软件生命周期

1.3 软件工程的概念

1.3.1 软件开发三大发展阶段

为解决软件危机，软件开发历经50多年演进，分为三个阶段：

1. 程序设计阶段：约20世纪50~60年代
2. 程序系统阶段：约20世纪60~70年代
3. 软件工程阶段：20世纪70年代以后

1.3.2 软件工程三要素

方法、工具、过程，三者共同构成软件工程核心三要素。

1.3.3 软件工程目标

在既定成本、进度约束下，产出满足用户需求，同时具备以下特性的软件： 可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性、可互操作性。

目标间关系

• 互补关系：低开发成本、易于维护、高可靠性、高性能、按时交付可互相促进
• 互斥关系：部分目标存在冲突，如极致高性能会拉高开发成本

1.3.4 软件工程研究内容

分为两大板块：软件开发技术、软件工程管理

1. 软件开发技术
   • 软件开发方法学
   • 软件工具
   • 软件工程环境
2. 软件工程管理

1.4 软件生存周期及软件开发模型

1.4.1 软件生存周期定义

软件拥有孕育、诞生、成长、成熟、衰亡完整生命周期，全程分为计划、开发、运行维护三大时期，每个时期拆分多个细分阶段。

a. 计划时期

核心工作：调研与分析，包含2个阶段

1. 问题定义
2. 可行性研究

b. 开发时期

核心任务：设计、实现，分为4个阶段

1. 需求分析 解决核心问题：系统需要做什么。明确软件功能、性能、外部接口、约束条件，输出《需求规格说明书》并评审。
2. 软件设计 软件工程技术核心，将需求转化为系统架构；分为总体设计、详细设计。
3. 编码 使用编程语言，将设计方案转换为可执行源代码，输出源程序清单。
4. 测试 保障软件质量的核心手段，设计测试用例校验软件各模块功能。

c. 运行时期

软件交付上线后进入本阶段，可持续数年至数十年；核心工作为软件维护，根据使用需求持续修改迭代程序。

1.4.2 软件生存周期模型概述

定义：覆盖软件从需求定义到废弃全流程，包含全部开发、运维、维护活动的标准化框架。 常见模型：瀑布模型、演化模型、螺旋模型、智能模型。 所有模型统一包含三类核心活动：

1. 定义（计划）：明确软件「做什么」
2. 开发：解决软件「怎么做」
3. 维护：负责软件后期「修改迭代」

1.4.3 瀑布模型

1. 别称：线性顺序模型、软件生存周期模型，1970年由W.Royce提出
2. 核心规则：阶段自上而下、线性顺序推进，不可回溯，流程如同流水瀑布逐级下落
3. 阶段划分：计划时期、开发时期、运行维护时期

1.4.4 演化模型（原型模型）

1. 开发思路：先开发试验性原型，探索业务可行性、理清模糊需求；基于原型迭代完善，产出最终正式软件。
2. 优势：弥补瀑布模型缺陷，大幅降低需求不明确带来的开发风险。
3. 概念：首次产出的试验版本称为「原型」。

1.4.5 螺旋模型

1. 设计思路：融合瀑布模型与演化模型，新增二者缺失的风险分析环节，弥补两类模型短板。
2. 四大核心活动（螺旋循环每一圈均执行）
   1. 制定计划：确定软件目标、实施方案、项目约束条件
   2. 风险分析：识别、评估、消除开发潜在风险
   3. 实施工程：落地软件开发、编码测试
   4. 客户评估：客户验收评价，提出修改优化建议
3. 运行形式：沿螺旋循环迭代，每一轮循环产出增量版本，逐步完善产品。