《软件工程》第二章软件生命周期及软件开发模型
02 软件开发模型
软件工程 Software Engineering
第二章 软件工程模型
河海大学 计算机科学与工程系 郭学俊
hhugxj@
2006年9月4日12时35分 河海大学计算机及信息工程学院 郭学俊
1
主要内容
传统生存期模型
瀑布模型 演化模型 原型模型 增量模型 螺旋模型 四代技术 混合模型
Байду номын сангаас
面向对象生存期模型 统一软件开发过程 基于软件构件的软件开发
缺少规划和设计环节， 缺少规划和设计环节，软件的结构随着修改会越 来越糟，容易导致无法继续修改； 来越糟，容易导致无法继续修改； 忽略需求环节，给软件开发带来很大的风险； 忽略需求环节，给软件开发带来很大的风险； 没有任何文档，软件的维护十分困难。 没有任何文档，软件的维护十分困难。
2006年9月4日12时35分 河海大学计算机及信息工程学院 郭学俊
2006年9月4日12时35分 河海大学计算机及信息工程学院 郭学俊
3
边做边改模型（Build-and-Fix Model） ）
遗憾的是， 遗憾的是，许多产品都是使用 边做边改”模型来开发的。 “边做边改”模型来开发的。在这 种模型中，既没有规格说明， 种模型中，既没有规格说明，也没 有经过设计， 有经过设计，软件随着客户的需要 一次又一次地被修改， 一次又一次地被修改，直到用户满 意为止。主要问题在于： 意为止。主要问题在于：
软件工程第2讲 软件生命周期模型
敏捷开发4软件生命周期模型1瀑布模型及几个衍生模型2迭代和递增3其他生命周期模型及模型比较5敏捷开发4软件生命周期模型1瀑布模型及几个衍生模型2迭代和递增3其他生命周期模型及模型比较57P32: 2.9.2P23: 2.2 P25: 2.3P34: 2.9.3模型构造多使用脚本语言、基于现有基础代码库、UI工具制作，制作过程一般不会考虑性能、稳定敏捷开发4软件生命周期模型1瀑布模型及几个衍生模型2迭代和递增3其他生命周期模型及模型比较5迭代-递增生命周期模型递增也是软件工程的一个固有特性P27P26: 2.5P28P29P30 2.7敏捷开发4软件生命周期模型1瀑布模型及几个衍生模型2迭代和递增3其他生命周期模型及模型比较58个体和交互胜过过程和工具以人为本我相信没有比面对面交流更高效的沟通渠道了•尊重和信任激发个人内心的责任感和使命感，激发了个体的潜能。
•基于互相信任的前提，敏捷提倡自治的全功能团队。
在工作形式上，整个团队平时坐在一起工作，从物理空间上创造了更加便捷面对面的沟通机会。
•要摒弃这种重流程和重工具，提倡轻量级流程和轻量级工具，而这些流程和工具又在促进个体交互。
比如，我们在日常工作中会使用Trello、Jira、Keynote等工具。
可以工作的软件胜过面面俱到的文档价值导向为客户交付可工作的软件是我们的核心目标•我们应该尽早交付可进行端到端测试的代码，该目标决定了我们不应该花过多精力在面面俱到的文档上。
•但这不代表我们要抵制任何文档。
实践证明，轻量级的文档策略有助于团队高质量交付可工作的软件。
•在开发过程中，交互设计原型也是一种轻量级文档，交互设计师交付可以尽早地跟团队和客户进行确认验收的核心业务场景的原型，快速收集反馈。
客户合作胜过合同谈判客户团队帮助客户实现他们真正想要的价值•让客户也作为团队的一分子，跟客户建立信任的合作关系取代敌对的谈判关系。
•需求的变化往往来自客户，让客户参与进来可以在开发的过程中尽早的发现变化，从而尽早采取解决方案。
软件工程03-软件生命周期与开发模型
本章任务
本章任务-了解软件工程的发展史及常用的开发模型 知识目标： 了解软件工程的发展史 熟悉软件的生命周期 熟悉常用的开发模型 能力目标： 能描述软件的生命周期 能描述常用的软件开发模型及适用场景
1.软件工程概述
软件危机：落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机 软件需求，从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重 问题的现象。 表现形式: 软件开发费用和进度失控。费用超支、进度拖延的情况屡 屡发生。有时为了赶进度或压成本不得不采取一些权宜之 计，这样又往往严重损害了软件产品的质量。 软件的可靠性差。尽管耗费了大量的人力物力，而系统的 正确性却越来越难以保证，出错率大大增加，由于软件错 误而造成的损失十分惊人。 生产出来的软件难以维护。很多程序缺乏相应的文档资料 ，程序中的错误难以定位，难以改正，有时改正了已有的 错误又引入新的错误。随着软件的社会拥有量越来越大， 维护占用了大量人力、物力和财力。
