軟件需求工程

SoftwareRequirementsEngineering

(SRE)

通過原型法減少質量風險郭樹行博士學習目標在學完本章內容之后，你應該能夠：

知道使用軟件原型的主要目的與作用；了解水平原型、垂直原型、拋棄型原型、進化型原型、書面原型和電子原型的特點、區(qū)別和典型應用；學會原型評價技術與方法；掌握建立有效原型的原則和方法。什么是原型一個軟件原型是所提出的新產品的部分實現(xiàn)。原型作為一種需求工具，它初步實現(xiàn)所理解的系統(tǒng)的一部分。

采用原型法的目的軟件開發(fā)商通過原型的建立來掌握客戶的需求和目的、獲得用戶的信任和了解、體現(xiàn)公司的勢力和經驗、儲備開發(fā)技術和能力?？蛻敉ㄟ^對原型的了解，確定實現(xiàn)目標、明確系統(tǒng)需求、掌握系統(tǒng)規(guī)模、統(tǒng)一系統(tǒng)風格，了解開發(fā)技術、分析開發(fā)商的能力。

采用原型法的目的

采用原型法的目的使用原型有三個主要目的：

1)明確并完善需求；2)探索設計選擇方案；3)發(fā)展為最終的產品原型。

1原型法方法快速分析或修改原型構造運行評價計算機運行開發(fā)要求圖1原型法軟件生命周期

1原型法方法快速分析規(guī)格說明快速分析構造原型原型運行原型評價原型修改意見修改原型修改說明圖2原型法軟件開發(fā)框架建立原型的主要原因是為了解決在產品開發(fā)的早期階段不確定的問題；

必須利用這些不確定性來決定系統(tǒng)中的哪部分需要建立原型；

必須利用這些不確定性來判斷客戶對原型的期望和評價結果的價值；1原型法方法2水平原型水平原型也叫做行為原型或模型。當人們談到“軟件原型”時，通常是指用戶界面的“水平原型”。使用水平原型探索預期系統(tǒng)的一些特定行為，并達到細化需求的目的。通過水平原型，展示用戶界面和這些界面之間的一些導航，但是它僅包含少量的功能。水平原型中看到的功能菜單和功能一般大部分都沒有完全實現(xiàn)。2水平原型

