（瀑布模型，快速原型模型，增量模型，螺旋模型，噴泉模型）各種模型的概念特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)和不同。

(張海藩，呂云翔)著-軟件工程 復(fù)習(xí)記錄

文章目錄

• 一、瀑布模型
• 二、快速原型模型
• 三、增量模型
• 四、螺旋模型
• 五、噴泉模型
• 六、參考資料

一、瀑布模型

在20 世紀(jì)80 年代之前，瀑布模型一直是唯一被廣泛采用的生命周期模型。現(xiàn)在，它仍然是軟件工程中應(yīng)用最廣泛的過(guò)程模型。如圖所示為傳統(tǒng)的瀑布模型。

特點(diǎn)：
(1) 階段間具有順序性和依賴性

①必須等前一階段的工作完成之后，才能開始后一階段的工作；②前一階段的輸出文檔就是后一階段的輸入文檔。

(2) 推遲實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)

實(shí)踐表明，對(duì)于規(guī)模較大的軟件項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，往往編碼開始得越早最終完成開發(fā)工作所需要的時(shí)間反而越長(zhǎng)。

(3) 質(zhì)量保證的觀點(diǎn)

①每個(gè)階段都必須完成規(guī)定的文檔，沒(méi)有交出合格的文檔就是沒(méi)有完成該階段的任務(wù)。②每個(gè)階段結(jié)束前都要對(duì)所完成的文檔進(jìn)行評(píng)審，以便盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，改正錯(cuò)誤。

傳統(tǒng)的瀑布模型過(guò)于理想化了。事實(shí)上，人在工作過(guò)程中不可能不犯錯(cuò)誤。因此，實(shí)際的瀑布模型是帶“反饋環(huán)”的，如圖所示（ 圖中實(shí)線箭頭表示開發(fā)過(guò)程，虛線箭頭表示維護(hù)過(guò)程）。

加入迭代過(guò)程的瀑布模型

當(dāng)在后面階段發(fā)現(xiàn)前面階段的錯(cuò)誤時(shí)，需要沿圖中左側(cè)的反饋線返回前面的階段，修正前面階段的產(chǎn)品之后再回來(lái)繼續(xù)完成后面階段的任務(wù)。

優(yōu)點(diǎn)：
(1) 可強(qiáng)迫開發(fā)人員采用規(guī)范的方法
(2) 嚴(yán)格地規(guī)定了每個(gè)階段必須提交的文檔
(3) 要求每個(gè)階段交出的所有產(chǎn)品都必須經(jīng)過(guò)質(zhì)量保證小組的仔細(xì)驗(yàn)證

缺點(diǎn)：
(1) “瀑布模型是由文檔驅(qū)動(dòng)的”,在可運(yùn)行的軟件產(chǎn)品交付給用戶之前，用戶只能通過(guò)文檔來(lái)了解產(chǎn)品是什么樣的。很可能導(dǎo)致最終開發(fā)出的軟件產(chǎn)品不能真正滿足用戶的需求。

＂瀑布模型是由文檔驅(qū)動(dòng)的“這個(gè)事實(shí)也是它的一個(gè)主要缺點(diǎn)。在可運(yùn)行的軟件產(chǎn)品交付給用戶之前，用戶只能通過(guò)文檔來(lái)了解產(chǎn)品是什么樣的。要求用戶不經(jīng)過(guò)實(shí)踐就提出完整準(zhǔn)確的需求，在許多情況下都是不切實(shí)際的。總之，由于瀑布模型幾乎完全依賴于書面的規(guī)格說(shuō)明，很可能導(dǎo)致最終開發(fā)出的軟件產(chǎn)品不能真正滿足用戶的需要。

二、快速原型模型

快速原型（rapid prototype）是快速建立起來(lái)的可以在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序，它所能完成的功能往往是最終產(chǎn)品能完成的功能的一個(gè)子集。下圖描述了快速原型模型（圖中實(shí)線箭頭表示開發(fā)過(guò)程，虛線箭頭表示維護(hù)過(guò)程）。

快速模型原型

優(yōu)點(diǎn)：軟件產(chǎn)品的開發(fā)基本上是按線性順序進(jìn)行的

快速原型模型是不帶反饋環(huán)的，這正是這種過(guò)程模型的主要優(yōu)點(diǎn)：軟件產(chǎn)品的開發(fā)基本上是按線性順序進(jìn)行的。原型系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)與用戶交互而得到驗(yàn)證，據(jù)此產(chǎn)生的規(guī)格說(shuō)明文檔正確地描述了用戶需求。開發(fā)人員通過(guò)建立原型系統(tǒng)已經(jīng)學(xué)到了許多東西，在設(shè)計(jì)和編碼階段發(fā)生錯(cuò)誤的可能性也比較小。它的優(yōu)點(diǎn)是有助于保證用戶的真實(shí)需要得到滿足。