1.软件工程概述
传统软件工程
为迎接软件危机的挑战，人们进行了不懈的努力，这些努 力大致上是沿着两个方向同时进行的。 第一个方向是从软件开发管理的角度，希望实现软件 开发过程的工程化，它包括软件度量、项目估算、进 度控制、人员组织、配置管理、项目计划等。这方面 最为著名的成果就是提出了大家都很熟悉的“瀑布式 ”生命周期模型，它是在60年代末“软件危机”后出 现的第一个生命周期模型。如图5-1所示
（1）瀑布模型
瀑布模型是将软件生存周期的各项活动规定为按 固定顺序而连接的若干阶段工作，形如瀑布流水 逐级下落，最终得到软件产品。 瀑布模型的核心思想是按工序将问题简化，将功 能的实现与设计分开，便于分工协作，即采用结 构化的分析与设计方法将逻辑实现与物理实现分 开。将软件生命周期划分为可行性研究与计划、 需求分析、设计、编码、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。如果需 求发生变化，而需要逐级返回，修改所有相关的 文档及代码。
软件工程-齐志昌-第二版
软件工程阶段
20世纪70年代，随着计算机应用的普及，软件开发的复 杂度越来越高，软件危机开始出现，软件工程的概念和方 法逐渐被提出和应用。
现代软件工程
20世纪80年代以后，随着面向对象编程和软件重用技术 的发展，软件工程进入了一个新的阶段，强调使用工程化 的方法和工具来指导和管理软件开发。
软件工程的三大支柱
02 软件开发生命周期
概念与模型
概念
软件开发生命周期是软件开发从开始 到结束的全过程，包括需求分析、设 计、编码、测试和维护等阶段。
模型
软件开发生命周期模型是描述软件开 发过程的抽象框架，常见的有瀑布模 型、螺旋模型、迭代模型等。
传统开发模型
瀑布模型
按顺序进行需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段，阶段间具有严格的顺序性和依 赖性。
面向对象编程
使用面向对象编程语言（如Java、C）进行软件实现，通过封装、 继承和多态等机制实现代码重用和模块化。
面向过程编程
采用结构化程序设计方法，将软件系统分解为一系列过程，通过顺 序、选择和循环等结构实现软件功能。
函数式编程
使用函数式编程语言（如Haskell、Scala）进行软件实现，通过高阶 函数、不可变性等特性提高代码可读性和可维护性。
Jira
一款功能强大的项目管理工具，支持敏捷开发和传统瀑布模型，提供任务管理、缺陷跟 踪和需求管理等功能。
Gantt Chart
甘特图是一种常用的项目进度计划工具，通过条形图展示任务开始和结束时间，直观地 反映任务之间的依赖关系和时间进度。
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软件测试技术
单元测试
针对软件中的最小可测试单元（如函数、方法、类等）进行测试， 验证其功能和性能是否符合要求。
软件工程第2章软件生存周期与软件过程
用例驱动 ─ Concise, simple, and understandable
以体系结构为中心 ─ Effective basis for large-scale reuse
增量和迭代开发 ─ 基于风险前驱的原则，渐进地展开分析、设 计及其相关活动，每个迭代都会提供一次验 证和调整模型机会，推动软件质量的提升。
增量模型也存在以下缺陷 （1）由于各个构件是逐渐并入已有的软件体系
结构中的，所以加入构件必须不破坏已构造好 的系统部分，这需要软件具备开放式的体系结 构。 （2）在开发过程中，需求的变化是不可避免的。 增量模型的灵活性可以使其适应这种变化的能 力大大优于瀑布模型和快速原型模型，但也很 容易退化为边做边改模型，从而是软件过程的 控制失去整体性。
各阶段结束前都要对所完成的文档进 行评审，以便及时发现问题，改正错 误。
软件工程第2章软件生存周期与软件 过程
瀑布模型的缺点
（1） 各个阶段的划分完全固定，阶段之间产 生大量的文档，极大地增加了工作量。
（2） 由于开发模型是线性的，用户只有等到 整个过程的末期才能见到开发成果，从而增 加了开发的风险。
在增量模型中，软件被作为一系列的增量构件 来设计、实现、集成和测试，每一个构件是由 多种相互作用的模块所形成的提供特定功能的 代码片段构成 。
增量模型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。整个产品被分解成若干个构件， 开发人员逐个构件地交付产品，这样做的好处 是软件开发可以较好地适应变化，客户可以不 断地看到所开发的软件，从而降低开发风险。
软件工程第2章软件生存周期与软件 过程
