软件生命周期-姜鑫乐和余超.ppt

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1、运行维护运行维护 阶段阶段软件生命周期软件生命期（软件生命期（Life cycle):一个软件从定义、开发和运行维护，直到最终被废一个软件从定义、开发和运行维护，直到最终被废弃，所经历的生存过程称为软件生存期或叫生命期。弃，所经历的生存过程称为软件生存期或叫生命期。生命期的划分：生命期的划分：问题问题定义定义可行性研可行性研究和需求究和需求分析分析软件软件设计设计程序程序编写编写软件软件测试测试运行运行/维护维护定义阶段定义阶段开发阶段开发阶段软件生命周期n1.定义时期定义时期 主要任务是调查和分析。主要任务是调查和分析。u调查用户需求，分析调查用户需求，分析新系统新系统的主要目标，分析开的主

2、要目标，分析开发该系统的可行性。并写出发该系统的可行性。并写出“可行性分析报告可行性分析报告”。u 需求分析在于弄清楚用户对软件的全部需求，需求分析在于弄清楚用户对软件的全部需求，并用并用“需求规格说明书需求规格说明书”的形式准确地表达。需的形式准确地表达。需求规格说明书应包括对软件的功能需求、性能需求规格说明书应包括对软件的功能需求、性能需求、环境约束和外部接口等描述。求、环境约束和外部接口等描述。用户和系统分析员的相互理解与配合，是做好这用户和系统分析员的相互理解与配合，是做好这一时期工作的关键。一时期工作的关键。n2.软件开发时期软件开发时期 开发时期要完成设计和实现。开发时期要完成设计

3、和实现。设计设计：主要任务是将需求转变为软件的表：主要任务是将需求转变为软件的表示形式。目的是确定软件的总体结构、示形式。目的是确定软件的总体结构、数据结构、用户界面和算法细节，从数据结构、用户界面和算法细节，从需需求规格说明书求规格说明书导出导出软件结构图软件结构图。实现编码实现编码：选定某种语言，把设计的过程：选定某种语言，把设计的过程性描述翻译为源程序。直到这一阶段，性描述翻译为源程序。直到这一阶段，才产生能在计算机上执行的源程序。前才产生能在计算机上执行的源程序。前面各个阶段产生的都属于软件的文档。面各个阶段产生的都属于软件的文档。n实现测试实现测试：按照不同的层次，又可细分：按照不同

4、的层次，又可细分为单元测试、综合测试、确认测试和系为单元测试、综合测试、确认测试和系统测试等步骤。测试是保证软件质量的统测试等步骤。测试是保证软件质量的重要手段。测试阶段的文档称为重要手段。测试阶段的文档称为“测试测试报告报告”，包括测试计划、测试用例与测，包括测试计划、测试用例与测试结果等内容。试结果等内容。3.运行维护时期运行维护时期n维护的目的，是使软件在整个生命周期维护的目的，是使软件在整个生命周期内保证满足用户的需求和延长使用寿命。内保证满足用户的需求和延长使用寿命。每一次进行维护，都应该遵守规定的程每一次进行维护，都应该遵守规定的程序，并填写和更改好有关的文档。序，并填写和更改好有

5、关的文档。n维护时期不再进一步划分阶段。维护时期不再进一步划分阶段。软件过程模型软件过程模型软件过程模型：软件过程模型：软件项目开发和维护的总体过程思路的软件项目开发和维护的总体过程思路的框架框架。也称之。也称之为软件开发模型或软件生命期模型。为软件开发模型或软件生命期模型。它指出了软件开发过程各阶段之间的关系和顺序，是它指出了软件开发过程各阶段之间的关系和顺序，是软件开发过程的概括软件开发过程的概括。它为软件开发过程提供原则和方法，。它为软件开发过程提供原则和方法，并为软件工程管理提供里程碑和进度表。因此，软件开发并为软件工程管理提供里程碑和进度表。因此，软件开发模型也是软件工程的重要内容。

6、模型也是软件工程的重要内容。软件过程模型软件过程模型瀑布模型瀑布模型原型模型原型模型螺旋模型螺旋模型喷泉模型喷泉模型增量模型增量模型瀑布模型瀑布模型瀑布模型的基本思想是：瀑布模型的基本思想是：瀑布模型严格按照软件生存周期各个阶段来进行开瀑布模型严格按照软件生存周期各个阶段来进行开发，发，上一阶段的输出即是下一阶段的输入上一阶段的输出即是下一阶段的输入，并强调每一，并强调每一阶段的严格性。阶段的严格性。形如瀑布流水，最形如瀑布流水，最终终得到得到软软件件产产品。品。它规定了各阶段的任务和应提交的成果及文档，每一阶段它规定了各阶段的任务和应提交的成果及文档，每一阶段的任务完成后，都必须对其阶段性产