快速原型的本質(zhì)是“快速”。開發(fā)人員應(yīng)該盡可能快地建造出原型系統(tǒng)，以加速軟件開發(fā)過(guò)程，節(jié)約軟件開發(fā)成本。原型的用途是獲知用戶的真正需求，一旦需求確定了，原型將被拋棄。
當(dāng)快速原型的某個(gè)部分是利用軟件工具由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的時(shí)候，可以把這部分用到最終的軟件產(chǎn)品中。

三、增量模型

增量模型也稱為漸增模型，如圖所示。使用增量模型開發(fā)軟件時(shí)，把軟件產(chǎn)品作為一系列的增量構(gòu)件來(lái)設(shè)計(jì)、編碼、集成和測(cè)試。每個(gè)構(gòu)件由多個(gè)相互作用的模塊構(gòu)成，并且能夠完成特定的功能。

增量模型

與瀑布模型和快速原型模型的不同：
采用瀑布模型或快速原型模型開發(fā)軟件時(shí)，目標(biāo)都是一次就把一個(gè)滿足用戶需求的產(chǎn)品提交給用戶。增量模型則與之相反，它分批地逐步向用戶提交產(chǎn)品，每次提交一個(gè)滿足用戶需求子集的可運(yùn)行的產(chǎn)品。

優(yōu)點(diǎn)：
(1) 能在較短時(shí)間內(nèi)向用戶提交可完成一些有用的工作的產(chǎn)品
(2) 逐步增加產(chǎn)品功能可以使用戶有較充裕的時(shí)間學(xué)習(xí)和適應(yīng)新產(chǎn)品，從而減少一個(gè)全新的軟件可能給客戶組織帶來(lái)的沖擊。
(3) 缺點(diǎn)：
增量模型本身是自相矛盾的。它一方面要求開發(fā)人員把軟件看做一個(gè)整體，另一方面又要求開發(fā)人員把軟件看做構(gòu)件序列，每個(gè)構(gòu)件本質(zhì)上都獨(dú)立于另一個(gè)構(gòu)件。除非開發(fā)人員有足夠的技術(shù)能力協(xié)調(diào)好這一明顯的矛盾，否則用增量模型開發(fā)出的產(chǎn)品可能并不令人滿意。

增量模型分批地逐步向用戶提交產(chǎn)品，每次提交一個(gè)滿足用戶需求子集的可運(yùn)行的產(chǎn)品。整個(gè)軟件產(chǎn)品被分解成許多個(gè)增量構(gòu)件，開發(fā)人員一個(gè)構(gòu)件接一個(gè)構(gòu)件地向用戶提交產(chǎn)品。每次用戶都得到一個(gè)滿足部分需求的可運(yùn)行的產(chǎn)品，直到最后一次得到滿足全部需求的完整產(chǎn)品。

能在較短時(shí)間內(nèi)向用戶提交可完成一些有用的工作的產(chǎn)品，是增量模型的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。增量模型的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，逐步增加產(chǎn)品功能可以使用戶有較充裕的時(shí)間學(xué)習(xí)和適應(yīng)新產(chǎn)品，從而減少一個(gè)全新的軟件可能給客戶組織帶來(lái)的沖擊。
使用增量模型的困難是，在把每個(gè)新的增量構(gòu)件集成到現(xiàn)有軟件體系結(jié)構(gòu)中時(shí)，必須不破壞原來(lái)已經(jīng)開發(fā)出的產(chǎn)品。此外，必須把軟件的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得便于按這種方式進(jìn)行擴(kuò)充，向現(xiàn)有產(chǎn)品中加入新構(gòu)件的過(guò)程必須簡(jiǎn)單、方便。也就是說(shuō)，軟件體系結(jié)構(gòu)必須是開放的。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看，具有開放結(jié)構(gòu)的軟件擁有真正的優(yōu)勢(shì)，這種軟件的可維護(hù)性明顯好于封閉結(jié)構(gòu)的軟件。盡管采用增量模型比采用瀑布模型和快速原型模型需要更精心的設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì)階段多付出的勞動(dòng)將在維護(hù)階段獲得回報(bào)。如果一個(gè)設(shè)計(jì)非常靈活而且足夠開放、足以支持增量模型，那么這樣的設(shè)計(jì)將允許在不破壞產(chǎn)品的情況下進(jìn)行維護(hù)。

