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軟件生命周期

 ? 2016-12-01 11:18:48

  軟件生存周期(SDLC,軟件生命周期)是軟件的產生直到報廢的生命周期,周期內有問題定義、可行性分析、總體描述、系統設計、編碼、調試和測試、驗收與運行、維護升級到廢棄等階段,這種按時間分程的思想方法是軟件工程中的一種思想原則,即按部就班、逐步推進,每個階段都要有定義、工作、審查、形成文檔以供交流或備查,以提高軟件的質量。但隨著新的面向對象的設計方法和技術的成熟,軟件生命周期設計方法的指導意義正在逐步減少。

中文名

外文名

用   途

概   念

軟件生存周期

Systems Development Life Cycle

確定軟件的開發目標及其可行性

軟件的產生直到報廢的生命周期

  目 錄

  1、軟件生命周期簡介

  2、軟件生命周期階段

  3、問題的定義及規劃

  4、軟件生命周期需求分析

  5、軟件生命周期之軟件設計

  6、軟件生命周期之程序編碼

  7、軟件生命周期之軟件測試

  8、軟件生命周期之運行維護

  9、軟件周期模型

  10、生命周期階段

  11、生存周期基線

  軟件生命周期簡介:

  軟件生命周期又稱為軟件生存周期或系統開發生命周期,是軟件的產生直到報廢的生命周期,周期內有問題定義、可行性分析、總體描述、系統設計、編碼、調試和測試、驗收與運行、維護升級到廢棄等階段,這種按時間分程的思想方法是軟件工程中的一種思想原則,即按部就班、逐步推進,每個階段都要有定義、工作、審查、形成文檔以供交流或備查,以提高軟件的質量。但隨著新的面向對象的設計方法和技術的成熟,軟件生命周期設計方法的指導意義正在逐步減少。 生命周期的每一個周期都有確定的任務,并產生一定規格的文檔(資料),提交給下一個周期作為繼續工作的依據。按照軟件的生命周期,軟件的開發不再只單單強調“編碼”,而是概括了軟件開發的全過程。軟件工程要求每一周期工作的開始只能必須是建立在前一個周期結果“正確”前提上的延續;因此,每一周期都是按“活動 ── 結果 ── 審核 ── 再活動 ── 直至結果正確”循環往復進展的。

  軟件生命周期階段:

  同任何事物一樣,一個軟件產品或軟件系統也要經歷孕育、誕生、成長、成熟、衰亡等階段,一般稱為軟件生存周期(軟件生命周期)。把整個軟件生存周期劃分為若干階段,使得每個階段有明確的任務,使規模大,結構復雜和管理復雜的軟件開發變的容易控制和管理。通常,軟件生存周期包括:

  2.1問題定義。要求系統分析員與用戶進行交流,弄清“用戶需要計算機解決什么問題”然后提出關于“系統目標與范圍的說明”,提交用戶審查和確認。

  2.2可行性研究。一方面在于把待開發的系統的目標以明確的語言描述出來,另一方面從經濟、技術、法律等多方面進行可行性分析。

  2.3需求分析。弄清用戶對軟件系統的全部需求,編寫需求規格說明書和初步的用戶手冊,提交評審。

  2.4開發階段。開發階段由三個階段組成:

  (1)設計

  (2)實現:根據選定的程序設計語言完成源程序的編碼。

  (3)測試

  2.5維護:維護包括四個方面

  (1)改正性維護:在軟件交付使用后,由于開發測試時的不徹底、不完全、必然會有一部分隱藏的錯誤被帶到運行階段,這些隱藏的錯誤在某些特定的使用環境下就會暴露。

  (2)適應性維護:是為適應環境的變化而修改軟件的活動。

  (3)完善性維護:是根據用戶在使用過程中提出的一些建設性意見而進行的維護活動。

  (4)預防性維護:是為了進一步改善軟件系統的可維護性和可靠性,并為以后的改進奠定基礎。

  問題的定義及規劃:

  此階段是軟件開發方與需求方共同討論,主要確定軟件的開發目標及其可行性。

  軟件生命周期需求分析:

  在確定軟件開發可行的情況下,對軟件需要實現的各個功能進行詳細分析。需求分析階段是一個很重要的階段,這一階段做得好,將為整個軟件開發項目的成功打下良好的基礎。"唯一不變的是變化本身。",同樣需求也是在整個軟件開發過程中不斷變化和深入的,因此我們必須制定需求變更計劃來應付這種變化,以保護整個項目的順利進行。軟件需求定義是軟件設計開發階段的輸入,為需求被翻譯成為可以使軟件建構功能的代碼發揮作用。

  軟件生命周期之軟件設計:

