软件工程--软件生命周期详解

超、凢脫俗 2021-08-13 20:59 869阅读 0赞

#### 软件声明周期 ####

软件声明周期由**软件定义、软件开发和运行维护** 3个时期组成，每个时期又进一步划分成若干个阶段。

##### 软件定义时期 #####

软件定义时期的任务：

*  确定软件开发工程必须完成的总目标
 *  确定工程的可行性
 *  导出实现工程目标应该采用的策略及系统必须完成的的功能
 *  估计完成该项目工程需要的资源和成本，并且制定工程进度表。这个时期又称为**系统分析**，由**系统分析员**负责完成

软件定义时期通常进一步划分为3个阶段，即**问题定义、可行性研究和需求分析。**

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##### 开发时期 #####

开发时期具体设计和实现在前一个时期定义的软件，它通常由下述4个阶段组成：

*  总体设计
 *  详细设计
 *  编码和单元测试
 *  综合测试

其中前两个阶段又称为**系统设计**，后两个阶段又称为**系统实现。**

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##### 维护时期 #####

维护时期的主要任务是使软件持久地满足用户的需要。

*  当软件在使用过程中发现错误时应该加以改正
 *  当环境改变时应该修改软件以适应新的环境
 *  当用户有新要求时应该及时改进软件以满足用户的新需要

通常对维护时期不再进一步划分阶段，但是每一次维护活动本质都是一次压缩和简化了的定义和开发过程。

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#### 问题定义 ####

问题定义阶段必须回答的关键问题是：**“要解决的问题是什么？”** 如果不知道问题是什么就试图解决这个问题，显然是盲目的，只会白白浪费时间和金钱，最终得出的结果很可能是毫无意义的。尽管确切地定义问题的必要性是十分明显的，但是在实践中它却可能是最容易被忽视的一个步骤。

通过对客户的访问调查，系统分析员扼要地写出关于问题性质、工程目标和工程规模的书面报告，经过讨论和必要的修改之后这份报告应该得到客户的确认。

#### 可行性研究 ####

这个阶段要回答的关键问题是：**“对于上一个阶段所确定的问题有行得通的解决办法吗？”** 为了回答这个问题，系统分析员需要进行一次大大压缩和简化了的系统分析员和设计过程，也就是在较抽象的高层次上进行的分析和设计过程。可行性研究应该比较简短，这个阶段的任务不是具体解决问题，而是研究问题的范围，探索这个问题是否值得去解，是否有可行的解决办法。

可行性研究的结果是客户作出是否继续进行这项工程的决定的重要依据，一般说来，只有投资可能取得较大效益的那些工程项目才值得继续进行下去。可行性研究以后的那些阶段将需要投入更多的人力物力。及时终止不值得投资的工程项目，可以避免更大的浪费。

##### 需求分析 #####

这个阶段的任务仍然不是具体地解决问题，而是准确地确定\*\*“为了解决这个问题，目标系统必须做什么”\*\*，主要是确定目标系统必须具备哪些功能。

用户了解它们所面对的问题，知道必须做什么，但是通常不能完整准确地表达出他们的要求，更不知道怎样利用计算机解决他们的问题；软件开发人员知道怎样用软件实现人们的要求，但是对特定用户的具体要求并不完全清楚。因此，系统分析员在需求分析阶段必须和用户密切配合，充分交流信息，以得出经过用户确认的系统逻辑模型。通常用**数据流图、数据字典和简要的算法表示系统的逻辑模型。**

在需求分析阶段确定的系统模型是以后设计和实现目标系统的基础，因此必须准确完整地体现用户的要求。这个阶段的一项重要任务，是用正式文档准确地记录对目标系统的需求，这份文档通常称为**规格说明书（specification）**。

