UML面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)與分析教程(第二版)(微課版)第11章-統(tǒng)一軟件過程

UML面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)與分析教程（第二版）（微課版）第11章統(tǒng)一軟件過程本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解軟件開發(fā)過程的含義理解經(jīng)典的軟件開發(fā)過程模型掌握RUP的含義和核心工作流掌握軟件開發(fā)過程中的經(jīng)典階段理解軟件開發(fā)方法學(xué)的含義軟件開發(fā)過程簡介軟件過程是指實(shí)施于軟件開發(fā)和維護(hù)中的階段、方法、技術(shù)、實(shí)踐和相關(guān)產(chǎn)物（計(jì)劃、文檔、模型、代碼、測試用例和手冊等）的集合。軟件過程是開發(fā)高質(zhì)量軟件所需要完成的任務(wù)的框架。軟件開發(fā)過程的三要素表示法（建模）工具開發(fā)過程1表示法——建模2工具

3當(dāng)前流行的軟件過程RationalUnifiedProcess（RUP）OPENProcessObject-OrientedSoftwareProcess（OOSP）ExtremeProgramming（XP）CatalysisDynamicSystemDevelopmentMethod（DSDM）3開發(fā)過程RUP（RationalUnifiedProcess，統(tǒng)一軟件開發(fā)過程，統(tǒng)一軟件過程)

RUP中的軟件生命周期在時(shí)間上被分解為四個(gè)順序的階段，分別是：初始階段(Inception)、細(xì)化階段(Elaboration)、構(gòu)造階段(Construction)和交付階段(Transition)。

RUP簡介RUP過程的背景

傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模型

RUP過程的背景軟件項(xiàng)目失敗的原因：混亂的需求管理。開發(fā)者之間以及開發(fā)者和用戶不清晰的交流。架構(gòu)不夠堅(jiān)固。沒有發(fā)現(xiàn)需求、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中的不一致。缺少有效的測試。對項(xiàng)目狀態(tài)的主觀估計(jì)。沒有正確地處理項(xiàng)目開發(fā)過程中的風(fēng)險(xiǎn)。沒有對項(xiàng)目變更進(jìn)行控制。

RUP過程的背景RationalUnifiedProcess（RUP，統(tǒng)一開發(fā)過程）是一套面向?qū)ο蟮能浖こ踢^程。RUP說明了如何有效地使用成熟技術(shù)開發(fā)軟件。

傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模型1.瀑布模型（WaterfallModel）2.螺旋模型1.瀑布模型瀑布模型是一種線性模型。瀑布模型將軟件生存周期劃分為6個(gè)階段：需求分析設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)測試運(yùn)行維護(hù)瀑布模型最為突出的缺點(diǎn)是缺乏靈活性。1.瀑布模型

1.瀑布模型

1.瀑布模型

2.螺旋模型螺旋模型使用原型作為降低風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)制。螺旋模型在產(chǎn)品演化的任意階段均可使用原型方法。螺旋模型體現(xiàn)了RUP中迭代的思想。一個(gè)螺旋的周期一般包括四個(gè)階段：確定目標(biāo)，選擇方案，選定完成目標(biāo)的策略。風(fēng)險(xiǎn)分析。啟動(dòng)開發(fā)階段。評審前一階段的工作，計(jì)劃下一階段工作。2.螺旋模型

2.螺旋模型

現(xiàn)代軟件開發(fā)模型1.迭代式2.遞增式3.合并式迭代式遞增式合并式

RUP的二維開發(fā)模型傳統(tǒng)的瀑布開發(fā)模型是一個(gè)一維的模型，開發(fā)過程被劃分為多個(gè)連續(xù)的階段。在RUP中，軟件開發(fā)生命周期根據(jù)時(shí)間和RUP的核心工作流劃分為二維空間。橫軸表示項(xiàng)目的時(shí)間維，縱軸以內(nèi)容來組織為自然的邏輯活動(dòng)。

