什麼是軟體開發模型，常見的軟體開發模型有哪些？

軟體開發模型是指軟體開發全部流程、活動和任務的結構架構。常見的軟體開發模型有：邊做邊改模型、瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型、演化模型、噴泉模型、智慧模型、混合模型、RAD模型。

軟體開發模型(Software Development Model)是指軟體開發整個流程、活動和任務的結構架構。

軟體開發包括需求、設計、編碼和測試等階段，有時也包括維護階段。軟體開發模型能清晰、直觀地表達軟體開發全過程，明確規定了要完成的主要活動和任務，用來作為軟體專案工作的基礎。

對於不同的軟體系統，可以採用不同的開發方法、使用不同的程式設計語言以及各種不同技能的人員參與工作、運用不同的管理方法和手段等，以及允許採用不同的軟體工具和不同的軟體工程環境。

典型開發模型

1、邊做邊改模型（Build-and-Fix Model）

遺憾的是，許多產品都是使用"邊做邊改"模型來開發的。在這個模型中，既沒有規格說明，也沒有經過設計，軟體隨著客戶的需要一次又一次地不斷被修改.

在這個模型中，開發人員拿到專案立即根據需求編寫程序，調試通過後生成軟體的第一個版本。提供給使用者使用後，如果程式出現錯誤，或使用者提出新的要求，開發人員重新修改程式碼，直到使用者滿意為止。

這是一種類似作坊的開發方式，對編寫幾百行的小程式來說還不錯，但這種方法對任何規模的開發來說都是不能令人滿意的，其主要問題在於：

（1） 缺少規劃和設計環節，軟體的結構隨著不斷的修改越來越糟，導致無法繼續修改；

（2） 忽略需求環節，給軟體開發帶來很大的風險；

（3） 沒有考慮測試和程序的可維護性，也沒有任何文檔，軟體的維護十分困難。

2、瀑布模型（Waterfall Model）

在瀑布模型中，軟體開發的各項活動嚴格按照線性方式進行，當前活動接受上一項活動的工作結果，實施完成所需的工作內容。目前活動的工作結果需要進行驗證，如果驗證通過，則該結果作為下一項活動的輸入，繼續進行下一項活動，否則返回修改。

瀑布模型強調文件的作用，並要求每個階段都要仔細驗證。但是，這種模型的線性過程太理想化，已不再適合現代的軟體開發模式，幾乎被業界拋棄，其主要問題在於：

（1） 各個階段的劃分完全固定，階段之間產生大量的文檔，大大增加了工作量；

（2） 由於開發模型是線性的，使用者只有等到整個過程的末期才能見到開發成果，從而增加了開發的風險；

（3） 早期的錯誤可能要等到開發後期的測試階段才能發現，進而帶來嚴重的後果。

我們應該要認識到，"線性"是人們最容易掌握並能熟練應用的思想方法。當人們碰到一個複雜的"非線性"問題時，總是千方百計地將其分解或轉化為一系列簡單的線性問題，然後逐一解決。一個軟體系統的整體可能是複雜的，而單一子程式總是簡單的，可以用線性的方式來實現，否則乾活就太累了。線性是一種簡潔，簡潔就是美。當我們領會了線性的精神，就不要再呆板地套用線性模型的外表，而應該用活它。例如增量模型實質就是分段的線性模型，螺旋模型則是接連的彎曲了的線性模型，在其它模型中也能夠找到線性模型的影子。

3、快速原型模型（Rapid Prototype Model）

快速原型模型的第一步是建造一個快速原型，實現客戶或未來的用戶與系統的交互，用戶或客戶對原型進行評價，進一步細化待開發軟體的需求。

透過逐步調整原型使其滿足客戶的要求，開發人員可以確定客戶的真正需求是什麼；第二步則在第一步的基礎上開發客戶滿意的軟體產品。

顯然，快速原型方法可以克服瀑布模型的缺點，減少因軟體需求不明確帶來的開發風險，具有顯著的效果。

快速原型的關鍵在於盡可能快速地建造出軟體原型，一旦確定了客戶的真正需求，所建造的原型將被丟棄。因此，原型系統的內部結構並不重要，重要的是必須迅速建立原型，隨之迅速修改原型，以反映客戶的需求。

4、增量模型（Incremental Model）

又稱演化模型。與建造大廈相同，軟體也是一步一步建造起來的。在增量模型中，軟體被作為一系列的增量構件來設計、實現、集成和測試，每一個構件是由多種相互作用的模組所形成的提供特定功能的代碼片段構成.增量模型在各個階段並非交付一個可運作的完整產品，而是交付滿足客戶需求的一個子集的可運作產品。整個產品被分解成若干個構件，開發人員逐一構件地交付產品，這樣做的好處是軟體開發可以較好地適應變化，客戶可以不斷地看到所開發的軟體，從而降低開發風險