建立水平原型，可以使用戶判斷是否有遺漏、錯誤或不必要的功能。原型代表了開發(fā)者對于如何實現(xiàn)一個特定的use-case的一種觀念。用戶對原型的評價可以指出使用實例的可選過程，遺漏的過程步驟，或原先沒有發(fā)現(xiàn)的異常情況。2水平原型在相當抽象象的級別上上建立原型型時，用戶戶可以把注注意力集中中在需求和和工作流問問題上，而而不會被精精細的外形形或屏幕上上元素的位位置所干擾擾。在澄清了需需求并確定定了界面中中的框架之之后，可以以建立更詳詳細的原型型來探索用用戶界面的的設計。還可以使用用不同的屏屏幕設計工工具或甚至至使用紙和和鉛筆來建建立水平原原型。2水平原型垂直原型也也叫結構化化原型或概概念的證明明。當不能確信信所提出的的構造軟件件的方法是是否完善或或者當需要要優(yōu)化算法法，評價一一個數(shù)據(jù)庫庫的圖表或或測試臨界界時間需求求時，就要要開發(fā)一個個垂直原型型。垂直原型通常用在生生產運行環(huán)環(huán)境中的生生產工具構構造，它能能使結果一一目了然。。3垂直原型比起在軟件件的需求開開發(fā)階段，，垂直原型型更常用于于軟件的設設計階段以以減少風險險。一個垂直原原型只實現(xiàn)現(xiàn)客戶一部部分用戶界界面和相應應的功能。。選擇那一部部分來建立立垂直原型型，對系統(tǒng)統(tǒng)的成功將將起關鍵作作用。4拋棄棄型型原原型型建立立拋拋棄棄型型原原型型或或稱稱探探索索型型原原型型的的目目的的是是為為解解決決不不可可測測性性并并提提高高需需求求質質量量。。通過過花花最最小小的的代代價價，，采采用用忽忽略略很很多多具具體體的的軟軟件件構構造造技技術術、、快快速速地地建建立立原原型型，，并并在在原原型型達達到到預預期期目目的的以以后后選選擇擇拋拋棄棄或或者者進進化化。。當遇到需求中中的不確定性性、二義性、、不完整性或或含糊性時，，就建立拋棄棄式模型。拋棄型原型可可幫助用戶和和開發(fā)者想象象如何實現(xiàn)需需求和可以發(fā)發(fā)現(xiàn)需求中的的漏洞；還可可使用戶判斷斷出這些需求求是否可以完完成必要的業(yè)業(yè)務過程。4拋棄型原型使用實例描述對話圖拋棄型原型詳細用戶界面設計評價反饋評價反饋圖3利用拋棄型原原型從用戶任任務到界面設設計的活動序序列圖5進化型原型與拋棄型原型型相對應的是是進化型原型型；在已經清楚地地定義了需求求的情況下，，進化型原型型為開發(fā)漸增增式產品提供供了堅實的構構造基礎；進化型原型是是螺旋式軟件件開發(fā)生存周周期模型的一一部分,也是是一些面向對對象軟件開發(fā)發(fā)過程的一部部分。P1653拋棄型原型和和進化型原型型2)進化型原型進化型原型在原原型法生命周周期中不斷改改進，逐步逼逼近真實產品品的原型；與拋棄型原型型的快速、粗粗略的特點相相比，進化型原型一開開始就必須具具有健壯性和和產品質量級級的代碼；一個進化型原原型必須重視視軟件系統(tǒng)性性和完整性的的設計原則，，它必須易于于升級和優(yōu)化化的。3拋棄型原型和和進化型原型型2)進化型原型從測試和使用用中獲得的信信息將引起下下一次軟件原原型的更新。。原型的不斷增增長和更新，，使軟件從一一系列進化型型原型發(fā)展為為最終的產品品。進化型原型比建建立拋棄型原原型所花的時時間和代價要要多得多。3拋棄型原型和和進化型原型型3)綜合使使用原型的方方法在軟件開發(fā)過過程中，可以以綜合使用多多種原型方法法?？蓮囊幌盗袙亽仐壭驮椭兄蝎@得的知識識來精化需求求，然后通過過一個進化型型原型序列來來漸增式地實實現(xiàn)需求。在最終設計用用戶界面之前前，將使用拋拋棄型原型澄澄清需求，然然后使用垂直直原型使核心心應用程序算算法有效。3拋棄型原型和和進化型原型型3)綜合使使用原型的方方法精化用戶需求收集用戶需求開發(fā)拋棄式水平原型構造演化式原型構造垂直原型設計用戶界面設計軟件結構構造和驗證產品構造和驗證產品演化原型；驗證和交付增量交付產品圖4在軟件開發(fā)過過程中使用原原型法的一些些方法3拋棄型原型和和進化型原型型3)綜合使使用原型的方方法表13-1軟件原型的典典型應用拋棄型進化型

