【正文】 be viewed a nonlinear sequences of primitive actions which denote atomic units of puting work, such as a user39。1 軟件過(guò)程模型 Process Models in Software Engineering 作者 ： Stephen H. Kan 起止頁(yè)碼 ： 第 8頁(yè)～第 17頁(yè) 出版日期（期刊號(hào)）： 2021年 9月 （卷 1） 出版單位： AddisonWesley Professional 外文翻譯譯文： 摘要 軟件系統(tǒng)從起初 的開(kāi)發(fā)，維護(hù)，再到一個(gè)版本升級(jí)到 另一個(gè)版本，經(jīng)歷了一系列階段 .這篇文章歸納和整理了一些描述如何開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)的方法 .從傳統(tǒng)的 軟件生命周期的 背景和定義出發(fā) ，即大多數(shù)教科書(shū)所討論的，并且目前的軟件 開(kāi)發(fā)實(shí)踐所遵循的軟 件生命周期 ， 接著討論作為目前軟件 工程技術(shù)基石 的更全面的軟件開(kāi)發(fā)模型 . 1 前言 軟件業(yè)的發(fā)展最早可追溯到開(kāi)發(fā)大型軟件項(xiàng)目的顯式模型，那是在 二十世紀(jì)五十年代和六十年代間 .總體而言， 這些早期的軟件生命周期模型 的唯一目的就 是提供一個(gè)合理的概念計(jì)劃來(lái)管理軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) .因此，這種計(jì)劃可以作為一個(gè)基礎(chǔ)規(guī)劃，組織，人員配備，協(xié)調(diào)，預(yù)算編制，并指導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā) 活動(dòng) . 自 20世紀(jì) 60年代，出現(xiàn)了許多經(jīng)典的軟件生命周期的描述（例如，霍西爾 1961年，勞斯萊斯 1970年， 1976年博伊姆，迪斯塔索 1980年， 1984年斯卡 基，薩默維爾 1999年） .羅伊斯（ 1970） 使用現(xiàn)在生活中熟悉的 “瀑布 ”圖表，提出了周期的概念，這個(gè)圖表概括了開(kāi)發(fā)大型軟件系統(tǒng)是多么的困難，因?yàn)樗婕皬?fù)雜的工程任務(wù)，而這些任務(wù)在 完成之前 可能需要不斷地 返工 .這些圖表也通常在介紹性發(fā)言中被采用，主要針對(duì)開(kāi)發(fā)大型軟件 系統(tǒng)的 人們（例如，定制軟件的客戶） ，他們 可能不熟悉各種各樣的技術(shù)問(wèn)題但還是要必須解決這些問(wèn)題 . 這些經(jīng)典的軟件生命周期模型通常包括以下活動(dòng)一些內(nèi)容： 系統(tǒng)啟動(dòng) /規(guī)劃：系統(tǒng)從何而來(lái)？在大多數(shù)情況下，不論是現(xiàn)有的信息處理機(jī)制以前是自動(dòng)的，手工的，還是非 正式的，新系統(tǒng)都會(huì)取代或補(bǔ)充它們 . ● 需求分析和說(shuō)明書(shū)：闡述一個(gè)新的軟件系統(tǒng)將要開(kāi)發(fā)的問(wèn)題：其業(yè)務(wù)能力，其所達(dá)到的性能特點(diǎn)，支持系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)所需的條件 . ● 功能或原型說(shuō)明：潛在確定 計(jì)算的 對(duì)象， 它們的屬性和關(guān)系，改變這些對(duì)象的操作，約束系統(tǒng)行為的限制等 . ● 劃分與選擇：給出需求和功能 說(shuō)明書(shū)，將系統(tǒng)分為可管理的模塊，它們是邏輯子系統(tǒng)的標(biāo)志，然后確定是否有對(duì)應(yīng)于這些模塊的新的，現(xiàn)有的，或可重復(fù)使用的2 軟件系統(tǒng)可以 復(fù)用 . ● 設(shè)計(jì)及配置說(shuō)明書(shū)：以適合模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)和整體配置管理的方式定義各子系統(tǒng)之間的內(nèi)部關(guān)系和接口 . ● 模塊設(shè)計(jì)的詳細(xì)規(guī)格說(shuō)明：定義數(shù)據(jù)流在各組件之間傳遞的算法 . ● 模塊實(shí)現(xiàn)和調(diào)試：將前面的規(guī)格說(shuō)明的內(nèi)容通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證他們的基本操作是否正確 . ● 軟件集成與測(cè)試：確認(rèn)并維持軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置的整體完整性 .