7、品（主要是文档）的任务完成后，都必须对其阶段性产品（主要是文档）进行评审，通过后才能开始下一阶段的工作。因此，它进行评审，通过后才能开始下一阶段的工作。因此，它是一种以文档作为驱动的模型。是一种以文档作为驱动的模型。特点：特点：上一阶段的变换结果上一阶段的变换结果 是下一阶段的变换的是下一阶段的变换的 输入，相邻两个阶段输入，相邻两个阶段 具有因果关系，紧密相联。具有因果关系，紧密相联。需求分析需求分析问题定义问题定义可性行研究可性行研究计划计划时期时期概要设计概要设计详细设计详细设计编编 码码 测测 试试开发开发时期时期运行与维护运行与维护运运 行行时时 期期瀑布模型瀑布模型的特点瀑布模型的

8、特点1.阶段间具有顺序性和依赖性阶段间具有顺序性和依赖性2.推迟实现的观点推迟实现的观点3.质量保证的观点质量保证的观点瀑布模型需求分析需求分析计划计划设计设计编码编码测试测试运行、维护运行、维护定义定义阶段阶段开发开发阶段阶段维护维护阶段阶段瀑布模型瀑布模型瀑布模型的优点：瀑布模型的优点：1 1、强迫开发人员采用规范的技术方法；、强迫开发人员采用规范的技术方法；2 2、严格地规定了每个阶段必须提交的文档；、严格地规定了每个阶段必须提交的文档；3 3、每个阶段结束前必须正式进行严格的技术审查和管理、每个阶段结束前必须正式进行严格的技术审查和管理复审。复审。瀑布模型瀑布模型瀑布模型的缺点：瀑布模

9、型的缺点：1 1、在在软软件件开开发发的的初初期期阶阶段段就就要要求求做做出出正正确确、全全面面、完完整整的需求分析的需求分析对许多应用软件来说是极其困难的。对许多应用软件来说是极其困难的。2 2、在在需需求求分分析析阶阶段段，当当需需求求确确定定后后，无无法法及及时时验验证证需需求求是否正确、完整。是否正确、完整。3 3、作为整体开发的瀑布模型，由于、作为整体开发的瀑布模型，由于不支持产品的演化不支持产品的演化，缺乏灵活性，对开发过程中很难发现的错误，只有在最缺乏灵活性，对开发过程中很难发现的错误，只有在最终产品运行时才能暴露出来，从而使软件产品难以维护。终产品运行时才能暴露出来，从而使软件

10、产品难以维护。软件过程模型软件过程模型瀑布模型瀑布模型原型模型原型模型螺旋模型螺旋模型喷泉模型喷泉模型增量模型增量模型原型模型原型模型原型模型也称快速原型模型，原型模型也称快速原型模型，基本思想：基本思想：软件开发人员在与用户进行需求分析时，软件开发人员在与用户进行需求分析时，以比较小的代价以比较小的代价快速建立一个能够反映用户主快速建立一个能够反映用户主要需求的原型系统要需求的原型系统，在实践过程中提出改进意，在实践过程中提出改进意见，开发人员根据用户的意见，对原型进行补见，开发人员根据用户的意见，对原型进行补充和完善，然后再由用户试用、评价、提出建充和完善，然后再由用户试用、评价、提出建议

11、，重复这一过程，直到用户对开发的原型系议，重复这一过程，直到用户对开发的原型系统满意为止。统满意为止。原型模型原型模型主要做法是：主要做法是：首先建立一个能够反映用户主要需求的原型，首先建立一个能够反映用户主要需求的原型，让用户实际看一看未来系统的概貌，以便判让用户实际看一看未来系统的概貌，以便判断哪些功能是符合需要的，哪些方面还需要断哪些功能是符合需要的，哪些方面还需要改进。然后将原型反复改进，最终建立完全改进。然后将原型反复改进，最终建立完全符合用户要求的新系统。符合用户要求的新系统。原型模型原型模型需需求求的的采采集集和和细细化化快速设计快速设计建造原型建造原型用户评价原型用户评价原型对

