软件工程之软件过程模型

一、前言

　　在学习软件工程中，对各个过程模型方法、特点有一定的了解，结合实际的开发工作，对过程模型写一个总结性文章。软件过程模型是软件开发一种策略，这种策略针对软件开发的各个阶段提供一套范式，使用工程达到预期的目标。过程模型指导软件开发，包括一系列的活动与任务，并且在整个过程中提供一系列的标准和规范。软件过程模型的核心思想是将开发过程分成一系列的步骤，并且在每一个步骤中相应设置输入、输出和控制流程，从而使软件开发过程变得更加可靠和高效。主要包括模型：瀑布模型、增量模型、演化模型（原型模型、螺旋模型）、喷泉模型、统一过程模型UP、敏捷开发（极限编程、水晶法、并列争球法自适应软件开发、敏捷统一过程AUP）。

二、实践

　　1、瀑布模型

　　瀑布模型是一款顺序模型，按照软件的生命周期由上往下依次进行，各个阶段必须依赖于前一个阶段的成果，是一个经典的生命周期模型，一般将软件开发分成：可行性分析（计划）、需求分析、系统设计（概要设计、详细设计）、编码、测试、运行维护等几个阶段。必须在每一个阶段完成后，才能进入下一个阶段的。该模型适用于需求变化少且具体明确的项目。

　　模型特点：以各个过程结果的文档为驱动，严格遵循软件的生命周期顺序开发；适合需求明确，交付时间要求严格的项目。

　　优缺点：明确的项目计划和清晰的开发流程；适用于较小规模的项目；开发过程中轻松追踪和控制进度；由于各个阶段的依赖关系，需求变更较大时，会导致整个项目的延迟；测试阶段在开发结束后才进行，可能导致问题的发现和修复较晚；客户参与程度较低，可能导致最终产品与客户需求有较大差距。

　　2、增量模型

　　增量模型是一种迭代式的开发方法，将软件系统划分成多个增量，每个增量分别开发、测试和部署，然后按顺序进行整合。每个增量都是一个完整的软件系统的一部分，具有一定的功能和价值。

　　模型特点：瀑布模型的变体，突出增量，能够快速构建一个可运行的产品，第一个增量式核心产品，适合需求不明确的项目。

　　优缺点：提高反馈效率（每个增量都及时交付客户，及时反馈，及时处理）、降低风险（每个增量都是独立）、提高可运行度（每个增量都有独立的设计和文档，方便后续的维护和升级操作）；需要额外的成本和时间、需要用户的积极参与。

　　3、螺旋模型

　　螺旋模型是演化模型一种，将开发过程分为几个螺旋周期，具有周期性重复的螺旋线状，每个螺旋周期大致和瀑布模型相符合。每个螺旋周期分为如下4个工作步骤：制定计划、风险分析、实施工程和客户评估。

　　模型特点：引入风险、适合庞大、复杂并且具有高风险的项目。

　　优缺点：是可以根据项目的实际情况进行灵活调整，并且有助于及早发现和解决问题。它可以帮助开发团队在开发过程中不断学习和改进，从而提高整体的开发效率和质量。首先，它需要较高的技术和管理能力，因为风险分析和迭代过程需要对项目进行全面的评估和规划。此外，螺旋模型通常用于大型和复杂的项目，对于小型项目可能过于繁琐。

　　4、原型模型

　　原型模型是在项目开始阶段，进行与项目干系人的有效交流，确保对需求的准确理解。然后，创建一个快速原型，以便项目干系人与未来用户之间可以通过原型进行交互，从而更好地了解需求和反馈。随后，通过与相关干系人进行充分的讨论和分析，以深入了解当前系统的需求。最后，在基于原型的基础上，进行开发过程，以确保最终交付的产品能够满足用户的期望和需求。

　　模型特点：有效捕获系统需求，适合用户需求不清楚、经常变动，并且系统规模不大的项目。

　　5、喷泉模型

　　喷泉模型它将用户需求作为主要动力，并以对象为驱动。它适用于面向对象的开发方法，并且具有迭代性和无间隙性、整个开发过程被视为一个喷泉，代表了用户需求的源泉。开发团队通过不断迭代和改进，将用户需求转化为最终的软件产品、喷泉模型的开发过程是连续的，没有明确的阶段划分。开发团队不断进行需求分析、设计、编码和测试等活动，以不断改进软件的功能和质量。

