软件生命周期及开发模型全面解析

软件生命周期及开发模型全面解析

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_69884785/article/details/130970377

软件生命周期是软件工程中的核心概念，涵盖了从项目计划到最终交付的全过程。本文将详细介绍软件生命周期的各个阶段，以及各种常见的软件开发模型及其优缺点。此外，还将深入探讨需求分析、软件设计、软件测试、项目管理、软件成熟度模型CMM以及知识产权等方面的知识。

软件生命周期

软件生命周期指软件产品从计划到软件交付使用，直到最终退出为止的过程。包括计划阶段、分析阶段、实现阶段、测试阶段和运行维护阶段。

软件开发模型

常见的软件开发模型包括瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型和喷泉模型。

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，一个阶段完成再进入另一阶段，适用于结构化开发方法。瀑布模型是文档驱动的。

瀑布模型的阶段：

1. 软件计划
2. 需求分析
3. 软件设计
4. 程序编码
5. 软件测试
6. 运行维护

优点：

1. 为项目提供按阶段划分的检查点。
2. 当前阶段完成后，只需关注后续阶段。
3. 可在迭代模型中应用瀑布模型。
4. 适用于大规模系统项目。

缺点：

1. 各阶段划分完全固定，阶段之间产生大量文档，增加了工作量。
2. 用户直到工程末期才能见到开发成果，增加了开发风险。
3. 不适应用户需求变化。

快速原型模型

快速原型模型通过快速建立原型系统并反复修改，以获取用户需求。衡量原型化模型开发人员能力标准是快速获取需求能力。

优点：

1. 用户需求清楚，降低开发风险与成本
2. 用户参与决策，减少项目管理

缺点：

1. 不适用大型系统
2. 系统难于维护

增量模型

增量模型将待开发的软件系统模块化，分批次地分析、设计、编码和测试这些模块。开发人员不需要一次性地把整个软件产品提交给用户，而是可以分批次进行提交。

优点：

1. 可以分批次地提交软件产品，使用户可以及时了解软件项目的进展。
2. 降低了软件开发的风险。
3. 开发顺序灵活。
4. 逐步增加产品功能可以使用户有较充裕的时间学习和适应新产品。

缺点：

1. 待开发的软件系统很难被模块化。
2. 在把每个新的增量构件集成到现有软件体系结构中时，必须不破坏原来已经开发出的产品。
3. 软件体系结构必须是开放的。

螺旋模型

螺旋模型将瀑布模型与快速原型模型结合起来，并加入了风险分析。它把开发过程分为制定计划、风险分析、实施工程和客户评估4种活动。

优点：

1. 有利于已有软件的重用
2. 也有助于把软件质量作为软件开发的一个重要目标
3. 减少了过多测试或测试不足所带来的风险
4. 将风险分析扩展到各个阶段中，大幅度降低了软件开发的风险

缺点：

1. 这种模型的控制和管理较为复杂，可操作性不强
2. 对项目管理人员的要求较高
3. 开发成本会提高

喷泉模型

喷泉模型是一种过程模型，同时也支持面向对象开发。在面向对象的方法中，分析模型和设计模型采用相同的符号标示体系，各阶段之间没有明显的界限，而且常常重复、迭代地进行。

需求分析

需求分析阶段的主要任务是确定软件系统的功能需求、分析数据要求、导出系统逻辑模型并修正项目开发计划。具体工作包括需求获取、需求分析与综合、编写需求规格说明书和需求评审。需求分类主要包括功能需求、非功能需求和设计约束。常用的需求分析工具包括数据流图（DFD）、数据字典、判定表、判定树和E-R图。

软件设计

软件设计的核心原则是高内聚，低耦合。软件设计的工具主要包括UML图，如用例图、类图、协作图、顺序图、状态图和活动图等。

软件开发方法

结构化的方法

结构化软件设计方法更关注于系统的功能，采用自顶向下、逐步求精的设计过程，以模块为中心来解决问题，按照工程标准和严格的规范将目标系统划分为若干功能模块。常用的结构化软件设计方法包括面向数据流的方法和面向数据结构的方法。

面向对象的方法

面向对象软件设计方法的使用范围更广。从分析到设计的过渡，是一个逐渐扩充、细化和完善分析阶段所得到的各种模型的过程。面向对象的设计可以分为系统设计和对象设计两个阶段。常用的面向对象软件开发方法包括Booch方法、Coad方法、Jacobson方法和对象建模技术（OTM）等。统一建模语言（UML）是面向对象软件的标准化建模语言，其词汇表中包含了事物、关系和图三个构造块。

软件测试

软件测试的目的是尽可能多的发现软件产品的错误和缺陷。主要测试方法包括白盒测试、黑盒测试和灰盒测试。测试步骤包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。软件发布前的用户参与测试阶段包括α测试和β测试。

项目管理

项目管理主要包括范围管理、时间管理、成本管理、质量管理、人力资源管理、沟通管理、风险管理、采购管理和整体管理。其中，时间管理和风险管理尤为重要。

时间管理

时间管理工具包括甘特图和PERT图。甘特图用水平线段表示任务的工作阶段，PERT图是一个有向图，可以标出任务完成所需时间。

风险管理

风险具有不确定性和损失两大特性，主要分类包括项目风险、技术风险和商业风险。风险曝光度是风险的概率乘以可能造成的损失。

软件成熟度模型CMM

软件能力成熟度模型（CMM）分为5个等级：初始级、可重复级、定义级、管理级和优化级。每一级都为下一级提供基础。文档的编制在开发过程中占有突出地位，是检查项目进度和设计质量的依据。

知识产权

知识产权主要包括著作权、专利权和商标权。著作权自软件开发完成之日起保护期为50年，专利权的保护期限为自申请日起20年，商标注册年限为10年。标准是对重复性事物和概念所做的统一规定，国家标准的有效期一般为5年。