RUP的二維開發(fā)模型

RUP的二維開發(fā)模型RUP的核心工作流RUP的四個(gè)階段RUP的迭代開發(fā)模型

RUP的核心工作流RUP中有9個(gè)核心工作流，分為6個(gè)核心過程工作流（CoreProcessWorkflows）和3個(gè)核心支持工作流（CoreSupportingWorkflows）。9個(gè)核心工作流在項(xiàng)目中輪流被使用，在每一次迭代中以不同的重點(diǎn)和強(qiáng)度重復(fù)。

RUP的核心工作流1.商業(yè)建模（BusinessModeling）2.需求分析（Requirements）3.分析與設(shè)計(jì)（AnalysisandDesign）4.實(shí)現(xiàn)（Implementation）4.測試（Test）6.配置（Deployment）7.設(shè)置和變更管理（ConfigurationandChangeManagement）8.項(xiàng)目管理（ProjectManagement）9.環(huán)境（Environment）1.商業(yè)建模理解系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)及其商業(yè)運(yùn)作，確保所有參與人員對開發(fā)系統(tǒng)有共同的認(rèn)識。2.需求分析定義系統(tǒng)功能及用戶界面，明確客戶需要的系統(tǒng)的功能，開發(fā)人員理解系統(tǒng)的需求，為項(xiàng)目預(yù)算及計(jì)劃提供基礎(chǔ)。

3.分析與設(shè)計(jì)把需求分析的結(jié)果轉(zhuǎn)化為實(shí)現(xiàn)規(guī)格。4.實(shí)現(xiàn)定義代碼的組織結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)代碼，進(jìn)行單元測試和系統(tǒng)集成。5.測試驗(yàn)證各自子系統(tǒng)的交互與集成。6.配置打包、分發(fā)、安裝軟件，升級舊系統(tǒng)。培訓(xùn)用戶及銷售人員，并提供技術(shù)支持。制定并實(shí)施beta測試。7.設(shè)置和變更管理跟蹤并維護(hù)系統(tǒng)所有產(chǎn)品的完整性和一致性。8.項(xiàng)目管理為計(jì)劃、執(zhí)行和監(jiān)控軟件開發(fā)項(xiàng)目提供可行性的指導(dǎo)。為風(fēng)險(xiǎn)管理提供框架。9.環(huán)境為組織提供過程管理和工具的支持。

RUP的四個(gè)階段RUP包括以下幾個(gè)階段：起始階段細(xì)化階段構(gòu)造階段交付階段每個(gè)階段結(jié)束于一個(gè)主要的里程碑（MajorMilestones），每個(gè)階段本質(zhì)上是兩個(gè)里程碑之間的時(shí)間跨度。