12、原型加工对原型加工(需需求求精精确确化化)产品样品产品样品(需求确认需求确认)开始开始停止停止原型运行原型运行反馈意见反馈意见修改修改/更新更新原型模型的特点原型模型的特点加工加工原型原型原型原型快速分析快速分析和设计和设计建造建造原型原型客户客户评价原型评价原型1 1、原型系统仅包括未来系统的主要功能，、原型系统仅包括未来系统的主要功能，以及系统的重要接口。（它不包括细节，以及系统的重要接口。（它不包括细节，例如异常处理，对无效输入的反应等，例如异常处理，对无效输入的反应等，对系统的性能需求：如硬件运行速度等对系统的性能需求：如硬件运行速度等也可推迟考虑）也可推迟考虑）2 2、为了尽快向用户

13、提供原型，、为了尽快向用户提供原型，开发原型系统时应尽量使用开发原型系统时应尽量使用 能缩短开发周期的语言和工能缩短开发周期的语言和工 具。具。原型模型原型模型n举例：举例：UNIX支持的支持的SHELL语言是一种功能很强的高级语言是一种功能很强的高级语言，有人用这种语言来写一个办公自动化系语言，有人用这种语言来写一个办公自动化系统的原型系统，只需要一天就完成了编程和测统的原型系统，只需要一天就完成了编程和测试，比使用其他高级语言快了许多倍。试，比使用其他高级语言快了许多倍。虽然虽然SHELL语言在运行时需要很大的支撑系统，语言在运行时需要很大的支撑系统，运行速度也是比较缓慢的，不太适宜用来实

14、现运行速度也是比较缓慢的，不太适宜用来实现最终的实际系统，但用它来开发原型系统，可最终的实际系统，但用它来开发原型系统，可以大大加快实现的速度。以大大加快实现的速度。原型模型原型模型原型模型的适应场合：原型模型的适应场合：原型模型比瀑布模型原型模型比瀑布模型更符合人们认识事物的过程更符合人们认识事物的过程和规律，和规律，是一种较实用的开发框架。是一种较实用的开发框架。它适合于那些它适合于那些不能预先确切定义需求不能预先确切定义需求的软件系统的开发，的软件系统的开发，更适合于那些项目组成员（包括分析员、设计员、程序更适合于那些项目组成员（包括分析员、设计员、程序员和用户）不能很好交流或通信有困难

15、的情况。员和用户）不能很好交流或通信有困难的情况。软件过程模型软件过程模型瀑布模型瀑布模型原型模型原型模型螺旋模型螺旋模型喷泉模型喷泉模型增量模型增量模型软件分阶段增量模型示意图软件分阶段增量模型示意图 软件产品的不同阶段是按产品所具有的功能划分，先软件产品的不同阶段是按产品所具有的功能划分，先开发开发主要功能或用户最需要的功能主要功能或用户最需要的功能，然后，随着时间，然后，随着时间推进，不断增加新的辅助功能或次要功能，最终开发推进，不断增加新的辅助功能或次要功能，最终开发出一个强大的、功能完善的、高质量的、稳定的产品。出一个强大的、功能完善的、高质量的、稳定的产品。增量模型增量模型增量模型

16、增量模型n在增量模型中，软件被作为一系列的在增量模型中，软件被作为一系列的增增量构件量构件来设计、实现、集成和测试，每来设计、实现、集成和测试，每一个构件是由多种相互作用的模块形成一个构件是由多种相互作用的模块形成的提供特定功能的代码片段构成的提供特定功能的代码片段构成 增量模型增量模型n增量模型是增量模型是瀑布模型瀑布模型的线性顺序特征的线性顺序特征(重复地重复地应用应用)和和快速原型法快速原型法的迭代特征相结合的产物。的迭代特征相结合的产物。n增量模型把软件看做是一系列相互联系的增量。增量模型把软件看做是一系列相互联系的增量。采用线性序列，采用线性序列，每个线性序列产生软件的一个每个线性序

17、列产生软件的一个可发布的可发布的“增量增量”。n在使用增量模型时，在使用增量模型时，第第1个增量往往是实现基个增量往往是实现基本需求的核心产品。即第本需求的核心产品。即第1个增量实现了基本个增量实现了基本的需求，但很多补充的特征还没有发布。的需求，但很多补充的特征还没有发布。核心核心产品交付用户使用后，经过评价形成下一个增产品交付用户使用后，经过评价形成下一个增量的开发计划，它包括对核心产品的修改和一量的开发计划，它包括对核心产品的修改和一些新功能的发布。这个过程在每个增量发布后些新功能的发布。这个过程在每个增量发布后不断重复，直到产生最终的完善产品。不断重复，直到产生最终的完善产品。增量模型