迭代式开发 容纳需求变更/减少风险。 管理需求 使用用例和脚本。 使用基于构件的体系结构。 可视化建模。 验证软件质量 质量评估内建在贯穿于整个
软件工程实用教程第三版-郭宁主编-课后习题及答案
软件工程实用教程第三版-郭宁主编-课后习题及答案第一章软件工程引论1.在下列选项中，（D）不是软件的特征。
A．系统性与复制性 B. 可靠性与一致性 C.抽象性与智能型 D.有形性与可控性2.软件是一种（B）产品。
A．有形 B. 逻辑 C. 物质 D. 消耗3.软件工程是一种（A）分阶段实现的软件程序开发方法。
A.自顶向下B. 自底向上C. 逐步求精D. 面向数据流4.与计算机科学的理论研究不同，软件工程是一门（B）学科。
A．理论性 B. 工程性 C. 原理性 D. 心理性5.软件工程与计算机科学性质不同，软件工程着重于（C）。
A．原理探讨 B. 理论研究 C. 建造软件系统D. 原理性的理论6.下列说法正确的是（B）A.软件工程的概念于20世纪50年代提出B.软件工程的概念于20世纪60年代提出C.20世纪70年代出现了客户机/服务器技术D.20世纪80年代软件工程学科达到成熟7.软件工程方法学中的软件工程管理是其中的一个重要内容，它包括软件管理学和软件工程经济学，它要达到的目标是（D）A．管理开发人员，以开发良好的软件B．采用先进的软件开发工具，开发优秀的软件C．消除软件危机，达到软件生产的规模效益D．以基本的社会效益为基础，工程化生产软件第二章软件生命周期及开发模型1.软件生命周期包括可行性分析和项目开发计划、需求分析、总体设计、详细分析、编码、（B）、维护等活动。
A．应用 B. 测试 C. 检测 D. 以上答案都不正确2.软件生命周期模型有多中，下列项目中，（C）不是软件生命周期模型。
A．螺旋模型 B. 增量模型 C. 功能模型 D.瀑布模型3.软件生命周期中时间最长的阶段时（D）A．需求分析阶段 B. 总体设计阶段 C. 测试阶段 D. 维护阶段4.瀑布模型是一种（D）A.软件开发方法B. 软件生存周期C. 程序设计方法学 D. 软件生存周期模型5.软件开发中常采用的结构化生命周期方法，由于其特征而一般称其为（A）A.瀑布模型B. 对象模型C. 螺旋模型D. 层次模型6.在结构化的瀑布模型中，（D）阶段定义的标准将成为软件测试中系统测试阶段的目标A.详细设计阶段B. 总体设计阶段C. 可行性研究阶段 D. 需求分析7.增量模型是一种（B）的模型A.整体开发B. 非整体开发C. 灵活性差D.较晚产生工作软件8.（C）是指模拟某种产品的原始模型A.模型B. 最初模型C. 原型D. 进化模型9.建立原型的目的不同，实现原型的途径也有所不同，下列不正确的类型是（B）A.用于验证软件需求的原型B. 垂直原型C.用于验证设计方案的原型 D.用于演化出目标系统的原型10.原型化方法是一种（A）型的设计过程。
软件工程第2章
软件定义的基本任务是确定软件系统
的工程需求，也就是要搞清“做什
么”。 软件定义过程可通过软件系统的可行
性研究和需求分析两个阶段来完成。
ZLL
BeiHua
1)可行性研究
确定用户要求解决的项目的性质、目标和 规模。
可行性研究
经济可行性、技术可行性、操作可行性、法律 可行性、不同的方案。
确定软件元素的作用范围，并对软件进行 成本估算，制定进度安排，最后提交软件 计划。
ZLL
BeiHua 软件研制与软件测试的层次对应关系
可行性研究 需求分析
（验收测试计划） 概要设计 （组装测试计划） 详细设计 （单元测试计划） 编码与调试
ZLL
运行与维护
验收测试
组装测试
单元测试
BeiHua
3 . 软件的使用与维护及退役
任务: 通过各种维护活动使软件系统持久地满足用户的需求。 每项维护活动实质上都是一次压缩和简化了的软件定义和软
软件开发小组人员素质和数量是影响软件质量和 开发效率的重要因素。实践表明，素质高的人员 与素质低的人员相比，开发效率可能高几倍至几 十倍、而且所开发的软件中的错误也要少得多。 另外，开发小组的人数不宜过多，因为随着人数 的增加，人员之间交流情况、讨论问题的通信开 销将急剧增加，这不但不能提高生产率，反而由 于误解等原因可能增加出错的概率。
软件危机的具体表现： ·开发成本和进度估计不准
·用户对“已完成的”软件系统不满意 ·软件质量往往靠不住 ·软件常常是不可维护的 ·软件通常没有适当的文档资料 ·软件成本逐年上升 ·软件开发生产率滞后于硬件和计算机应用普及
ZLL
BeiHua 软件、硬件成本变化趋势
100% 80% 硬 件 60% 40% 20% 1955年 1970年 软件开发
软件工程软件生命周期模型
