CH 通过原型法减少质量风险

软件需求工程

SoftwareRequirementsEngineering

(SRE)

通过原型法减少质量风险郭树行博士学习目标在学完本章内容之后，你应该能够：

知道使用软件原型的主要目的与作用；了解水平原型、垂直原型、抛弃型原型、进化型原型、书面原型和电子原型的特点、区别和典型应用；学会原型评价技术与方法；掌握建立有效原型的原则和方法。什么是原型一个软件原型是所提出的新产品的部分实现。原型作为一种需求工具，它初步实现所理解的系统的一部分。

采用原型法的目的软件开发商通过原型的建立来掌握客户的需求和目的、获得用户的信任和了解、体现公司的势力和经验、储备开发技术和能力。客户通过对原型的了解，确定实现目标、明确系统需求、掌握系统规模、统一系统风格，了解开发技术、分析开发商的能力。

采用原型法的目的

采用原型法的目的使用原型有三个主要目的：

1)明确并完善需求；2)探索设计选择方案；3)发展为最终的产品原型。

1原型法方法快速分析或修改原型构造运行评价计算机运行开发要求图1原型法软件生命周期

1原型法方法快速分析规格说明快速分析构造原型原型运行原型评价原型修改意见修改原型修改说明图2原型法软件开发框架建立原型的主要原因是为了解决在产品开发的早期阶段不确定的问题；

必须利用这些不确定性来决定系统中的哪部分需要建立原型；

必须利用这些不确定性来判断客户对原型的期望和评价结果的价值；1原型法方法2水平原型水平原型也叫做行为原型或模型。当人们谈到“软件原型”时，通常是指用户界面的“水平原型”。使用水平原型探索预期系统的一些特定行为，并达到细化需求的目的。通过水平原型，展示用户界面和这些界面之间的一些导航，但是它仅包含少量的功能。水平原型中看到的功能菜单和功能一般大部分都没有完全实现。2水平原型

建立水平原型，可以使用户判断是否有遗漏、错误或不必要的功能。原型代表了开发者对于如何实现一个特定的use-case的一种观念。用户对原型的评价可以指出使用实例的可选过程，遗漏的过程步骤，或原先没有发现的异常情况。2水平原型在相当抽象象的级别上上建立原型型时，用户户可以把注注意力集中中在需求和和工作流问问题上，而而不会被精精细的外形形或屏幕上上元素的位位置所干扰扰。在澄清了需需求并确定定了界面中中的框架之之后，可以以建立更详详细的原型型来探索用用户界面的的设计。还可以使用用不同的屏屏幕设计工工具或甚至至使用纸和和铅笔来建建立水平原原型。2水平原型垂直原型也也叫结构化化原型或概概念的证明明。当不能确信信所提出的的构造软件件的方法是是否完善或或者当需要要优化算法法，评价一一个数据库库的图表或或测试临界界时间需求求时，就要要开发一个个垂直原型型。垂直原型通常用在生生产运行环环境中的生生产工具构构造，它能能使结果一一目了然。。3垂直原型比起在软件件的需求开开发阶段，，垂直原型型更常用于于软件的设设计阶段以以减少风险险。一个垂直原原型只实现现客户一部部分用户界界面和相应应的功能。。选择那一部部分来建立立垂直原型型，对系统统的成功将将起关键作作用。4抛弃弃型型原原型型建立立抛抛弃弃型型原原型型或或称称探探索索型型原原型型的的目目的的是是为为解解决决不不可可测测性性并并提提高高需需求求质质量量。。通过过花花最最小小的的代代价价，，采采用用忽忽略略很很多多具具体体的的软软件件构构造造技技术术、、快快速速地地建建立立原原型型，，并并在在原原型型达达到到预预期期目目的的以以后后选选择择抛抛弃弃或或者者进进化化。。当遇到需求中中的不确定性性、二义性、、不完整性或或含糊性时，，就建立抛弃弃式模型。抛弃型原型可可帮助用户和和开发者想象象如何实现需需求和可以发发现需求中的的漏洞；还可可使用户判断断出这些需求求是否可以完完成必要的业业务过程。4抛弃型原型使用实例描述对话图抛弃型原型详细用户界面设计评价反馈评价反馈图3利用抛弃型原原型从用户任任务到界面设设计的活动序序列图5进化型原型与抛弃型原型型相对应的是是进化型原型型；在已经清楚地地定义了需求求的情况下，，进化型原型型为开发渐增增式产品提供供了坚实的构构造基础；进化型原型是是螺旋式软件件开发生存周周期模型的一一部分,也是是一些面向对对象软件开发发过程的一部部分。P1653抛弃型原型和和进化型原型型2)进化型原型进化型原型在原原型法生命周周期中不断改改进，逐步逼逼近真实产品品的原型；与抛弃型原型型的快速、粗粗略的特点相相比，进化型原型一开开始就必须具具有健壮性和和产品质量级级的代码；一个进化型原原型必须重视视软件系统性性和完整性的的设计原则，，它必须易于于升级和优化化的。3抛弃型原型和和进化型原型型2)进化型原型从测试和使用用中获得的信信息将引起下下一次软件原原型的更新。。原型的不断增增长和更新，，使软件从一一系列进化型型原型发展为为最终的产品品。进化型原型比建建立抛弃型原原型所花的时时间和代价要要多得多。3抛弃型原型和和进化型原型型3)综合使使用原型的方方法在软件开发过过程中，可以以综合使用多多种原型方法法。可从一系列抛抛弃型原型中中获得的知识识来精化需求求，然后通过过一个进化型型原型序列来来渐增式地实实现需求。在最终设计用用户界面之前前，将使用抛抛弃型原型澄澄清需求，然然后使用垂直直原型使核心心应用程序算算法有效。3抛弃型原型和和进化型原型型3)综合使使用原型的方方法精化用户需求收集用户需求开发抛弃式水平原型构造演化式原型构造垂直原型设计用户界面设计软件结构构造和验证产品构造和验证产品演化原型；验证和交付增量交付产品图4在软件开发过过程中使用原原型法的一些些方法3抛弃型原型和和进化型原型型3)综合使使用原型的方方法表13-1软件原型的典典型应用抛弃型进化型