　　模型特点：以用户需求为动力，以对象作为驱动；适合面向对象的开发方法；迭代的多次开发活动重复；开发活动之间不存在间隙。

　　优缺点：是能够及时响应用户需求的变化，保持开发过程的灵活性和敏捷性。与传统的瀑布模型相比，喷泉模型更加适合快速迭代和开发周期短的项目；由于没有明确的阶段划分，开发团队可能会在需求分析和设计阶段出现混乱，导致项目进展缓慢。此外，喷泉模型对开发团队的能力和协作要求较高，需要具备良好的沟通和协调能力。

　　7、统一过程模型UP

　　统一过程（UP）模型是一种软件开发过程，以用例和风险为驱动，以架构为中心，采用迭代和增量的方法。UP模型通过将整个软件开发项目划分为多个小型项目，每个项目都包含计划、分析和设计、构造、集成和测试、内部和外部发布等阶段。

　　模型工具：使用UML（统一建模语言），方法和工具来支持开发过程。UML是一种用于描述、构造、可视化和文档化软件系统的标准语言。它提供了一种统一的可视化表示方法，用于描述系统的需求、结构、行为和交互。

　　模型特点：统一过程包括起始阶段（关注项目的起始活动、里程碑是生命周期目标）、精细化阶段（关注项目的需求分析和架构的演进、里程碑是生命周期架构）、构建阶段（关注系统的构建、生产实现模型、里程碑系统运行功能）、移交阶段（关注软件提交方面的工作，增量迭代、里程碑产品发布）。五大工作流：捕获系统的需求的需求工作流、精化和结构化需求的分析工作流、系统架构内实现需求的设计工作流、构造软件的实现工作流、验证系统是否如期运行的测试工作流。

　　8、敏捷开发

　　敏捷方法（Agile methods）是一种项目管理和开发方法论，旨在通过迭代、协作和快速响应变化来提高团队的效率和灵活性。敏捷方法的核心原则包括。核心原则（开发宣言）个体和互动胜过流程和工具、可工作的软件胜过详尽的文档、客户合作胜过合同谈判、响应变化胜过遵循计划。这些原则实现了敏捷方法所宣称的理念(敏捷宣言)：极限编程（XP）、水晶法（C r y s t a l）、并列争求法（Sc rum）、自适应软件开发（AS D）、敏捷统一过程（AUP）。

　　极限编程（XP）：特点、组成、4大价值观、5大原则、12个最佳实践构成；水晶法：强调经常交付，并列争求法（Sc rum）：核心是迭代和增量的方式，按照30天进行迭代开发交付可实际运行的软件。

　　9、基于构建开发模型

　　基于构件的开发模型（Component-based Development Model）是一种软件开发方法，它将软件系统划分为独立的、可重用的构件，并通过构件之间的链接和组合来构建软件系统。

　　模型特点：构件的独立性（独立开发、测试和维护的，每个构件都具有明确定义的功能和接口）、构件的可重用性（被多个软件系统所共享和重用，从而提高软件开发的效率和质量）、构件的组合和链接（灵活地构建符合需求的软件系统）、构件的管理和维护（实现对软件系统的快速更新和扩展）。

　　优缺点：特点是增强了复用性，在系统开发过程中，会构建一个构件库，供其他系统复用，因此可以提高可靠性，节省时间和成本。

三、总结

　　软件开发是一门工程学，与建筑工程是一样的，只是对比建筑工程学而言发展比较晚、实践和理论没有建筑工程历史悠久和完善，经过多年的发展，软件工程不断完善理论、实践方法，我们在初始阶段的遵循瀑布模型开发中小型软件，到面对复杂业务、拥有高水平人员下的敏捷编程或者融合各个模型执行属于自己合适的模型。模型开发是提供一套实践过、可执行方法，开发过程中会依据相关思想、原则、方法、工具来完成软件开发，达到项目预期的目标。在不同公司，不同的业务，不同组织结构都会影响对过程模型的选择，使用模型的目的是完成项目预期，不要被模型束缚，通过模型规范法过程，可执行才是关键。

参考：https://blog.csdn.net/aa2528877987/article/details/135678322、https://mbd.baidu.com/newspage/data/dtlandingsuper?nid=dt_4277511119595568225、https://blog.csdn.net/weixin_57486248/article/details/132643591

https://blog.csdn.net/weixin_57486248/article/details/132643591