软件工程软件生命周期模型在软件工程领域，软件生命周期模型是一种重要的框架，用于指导软件开发的过程。
它为软件开发团队提供了一种结构化的方法，以确保软件的开发能够高效、高质量地完成。
软件生命周期模型就像是一张地图，指引着开发人员从项目的启动到最终的交付。
它涵盖了软件从概念形成到退役的整个过程，包括一系列的阶段、活动和任务。
常见的软件生命周期模型有瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型和敏捷模型等。
瀑布模型是最早出现的软件生命周期模型之一。
它将软件开发过程分为明确的几个阶段，如需求分析、设计、编码、测试和维护。
每个阶段都必须在前一个阶段完成且经过评审后才能开始。
这种模型的优点是流程清晰，文档规范。
但它的缺点也很明显，如果在后期发现前期的错误，修改成本会很高，而且不适应需求的频繁变更。
快速原型模型则是在获取基本需求后，快速构建一个原型系统。
用户通过使用原型来进一步明确需求，开发人员根据反馈进行修改和完善。
这个模型的好处是能够快速获得用户的反馈，尽早发现问题。
但由于原型往往不够完善，可能会给用户造成误解。
增量模型是把软件系统逐步分解为多个增量构件，每个构件分别开发和交付。
这样可以在较短的时间内交付部分功能，让用户逐步看到成果。
但它对软件的架构设计要求较高，需要很好地规划各个增量之间的接口。
螺旋模型则是将瀑布模型和快速原型模型结合起来，并加入了风险分析。
它沿着螺旋线不断迭代，每一轮迭代都包括制定计划、风险分析、实施工程和客户评估等步骤。
这种模型适用于大型、复杂且高风险的项目，但管理成本相对较高。
近年来，敏捷模型在软件开发中越来越受欢迎。
敏捷开发强调团队的快速响应和持续交付，通过短周期的迭代来不断完善软件。
常见的敏捷方法有 Scrum 和 Kanban 等。
敏捷模型注重人与人之间的沟通和协作，能够更好地适应需求的变化，但对团队成员的素质和自组织能力要求较高。
在选择软件生命周期模型时，需要考虑多个因素。
首先是项目的特点，比如项目的规模、复杂度、需求的稳定性等。
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• 10、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。6/19/2
020 6:55:34 AM06:55:342020/6/19
• 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。6/19/2
谢 谢 大 家 020 6:55 AM6/19/2020 6:55 AM20.6.1920.6.19
• 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。19-Jun-2019 J une 202020.6.19
过程是一系列朝着特定目标（例如，需求、管理、 发布）执行的活动。IEEE标准一共列出了17个过程（ 见表2.1）。把过程分组成更高层的抽象称为过程组（ process group）。 过程组的例子是项目管理、前期开发、开发和后期开 发。
表2.1 IEEE 1074的软件过程
2。2软件开发生命周期过程和活动
•
过程组
过程
生命周期建模
选择生命周期模型
项目管理
项目启动
项目监控和控制
软件质量管理
前期开发
概念探讨
系统配置
开发
需求设计
实现后期开发安装操作和支持维护
报废
整体过程
验证并确认
软件配置管理
文档开发
2。2软件开发生命周期过程和活动
最早出现的软件开发模型是 1970年W．Royce提出的瀑布模型， 而后随着软件工程学科的发展和软件 开发的实践，相继提出了原型模型、 演化模型、增量模型、喷泉模型等。
快速 设计
建造 原型
用户评价原型 原型
指定计划： 决定目标 方案限制
提交线 评审
客户评价
2.2.4 螺旋模型
累计成本
需求计划 生存期 计划
开发计划
组装测试
风险分析
风险分析
风险分析
原型 3
原型 2
原型 1
可运 行原型
风险分析：
评价方案 识别风险 消除风险
软件
需求
编码
需求 软件产品
确认
设计 单元
设计确认验证
•
5、知人者智，自知者明。胜人者有力 ，自胜 者强。 20.6.19 20.6.19 06:55:3 406:55: 34June 19, 2020
•
6、意志坚强的人能把世界放在手中像 泥块一 样任意 揉捏。 2020年 6月19 日星期 五上午6 时55分 34秒06 :55:342 0.6.19