  此階段主要根據需求分析的結果,對整個軟件系統進行設計,如系統框架設計,數據庫設計等等。軟件設計一般分為總體設計和詳細設計。好的軟件設計將為軟件程序編寫打下良好的基礎。軟件設計的核心在于把握好那些決定“服務質量”的因素,比如軟件的性能,可擴展性,安全性,怎樣劃分模塊的組成,怎樣組織和封裝軟件的組件,以及其他一些雖然不作為軟件主要應用的方面但會對其支持方面有所影響的方方面面。軟件設計的原理包括抽象,分解和模塊化,耦合和內聚,封裝,充分性,完整性和原始性。軟件設計主要關注軟件的兼容性、可擴展性、容錯性、可維護性、模塊化、可靠性、可重用性、健壯性、安全性、可用性和互操作性。耦合和內聚是兩個用來評估軟件設計質量的方法。

  軟件生命周期之程序編碼:

  此階段是將軟件設計的結果轉換成計算機可運行的程序代碼。在程序編碼中必須要制定統一,符合標準的編寫規范。以保證程序的可讀性,易維護性,提高程序的運行效率。

  軟件生命周期之軟件測試:

  在軟件設計完成后要經過嚴密的測試,以發現軟件在整個設計過程中存在的問題并加以糾正。整個測試過程分單元測試、組裝測試以及系統測試三個階段進行。測試的方法主要有白盒測試和黑盒測試兩種。在測試過程中需要建立詳細的測試計劃并嚴格按照測試計劃進行測試,以減少測試的隨意性。

  軟件生命周期之運行維護:

  軟件維護是軟件生命周期中持續時間長的階段。在軟件開發完成并投入使用后,由于多方面的原因,軟件不能繼續適應用戶的要求。要延續軟件的使用壽命,就必須對軟件進行維護。軟件的維護包括糾錯性維護和改進性維護兩個方面。

  軟件周期模型:

  任何辦公的流程處理;設計一種商務信函打印系統并投放市場。這個概念是不清晰的,但卻是高層的業務需求的原型。這個概念都會伴隨著一個目的,例如在一個"銀行押匯系統" 的目的是提高工作的效率。這個目的將會成為系統的核心思想,系統成敗的評判標準。99年政府部門上了大量的OA系統,學過一點Lotus Notes的人都發了財(IBM更不用說了),但是更普遍的情況是,許多的政府部門原有的處理模式并沒有變化,反而又加上了自動化處理的一套流程。提高工作效率的初衷卻導致了完全不同的結果。這樣的軟件究竟是不是成功的呢?從概念提出的那一刻開始,軟件產品就進入了軟件生命周期。在經歷需求、分析、設計、實現、部署后,軟件將被使用并進入維護階段,直到后由于缺少維護費用而逐漸消亡。這樣的一個過程,稱為"生命周期模型"(Life Cycle Model)。典型的幾種生命周期模型包括瀑布模型、快速原型模型、迭代模型。

  9.1瀑布模型

  (Waterfall Model)首先由Royce提出。該模型由于酷似瀑布聞名。在該模型中,首先確定需求,并接受客戶和SQA小組的驗證。然后擬定規格說明,同樣通過驗證后,進入計劃階段…可以看出,瀑布模型中至關重要的一點是只有當一個階段的文檔已經編制好并獲得SQA小組的認可才可以進入下一個階段。這樣,瀑布模型通過強制性的要求提供規約文檔來確保每個階段都能很好的完成任務。但是實際上往往難以辦到,因為整個的模型幾乎都是以文檔驅動的,這對于非專業的用戶來說是難以閱讀和理解的。想象一下,你去買衣服的時候,售貨員給你出示的是一本厚厚的服裝規格說明,你會有什么樣的感觸。雖然瀑布模型有很多很好的思想可以借鑒,但是在過程能力上有天生的缺陷。

  然而輕易拋棄瀑布模型的觀點也是非常錯誤的,瀑布模型還是所有軟件開發模型的基礎,體現了軟件開發的本質過程。對于一些大型 的軟件項目,試圖過于簡化瀑布的前期的需求和設計階段,用一個簡單的原型或者迭代來模擬未來的系統,并試圖幫助確認和挖掘客戶的需求,是不可能的,不僅此時離客戶的終需求和隔山萬千重,系統的架構也會隨著過程而有很大被拋棄和大幅調整的過程,原型也就起不到原型的作用,成本和時間反而浪費,所以前期的功課還是少不了的,尤其對于復雜系統。即使對于簡單如定制一件衣服,在給客戶提出修改的時候,它要基本是一件衣服,而不是幾塊布片,否則客戶無從提出進一步的需求,前期的功夫也是白費的。

