开发方法

章节概述

本章系统介绍软件开发方法学，涵盖软件生命周期八阶段、瀑布模型/演化模型/螺旋模型/增量模型/构件组装模型、统一过程（UP）、敏捷方法（XP/FDD/Scrum/水晶方法）、软件重用与构件技术、基于架构的软件设计（ABSD）以及形式化方法。重点掌握各开发模型的优缺点对比和适用场景。

知识结构框架

• 6.1 软件生命周期（GB8566-88 八阶段）
  • 可行性研究与计划 → 需求分析 → 概要设计 → 详细设计 → 实现 → 集成测试 → 确认测试 → 使用和维护
• 6.2 软件开发模型
  • 6.2.1 瀑布模型（含 V 模型）
  • 6.2.2 演化模型
  • 6.2.3 螺旋模型（风险分析驱动）
  • 6.2.4 增量模型（增量发布/原型法）
  • 6.2.5 构件组装模型
• 6.3 统一过程（UP）（二维模型：4 阶段×9 工作流，4 里程碑）
• 6.4 敏捷方法
  • 6.4.1 极限编程（XP）——四大价值观+十二最佳实践
  • 6.4.2 特征驱动开发（FDD）——5 核心过程+6 角色
  • 6.4.3 Scrum——5 活动+5 价值观
  • 6.4.4 水晶方法（Crystal Clear 七大特征）
  • 6.4.5 其他敏捷方法（开放式源码/ASD）
• 6.5 软件重用（源代码/架构/框架/建模/构件/服务重用）
• 6.6 基于架构的软件设计（ABSD）
  • 6.6.1 ABSD 方法与生命周期
  • 6.6.2 基于架构的软件开发模型（ABSDM 六子过程）
• 6.7 形式化方法（形式化描述+形式化验证）

核心概念定义

软件开发模型对比

模型	核心特点	优点	缺点	适用场景
瀑布模型	阶段化文档驱动，V 模型强调测试	阶段清晰，文档完整	需求偏差放大，难适应变化，重载	需求明确稳定
演化模型	多次瀑布迭代	渐进深化	需迭代管理	需求逐步明确
螺旋模型	每周期含风险分析	支持需求动态变化，降低风险	需丰富风险评估经验，成本高	庞大复杂高风险系统
增量模型	增量发布完整版本	提前集成测试，快速初始版本	增量需均匀分配	架构成熟低风险
构件组装	搭积木式开发	扩展容易，可重用，并行开发	设计要求高，学习成本	构件库成熟

统一过程（UP）

UP 是一个迭代的二维开发模型，以架构为中心。

• 横轴四阶段：初始 → 细化 → 构建 → 交付
• 纵轴九工作流：业务建模、需求、分析设计、实施、测试、部署（工程活动）；配置与变更管理、项目管理、环境（管理活动）
• 四里程碑：目标里程碑 → 架构里程碑 → 能力里程碑 → 发布里程碑

未经裁减的 UP 是重载过程，不属于敏捷方法；可根据问题裁减适应各种规模。

XP 四大价值观与十二最佳实践

四大价值观：沟通、简单、反馈、勇气（底层蕴含"尊重"）。

十二最佳实践：计划游戏、小型发布、隐喻、简单设计、测试先行、重构、结对编程、集体代码所有制、持续集成、每周 40 小时、现场客户、编码标准。

Scrum 框架

• Sprint：2~4 周迭代周期
• 五个活动：产品待办事项列表梳理、Sprint 计划会议、每日 Scrum（15 分钟）、Sprint 评审会议、Sprint 回顾会议
• 三大角色：产品负责人、ScrumMaster、开发团队
• 五个价值观：承诺、专注、开放、尊重、勇气
• 产出：Sprint Backlog → 潜在可交付的产品增量

FDD 核心过程

1. 开发整体对象模型
2. 构造特征列表
3. 计划特征开发
4. 特征设计
5. 特征构建

特色实践：类的个体所有、审查。

水晶方法（Crystal Clear）七大体系特征

经常交付、反思改进、渗透式交流、个人安全、焦点、与专家用户方便联系、自动测试+配置管理+经常集成的技术环境。适合 6 人以下小团队。

ABSD（基于架构的软件设计）

架构驱动方法，三个基础：功能分解、通过选择架构风格实现质量和业务需求、软件模板的使用。ABSDM 六子过程：架构需求 → 设计 → 文档化 → 复审 → 实现 → 演化。

形式化方法

采用严格数学方法，使用形式化规约语言精确定义软件系统。包含形式化描述（解决"做什么"）和形式化验证（验证是否满足规约）。适用于高可靠性关键应用（如巴黎地铁 14 号线）。

关键公式与模型

章节图表