水平

澄清并精化use-case和功能需求查明遺漏的功能探索用戶界面方法實現(xiàn)核心的use-case根據(jù)優(yōu)先級，實現(xiàn)附加的use-case開發(fā)并精化Web站點垂直證明技術的可行性實現(xiàn)并發(fā)展核心的客戶/服務器功能層和通信層實現(xiàn)并優(yōu)化核心算法4書面原型和電電子原型1)書面原原型從構造原型的的手段上，人人們把原型分分為書面原型型和電子原型型。書面原型所包包括的工具僅僅僅是紙張、、索引卡、粘粘貼紙、塑料料板、白板和和標記器，是是一種廉價、、快速并且不不涉及高技術術的方法。書面原型方便便了原型的快快速反復性，，而在需求開開發(fā)中反復性性是一個關鍵鍵的成功因素素。4書面原型和電電子原型1)書面原原型在許多情況下下，一個可執(zhí)執(zhí)行的原型未未必可以獲取取用于解決關關于需求不確確定性的信息息。在運用自動化化工具建立詳詳細用戶界面面原型，構造造一個演化型型原型或者從從事傳統(tǒng)設計計和構造活動動之前，書面面原型對于精精化需求是一一種優(yōu)秀的技技術，它還提提供了一個管管理客戶期望望的有用工具具。4書面原型和電電子原型2)電子原原型與書面原型相相對應的是電電子原型。建立電子拋棄棄型原型，可可以采用許多多工具，包括括：編程語言言，腳本語言言，商品化的的建立原型的的工具包、屏屏幕繪圖器和和圖形用戶界界面工具等。。建立進演化型型模型，必須須一開始就使使用產品開發(fā)發(fā)工具如CASE等。5原型評價原型只有通過過評價才有意意義和價值。。沒有通過評審審的原型可能能包含許多陷陷阱；采用沒沒通過評價的的原型比沒有有原型更可怕怕。通過建立腳本本讓用戶遵從從一系列步驟驟，并回答一一些特定的問問題以獲取所所需要的信息息，以提高原原型評價的有有效性。通過腳本可以以讓用戶執(zhí)行行特定的任務務并且指導他他們評價覺得得最不確定的的原型部分。。5原型評價務必讓一些合合適的人從恰恰當?shù)慕嵌仍u評價原型。原型的評價者者必須是所期期望的用戶群群的代表。評價組必須從從使用原型中中功能的用戶戶類里挑選出出具有經驗和和經驗不足的的用戶。應該使評價人人員了解到，，提交的原型型并不包括所所有的業(yè)務邏邏輯，這些功功能將在以后后的系統(tǒng)中才才能實現(xiàn)。5原型評價在對原型進行行評價時，要要觀察用戶使用用原型的過程程，以獲得更更多信息。通過詢問以下一般般性的問題，，判斷原型是是否符合需求求：這個原型所實實現(xiàn)的功能與與你所期望的的一致嗎？有遺漏的功能能嗎？能考慮一下這這個原型所沒沒涉及的一些些出錯情況嗎嗎？有多余的功能能嗎？這些導航意味味著怎樣的邏邏輯性和完整整性？有更簡單的方方法來完成這這一任務嗎？？6原型法的最大大風險原型法是一種種減少軟件項項目失敗風險險的技術。然然而，原型法法又引入了自自身的風險。。最大的風險是是用戶看到一一個正在運行行的原型從而而以為產品即即將完成。處理風險承擔擔者的期望是是成功原型法法的一個關鍵鍵因素，因此此要保證那些些見到原型的的人理解為什什么要建立原原型并且怎樣樣建立原型。。6原型法的最大大風險對于正在演示示或評價的一一個拋棄型原原型，無論它它與真正的產產品是如何相相像，它決不不會達到產品品的使用程度度。它僅是一一個模型，一一種模擬或一一次實驗。決不能把拋棄棄型原型當作作可交付的產產品，因為原原型的設計和和編碼并沒有有考慮到軟件件質量和容錯錯性。6原型法的最大大風險不要因為害怕怕提交不成熟熟產品的壓力力而阻礙你建建立原型，但但是你必須讓讓見到原型的的人明白你不不會交付原型型，甚至不會會將它稱之為為軟件?？刂七@種風險險的一種方法法是利用書面面原型而不是是電子原型。。另一種可能的的方法是使用用不同于在真真正開發(fā)時所所用的原型法法工具，這將將有助于你抵抵抗“已完成成”原型開發(fā)發(fā)并可把它當當作產品交付付的壓力。6原型法的最大大風險如果評價者看看到原型可以以對一個模擬擬的數(shù)據(jù)庫查查詢響應甚快快，那么他們們可能期望在在最終的軟件件產品中也具具有同樣驚人人的性能。在對最終產品品的行為進行行模擬時，要要考慮現(xiàn)實中中的時間延遲遲，當用戶了了解了這些差差別時，他就就可以理解原原型不能被看看作可即將交交付的產品的的原因了。7原型法的成功功因素風險建立有效的原原型應遵循的的原則：項目計劃中應應包括原型風風險；計劃開發(fā)多個個原型；盡快并且廉價價地建立拋棄棄型原型；對于已經理解解的需求不要要建立原型；；不能隨意地增增加功能；不要從水平原原型的性能推推測最終產品品的性能；在原型屏幕顯顯示和報表中中使用合理的的模擬數(shù)據(jù)；；不要期望原型型可以代替需需求文檔。把從原