18、增量模型n客户对每一个增量的使用和评估都作为客户对每一个增量的使用和评估都作为下一个增量发布的新特征和功能，这个下一个增量发布的新特征和功能，这个过程在每一个增量发布后不断重复，直过程在每一个增量发布后不断重复，直到产生了最终的完善产品。增量模型强到产生了最终的完善产品。增量模型强调每一个增量均发布一个可操作的产品。调每一个增量均发布一个可操作的产品。n增量模型与原型实现模型本质上都是迭增量模型与原型实现模型本质上都是迭代的，但与原型实现不一样的是其代的，但与原型实现不一样的是其强调强调每一个增量均发布一个可操作产品每一个增量均发布一个可操作产品。软件过程模型软件过程模型瀑布模型瀑布模型原型模

19、型原型模型螺旋模型螺旋模型喷泉模型喷泉模型增量模型增量模型螺旋模型螺旋模型螺旋模型：螺旋模型：综综合合了了瀑瀑布布模模型型和和原原型型模模型型的的优优点点，即即将将两两者者结结合合，并加入了并加入了风险分析风险分析机制。机制。螺螺旋旋模模型型的的每每一一个个周周期期都都包包括括计计划划（需需求求定定义义）、风风险分析、工程实现和评审险分析、工程实现和评审4 4个阶段。个阶段。螺旋模型的开发步骤螺旋模型的开发步骤1、确定目标，选择方案，设定约束条件，选定完成、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。本周期所定目标的策略。2.分析该策略可能存在的风险。必要时通过建立一个分析

20、该策略可能存在的风险。必要时通过建立一个原型来确定风险的大小；然后据此决定是按原定目原型来确定风险的大小；然后据此决定是按原定目标执行，还是修改目标或终止目标。标执行，还是修改目标或终止目标。3、在、在排除风险后排除风险后，实现本螺旋周期的目标，例如，实现本螺旋周期的目标，例如，第一圈可能产生产品的规格说明书，第二圈可能实第一圈可能产生产品的规格说明书，第二圈可能实现产品的设计等。现产品的设计等。4、最后一步是评价前一步的结果，并且计划下一轮、最后一步是评价前一步的结果，并且计划下一轮的工作。的工作。螺旋模型螺旋模型螺旋模型 如果开发小组对项目的需求已有较好的理如果开发小组对项目的需求已有较好

21、的理解，则第一圈就可以直接采用瀑布模型，解，则第一圈就可以直接采用瀑布模型，这时的螺旋模型可只含单圈螺线。反之，这时的螺旋模型可只含单圈螺线。反之，若对项目的需求没有把握，就需要经过若对项目的需求没有把握，就需要经过多圈螺线，并通过开发一个或多个原型多圈螺线，并通过开发一个或多个原型来弄清软件的需求。来弄清软件的需求。螺旋模型螺旋模型1 1、计划（需求定义）、计划（需求定义）第第一一周周期期开开始始利利用用需需求求分分析析技技术术理理解解应应用用领领域域，获获取取初初步步用用户户需需求求，制制定定项项目目开开发发计计划划（即即整整个个软软件件生生命命周周期期计计划划）和和需需求求分分析析计计划

22、划。经经过过一一个个周周期期后后，根根据据用用户户和和开开发发人人员员对对上上一一周周期期工工作作成成果果评评价价和和评评审审，修修改改、完完善善需需求求，明明确确下下一一周周期期软软件件开开发发的的目目标标、约约束束条条件件，并并据据此此制制定定新新一一轮轮的的软软件件开开发发计划。计划。螺旋模型螺旋模型2 2、风险分析、风险分析 根根据据本本轮轮制制定定的的开开发发计计划划，进进行行风风险险分分析析，评评估估可可选选方方案案，并并构构造造原原型型进进一一步步分分析析风风险险，给给出出消消除除或或减减少少风风险险的的途途径径。此此时时根根据据风风险险分分析析的的结结果果决决策策项项目目是是否

23、否继继续续。所所以以，螺螺旋旋模模型型是是一一个个风风险险驱驱动动的模型。的模型。3 3、工程实现、工程实现 利利用用构构造造的的原原型型进进行行需需求求建建模模或或进进行行系系统统模模拟拟，直至实现软件系统。，直至实现软件系统。螺旋模型螺旋模型4 4、用户评价与阶段评审、用户评价与阶段评审 将将原原型型提提交交用用户户使使用用并并征征求求改改进进意意见见。开开发发人人员员应应在在用用户户的的密密切切配配合合下下进进一一步步完完善善用用户户需需求求，直直到到用用户户认认为为原原型型可可满满足足需需求求，或或对对软软件件产产品品设设计计进进行评价或确认等。行评价或确认等。螺螺旋旋模模型型从从第第

