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提示：本章的核心逻辑在于理解**“怎么做软件”**。从宏观的生命周期（三阶段七环节），到具体的实施方法论（瀑布、增量、螺旋、敏捷），你需要掌握不同模型的优缺点及适用场景。

1. 什么是软件开发过程 (Software Development Process)

1.1 核心定义

软件开发过程（也称软件生命周期、软件开发流程）是指软件设计思路和方法的一般过程。

  • 它不只是写代码，而是包括了从功能设计、算法实现、结构设计到编程调试、测试及提交的全过程。

1.2 核心框架：三阶段七环节 (考试重点)

这是本章最基础的骨架，必须熟记。整个软件生命周期被划分为三个大阶段，包含七个具体环节。

  • 阶段一：策划 (Planning)
    1. 问题定义
    2. 可行性分析
  • 阶段二：开发 (Development) 3. 需求分析 4. 系统设计 5. 开发 (编码) 6. 测试
  • 阶段三：上线 (Launch) 7. 运维

2. 详解“七个环节”

环节 1：问题定义 (Problem Definition)

  • 核心任务：讲好故事，抓准痛点。
  • 关键产出：明确系统要解决什么问题、系统的目标和范围。
  • 助教补充：这一步是“做正确的事”，如果问题定义错了，后面做得再好也是徒劳。

环节 2：可行性分析 (Feasibility Analysis)

  • 核心任务：判断这事儿能不能做？值不值得做？
  • 分析维度：
    • 技术可行性：现在的技术能实现吗？
    • 经济可行性：投入产出比划算吗？
    • 操作可行性：组织、人力、物力是否支持？

环节 3：需求分析 (Requirement Analysis) (重点)

  • 核心任务：做什么？（What to do）
  • 主要工作：
    • 弄清用户全部需求，划分功能模块和信息架构。
    • 产品经理和交互设计师深度参与，产出功能需求文档和交互稿。

环节 4：系统设计 (System Design)

  • 核心任务：怎么做？（How to do）
  • 两个层次：
    1. 概要设计 (High-level Design)：确定系统组织结构、模块划分、接口设计。
    2. 详细设计 (Detailed Design)：具体到算法、数据结构、类层次结构。目标是详细到可以直接编码。

环节 5：开发/编码 (Development/Coding)

  • 核心任务：做出来。
  • 工作内容：将设计“翻译”成程序代码。实现用户界面、逻辑结构和数据库。
  • 核心理念：开发通常不是一次性通过，而是迭代进行的。

环节 6：测试 (Testing)

  • 核心任务：做得怎样？
  • 测试分类：
    • 白盒测试 vs 黑盒测试
    • 单元测试（针对具体模块，常用 Junit）
    • 性能测试（常用 Jmeter, LoadRunner）
  • 重要认知：测试是耗时的（可能占大型项目3个月-1年），且需要尽早介入。

环节 7：运维 (Operations & Maintenance)

  • 核心任务：系统部署、硬件升级、反馈问题、收集新需求。这是软件生命周期中最长的阶段。

3. 常见软件开发模型 (Typical Models)

这部分是考试高频考点，重点在于对比各模型的优缺点及核心特征。

3.1 瀑布模型 (Waterfall Model)

  • 定义：将各项活动按固定顺序连接，形如瀑布流水，上一阶段的输出是下一阶段的输入。
  • 优点：
    • 阶段划分清晰，有检查点。
    • 文档规范，适合管理。
  • 缺点 (重点)：
    • 线性过程，难以适应需求变化。
    • 风险高：用户要等到最后才能看到产品，一旦发现需求理解错误，推倒重来成本巨大。

3.2 增量模型 (Incremental Model)

  • 定义：将系统模块化，分批次开发、集成和交付。
  • 核心逻辑：分片交付。先做核心功能（版本1），再做扩展功能（版本2）。
  • 优点：用户能及时看到进展，降低风险；开发顺序灵活。
  • 缺点：要求系统必须能被模块化，如果耦合度太高则很难实施。

3.3 螺旋模型 (Spiral Model) (核心特征：风险分析)

  • 定义：结合了瀑布模型和快速原型的思想，并在每个阶段增加了风险分析。
  • 核心思想：通过多次迭代（螺旋上升），不断降低风险。
  • 适用场景：大型、复杂、高风险项目。
  • 记忆口诀：螺旋模型 = 瀑布模型 + 快速原型 + 风险分析。

3.4 RUP (Rational Unified Process)

  • 四个阶段：初始 (Inception)、细化 (Elaboration)、构建 (Construction)、交付 (Transition)。
  • 特点：以架构为中心，用例驱动。

4. 敏捷开发模型 (Agile Development)

4.1 敏捷核心价值观

  • 拥抱变化：承认需求是快速变化的，试图用详尽文档来锁定需求是不现实的。
  • 平衡：在“无过程”和“繁琐过程”之间寻找平衡。

4.2 极限编程 (XP - eXtreme Programming)

XP 最佳实践：

  1. 完整团队 (Whole Team)：开发、客户、测试在一起工作。
  2. 持续集成 (Continuous Integration)：频繁合并代码，保证系统随时可用。
  3. 结对编程 (Pair Programming)：两个人一台电脑，一人写一人看，实时复查。
  4. 测试驱动开发 (TDD)：先写测试代码（Test First），再写业务代码。发现Bug先加测试用例。
  5. 重构 (Refactoring)：持续优化代码结构而不改变其功能。

4.3 SCRUM 模型

  • 核心概念：
    • Sprint (冲刺)：一个短的迭代周期（通常1-4周）。
    • Backlog：需求列表（产品Backlog -> Sprint Backlog）。
    • 每日站会：快速同步进度。
    • 产出物：潜在可交付的产品增量。

5. 课程总结与助教建议

章节核心思想总结

本章的核心在于阐述**“软件是如何被制造出来的”。它不仅仅是编写代码，而是一个包含策划、开发、运维的完整生命周期。从传统的瀑布模型**（强调文档和顺序）向敏捷开发（强调变化和迭代）的演进，反映了软件工程对风险控制和用户需求响应速度的日益重视。

复习建议

  1. 死磕“三阶段七环节”：这是基础中的基础，不仅要背下名称，还要知道每个环节的具体产出（如：需求分析产出需求文档，设计阶段产出架构图等）。
  2. 对比记忆模型：考试常考“瀑布 vs 敏捷”或“螺旋模型的最大特点是什么”。记住：瀑布=文档驱动+线性；增量=分块交付；螺旋=风险分析；敏捷=拥抱变化+迭代。
  3. 理解XP实践：特别是“结对编程”和“测试驱动开发”的概念，不要只记名字，要理解其背后的逻辑（质量保障）。