常见的软件开发模型之———瀑布模型、原型模型、快速原型模型

• 一.瀑布模型
• • 1.1瀑布模型的基本思想
  • 1.2.瀑布模型的特点
  • 1.3.瀑布模型的优点
  • 1.4.瀑布模型的缺点
  • 1.5 瀑布模型的应用范围
• 二. 快速原型模型
• • 2.1 快速原型模型的基本思想
  • 2.2 原型模型和快速原型模型的区别
  • 2.3快速原型模型的优点
  • 2.4 快速原型模型的缺点
  • 2.5 快速原型模型的应用范围

一.瀑布模型

1.1瀑布模型的基本思想

瀑布模型是一种严格按照生命周期定义进行软件开发的过程模型，所以也被经典生命周期模型。

瀑布模型将软件生命周期划分为问题定义、可行性分析、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试和运行维护等基本活动，并且规定了它们自上而下、相互衔接的固定次序，如同瀑布流水，逐级下落，故而形象地称为“瀑布模型”。 其核心思想是按工序将问题化简，将功能的实现与设计分开，便于分工协作，即采用结构化的分析与设计方法将逻辑实现与物理实现分开。它是一种被广泛采用的软件开发模型。

典型的瀑布模型如图所示:

1.2.瀑布模型的特点

应用瀑布模型进行软件开发过程中，瀑布模型的特点如下：

（1）阶段间的顺序性和依赖性

顺序性是指：在瀑布模型软件开发过程中必须等到前一阶段的工作完成以后，才能开始下一阶段的工作。
依赖性是指：前一阶段的输出文档就是后一阶段的输入文档。因此前一阶段文档的正确性是保证后一阶段工作的前提条件。

（2）推迟实现的观点

实践表明，对于规模较大的软件项目，如果前面的准备工作做的不扎实，过早地考虑进行编码实现，往往会导致大量返工，有时甚至会发生无法弥补的错误，带来灾难性后果。采用瀑布模型会强制研发人员按照阶段步骤进行软件设计，避免了一开始就直接进行详细编码的错误做法。编码处于软件开发的中后期，强调了需求分析和系统设计的重要性，体现了推迟实现的观点。如果坚持阶段性的评审，采用瀑布模型可以避免后期大量返工的现象，还可以减少后期维护工作的人力和费用。

（3）文档驱动推进研发进程

瀑布模型在每阶段要完成规定的文档。软件开发是许多人共同参加、分工合作的工作，完整而合格的文档是开发人员间联系的媒介，同时是维护时期的重要依据。所以没有完成文档，就被认为没有完成该阶段的工作。 瀑布模型过程中，各个阶段与文档的关系如下图所示：

• （1）确定用户的基本需求
  由用户提出对新系统的基本要求，如功能、界面的基本形式、所需要的数据、应用范围、运行环境等，开发者根据这些信息估算开发该系统所需的费用，并建立简明的系统模型。

• （2）构造初始原型
  系统开发人员在明确系统基本要求和功能的基础上，依据计算机模型，以尽可能快的速度和尽可能多的开发工具来建造一个结构仿真模型，即快速原型构架。之所以称为原型构架，是因为这样的模型是系统总体结构、子系统以上部分的高层模型。由于要求快速，这一步骤要尽可能使用一些软件工具和原型制造工具，以辅助进行系统开发。

• （3）运行、评价、修改原型
  快速原型框架建造成后，就要交给用户立即投入试运行，各类人员对其进行试用、检查分析效果。由于构造原型中强调的是快速，省略了许多细节，一定存在许多不合理的部分。所以，在试用中要充分进行开发人员和用户之间的沟通，尤其是对用户提出的不满意的地方进行认真细致的反复迭代，并与用户交流、修改、完善，直到用户满意为止。

• （3）形成最终的软件系统
  如果用户和开发者对原型比较满意，则将其作为正式原型。然后可以采用其他软件过程开发方法，如瀑布模型进行后续开发； （该模型要结合其它模型进行后续开发）或者经过双方继续进行细致的工作，在正式原型的基础上对细节问题逐个补充、完善、求精、设计、编码，最后形成一个完整的软件系统。

下图是原型模型结合瀑布模型开发软件的过程：

2.2 原型模型和快速原型模型的区别

原型模型通常可分为两类：

• 第一类，原型演示仅是为了获得完整的需求说明，在用户认可后，按生命周期重新开发新产品，这种方法不能直接得到终端的目标系统，它的目的只是和用户交流，它保证了功能暂时牺牲了性能。在用户接受系统规格说明书（SRS）后，会将此类原型丢弃），这一类称为原型模型。
• 第二类，不丢弃原型，而是通过原型的不断增加和扩充，增强式地开发（迭代式），逐步达到产品的要求。总的目的都是为了以后尽量少返工，降低维护费用。这一类是就我们所说的快速原型模型。

快速原型法突出的特点是一个“快”字。这与瀑布模型的推迟实现观点正好相反。采用瀑布模型时，软件的需求分析也要在用户和开发人员之间往返讨论，前期需求不足，会导致用户设计出来的产品不满意的现象经常发生。快速原型法就是针对上述情况，采用演示原型（亦称模拟原型）的方法来启发和揭示系统的需求。具体来讲，其主要思想就是*：首先建立一个能够反映用户主要需求的原型，让用户实际使用未来系统的概貌，以便判断哪些功能是符合需求的，哪些方面还要改进，然后将原型反复修改，最终建立起完全符合用户要求的新系统。而快速原型系统*则是开发人员向用户提供“模型样品”，用户向开发人员迅速做出反馈，开发人员根据用户反馈及时做出产品修正、补充，最终减少了维护时期的工作量和费用，这正是快速原型法的优越性存在。

2.3快速原型模型的优点

• 在开发过程中，开发者更容易得到用户对于已做原型系统的反馈意见
• 系统开发循序渐进，反复修改，确保较好的用户满意度
• 开发周期短，费用相对少
• 尽早发现软件中的错误
• 支持需求的动态变化

2.4 快速原型模型的缺点

• 所选用的开发技术和工具不一定符合主流的发展
• 快速建立起来的系统加上连续的修稿可能导致原型质量低下
• 开发过程管理要求高，整个开发过程要经过“修改—评价—再修改”的多次反复；
• 开发人员易将原型取代系统分析；
• 如果管理不足将会导致缺乏规范化的文档资料。

2.5 快速原型模型的应用范围

快速原型法作为对传统生命周期法的一种改进，由于在研制过程中的前期就有用户的介入与反馈，使得最终系统能更好地适应用户的要求，因而被认为是一种有前途的新方法。但是，在短时间内研发者快速构成系统并快速响应用户提出的修改，对其研发者技术水平和开发环境和工具都有较高要求，从而在一定程度上影响和制约了快速原型法的迅速推广。

快速原型法适合预先不能确切定于需求的软件系统的开发，也适用于处理业务过程明确、简单以及涉及面窄的小型软件系统。 不适合处理大型、复杂的系统。因为大型复杂的系统难以直接模拟，此外存在大量运算、逻辑性强的处理系统也不便于用原型表示；最后，如果管理基础工作不完善、处理过程不规范也会影响原型法发挥作用。