通過(guò)配置軟件系統(tǒng)架構(gòu)的一致性和驗(yàn)證 完整的實(shí)施模塊，核實(shí)規(guī)格說(shuō)明書(shū)中模塊的接口和內(nèi)部關(guān)系，并驗(yàn)證系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的性能是否他們的要求匹配 . ● 文檔修訂和配送系統(tǒng)：將已經(jīng)寫(xiě)好的系統(tǒng) 開(kāi)發(fā)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行包裝并合理的轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)文檔和用戶指南，所有的文檔都是以一種適于普及和系統(tǒng)支持的格式 . ● 部署和安裝：提供安裝已發(fā)布軟件到本地計(jì)算機(jī)環(huán)境的指南，配置操作系統(tǒng)的參數(shù)和用戶的 訪問(wèn)權(quán)限，并運(yùn)行診斷測(cè)試，以保證系統(tǒng)的基本操作的正常運(yùn)作 . ● 培訓(xùn)和使用：提供教學(xué)器材及系統(tǒng)用戶指南，方便用戶了解系統(tǒng)的性能和限定，以便有效地使用該系統(tǒng) . ● 軟件維護(hù)：通過(guò)提供功能改進(jìn)，維修，性能提高及更新使得在其主機(jī)系統(tǒng)環(huán)境下維持有用的操作 . 什么是軟件生命周期模型 ? 軟件生命周期模型是關(guān)于軟件 是如何或應(yīng)該是怎樣開(kāi)發(fā)的描述性或說(shuō)明性的描述 .描述性模型闡述了一個(gè)特定的軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程 .描述性模型可作為理解和改進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的基礎(chǔ)，或者作為開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的經(jīng)典規(guī)范模型（柯蒂斯，杰瑞， Iscoe， 1988年） .這個(gè)模型描述了軟件應(yīng)該如何開(kāi)發(fā) .它 作為準(zhǔn)則或框架來(lái) 組織和策劃軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)如何執(zhí)行，以及以什么順 序 .通常情況下，闡述 軟件系統(tǒng)應(yīng)該如何開(kāi)發(fā) 的規(guī)范性的生命周期模型，是比較容易和明確的 .這是因?yàn)檫@種模式是直觀的并能夠很好的 推導(dǎo)出來(lái) .這意味著，在實(shí)踐中，許多描述中提到的軟件開(kāi)發(fā)的細(xì)節(jié)是可以忽略不計(jì)的，或可以拖延的 .當(dāng)然，在不同的開(kāi)發(fā)環(huán)境， 使用不同的編程語(yǔ)言， 由不同水平的開(kāi)發(fā)人員，開(kāi)發(fā)不同 類型 的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該相對(duì)的提高開(kāi)發(fā)的有效性和健壯性 .當(dāng)然，在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中 ， 規(guī)范 性的模型 運(yùn)用一些給定的 軟件工程工具或環(huán)境后，也被用來(lái)包裝發(fā)任務(wù)和技術(shù) . 另一方面，描述性的生命周期模型描述了在特定的環(huán)境下，軟件系統(tǒng)實(shí)際中是如何開(kāi)發(fā)的 .因此，它們不太常見(jiàn)，更難以闡明，一個(gè)明顯的原因：一個(gè)人必須觀察并收集整個(gè)軟件系統(tǒng)生命周期的數(shù)據(jù)，而這往往以年來(lái)衡量 .此外，描述性模型針對(duì)具體觀察的系統(tǒng)，在進(jìn)行系統(tǒng)的比較分析后得出來(lái)的 .因此，這意味著規(guī) 范的軟件生命周期模型占據(jù)著主導(dǎo)地位，直到大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)提供足夠的資料，并闡明更好的生命3 周期模型 . 這兩種描述表明，闡述軟件生命周期模型有一系列的目的 .這些描述可以作為： ● 在安排時(shí)間，空間和計(jì)算環(huán)境上指引協(xié)調(diào)，計(jì)劃，配備人員，安排并管理軟件項(xiàng)目工作 . ● 規(guī)范指出產(chǎn)生什么樣的文件交付給客戶 . ● 確定哪些軟件工程工具和方法將是最適合支持不同的生命周期活動(dòng)的 . ● 分析并估計(jì)在軟件生命周期中的資源分配和開(kāi)支的框架（博伊姆 1981） ● 進(jìn)行實(shí)證研究的基礎(chǔ)，用以確定影響軟件生產(chǎn)率、成本以及整體質(zhì)量的因素 . 什么是軟件過(guò)程模型 ? 相對(duì)于軟件生命周期模型，軟件過(guò)程模型往往代表一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的序列活動(dòng)、對(duì)象、轉(zhuǎn)換和事件，體現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)軟件發(fā)展的策略的事件 .