软件开发生命周期是指从软件需求分析、设计、实现以及测试、发布和维护等一系列过程,涉及到多个团队和角色的协作完成。这样的一个流程通常被称为软件开发流程模型,常见的包括瀑布模型、迭代模型、敏捷模型等。
以下将详细介绍瀑布模型作为软件开发生命周期的流程,该模型最初由Winston.W.Royce于1970年提出,其开发流程依次为:需求分析、设计、编码、测试、运行与维护,这些环节有一定的连贯性,每一个阶段都会产生相应的文档,并向下一阶段传递信息。
需求分析(Highlight: 系统分析,规划监测) 需求分析阶段是软件开发生命周期中其中一个非常关键的阶段。在这个阶段,软件需求被分析和定义成系统级别的功能特征与限制条件,在此基础上对项目进行规划和监测。这可通过确定功能和非功能要求(例如,性能、安全和可靠性)来实现,使用技术工具、原型、案例或其他方法帮助澄清和识别各种要求。结果将是一个由用户需要和/或预期规定的正式文档。
设计(Highlight: 系统架构,软件设计) 在需求分析阶段完成之后,开始进行系统级别的设计。这是整个软件工程开发生命周期中最重要的一步之一,决定了软件系统的架构和组织方式,并保证代码的正确实现。软件设计通常从生成高层次的抽象概念开始,区分出各种模块,将其组织成为完整的系统,再进一步将此模型转化为所需语言的具体编写形式。 设计过程中的关键问题包括:如何行使模块分析任务、模块分类等。
编码(Highlight: 实现,代码编写) 在进行完软件设计之后,便开始进行程序的编写和开发。在该阶段,程序员们按照设计的系统架构,开始编写源代码。编写时应当与项目的质量计划、评估和验证系统进行反复检查,以确保不会在后面的测试过程中出现严重的缺陷和错误。同时,也可以利用版本控制和其他技术手段进行代码管理、团队合作与协同开发。
测试(Highlight: 单元测试,综合测试) 在程序的编写和开发基本完成后,则进入软件测试的阶段。测试的目标是发现和报告可能存在于软件开发流程前几个阶段中疏漏或错误,以便在开发过程中进行更正。成千上万个案例都可以提供给软件测试员来验证是否满足所有用户需求,并且不会出错运行。软件测试大致分为单元测试、集成测试与系统测试等。
运行与维护(Highlight: 发布,软件维护) 在经过一系列测试后,软件正式上线并开始运行。此时,会进入到运行及维护阶段。软件运行时应该被实时和定期地检查,以确保其稳定运行。同样,在这个阶段也可能需要针对已知缺陷、新需求等进行维护更新。这就是软件开发生命周期中较长的一个时间段,在此期间,软件工程师通常针对新的需求进行额外开发或进行对已有代码的优化,以确保系统的高可靠性和持续的有效性。
在整个软件开发生命周期中,需要重视每个阶段的过程和结果。改进软件开发流程,可以通过采用各种方法,例如CI/CD(持续集成/持续交付)、自动化测试、质量管理、安全审计等等,通过数据,文档以及流程指标来追踪与优化软件开发的过程,不断提高软件开发生命周期的效率和质量。