#### 总体设计 ####

这个阶段必须回答的关键问题是：**“概括地说，应该怎么实现目标系统？”** 总体设计又称为概要设计。

首先，应该设计出实现目标系统的几种可能的方案。通常至少应该设计出低成本、中成本和高成本3种方案。软件工程师应该用适当的表达工具描述每种方案，分析每种方案的优缺点，并在充分权衡各种方案的利弊的基础上，推荐一个最佳方案。此外，还应该制定出实现最佳方案的详细计划。如果客户接受所推荐的方案，则应该进一步完成下述的另一项主要任务。

上述设计工作确定了解决问题的策略及目标系统中应该包含的程序，但是，怎样设计这些程序呢？软件设计的一条基本原理就是，程序应该规模化，也就是说，一个程序应该由若干个规模适中的模块按合理的层次结构组织而成。因此，总体设计的另一项主要任务就是**设计程序的体系结构**，也就是确定程序由哪些模块组成以及模块间的关系。

#### 详细设计 ####

总体设计阶段以比较抽象概括的方式提出了解决问题的办法。详细设计阶段的任务就是**把解决办法具体化**，也就是回答下面这个关键问题：**"应该怎样具体地实现这个系统呢？"**

这个阶段的任务还不是编写程序，而是设计出程序的详细规格说明。这种规格说明的作用很类似于其他工程领域中工程师经常使用的工程蓝图，它们应该包含必要的细节，程序员可以根据它们写出实际的程序代码。

详细设计也称为**模块设计**，在这个阶段将详细地设计每个模块，确定实现模块功能所需要的算法和数据结构。

#### 编码和单元测试 ####

这个阶段的关键任务是写出正确的容易理解、容易维护的程序模块。

程序员应该根据目标系统的性质和实际环境，选取一种适当的高级程序设计语言（必要时使用汇编语言），把详细设计的结果翻译成用选定的语言书写的程序，并且仔细测试编写出的每一个模块。

#### 综合测试 ####

这个阶段的关键任务是通过各种类型的测试（及相应的调试）使软件达到预订的要求。

最基本的测试是**集成测试和验收测试**。所谓集成测试是根据设计的软件结构，把经过单元测验的模块按照某种选定的策略装配起来，在装配的过程中对程序进行必要的测试。所谓验收测试则是按照规格说明书的规定（通常在需求分析阶段确定），由用户（或在用户积极参加下）对目标系统进行验收。

必要时还可以再通过现场测试或平行等方法对目标系统进一步测试检验。

为了使用户能够积极参加验收测试，并且在系统投入生产性运行以后能够正确有效地使用这个系统，通常需要以正式的或非正式的方式对用户进行培训。

通过对软件测试结果的分析可以预测软件的可靠性；反之，根据对软件可靠性的要求，也可以决定测试和调试过程什么时候结束。

应该用正式文档资料把测试计划、详细测试方案以及实际测试结果保存下来，作为软件配置的一个组成部分。

#### 软件维护 ####

维护阶段的关键任务是，通过各种必要的维护活动使系统持久地满足用户的需要。

通常有4类维护活动：

*  改正性维护，也就是诊断和改正正在使用过程中发现的软件错误；
 *  适应性维护，即修改软件以适应环境的变化；
 *  完善性维护，即根据用户的要求改进或扩充软件使它更完善；
 *  预防性维护，即修改软件，为将来的维护活动预先做准备。

虽然没有把维护阶段进一步分成更小的阶段，但是实际上每一项维护活动都应该经过**提出维护要求（或报告问题），分析维护要求，提出维护方案，审批维护方案，确定维护计划，修改软件设计，修改程序，测试程序，复查验收**等一系列步骤，因此实质上是经历了一次压缩和简化的软件定义和开发的全过程。

每一项维护活动都应该准确地记录下来，作为正式文档资料加以保存。

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#### 总结 ####

以上根据应该完成的任务的性质，把软件生命周期划分成8个阶段。在实际从事软件开发工作时，软件开发工作时，软件规模、种类、开发环境及开发时使用的技术方法等因素，都影响阶段的划分。事实上，承担的软件项目不同，应该完成的任务也有差异，没有一个适用于所有软件项目的任务集合。适用于大型复杂项目的任务集合，对于小型简单项目而言往往就过于复杂了。