這種模型可以用來(lái)制定更精確、更規(guī)范化的關(guān)于 軟件生命周期活動(dòng)的描述 .它們的強(qiáng)大源于充分利用了豐富的符號(hào)，語(yǔ)法和語(yǔ)義，而這些往往是適合于計(jì)算 處理的 . 軟件過(guò)程網(wǎng)絡(luò)可以被看作是代表多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)鏈（ 克林 1982 年，加爾格1989 年） .任務(wù)鏈代表了非線性序列的活動(dòng)，這些活動(dòng)能夠建造并改造現(xiàn)有的計(jì)算對(duì)象（資源），將其轉(zhuǎn)化成為中間或最終產(chǎn)品 .非線性意味著活動(dòng)的順序是 不確定的，反復(fù)的，可以 容納多個(gè) /平行的替代品，以及部分被用來(lái)循序漸進(jìn)地推進(jìn) .反過(guò)來(lái)，任務(wù)活動(dòng)可以被視為非線性的簡(jiǎn)單活動(dòng)序列，這些簡(jiǎn)單活動(dòng)是計(jì)算處理的最小單元，比 如用戶使用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)進(jìn)行命令或者菜單的一次選擇 . 維諾格拉特和其他人將人與計(jì)算機(jī)之間的這種協(xié)同工作的單位，稱作是 “結(jié)構(gòu)化論述的工作 ”（維諾格拉特電腦 1986年），而任務(wù)鏈，以 “工作流程 ”（ Bolcer 1998年）的名稱變得大眾化 . 任務(wù)鏈可以用來(lái)描述任何規(guī)范或描述動(dòng)作序列 .指令性任務(wù)鏈?zhǔn)抢硐氲挠?jì)劃，計(jì)劃應(yīng)該完成什么樣的活動(dòng)，以及以什么順序 .例如 ，對(duì)于面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)任務(wù)鏈活動(dòng)可能包括下面的任務(wù)行動(dòng)： ● 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的一個(gè)非正式的規(guī)范 . ● 確定對(duì)象和它們的屬性 . ● 確定行動(dòng)的對(duì)象 . ● 確定對(duì)象之間，屬性或操作的接口 . ● 實(shí)施行動(dòng) . 顯然，在增量模型逐步走向面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)的過(guò)程中，這種行動(dòng)可能帶來(lái)多次迭代序列和非序列化的簡(jiǎn)單活動(dòng) . 任務(wù)鏈的結(jié)合或分割成其他任務(wù)鏈導(dǎo)致整體的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生 （克林1982 年） .這種 生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)代表 “組織生產(chǎn)系統(tǒng) ”，它能將原始的計(jì)算，認(rèn)知，和其他組4 織的資源轉(zhuǎn)化成綜合的和可使用的軟件系統(tǒng) .因 此，這種開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)闡釋了如何開(kāi)發(fā)，使用和維護(hù)軟件系統(tǒng) .但是，指令性任務(wù)鏈及其活動(dòng) 不能保證預(yù)期所有可能的情況 會(huì)出現(xiàn)在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中（ Bendifallah 1989年， Mi 1990） .因此，任何軟件制作的網(wǎng)頁(yè)只是以某種方式描述一個(gè)近似的或不完整軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程 . 銜接工作是額外的任務(wù)，當(dāng)計(jì)劃的任務(wù)鏈 不足或破裂時(shí)才會(huì)執(zhí)行 .它是一個(gè)開(kāi)放的工作，在非銜接任務(wù)鏈上存儲(chǔ)進(jìn)度，否則會(huì)將工作流轉(zhuǎn)移 到其他一些生產(chǎn)性的工作任務(wù)鏈 .因此，描述任務(wù)鏈?zhǔn)怯脕?lái)描述當(dāng)人們?cè)噲D按照計(jì)劃任務(wù)執(zhí)行時(shí)，出現(xiàn)的意外情況 .銜接任務(wù)在軟件發(fā)展方面的工作包 括采取人們的行動(dòng)，就是凡涉及 他們的住所，或一個(gè)軟件系統(tǒng)的異常行為，或與可以影響系統(tǒng)改變的人的協(xié)商 .這種銜接工作的概念也被稱為軟件處理的推動(dòng)力 . 2 傳統(tǒng)軟件生命周期模型 傳統(tǒng)的軟件演化模型對(duì)于我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)很熟悉，因?yàn)樵缙诘能浖_(kāi)發(fā)就應(yīng)用了這些 .