法。
• CMMI中还强调了风险管理。
– 在CMM 中把风险的管理分散在项目计划和项目跟踪与监控中进行 要求， – CMMI3级里单独提出了一个独立的关键过程域叫做风险管理。
4.4 CMMI 的新特性
• 保留了CMM阶段式模式的基础 • 增加了连续式模型，
– 可以帮助组织其客户更加客观和全面的了解它的过程 成熟度。 – 可以给组织在进行过程改进的时候带来更大的自主性， – 不用再象CMM 中 一样，受到等级的严格限制。 – 这种改进的好处是灵活性和客观性强，弱点在于若缺 乏指导，一个组织可能缺乏对关键过程域之间依赖关 系的正确理解而片面的实施过程，造成一些过程成为 空中楼阁，缺少其他过程的支撑。 – 两种表现方式（连续的和阶段的）从他们所涵盖的过 程区域上来说并没有不同，不同的是过程区域的组织 方式以及对成熟度（能力）级别的判断方式。
软件过程的定义与模型
5
第二节
软件生命周期
• 软件生命周期的概念 • 传统软件生命周期的各个阶段
统一软件开发过程模型适用的范围极为广泛，但是对开发人员的素质要求较高。
29
敏捷过程与极限编程
随着计算机技术的迅猛发展和全球化进程的加快，软件需求常 常发生变化，强烈的市场竞争要求更快速的开发软件，同时软件 也能够以更快的速度更新。传统的方法在开发时效上时常面临挑 战，因此，强调快捷、小文档、轻量级的敏捷开发方法开始流行。 敏捷方法是一种轻量级的软件工程方法，相对于传统的软件工程 方法，它更强调软件开发过程中各种变化的必然性，通过团队成 员之间充分的交流与沟通以及合理的机制来有效地响应变化。
11
几种模型之间的关系
5．软件测试 软件测试是保证软件质量的关键步骤。软件测试的目的是发现软件产品中存在的 软件缺陷，进而保证软件产品的质量。在软件开发的实践中，软件缺陷的产生是必然 的。软件缺陷发现得越晚，弥补缺陷所需的成本就越高，损失也就越大。为了尽早发 现软件缺陷，有效地进行软件测试是必须的。按照测试点的不同，测试可以分为单元 测试、集成测试、系统测试和验收测试。
17
快速原型模型
快速原型的基本思想是快速建 立一个能反映用户主要需求的原型系 统，让用户在计算机上试用它，通过 实践来了解目标系统的概貌。通常， 用户试用原型系统之后会提出许多修 改意见，开发人员按照用户的意见快 速地修改原型系统，然后再次请用户 试用……反反复复地改进，直到原型 系统满足用户的要求。
软件开发七大过程模型
软件开发七⼤过程模型⽬录⼀．瀑布模型⼆、喷泉模型三、快速原型模型四、增量模型五、螺旋模型六、Rational统⼀模型七、微软过程模型总结⼀．瀑布模型瀑布模型严格遵循软件⽣命周期各阶段的固定顺序:计划、分析、设计、编程、训试和维护，上⼀阶段完成后才能进⼊到下⼀阶段，整个模型就像⼀个飞流直下的瀑布。
瀑布模型的过程如下图：瀑布模型有许多优点:可强迫开发⼈员采⽤规范的⽅法:严格规定了各阶段必须提交的⽂档:要求每个阶段结束后，都要进⾏严格的评审。
但这也造就了瀑布模型过于理想化，⽽且缺之灵活性，⽆法在开发过程中逐渐明确⽤户难以确切表达或⼀时难以想到的需求，直到软件开发完成之后才发现与⽤户需求有很⼤距离，此时必须付出⾼额的代价才能纠正这⼀偏差，这开发模型主要适⽤于需求⾮常明确的应⽤。
⼆、喷泉模型喷泉模型主要⽤于描述⾯向对象的开发过程，“喷泉”⼀词体现了⾯向对象开发过程的迭代和⽆间隙特征。
迭代意味着模型中的开发活动常常需要多次重复，每次重复都会增加或明确⼀些⽬标系统的性质，但却不是对先前⼯作结果的本质性改动。
⽆间隐是指在开发活动(如分析、设计、编程)之间不存在明显的边界，⽽是允许各开发活动交叉、迭代地进⾏。
喷泉模型具有的优点是：⽆缝、可同步开发，提⾼开发效率，节省开发时间，适⽤于⾯向对象的软件开发。
但是对于这样的模型同样是具有缺点的：在软件开发过程中可能随时会增加各种信息、需求和资料，需要严格管理⽂档，这样就造成了审核的难度逐渐增⼤。
三、快速原型模型快速原型模型对于许多需求不够明确的项⽬，⽐较适合采⽤该模型。
它采⽤了⼀种动态定义需求的⽅法，通过快速地建⽴个能够反映⽤户主要需求的软件原型，让⽤户在计算机上使⽤它，了解其概要，再根据反馈的结果进⾏修改，因此能够充分体现⽤户的参与和决策。
原型化⼈员对原型的实施很重要，衡量他们的重要标准是能否从⽤户的模糊描述中快速地获取实际的需求。
快速原型模型的优点是：由于该模型是通过原型与⽤户进⾏交互，所以在确定需求上优于瀑布模型，通过开发原型和演⽰原型对开发者和使⽤者了解系统都有积极作⽤。
