軟件工程方法為目標(biāo)計(jì)算機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)提供了一種有組織和系統(tǒng)的方法。有許多方法可供選擇，對(duì)于軟件工程師來(lái)說(shuō)，為手頭的軟件開(kāi)發(fā)任務(wù)選擇一種或幾種合適的方法是很重要的;這種選擇會(huì)對(duì)軟件項(xiàng)目的成功產(chǎn)生巨大的影響。使用這些軟件工程方法，加上具有適當(dāng)技能集的人員和工具，使軟件工程師能夠可視化軟件的細(xì)節(jié)，并最終將表示轉(zhuǎn)換為代碼和數(shù)據(jù)的工作集。

下面將討論選定的軟件工程方法。主題區(qū)域被組織成啟發(fā)式方法、正式方法、原型方法和敏捷方法的討論。4.1啟發(fā)式方法

啟發(fā)式方法是那些基于經(jīng)驗(yàn)的軟件工程方法，它們已經(jīng)在軟件行業(yè)中得到了相當(dāng)廣泛的實(shí)踐。本主題包含三個(gè)廣泛的討論類(lèi)別：結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計(jì)方法、數(shù)據(jù)建模方法和面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法。

結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計(jì)方法：軟件模型主要從功能或行為的角度開(kāi)發(fā)，從軟件的高級(jí)視圖（包括數(shù)據(jù)和控制要素）開(kāi)始，然后通過(guò)越來(lái)越詳細(xì)的設(shè)計(jì)逐步分解或細(xì)化模型組件。詳細(xì)的設(shè)計(jì)最終集中于必須編碼（手工、自動(dòng)生成或兩者同時(shí)生成）、構(gòu)建、測(cè)試和驗(yàn)證的軟件的非常具體的細(xì)節(jié)或規(guī)范。

數(shù)據(jù)建模方法：根據(jù)所使用的數(shù)據(jù)或信息的觀點(diǎn)構(gòu)建數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)表和關(guān)系定義了數(shù)據(jù)模型。這種數(shù)據(jù)建模方法主要用于定義和分析支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)或通常在業(yè)務(wù)軟件中發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)的數(shù)據(jù)需求，在業(yè)務(wù)軟件中，數(shù)據(jù)作為業(yè)務(wù)系統(tǒng)資源或資產(chǎn)進(jìn)行主動(dòng)管理。

面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法：面向?qū)ο竽Ｐ捅硎緸榉庋b數(shù)據(jù)和關(guān)系的對(duì)象集合，并通過(guò)方法與其他對(duì)象交互。對(duì)象可以是真實(shí)世界的項(xiàng)目，也可以是虛擬的項(xiàng)目。軟件模型是使用圖來(lái)構(gòu)成軟件的選定視圖來(lái)構(gòu)建的。軟件模型的逐步細(xì)化導(dǎo)致了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。然后，詳細(xì)的設(shè)計(jì)要么通過(guò)連續(xù)的迭代進(jìn)行演化，要么（使用某種機(jī)制）轉(zhuǎn)換為模型的實(shí)現(xiàn)視圖，其中表示最終軟件產(chǎn)品發(fā)布和部署的代碼和打包方法。

4.2正式的方法

形式方法是軟件工程方法，通過(guò)應(yīng)用嚴(yán)格的基于數(shù)學(xué)的符號(hào)和語(yǔ)言來(lái)指定、開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證軟件。通過(guò)使用規(guī)范語(yǔ)言，可以以系統(tǒng)的、自動(dòng)化的或半自動(dòng)化的方式檢查軟件模型的一致性（換句話說(shuō)，缺少模糊性）、完整性和正確性。這個(gè)主題與軟件需求知識(shí)領(lǐng)域中的形式化分析部分有關(guān)。

本節(jié)討論規(guī)范語(yǔ)言、程序細(xì)化和派生、形式驗(yàn)證和邏輯推理。

規(guī)范語(yǔ)言：規(guī)范語(yǔ)言為形式方法提供數(shù)學(xué)基礎(chǔ);規(guī)范語(yǔ)言是在軟件規(guī)范、需求分析和/或設(shè)計(jì)階段用于描述特定輸入/輸出行為的正式的、高級(jí)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（換句話說(shuō)，不是經(jīng)典的第三代語(yǔ)言（3GL）編程語(yǔ)言）。規(guī)范語(yǔ)言不是直接可執(zhí)行的語(yǔ)言;它們通常由表示法和語(yǔ)法、使用表示法的語(yǔ)義和一組允許的對(duì)象關(guān)系組成。