經(jīng)典的軟件生命周期（或 “瀑布圖 ”）一 同逐步求精的模型在當(dāng)前現(xiàn)代編程方法和軟件工程中被廣泛采用 .增量釋放模型和 工業(yè)實(shí)踐密切相關(guān) .基于模型的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)將經(jīng)典的生命周期模型具體化到 為政府的 承建商的軟件開(kāi)發(fā) .這四種模式分別使用粗粒度或宏觀特征來(lái) 描述軟件的開(kāi)發(fā) .軟件開(kāi)發(fā)的漸進(jìn)過(guò) 程經(jīng)常被描述為需求分析，設(shè)計(jì)，實(shí)施，這些通常很少或沒(méi)有進(jìn)一步的表征每一階段都 應(yīng)具備 .此外，這些模型是獨(dú)立于任何組織的開(kāi)發(fā)環(huán)境、編程語(yǔ)言的選擇、軟件應(yīng)用領(lǐng)域等 .傳統(tǒng)的模型是上下文無(wú)關(guān)的，而不是和上下文都有聯(lián)系的 .但由于這些生命周期的所有模型在使用了一段時(shí)間，我們統(tǒng)稱他們?yōu)閭鹘y(tǒng)的模式，刻畫(huà)每個(gè)轉(zhuǎn)折 . 經(jīng)典的軟件生命周期模型 經(jīng)典的軟件生命周期通常表示為一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)范瀑布軟件階段模型，即從一個(gè)階段有序的過(guò)渡到下一個(gè)階段 .這種模式類似于 描述軟件開(kāi)發(fā)的 有窮狀態(tài)機(jī) .但是，這些模型對(duì)于在復(fù)雜的組織環(huán)境下架構(gòu)，分 配人員和管理大型的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中已經(jīng)也許是最有用的了，這就是它的主要目的所在 . 另外，這些經(jīng)典模型已被廣泛用來(lái)描述如何開(kāi)發(fā)小型或者大型的軟件項(xiàng)目 . 逐步細(xì)化 在這種方法中，軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是通過(guò)逐步完善和由 高層次的系統(tǒng)規(guī)格說(shuō)明書(shū)升級(jí)到源代碼組件 實(shí)現(xiàn)的 .不過(guò)，至于選擇那一個(gè)步驟以及運(yùn)用哪一種升級(jí)辦法，這些仍然沒(méi)有言明 .相反，在越來(lái)越多的工程實(shí)踐中，隨著不斷地反思和學(xué)習(xí)并應(yīng)用這些方法，規(guī)范必定會(huì)出現(xiàn) .在 指導(dǎo)程序員如何組織 軟件開(kāi)發(fā)工作的過(guò)程中，這一模式已被廣泛有效深入的應(yīng)用 .經(jīng)典的軟件生命周期的許多說(shuō)法也 在他們的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中得到闡釋 . 5 替代傳統(tǒng)的軟件生命周期模型 至少有三種可供選擇的軟件開(kāi)發(fā)模型， 這些模型都是 傳統(tǒng)的軟件生命周期模型 .它們關(guān)注的重點(diǎn)在于 產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)過(guò)程，軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境 .總的來(lái)說(shuō)，這些模型是細(xì)粒度，通常計(jì)算形式化的要點(diǎn)描述得很詳細(xì)，往往以實(shí)證基礎(chǔ)，有時(shí)也闡述一些新的能促進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化技術(shù) . 3 軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模型 軟件產(chǎn)品代表了信息密集化的手工產(chǎn)品，經(jīng)歷了逐步設(shè)計(jì)并通過(guò)反復(fù)修改的開(kāi)發(fā)工作才完成的 .這一過(guò)程可以使用軟件產(chǎn)品的生命周期模型來(lái)說(shuō)明 .這些產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模型代表了基于傳統(tǒng)的軟件生 命周期模型上的漸進(jìn)式開(kāi)發(fā)模式 .由于新的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，諸如軟件原型語(yǔ)言和環(huán)境，可重用的軟件，應(yīng)用類，和文件支持環(huán)境的出現(xiàn)，這些模型才產(chǎn)生 .這些技術(shù)旨在使每一個(gè)可執(zhí)行的軟件實(shí)施步驟提前完成 .因此，這樣看來(lái)，軟件設(shè)計(jì)模式隱含于技術(shù)的實(shí)踐中，而不是明確的闡述 .這