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适用情况
需要早期获得功能 中间产品可以提供使用 系统被自然地划分成增 量 工作人员和（或）资金 可以逐步增加
原型开发模型
需求分析 快速设计 建立原型 用户评价原型 修改原型 生产产品
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原型分类
抛弃式原型开发 样品式原型开发 渐增式原型开发
螺旋模型
B.Boehm于1988年提出
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螺旋模型描述
瀑布模型和增量模型相结合，增加风险分析 用来指导大型软件项目的开发 将开发划分为制定计划、风险分析、实施工 程、客户评估四类活动 沿螺旋线每转一圈，表示开发出一个更完善 的新的软件版本
增量模型特点
在开发每个增量时，开发过程中的活动和任 务顺序地或部分平行重叠地使用 当相继的增量在部分并发地被开发时，开发 过程中的活动和任务可以在构造间平行地被 采用
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增量模型的使用风险和适用情况
风险
需求未被很好地理解 突然提出一些功能 事先打算采用的技术迅 速发生变化 需求迅速发身变化 长时期内有限的资源投 入
2
瀑布模型特点
(1) 阶段间具有顺序性和依赖性； (2) 推迟实现的观点； (3) 质量保证的观点。
瀑布模型的使用风险和适用情况
使用风险
需求未被充分理解 系统太大而不能一次实 现 事先打算采用的技术迅 速发生变化 需求迅速发生变化 有限的资源 无法利用某一中间产品
适用情况
所有的系统功能一次交 付时 必须同时淘汰全部老系 统时
3
V模型
型号任务 系统需求 系统需求 验证 软件需求 软件需求 验证 概要设计 概要设计 验证 详细设计 详细设计 验证 验证 编码 单元测试 编译后的单元 验证 组装测试 测试后的单元 验证与确认 确认测试 组装后的软件 验证与确认 系统联试 测试后的软件 交付软件
J.McDermid于1994年在“软 件工程师参考手册”中提出
软件过程模型
瀑布模型（传统的，适合于需求明确的系统）； 原型模型（传统的，适合于需求不明确的系统）； 螺旋模型（原型迭代）； 增量模型（分阶段递交软件产品）； 喷泉模型（面向对象开发模型）； 快速应用开发（RAD)（通P）； 并行开发模型（适合于C/S应用）；
软件过程模型(重点)
瀑布模型 ； 原型模型 ； 增量模型、迭代模型； 螺旋模型； 基于构件的开发模型; RUP; 喷泉模型；
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瀑布模型
系统 需求
软件 需求
概要 设计
详细 设计 软件 实现 软件 测试
1970年由W.Royce提出
瀑布模型描述
瀑布模型是传统软件工程的基础； 瀑布模型的基本思想是将软件生命周期划分 为若干明确定义的阶段； 需求捕获是软件生命周期的第一个阶段，上 一个阶段生成规定的软件中间产品（软件文 档，伪码等），传到下一阶段作进一步加 工，最后得到目标产品。 瀑布模型是一个理想化过程。
增量模型
系统 需求 软件 需求
概要 设计
详细 设计
编码 测试
软件1： 运行维护
详细 设计
编码 测试
软件2： 运行维护
4
增量模型描述
预先计划的产品改进 从一套给定的需求开始，通过一系列的迭代 实施开发，第一次迭代纳入一部分需求，下 一次迭代纳入更多的需求，以此类推，直到 系统完成 在每一次迭代中实行必要的过程、活动和任 务
喷泉模型
1990年B.H.Sollers和J.M.Edwards提出 主要用于采用面向对象技术的项目 喷泉体现迭代和无间隙的特征 软件的某些部分常常被重复工作多次，相关 对象在每次迭代中随之加入渐进的软件成分 在分析、设计、实现等各项活动之间无明显 边界
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RUP模型
软件过程模型的选择
1）模型应符合软件本身的性质（规模、复杂性） 2）模型应满足软件应用系统整体开发进度要求 3）模型应有可能控制并消除软件开发风险 4）模型应有可用的计算机辅助工具（如快速原型工 具）的支持 5）模型应与用户和软件开发人员的知识和技能相匹 配 6）模型应有利于软件开发的管理与控制
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