一、演化模型

        软件类似于其他复杂的系统，会随着时间的推移而演化。在开发过程中，常常会面临以下情形：商业和产品需求经常发生变化，直接导致最终产品难以实现；严格的交付时间使得开发团队不可能圆满地完成软件产品，但是必须交付功能有限的版本以应对竞争或商业压力；很好地理解了核心产品和系统需求，但是产品或系统扩展的细节问题却没有定义。在上述情况和类似情况下，软件开发人员需要一种专门应对不断演变的软件产品的过程模型。

        演化模型是迭代的过程模型，使得软件开发人员能够逐步开发出更完整的软件版本。演化模型特别适用于对软件需求缺乏准确认识的情况。典型的演化模型有：原型模型和螺旋模型等。

1-1、原型模型

1、定义

        并非所有的需求都能够预先定义，大量的实践表明，在开发初期很难得到一个完整的、准确的需求规格说明。这主要是由于客户往往不能准确地表达对未来系统的全面要求，开发者对要解决的应用问题模糊不清，以至于形成的需求规格说明常常是不完整的、不准确的，有时甚至是有歧义的。

        此外，在整个开发过程中，用户可能会产生新的要求，导致需求的变更。

        而瀑布模型难以适应这种需求的不确定性和变化，于是出现了快速原型(Rapid Prototype)这种新的开发方法。

        原型方法比较适合于用户需求不清、需求经常变化的情况。当系统规模不是很大也不太复杂时，采用该方法比较好。

        原型是预期系统的一个可执行版本，反映了系统性质的一个选定的子集。一个原型不必满足目标软件的所有约束，其目的是能快速、低成本地构建原型。当然，能够采用原型方法是因为开发工具的快速发展，使得能够迅速地开发出一个让用户看得见、摸得着的系统框架。这样，对于计算机不是很悉的用户就可以根据这个框架提出自己的需求。开发原型系统首先确定用户需求，开发初始原型，然后求用户对初始原型的改进意见，并根据意见修改原型。原型模型如图所示。

        原型模型开始于沟通，其目的是定义软件的总体目标，标识需求，然后快速制订原型开发的计划，确定原型的目标和范围，采用快速射击的方式对其进行建模，并构建原型。被开发的原型应交付给客户使用，并收集客户的反馈意见，这些反馈意见可在下一轮中对原型进行改进。在前一个原型需要改进，或者需要扩展其范围的时候，进入下一轮原型的迭代开发。

2、真题

真题1：

瀑布模型：需求明确；

真题2：

真题3：

螺旋模型：大规模的项目，风险分析。

1-2、螺旋模型

1、定义

对于复杂的大型软件，开发一个原型往往达不到要求。螺旋模型将瀑布模型和演化模型结合起来，加入了两种模型均忽略的风险分析，弥补了这两种模型的不足。

螺旋模型将开发过程分为几个螺旋周期，每个螺旋周期大致和瀑布模型相符合，如图所示。

每个螺旋周期分为如下 4 个工作步骤：

(1) 制订计划。确定软件的目标，选定实施方案，明确项目开发的限制条件。

(2) 风险分析。分析所选的方案，识别风险，消除风险。

(3) 实施工程。实施软件开发，验证阶段性产品。

(4) 用户评估。评价开发工作，提出修正建议，建立下一个周期的开发计划。

        螺旋模型强调风险分析，使得开发人员和用户对每个演化层出现的风险有所了解，从而做出应有的反应。因此，该模型特别适用于庞大、复杂并且具有高风险的系统。

        与瀑布模型相比，螺旋模型支持用户需求的动态变化，为用户参与软件开发的所有关键决策提供了方便，有助于提高软件的适应能力，并且为项目管理人员及时调整管理决策提供了便利，从而降低了软件开发的风险。在使用螺旋模型进行软件开发时，需要开发人员具有相当丰富的风险评估经验和专门知识。

        另外，过多的迭代次数会增加开发成本，延迟提本时间。

2、真题

真题1：

瀑布：需求明确，变更少；

原型：用户需求不是很明确，变更多；

增量：短时间内快速的开发一个可以直接运行的产品。

螺旋模型：风险分析。

真题2：

真题3：

1-3、喷泉模型

1、定义

        喷泉模型是一种以用户需求为动力，以对象作为驱动的模型，适合于面向对象的开发方法。
它克服了瀑布模型不支持软件重用和多项开发活动集成的局限性。

支持软件重用、多项开发活动集成

喷泉模型使开发过程具有迭代性和无间隙性，如图所示。

        选代意味着模型中的开发活动常常需要重复多次，在迭代过程中不断地完善软件系统。

        无间隙是指在开发活动(如分析、设计、编码) 之间不存在明显的边界，也就是说，它不像瀑布模型那样，在需求分析活动结束后才开始设计活动，在设计活动结束后才开始编码活动，而是允许各开发活动交叉、迭代地进行。

        喷泉模型的各个阶段没有明显的界线，开发人员可以同步进行。其优点是可以提高软件项目的开发效率，节省开发时间。由于喷泉模型在各个开发阶段是重叠的，在开发过程中需要大量的开发人员，不利于项目的管理。此外，这种模型要求严格管理文档，使得审核的难度加大。

2、真题

真题1：

真题2：

真题3：

1-4、统一过程模型

1、定义

        统一过程模型是一种“用例和风险驱动，以架构为中心，迭代并且增量”的开发过程，由UML 方法和工具支持。

        迭代的意思是将整个软件开发项目划分为许多个小的“袖珍项目”，每个“袖珍项目”都包含正常软件项目的所有元素：计划、分析和设计、构造、集成和测试，以及内部和外部发布。

统一过程定义了 4 个技术阶段及其制品：

1）起始阶段

        起始阶段专注于项目的初创活动。

2）精化阶段

        精华阶段在理解了最初的领域范围之后进行需求分析和架构演进。

3）构建阶段

        构建阶段关注系统的构建，产生实现模型。

4）移交阶段

        移交阶段关注于软件提交方面的工作，产生软件增量。

        在每个迭代中有 5 个核心工作流：捕获系统应该做什么的需求工作流，精化和结构化需求的分析工作流，在系统构架内实现需求的设计工作流，构造软件的实现工作流，验证实现是否如期望那样工作的测试工作流。

        随着 UP 的阶段进展，每个核心工作流的工作量发生了变化。4 个技术阶段由主要里程碑所终止。

• 初始阶段：生命周期目标
• 精化阶段：生命周期架构
• 构建阶段：初始运作功能
• 移交阶段：产品发布。

        统一过程的典型代表是 RUP。RUP 是 UP 的商业扩展，完全兼容 UP，但比 UP 更完整、更详细。

2、真题

真题1：

真题2：

真题3：

真题4：

真题5：