5、螺旋模型（Spiral Model）

1988年，Barry Boehm正式發表了軟體系統開發的"螺旋模型"，它將瀑布模型和快速原型模型結合起來，強調了其他模型所忽視的風險分析，特別適合大型複雜的系統。

螺旋模型沿著螺線進行若干次迭代，圖中的四個像限代表了以下活動：

（1） 制定計畫：確定軟體目標，選定實施方案，弄清專案開發的限制條件；

（2） 風險分析：分析評估所選方案，考慮如何識別和消除風險；

（3） 實施工程：實施軟體開發和驗證；

（4） 客戶評估：評價開發工作，提出修正建議，制定下一步計畫。

螺旋模型由風險驅動，強調可選方案和約束條件從而支持軟體的重用，有助於將軟體品質作為特殊目標融入產品開發之中。但是，螺旋模型也有一定的限制條件，具體如下：

（1） 螺旋模型強調風險分析，但要求許多客戶接受和相信這種分析，並做出相關反應是不容易的，因此，這種模型往往適應內部的大規模軟體開發。

（2） 如果執行風險分析將大大影響專案的利潤，那麼進行風險分析毫無意義，因此，螺旋模型只適合大規模軟體專案。

（3） 軟體開發人員應該擅長尋找可能的風險，準確地分析風險，否則將會帶來更大的風險

一個階段首先是確定該階段的目標，完成這些目標的選擇方案及其約束條件，然後從風險角度分析方案的開發策略，努力排除各種潛在的風險，有時需要透過建造原型來完成。如果某些風險不能排除，則該方案立即終止，否則啟動下一個開發步驟。最後，評估該階段的結果，並設計下一個階段。

6、演化模型(evolution model)

演化模型是一種全局的軟體(或產品)生存週期模型。屬於迭代開發方法。

此模型可以表示為：第一次迭代(需求->設計->實作->測試->整合)->回饋->第二次迭代(需求-> ;設計->實作->測試->整合)->回饋->…

即根據使用者的基本需求，透過快速分析建構出該軟體的初始可運行版本，這個初始的軟體通常稱之為原型，然後根據使用者在使用原型的過程中提出的意見和建議對原型進行改進，獲得原型的新版本。重複此過程，最終可得到令使用者滿意的軟體產品。採用演化模型的開發過程，其實就是從初始的原型逐步演化成最終軟體產品的過程。演化模型特別適用於對軟體需求缺乏準確認識的情況。

7、噴泉模型(fountain model)

(也稱為物件導向的生存期模型, OO模型)

噴泉模型與傳統的結構化生存期比較，具有更多的增量和迭代性質，生存期的各個階段可以相互重疊和多次反复，而且在計畫的整個生存期中還可以嵌入子生存期。就像水噴上去又可以落下來，可以落在中間，也可以落在最底部。

8、智慧模型(四代技術（4GL）)

智慧模型擁有一組工具（如資料查詢、報表產生、資料處理、螢幕定義、程式碼產生、高層圖形功能及電子表格等），每個工具都能使開發人員在高層次上定義軟體的某些特性，並把開發人員定義的這些軟體自動地產生為原始碼。

這種方法需要四代語言（4GL）的支援。 4GL不同於三代語言，其主要特徵是使用者介面極端友好，即使沒有受過訓練的非專業程式設計師，也能用它編寫程式；它是一種聲明式、互動式和非過程性程式語言。 4GL還具有高效率的程式碼、智慧缺省假設、完整的資料庫和應用程式產生器。市面上流行的4GL（如Foxpro等）都不同程度地具有上述特徵。但4GL主要限於事務資訊系統的中、小型應用程式的開發。

9、混合模型（hybrid model）

過程開發模型又叫混合模型（hybrid model），或元模型（meta-model）,把幾種不同模型組合成一種混合模型，它允許一個項目能沿著最有效的路徑發展，這就是過程開發模型（或混合模型）。實際上，一些軟體開發單位都是使用幾種不同的開發方法來組成自己的混合模型。

10、RAD模型

快速應用開發（RAD）模型是一個增量型的軟體開發流程模型。強調極短的開發週期。 RAD模型是瀑布模型

的「高速」變種，透過大量使用可重複使用構件，採用基於構件的建造方法贏得快速開發。如果需求理解得好且約束了專案的範圍，接著是資料建模、流程建模、應用產生、測試及重複。採用RAD模型的軟體流程如右圖所示。

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