水平

澄清并精化use-case和功能需求查明遗漏的功能探索用户界面方法实现核心的use-case根据优先级，实现附加的use-case开发并精化Web站点垂直证明技术的可行性实现并发展核心的客户/服务器功能层和通信层实现并优化核心算法4书面原型和电电子原型1)书面原原型从构造原型的的手段上，人人们把原型分分为书面原型型和电子原型型。书面原型所包包括的工具仅仅仅是纸张、、索引卡、粘粘贴纸、塑料料板、白板和和标记器，是是一种廉价、、快速并且不不涉及高技术术的方法。书面原型方便便了原型的快快速反复性，，而在需求开开发中反复性性是一个关键键的成功因素素。4书面原型和电电子原型1)书面原原型在许多情况下下，一个可执执行的原型未未必可以获取取用于解决关关于需求不确确定性的信息息。在运用自动化化工具建立详详细用户界面面原型，构造造一个演化型型原型或者从从事传统设计计和构造活动动之前，书面面原型对于精精化需求是一一种优秀的技技术，它还提提供了一个管管理客户期望望的有用工具具。4书面原型和电电子原型2)电子原原型与书面原型相相对应的是电电子原型。建立电子抛弃弃型原型，可可以采用许多多工具，包括括：编程语言言，脚本语言言，商品化的的建立原型的的工具包、屏屏幕绘图器和和图形用户界界面工具等。。建立进演化型型模型，必须须一开始就使使用产品开发发工具如CASE等。5原型评价原型只有通过过评价才有意意义和价值。。没有通过评审审的原型可能能包含许多陷陷阱；采用没没通过评价的的原型比没有有原型更可怕怕。通过建立脚本本让用户遵从从一系列步骤骤，并回答一一些特定的问问题以获取所所需要的信息息，以提高原原型评价的有有效性。通过脚本可以以让用户执行行特定的任务务并且指导他他们评价觉得得最不确定的的原型部分。。5原型评价务必让一些合合适的人从恰恰当的角度评评价原型。原型的评价者者必须是所期期望的用户群群的代表。评价组必须从从使用原型中中功能的用户户类里挑选出出具有经验和和经验不足的的用户。应该使评价人人员了解到，，提交的原型型并不包括所所有的业务逻逻辑，这些功功能将在以后后的系统中才才能实现。5原型评价在对原型进行行评价时，要要观察用户使用用原型的过程程，以获得更更多信息。通过询问以下一般般性的问题，，判断原型是是否符合需求求：这个原型所实实现的功能与与你所期望的的一致吗？有遗漏的功能能吗？能考虑一下这这个原型所没没涉及的一些些出错情况吗吗？有多余的功能能吗？这些导航意味味着怎样的逻逻辑性和完整整性？有更简单的方方法来完成这这一任务吗？？6原型法的最大大风险原型法是一种种减少软件项项目失败风险险的技术。然然而，原型法法又引入了自自身的风险。。最大的风险是是用户看到一一个正在运行行的原型从而而以为产品即即将完成。处理风险承担担者的期望是是成功原型法法的一个关键键因素，因此此要保证那些些见到原型的的人理解为什什么要建立原原型并且怎样样建立原型。。6原型法的最大大风险对于正在演示示或评价的一一个抛弃型原原型，无论它它与真正的产产品是如何相相像，它决不不会达到产品品的使用程度度。它仅是一一个模型，一一种模拟或一一次实验。决不能把抛弃弃型原型当作作可交付的产产品，因为原原型的设计和和编码并没有有考虑到软件件质量和容错错性。6原型法的最大大风险不要因为害怕怕提交不成熟熟产品的压力力而阻碍你建建立原型，但但是你必须让让见到原型的的人明白你不不会交付原型型，甚至不会会将它称之为为软件。控制这种风险险的一种方法法是利用书面面原型而不是是电子原型。。另一种可能的的方法是使用用不同于在真真正开发时所所用的原型法法工具，这将将有助于你抵抵抗“已完成成”原型开发发并可把它当当作产品交付付的压力。6原型法的最大大风险如果评价者看看到原型可以以对一个模拟拟的数据库查查询响应甚快快，那么他们们可能期望在在最终的软件件产品中也具具有同样惊人人的性能。在对最终产品品的行为进行行模拟时，要要考虑现实中中的时间延迟迟，当用户了了解了这些差差别时，他就就可以理解原原型不能被看看作可即将交交付的产品的的原因了。7原型法的成功功因素风险建立有效的原原型应遵循的的原则：项目计划中应应包括原型风风险；计划开发多个个原型；尽快并且廉价价地建立抛弃弃型原型；对于已经理解解的需求不要要建立原型；；不能随意地增增加功能；不要从水平原原型的性能推推测最终产品品的性能；在原型屏幕显显示和报表中中使用合理的的模拟数据；；不要期望原型型可以代替需需求文档。把从原