程序優(yōu)化和派生：程序優(yōu)化是使用一系列轉(zhuǎn)換創(chuàng)建較低層面（或更詳細(xì)）規(guī)范的過(guò)程。軟件工程師是通過(guò)連續(xù)的轉(zhuǎn)換來(lái)獲得程序的可執(zhí)行表示的。可以細(xì)化規(guī)范，添加細(xì)節(jié)，直到模型可以用3GL編程語(yǔ)言或所選規(guī)范語(yǔ)言的可執(zhí)行部分來(lái)表述。通過(guò)定義具有精確語(yǔ)義屬性的規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)范的細(xì)化;規(guī)范不僅必須規(guī)定實(shí)體之間的關(guān)系，還必須規(guī)定這些關(guān)系和操作的確切運(yùn)行時(shí)含義。

形式驗(yàn)證：模型檢驗(yàn)是一種形式驗(yàn)證方法;它通常涉及執(zhí)行狀態(tài)空間探索或可達(dá)性分析，以證明所表示的軟件設(shè)計(jì)具有或保留了某些感興趣的模型屬性。模型檢查的一個(gè)例子是在所有可能的事件或消息到達(dá)交叉情況下驗(yàn)證正確的程序行為的分析。使用正式核證需要嚴(yán)格指定軟件模型及其運(yùn)作環(huán)境;這個(gè)模型通常采用有限狀態(tài)機(jī)或其他正式定義的自動(dòng)機(jī)的形式。

邏輯推理：邏輯推理是一種設(shè)計(jì)軟件的方法，它包括在設(shè)計(jì)的每個(gè)重要部分周?chē)付ㄇ爸脳l件和后置條件，并使用數(shù)學(xué)邏輯來(lái)證明這些前置條件和后置條件必須在所有輸入下都存在。這為軟件工程師在不執(zhí)行軟件的情況下預(yù)測(cè)軟件行為提供了一種方法。一些集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ide）包括在設(shè)計(jì)或代碼的同時(shí)表示這些證明的方法。

4.3原型化方法

軟件原型是一個(gè)活動(dòng)，通常創(chuàng)建不完整或最低限度功能版本的軟件應(yīng)用程序，通常為特定的新特性，征求反饋軟件需求或用戶接口，進(jìn)一步探索軟件需求，軟件設(shè)計(jì)，或?qū)崿F(xiàn)選項(xiàng)，和/或獲得其他一些有用的洞察軟件。軟件工程師首先選擇一種原型方法來(lái)理解軟件中最不被理解的方面或組件;這種方法與其他軟件工程方法形成對(duì)比，后者通常首先從最容易理解的部分開(kāi)始開(kāi)發(fā)。通常，如果不進(jìn)行大量的開(kāi)發(fā)重做或重構(gòu)，原型產(chǎn)品不會(huì)成為最終的軟件產(chǎn)品。

本節(jié)簡(jiǎn)要討論原型風(fēng)格、目標(biāo)和評(píng)估技術(shù)。原型風(fēng)格：這解決了開(kāi)發(fā)原型的各種方法。原型可以被開(kāi)發(fā)為一次性代碼或紙制品，作為工作設(shè)計(jì)的演變，或作為可執(zhí)行的規(guī)范。每種風(fēng)格通常使用不同的原型生命周期過(guò)程。選擇的風(fēng)格基于項(xiàng)目需要的結(jié)果類(lèi)型、需要的結(jié)果的質(zhì)量和結(jié)果的緊迫性。

原型目標(biāo)：原型活動(dòng)的目標(biāo)是原型工作所服務(wù)的特定產(chǎn)品。原型化目標(biāo)的例子包括需求規(guī)范、架構(gòu)設(shè)計(jì)要素或組件、算法或人機(jī)用戶接口。

原型評(píng)估技術(shù)：一個(gè)原型可以由軟件工程師或其他項(xiàng)目利益攸關(guān)方以多種方式使用或評(píng)估，主要是由最初導(dǎo)致原型開(kāi)發(fā)的潛在原因驅(qū)動(dòng)的。原型可以根據(jù)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的軟件或一組目標(biāo)需求（例如，一個(gè)需求原型）來(lái)評(píng)估或測(cè)試;原型還可以作為未來(lái)軟件開(kāi)發(fā)工作的模型（例如，在用戶接口規(guī)范中）。