  9.2迭代式模型

  迭代式模型是是RUP(Rational Unified Process,統一軟件開發過程,統一軟件過程)推薦的周期模型,也是我們在這個系列文章討論的基礎。在RUP中,迭代被定義為:迭代包括產生產品發布(穩定、可執行的產品版本)的全部開發活動和要使用該發布必需的所有其他外圍元素。所以,在某種程度上,開發迭代是一次完整地經過所有工作流程的過程:(至少包括)需求工作流程、分析設計工作流程、實施工作流程和測試工作流程。實質上,它類似小型的瀑布式項目。RUP認為,所有的階段(需求及其它)都可以細分為迭代。每一次的迭代都會產生一個可以發布的產品,這個產品是終產品的一個子集。迭代和瀑布的大的差別就在于風險的暴露時間上。“任何項目都會涉及到一定的風險。如果能在生命周期中盡早確保避免了風險,那么您的計劃自然會更趨精確。有許多風險直到已準備集成系統時才被發現。不管開發團隊經驗如何,都絕不可能預知所有的風險。”由于瀑布模型的特點(文檔是主體),很多的問題在后才會暴露出來,為了解決這些問題的風險是巨大的。"在迭代式生命周期中,您需要根據主要風險列表選擇要在迭代中開發的新的增量內容。每次迭代完成時都會生成一個經過測試的可執行文件,這樣就可以核實是否已經降低了目標風險。"

  9.3快速原型模型

  快速原型(Rapid Prototype)模型在功能上等價于產品的一個子集。注意,這里說的是功能上。瀑布模型的缺點就在于不夠直觀,快速原型法就解決了這個問題。一般來說,根據客戶的需要在很短的時間內解決用戶迫切需要,完成一個可以演示的產品。這個產品只是實現部分的功能(重要的)。它重要的目的是為了確定用戶的真正需求。在我的經驗中,這種方法非常的有效,原先對計算機沒有絲毫概念的用戶在你的原型面前往往口若懸河,有些觀點讓你都覺得非常的吃驚。在得到用戶的需求之后,原型將被拋棄。因為原型開發的速度很快,設計方面是幾乎沒有考慮的,如果保留原型的話,在隨后的開發中會為此付出極大的代價。至于保留原型方面,也是有一種叫做增量模型是這么做的,但這種模型并不為大家所接受,不在我們的討論之內。 上述的模型中都有自己獨特的思想,其實現在的軟件組織中很少說標準的采用那一種模型的。模型和實用還是有很大的區別的。

  軟件生命周期模型的發展實際上是體現了軟件工程理論的發展。在早的時候,軟件的生命周期處于無序、混亂的情況。一些人為了能夠控制軟件的開發過程,就把軟件開發嚴格的區分為多個不同的階段,并在階段間加上嚴格的審查。這就是瀑布模型產生的起因。瀑布模型體現了人們對軟件過程的一個希望:嚴格控制、確保質量。可惜的是,現實往往是殘酷的。瀑布模型根本達不到這個過高的要求,因為軟件的過程往往難于預測。反而導致了其它的負面影響,例如大量的文檔、繁瑣的審批。因此人們就開始嘗試著用其它的方法來改進或替代瀑布方法。例如把過程細分來增加過程的可預測性。

  9.4螺旋模型

  1988年,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,強調了其他模型所忽視的風險分析,特別適合于大型復雜的系統。

  螺旋模型沿著螺線進行若干次迭代,圖中的四個象限代表了以下活動:

  (1) 制定計劃:確定軟件目標,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:評價開發工作,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,有助于將軟件質量作為特殊目標融入產品開發之中。但是,螺旋模型也有一定的限制條件。

  生命周期階段:

  軟件生命期一般包括以下各階段:

  10.1軟件計劃與可行性研究(問題定義、可行性研究)

  10.2需求分析

  10.3軟件設計(概要設計和詳細設計)

  10.4編碼

  10.5軟件測試

  10.6運行與維護

  生存周期基線:

  11.1功能基線(functional baseline)

  功能基線是指在系統分析與軟件定義階段結束時,經過正式評審和批準的系統設計規格說明書中對待。開發系統的規格說明;或是指經過項目委托單位和項目承辦單位雙方簽字同意的協議書或合同中所規定的對待開發軟件系統的規格說明;或是由下級申請經上級同意或直接由上級下達的項目任務書中所規定的對待開發軟件系統的規格說明。功能基線是初批準的功能配置標識。

  11.2指派基線(allocated baseline)

  指派基線是指在軟件需求分析階段結束時,經過正式評審和批準的軟件需求的規格說明。指派基線是初批準的指派配置標識。

  11.3產品基線(product baseline)

 

  產品基線是指在軟件組裝與系統測試階段結束時,經過正式評審的批準的有關所開發的軟件產品的全部配置項的規格說明。產品基線是初批準的產品配置標識

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