24、一一个个周周期期的的计计划划开开始始，一一个个周周期期、一个周期地不断一个周期地不断迭代迭代，直到整个软件系统开发完成。，直到整个软件系统开发完成。螺旋模型螺旋模型螺旋模型的优点：螺旋模型的优点：支支持持用用户户需需求求的的动动态态变变化化。具具有有良良好好的的可可扩扩充充性性和和可可修修改改性性。也也支支持持软软件件系系统统的的可可维维护护性性，每每次次维维护护过过程程只只是是沿螺旋模型继续多走一两个周期。沿螺旋模型继续多走一两个周期。原型易于用户和开发人员原型易于用户和开发人员共同理解需求共同理解需求，还可作为继续，还可作为继续开发的基础，并为用户参与所有关键决策提供了方便。开发的基础，并

25、为用户参与所有关键决策提供了方便。螺旋模型特别强调原型的可扩充性和可修改性，原型的螺旋模型特别强调原型的可扩充性和可修改性，原型的进化贯穿整个软件生存周期，这将有助于目标软件的进化贯穿整个软件生存周期，这将有助于目标软件的适适应能力应能力。螺旋模型为项目管理人员及时调整管理决策提供了方便，螺旋模型为项目管理人员及时调整管理决策提供了方便，进而可进而可降低开发风险降低开发风险。软件过程模型软件过程模型瀑布模型瀑布模型原型模型原型模型螺旋模型螺旋模型喷泉模型喷泉模型增量模型增量模型喷泉模型喷泉模型 喷泉模型是近几年提出来的软件生存周期喷泉模型是近几年提出来的软件生存周期模型。它是以模型。它是以面向

26、对象的软件开发方法为基础面向对象的软件开发方法为基础，以用户需求为动力，以对象来驱动的模型。以用户需求为动力，以对象来驱动的模型。该模型认为软件开发过程该模型认为软件开发过程自下而上自下而上周期的周期的各阶段是各阶段是相互迭代和无间隙相互迭代和无间隙的特性。的特性。喷泉模型喷泉模型喷泉模型喷泉模型喷泉模型的特点：喷泉模型的特点：软件软件系统可维护性较好系统可维护性较好；各各阶阶段段相相互互重重叠叠，表表明明了了面面向向对对象象开开发发方方法法各各阶阶段段间间的的交叉和无缝过渡；交叉和无缝过渡；模模型型具具有有增增量量开开发发特特性性，即即能能做做到到分分析析一一点点、设设计计一一点点、实实现现

27、一一点点，测测试试一一点点，使使相相关关功功能能随随之之加加入入到到演演化化的的系系统中。统中。该模型很自然地该模型很自然地支持支持软部件的软部件的重用重用。软件过程模型软件过程模型瀑布模型瀑布模型原型模型原型模型螺旋模型螺旋模型喷泉模型喷泉模型增量模型增量模型n1.最佳实践（1）迭代式开发 Rational统一过程迭代模型：软件产品的不同阶段是按产品深度或迭代模型：软件产品的不同阶段是按产品深度或细化的程度来划分。先将产品的整个框架都建立细化的程度来划分。先将产品的整个框架都建立起来，在系统的初期，已经具有用户所需要的全起来，在系统的初期，已经具有用户所需要的全部功能。然后，随着时间推进，不

28、断细化已有的部功能。然后，随着时间推进，不断细化已有的功能或完善已有功能，这个过程是个迭代的过程。功能或完善已有功能，这个过程是个迭代的过程。n1.最佳实践 （2）管理需求 （3）使用基于构件的体系结构 （4）可视化建模使用UML（统一建模语言），在开发过程中对软件系统进行可视化建模。帮助我们提高管理软件复杂性的能力。Rational统一过程Rational统一过程（5）验证软件质量 软件质量的评估贯穿于整个开发过程，由全体成员参与的所有活动。（6）控制软件变更 RUP描述了如何控制、跟踪和监控修改，以确保迭代开发的成功。Rational统一过程nRUP使用两个维度描述软件生命周期：1.纵坐标是核心工作流(Discipline)。描述了每一组活动的分类情况。从图中我们可以看到，随着时间的变化，项目活动重点也随之发生变化。2.横坐标是时间线，展示了生命周期的概况。生命周期会分为4个阶段(Phase)，每一阶段由多次迭代(Iteration)构成。2.RUP软件开发生命周期迭代模型迭代模型RUP的迭代模型的迭代模型