RUP的四個(gè)階段1.初始階段2.細(xì)化階段3.構(gòu)造階段4.交付階段1.初始階段初始階段的目標(biāo)是為系統(tǒng)建立商業(yè)案例并確定項(xiàng)目的邊界。為了達(dá)到該目的必須識別所有與系統(tǒng)交互的外部實(shí)體，在較高層次上定義交互的特性。本階段具有非常重要的意義，在這個(gè)階段中所關(guān)注的是整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行中的業(yè)務(wù)和需求方面的主要風(fēng)險(xiǎn)。對于建立在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上的開發(fā)項(xiàng)目來講，初始階段可能很短。1.初始階段初始階段所要進(jìn)行如下的活動(dòng)：明確說明項(xiàng)目規(guī)模，了解環(huán)境以及最重要的需求和約束，以便可以得出最終產(chǎn)品的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)劃和準(zhǔn)備商業(yè)理由。評估風(fēng)險(xiǎn)管理、人員配備、項(xiàng)目計(jì)劃以及成本/進(jìn)度/收益折衷的被選方案。綜合考慮被選構(gòu)架，評估構(gòu)架。準(zhǔn)備項(xiàng)目的環(huán)境，評估項(xiàng)目和組織，選擇工具，決定流程中要改進(jìn)的部分。1.初始階段初始階段的評估標(biāo)準(zhǔn)如下：出資人同意系統(tǒng)范圍定義以及費(fèi)用和進(jìn)度評估。主要用例是否符合需求。費(fèi)用和進(jìn)度評估、優(yōu)先級、風(fēng)險(xiǎn)以及開發(fā)過程的可信性。任何已開發(fā)的原型的深度和廣度。實(shí)際開銷與計(jì)劃開銷。初始階段的焦點(diǎn)是需求和分析工作流。2.細(xì)化階段細(xì)化階段的目標(biāo)是分析問題領(lǐng)域，建立健全的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，編制項(xiàng)目計(jì)劃，淘汰項(xiàng)目中最高風(fēng)險(xiǎn)的元素。為了達(dá)到該目的，必須在理解整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對體系結(jié)構(gòu)作出決策，包括其范圍、主要功能和諸如性能等非功能需求。同時(shí)為項(xiàng)目建立支持環(huán)境，包括創(chuàng)建開發(fā)案例，創(chuàng)建模板、準(zhǔn)則并準(zhǔn)備工具。2.細(xì)化階段細(xì)化階段的評估標(biāo)準(zhǔn)如下：標(biāo)明用例模型中的用戶和參與者，并且建立用例的描述文檔。用例模型需完成80％。創(chuàng)建軟件系統(tǒng)開發(fā)過程中的軟件結(jié)構(gòu)的描述文檔。創(chuàng)建可執(zhí)行的系統(tǒng)原型。細(xì)化商業(yè)案例和風(fēng)險(xiǎn)列表。創(chuàng)建整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)計(jì)劃。細(xì)化階段的焦點(diǎn)是需求、分析和設(shè)計(jì)工作流。3.構(gòu)造階段在構(gòu)造階段，所有剩余的構(gòu)件和應(yīng)用程序功能被開發(fā)并集成為產(chǎn)品，所有的功能被詳細(xì)測試。從某種意義上說，構(gòu)造階段是一個(gè)制造過程，其重點(diǎn)放在管理資源及控制運(yùn)作以優(yōu)化成本、進(jìn)度和質(zhì)量。3.構(gòu)造階段構(gòu)造階段的主要目標(biāo)如下：優(yōu)化資源、避免不必要的報(bào)廢和返工，使開發(fā)成本降到最低。盡快達(dá)到質(zhì)量的要求?？焖偻瓿捎杏玫陌姹?，例如Alpha版、Beta版和其他測試發(fā)布版。完成所有功能的分析、開發(fā)和測試。迭代式、遞增地開發(fā)隨時(shí)可以發(fā)布的產(chǎn)品。確定準(zhǔn)備好軟件系統(tǒng)的外部環(huán)境。構(gòu)造階段的焦點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)工作流。4.交付階段交付階段的重點(diǎn)是確保軟件對最終用戶是可用的。交付階段可以跨越幾次迭代，包括為發(fā)布做準(zhǔn)備的產(chǎn)品測試，基于用戶反饋的少量的調(diào)整。在生命周期的這一點(diǎn)上，用戶反饋應(yīng)主要集中在產(chǎn)品調(diào)整，設(shè)置、安裝和可用性問題，所有主要的結(jié)構(gòu)問題應(yīng)該已經(jīng)在項(xiàng)目生命周期的早期階段解決了。4.交付階段交付階段的主要目標(biāo)如下：進(jìn)行Beta版測試，按用戶的要求驗(yàn)證新系統(tǒng)。替換舊的系統(tǒng)。對用戶和維護(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。開始調(diào)整活動(dòng)，例如調(diào)試、性能或可用性的增強(qiáng)。與用戶達(dá)成共識，配置基線與評估標(biāo)準(zhǔn)一致。交付階段的焦點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)和測試工作流。

RUP的迭代開發(fā)模型RUP中的每個(gè)階段可以進(jìn)一步分解為迭代。

RUP的迭代開發(fā)模型與傳統(tǒng)的瀑布模型相比較，迭代過程的優(yōu)點(diǎn)：降低了在一個(gè)增量上的開支風(fēng)險(xiǎn)。降低了產(chǎn)品無法按照既定進(jìn)度進(jìn)入市場的風(fēng)險(xiǎn)。加快了整個(gè)開發(fā)工作的進(jìn)度。

RUP核心工作流

需求捕獲工作流

分析工作流

設(shè)計(jì)工作流

實(shí)現(xiàn)工作流

測試工作流

需求捕獲工作流需求捕獲通過對應(yīng)問題的理解和分析，確立問題涉及的信息、功能和系統(tǒng)行為，將用戶需求精確化、完全化。需求的焦點(diǎn)主要在初始和精化階段，在精化階段后期，需求捕獲的工作量大幅下降。