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7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 20年6 月上午6 时55分 20.6.19 06:55J une 19, 2020
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8、业余生活要有意义，不要越轨。20 20年6 月19日 星期五6 时55分 34秒06 :55:341 9 June 2020
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9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自 强不息 。上午 6时55 分34秒 上午6时 55分06 :55:342 0.6.19
•问题定义
问题计划可行性 开发时期
运行时期
2.2.1 瀑布模型
•需求分析
•总体设计
•详细设计
•编码
•测试
维护
图2.2 瀑布模型
2.2.2 演化模型
需
求 设 计 编 码 测 试 集 成
需 求
设 计
编 码
测 试
集 成
需 求
设 计
编 码
测 试
集 成
停止
2.2.3 原型模型
开始
需求采集细化
产品 样本
对原型 加工
• 13、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异 纸上画饼充饥，无补于事。Friday, June 19, 202019-Jun-
2020.6.19
• 14、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自 己眷恋了。20.6.1906:55:3419 June 202006:55
测试
组装
验收 测试
实施工程： 开发、验证
实现 测试
形成产品
2.2.5 喷泉模型
演化
维护 确认 实现 设计 分析
关于 模型小结
螺旋模型是由上面四个部分组成的迭代模 型。螺旋模型的每一周期都包括需求定义、风 险分析、工程实现和评审四个阶段。开发过程 每迭代一次，螺旋线就增加一周，软件开发又 前进一个层次，系统又生成一个新版本，而软 件开发的时间和成本又有了新的投入。最后得 到一个客户满意的软件版本。
第2章 软件生命周期及软 件开发模型
2.1 软件生命周期
2.2 软件开发模型
退出
2.1软件生命周期
软件生命周期：软件定 义、软件设计、软件使用 与维护三阶段，而又可以 具体分成几个子阶段。 （1）可行性研究 （2）需求分析和定义
（3）总体设计
（4）详细设计
（5）编码（实现） （6）软件测试、运行／维护
•
2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。06:5 5:3406: 55:3406 :556/1 9/2020 6:55:34 AM
•
3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.6.19 06:55:3 406:55 Jun-201 9-Jun-2 0
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 06:55:3 406:55: 3406:5 5Friday , June 19, 2020
可行性研究 需求分析 概要设计 详细设计
实现 调试 维护 退役 图 2.1 软件生命周期
2。2软件开发生命周期过程和活动
软件生命周期过程的IEEE（美国电气电子工程师学 会 IEEE）标准描述了一系列活动和过程，对于[IEEE Std．1074-1995]的软件的开发和和维护来说这些活动 是强制性的。它的目标是为开发生命周期模型建立一 个通用框架。在这一节，我们描述由这一标准引入的 主要过程和活动。
喷泉模型该模型表明软件开发活动之间没 有明显的间隙，用于支持面向对象开发过程。 由于对象概念的引入，使分析、设计、实现之 间的表达没有明显间隙。并且，这一表达自然 地支持复用。
•
1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.6. 1920.6. 19Friday, June 19, 2020
第2章 软件生命周期及软件开 发模型
学习要点：
• 软件生命周期表明软件从功能确定、设计， 到开发成功投入使用，并在使用中不断地修改、 增补和完善，直至被新的需要所替代而停止该 软件的使用的全过程。
•软件开发模型是从软件项目需求定义直至软件 经使用后废弃为止，跨越整个生存期的系统开 发、运作和维护所实施的全部过程、活动和任 务的结构框架。