传统软件开发VS敏捷软件开发

Posted 2020-08-15 詹子豪

在上世纪60年代，由于计算机的计算能力显著提升，人们需要处理问题的复杂程度也得到提升，导致了一系列问题比如项目运行超过预算、项目运行超过时间、软件十分低效、软件质量很低、软件无法满足需求、项目缺乏管理，代码难以维护、软件难以交付，称为软件危机。人们意识到，软件开发不仅仅是让程序员编写程序那么简单，而是一项工程，需要科学的开发方法，从而人们提出了软件工程的概念，采用工程化的方法对软件开发进行管理。而在当今，软件工程中软件开发方法主要分为传统软件开发和敏捷软件开发。本文主要介绍这两种软件开发方法以及他们各自的优缺点。

一、  传统软件开发

传统的软件开发过程是一个由文档进行驱动的过程，它将开软件开发过程分为可行性分析和项目开发计划、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、维护七个阶段，每个阶段的输出是下一个阶段的输入。在每一个阶段，开发人员必须要完成这个阶段的任务，并编写文档，然后才能进入下一个阶段。

瀑布式模型就是一个典型的传统软件开发过程。它是一个线性的开发模型，自上而下，如同瀑布一般紧密连接，环环相扣，每个阶段的交流都是以文档的形式来进行的。

 

瀑布模型软件开发流程图

瀑布模型分为定义阶段、开发阶段、维护阶段三个阶段。在定义阶段，开发人员需要完成对软件的定义，设计出软件的基本框架结构，还要完成对软件的需求分析。开发阶段，开发人员需要根据利益相关者的需求进行分析后，构建出设计蓝图，包括UML图 、数据库表、API接口等等。值得注意的是，在开发阶段，架构师可以做出一些有预见性的假设，除了客户的需求以外，还要对客户可能有的需求进行假设，在设计时留有一定的余地，因为客户的需求在软件开发的过程中可能出现变化，导致需要修改程序，所以要规划好大量的功能需求和非功能需求，以避免重构从软件框架带来的损失。在维护阶段，开发人员根据用户使用软件的反馈，以及客户对软件的新增需求对软件进行维护，以满足客户的要求。

在瀑布模型的每个阶段结束时，需要进行严格的检查，以确保该阶段不会出现问题。当发现问题是，就顺藤摸瓜似的不断向上一层查找问题，直到查找到了问题的所在，解决了问题以后再一步步向下进行。

瀑布模型有一定的优点：

1. 瀑布模型按照软件开发的工序，将大的过程分解成一个个小的过程，便于项目组的开发人员进行协同工作
2. 瀑布模型为每个阶段都提供了检查点，在每个阶段结束时都要进行严格的检查，在检查通过进入下一阶段以后，开发人员就只需要关注下一阶段。

但同时瀑布模型具有巨大的缺陷：

1. 由于开发过程是线性的，开发过程一般不能逆转，否则代价太大。
2. 实际的项目开发很难严格按该模型进行。
3. 客户往往很难清楚地给出所有的需求，而该模型却要求如此。 
4. 软件的实际情况必须到项目开发的后期客户才能看到，这要求客户有足够的耐心。
5. 瀑布模型必须编写大量的冗余文档，而缺乏人与人之间的交流，拉低了工作效率。

因为种种缺点，瀑布模型有很大的局限性，只适用于那些需求明确，并且极少变动的软件。所以瀑布模型在现在已经很少被使用，而在瀑布模型线性开发过程的基础上，又产生了其他的一些软件开发方法，例如增量模型实际上就是分段的线性模型，螺旋模型则是连接的弯曲了的线性模型，在其他很多模型中也能找到线性模型的影子。这些不同的软件开发方法使用与不同软件的开发。

快速原型模型：不要求需求预先完备定义，支持用户参与，支持需求的渐进式完善和确认，能够适应用户需求的变化，适用于需求复杂、难以确定、动态变化的软件系统。

增量模型：软件产品是被增量式地一块块开发的，允许开发活动并行和重叠，适用于技术风险较大、用户需求较为稳定的软件系统。

迭代模型：不要求一次性地开发出完整的软件系统，将软件开发视为一个逐步获取用广需求、完善软件产品的过程，适用于需求难以确定、不断变更的软件系统。

螺旋模型：结合瀑布模型、快速原型模型和迭代模型的思想，并引进了风险分析活动，适用于需求难以获取和确定、软件开发风险较大的软件系统。

二、  敏捷软件开发

虽然传统软件开发在一定程度上解决了软件危机，但是其冗长复杂的开发流程却饱受开发人员的诟病，因此人们又提出了一种快速、灵巧、轻量级的开发方法，即敏捷软件开发。

2001年，由17位软件开发专家组成的敏捷联盟签署了敏捷软件开发声明，他们认为：个人和个人之间的交流胜过开发工具和过程、可运行的软件胜过宽泛发文档、客户合作胜过合同谈判、对变更的良好响应胜过按部就班地遵循计划。

在敏捷软件开发的过程中，要求团队能够有效地响应变化，同时它鼓励团队沟通，强调软件的交付而不是中间产品，将客户也作为团队中的一员。

敏捷软件开发的拥护者们强调“人的因素”，根据特定人员和团队来塑造过程。它对团队成员有以下要求：基本能力、共同目标、精诚合作、决策能力、模糊问题解决能力、、相互信任和尊重、自组织。

在敏捷开发的过程中，使用最广泛的一个方法就是极限编程。它更加看重开发团队和客户之间的口头交流而不是大量的文档。

为了简洁和能够有效地响应变化，极限编程要求开发人员只需要对即时需求做出设计，而不考虑长远需求，从而使得代码简单并且当需求变化时能够实现重构。

 

极限编程过程

极限编程使用面向对象方法作为开发范型，包含了策划、设计、编码、测试4个框架活动的规则和实践。

策划活动是团队技术成员理解软件的商业背景和客户需求的阶段，在这个阶段，开发者倾听一系列“用户故事”，描述需要的功能，并对其分配相应的优先级。

在设计活动中，开发人员遵循保持简洁原则，不鼓励额外的设计。并使用CRC卡来确定与当前软件增量相关的面向对象类。

在编码活动中，开发人员首先开发本次编码所需要的测试单元，编码人员则以实现功能已通过测试单元为目标，而不需要其他的任何东西。

在测试阶段，根据客户所规定的技术条件，向客户展示软件的功能。

除了极限编程以外，还有许多其他的敏捷编程模型，比如自适应软件开发、Scrum、动态系统开发方法、Crystal、特征驱动开发、精益软件开发、敏捷建模、敏捷统一过程，本文在此不一一介绍了。

与传统软件开发方法相比，敏捷软件开发有着一些很明显的优点。它以人为本，更加注重人与人之间的交流而不是生硬的文档。客户也作为团队的一员参加到软件开发过程中来，这样可以与客户进行更好的沟通交流，以便更好地响应需求的变化。但是，敏捷软件开发也有一些缺陷，它是一种轻量级的开发方法，它的快速是牺牲问题分析和方案设计来实现的，因此只适用于小规模的软件工程，在面对大规模的工程是就有可能出现混乱。

参考资料

1. 智库百科：瀑布模型
2. CSDN博客：敏捷软件开发与传统软件工程的比较
3. 《软件工程实践者的研究方法》
4. 爱编程博客：传统软件开发VS.敏捷软件开发