需求捕獲工作流

需求捕獲工作流1.制品2.工作人員3.工作流1.制品在需求捕獲工作流，主要的UML制品：用例模型（UseCaseModel）參與者（Actor）用例（UseCase）構(gòu)架描述術(shù)語表（Glossary）用戶界面原型2.工作人員參與需求捕獲階段的工作人員：系統(tǒng)分析人員（SystemAnalyst）用例描述人員（UseCaseSpecifier）用戶界面設(shè)計(jì)人員（UserInterface Designer）構(gòu)架設(shè)計(jì)師（Architect）3.工作流需求捕獲的工作流主要包括五個(gè)活動(dòng)：確定參與者和用例區(qū)分用例的優(yōu)先級詳細(xì)描述一個(gè)用例構(gòu)造用戶界面原型構(gòu)造用例模型

分析工作流分析的主要工作開始于初始階段的結(jié)尾，和需求一樣是精化階段的主要焦點(diǎn)。精化階段的大部分活動(dòng)是捕獲需求，分析工作與需求捕獲在很大程度上重疊。

分析工作流

分析工作流1.制品2.工作人員3.工作流1.制品在分析工作流期間，主要的UML制品：分析模型分析類用例實(shí)現(xiàn)（分析）分析包構(gòu)架模型2.工作人員在分析工作流期間，所參與的工作人員：構(gòu)架設(shè)計(jì)師用例工程師構(gòu)件工程師3.工作流分析工作流主要包括四個(gè)活動(dòng)：構(gòu)架分析分析用例分析類分析包

設(shè)計(jì)工作流設(shè)計(jì)工作流的主要工作是位于精化階段的最后部分和構(gòu)造階段的開始部分的主要建?；顒?dòng)。系統(tǒng)建模最初的焦點(diǎn)是需求和分析，在分析活動(dòng)逐步完善后，建模的焦點(diǎn)開始轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)工作流

設(shè)計(jì)工作流1.制品2.工作人員3.工作流1.制品在分析工作流期間，主要的UML制品：設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)類用例實(shí)現(xiàn)-設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)接口配置圖2.工作人員參與設(shè)計(jì)工作流的工作人員包括：構(gòu)架設(shè)計(jì)師用例工程師構(gòu)件工程師3.工作流設(shè)計(jì)工作流中，主要包括四種活動(dòng)：構(gòu)架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)用例設(shè)計(jì)一個(gè)類設(shè)計(jì)一個(gè)子系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)工作流實(shí)現(xiàn)是關(guān)于把設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行代碼的過程。從系統(tǒng)分析師或系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的角度看，實(shí)現(xiàn)工作流的重點(diǎn)就是完成軟件系統(tǒng)的可執(zhí)行代碼。實(shí)現(xiàn)工作流是構(gòu)造階段的焦點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)工作流

實(shí)現(xiàn)工作流1.制品2.工作人員3.工作流1.制品在實(shí)現(xiàn)工作流中，主要有六種制品：實(shí)現(xiàn)模型組件實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)接口構(gòu)架描述（實(shí)現(xiàn)模型）集成構(gòu)造計(jì)劃2.工作人員參與實(shí)現(xiàn)工作流的工作人員：構(gòu)架設(shè)計(jì)師構(gòu)件工程師系統(tǒng)集成人員3.工作流在實(shí)現(xiàn)工作流中，包括一系列活動(dòng)：構(gòu)架實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)一個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)類執(zhí)行單元測試

測試工作流測試是一項(xiàng)相當(dāng)主要的工作。測試工作流貫穿于軟件開發(fā)的整過程。它開始于軟件開發(fā)的初始階段，而細(xì)化階段和構(gòu)造階段是測試的焦點(diǎn)。測試是為了找出程序中的錯(cuò)誤與權(quán)限，而不能證明程序無錯(cuò)。

測試工作流

測試工作流1.制品2.工作人員3.工作流1.制品測試工作流中，包括七個(gè)制品：測試模型測試用例測試