四、螺旋模型

在軟件開發(fā)過(guò)程中必須及時(shí)識(shí)別和分析風(fēng)險(xiǎn)，并且采取適當(dāng)措施以消除或減少風(fēng)險(xiǎn)的危害。構(gòu)建原型是一種能使某些類型的風(fēng)險(xiǎn)降至最低的方法。降低交付給用戶的產(chǎn)品不能滿足用戶
需要的風(fēng)險(xiǎn)。

• 螺旋模型的基本思想是，使用原型及其他方法來(lái)盡量降低風(fēng)險(xiǎn)。理解這種模型的一個(gè)簡(jiǎn)便方法，是把它看做在每個(gè)階段之前都增加了風(fēng)險(xiǎn)分析過(guò)程的快速原型模型，如圖所示。圖中帶箭頭的點(diǎn)畫線的長(zhǎng)度代表當(dāng)前累計(jì)的開發(fā)費(fèi)用，螺線旋過(guò)的角度值代表開發(fā)進(jìn)度。

螺旋模型

基本思想：

使用原型及其他方法來(lái)盡量降低風(fēng)險(xiǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：

(1) 對(duì)可選方案和約束條件的強(qiáng)調(diào)有利于已有軟件的重用，也有助于把軟件質(zhì)量作為軟件開發(fā)的一個(gè)重要目標(biāo)；

(2) 減少了過(guò)多的測(cè)試（浪費(fèi)資金）或測(cè)試不足（產(chǎn)品故障多）所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)；

(3) 在螺旋模型中維護(hù)只是模型的另一個(gè)周期，在維護(hù)和開發(fā)之間并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別；

(4) 它是風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)的；

缺點(diǎn)：

因?yàn)樗秋L(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)的，除非軟件開發(fā)人員具有豐富的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)和這方面的專門知識(shí)，否則將出現(xiàn)真正的風(fēng)險(xiǎn)。

螺旋模型有許多優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)可選方案和約束條件的強(qiáng)調(diào)有利于巳有軟件的重用，也有助于把軟件質(zhì)量作為軟件開發(fā)的一個(gè)重要目標(biāo)；減少了過(guò)多測(cè)試（ 浪費(fèi)資金）或測(cè)試不足（產(chǎn)品故障多）所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)；更重要的是，在螺旋模型中維護(hù)只是模型的另一個(gè)周期，在維護(hù)和開發(fā)之間并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。
螺旋模型主要適用于內(nèi)部開發(fā)的大規(guī)模軟件項(xiàng)目。如果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的費(fèi)用接近整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)預(yù)算，則風(fēng)險(xiǎn)分析是不可行的。事實(shí)上，項(xiàng)目越大，風(fēng)險(xiǎn)也越大，因此，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的必要性也越大。使用螺旋模型開發(fā)軟件，要求軟件開發(fā)人員具有豐富的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)和這方面的專門知識(shí)。

五、噴泉模型

迭代是軟件開發(fā)過(guò)程中普遍存在的一種內(nèi)在屬性。經(jīng)驗(yàn)表明，軟件過(guò)程各個(gè)階段之間的迭代或一個(gè)階段內(nèi)各個(gè)工作步驟之間的迭代，在面向?qū)ο蠓缎椭斜仍诮Y(jié)構(gòu)化范型中更常見。如圖所示的噴泉模型是典型的面向?qū)ο笊芷谀Ｐ汀?#xff02;噴泉”這個(gè)詞體現(xiàn)了面向?qū)ο筌浖_發(fā)過(guò)程迭代和無(wú)縫的特性。

噴泉模型

為避免使用噴泉模型開發(fā)軟件時(shí)開發(fā)過(guò)程過(guò)分無(wú)序，應(yīng)該把一個(gè)線性過(guò)程（例如，快速原型模型或螺旋模型中的中心垂線）作為總目標(biāo)。但是，同時(shí)也應(yīng)該記住，面向?qū)ο蠓缎捅旧硪蠼?jīng)常對(duì)開發(fā)活動(dòng)進(jìn)行迭代或求精。

六、參考資料

[1] 張海藩，呂云翔. 軟件工程（第4版）[M]. 北京：人民郵電出版社，2013 軟件工程
[2] 張海藩，呂云翔. 軟件工程（第4版）學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解析[M]. 北京： 人民郵電出版社，2013

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【软件工程】几种常见的软件开发模型：（瀑布模型，快速原型模型，增量模型，螺旋模型，喷泉模型）模型的概念特点优点缺点和不同。的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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