4.4敏捷方法

敏捷方法誕生于20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)人們需要減少大型軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中使用的重量級(jí)的、基于計(jì)劃的方法所帶來(lái)的巨大開(kāi)銷(xiāo)。敏捷方法被認(rèn)為是輕量級(jí)的方法，因?yàn)樗鼈兊奶攸c(diǎn)是短的、迭代的開(kāi)發(fā)周期、自組織的團(tuán)隊(duì)、更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)、代碼重構(gòu)、測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)、頻繁的客戶參與，以及強(qiáng)調(diào)在每個(gè)開(kāi)發(fā)周期中創(chuàng)建可演示的工作產(chǎn)品。

文獻(xiàn)中有許多敏捷方法;這里簡(jiǎn)要討論一些比較流行的方法，包括快速應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)（RAD）、極限編程（XP）、SCRum和功能驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)（FDD）。

RAD：快速軟件開(kāi)發(fā)方法主要用于數(shù)據(jù)密集型的業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。RAD方法通過(guò)軟件工程師使用的專用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些工具用于快速開(kāi)發(fā)、測(cè)試和部署新的或修改過(guò)的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序。

XP：這種方法使用需求的事例或場(chǎng)景，首先開(kāi)發(fā)測(cè)試，讓客戶直接參與到團(tuán)隊(duì)中（通常定義驗(yàn)收測(cè)試），使用成對(duì)編程，并提供持續(xù)的代碼重構(gòu)和集成。故事被分解為任務(wù)、劃分優(yōu)先級(jí)、評(píng)估、開(kāi)發(fā)和測(cè)試。軟件的每一個(gè)增量都通過(guò)自動(dòng)化和手工測(cè)試進(jìn)行測(cè)試;一個(gè)增量可能會(huì)被頻繁地釋放，比如每隔幾周左右。

SCRum：這種敏捷方法比其他方法對(duì)項(xiàng)目管理更友好。SCRum管理員管理項(xiàng)目增量中的活動(dòng);每個(gè)增量稱為沖刺，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)30天。產(chǎn)品待辦事項(xiàng)列表（PBI）是根據(jù)任務(wù)來(lái)確定、定義、排序和評(píng)估的。在每個(gè)增量中測(cè)試并發(fā)布軟件的工作版本。每日SCRum會(huì)議確保工作按照計(jì)劃進(jìn)行。

FDD：這是一種模型驅(qū)動(dòng)的、短的、迭代的軟件開(kāi)發(fā)方法，使用一個(gè)五階段過(guò)程：

（1） 開(kāi)發(fā)一個(gè)產(chǎn)品模型來(lái)擴(kuò)大領(lǐng)域的范圍，

（2） 創(chuàng)建需求或功能列表，

（3） 構(gòu)建功能開(kāi)發(fā)計(jì)劃，

（4）開(kāi)發(fā)針對(duì)特定于迭代的功能的設(shè)計(jì)，以及

（5）代碼、測(cè)試、功能集成。

FDD類(lèi)似于增量式軟件開(kāi)發(fā)方法;它也類(lèi)似于XP，除了代碼所有權(quán)被分配給個(gè)人而不是團(tuán)隊(duì)。FDD強(qiáng)調(diào)軟件的整體架構(gòu)方法，它促進(jìn)在第一次就正確地構(gòu)建特性，而不是強(qiáng)調(diào)持續(xù)的重構(gòu)。

在文獻(xiàn)和實(shí)踐中還有許多敏捷方法的變體。請(qǐng)注意，重量級(jí)的、基于計(jì)劃的軟件工程方法和敏捷方法一樣都有一席之地。有一些新方法是從敏捷方法和基于計(jì)劃的方法的組合中產(chǎn)生的，從業(yè)者正在定義新的方法，這些方法主要基于當(dāng)前的組織業(yè)務(wù)需求來(lái)平衡重量級(jí)和輕量級(jí)方法所需的特性。這些業(yè)務(wù)需求，通常由一些項(xiàng)目利益攸關(guān)方所代表，應(yīng)該并且確實(shí)推動(dòng)選擇使用一種軟件工程方法而不是另一種，或者從軟件工程方法組合的最佳特性中構(gòu)建一種新方法。

責(zé)任編輯：haq