原型法和面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計方法（1）

　　原型法是在20世紀80年代中期為了快速開發(fā)系統(tǒng)而推出的一種開發(fā)模式，旨在改進傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化生命周期法的不足，縮短開發(fā)周期，減少開發(fā)風(fēng)險。原型法的理念是：在獲取一組基本需求之后，快速地構(gòu)造出一個能夠反映用戶需求的初始系統(tǒng)原型，讓用戶看到未來系統(tǒng)概貌，以便判斷哪些功能是符合要求的，哪些方面還需要改進，不斷地對這些需求進一步補充、細化和修改，依次類推，反復(fù)進行，直到用戶滿意為止并由此開發(fā)出完整的系統(tǒng)。

　　面向?qū)ο笫墙?0年來國內(nèi)外IT行業(yè)最為關(guān)注的技術(shù)之一，面向?qū)ο蠹夹g(shù)是一種按照人們對現(xiàn)實世界習(xí)慣的認識論和思維方式來研究和模擬客觀世界的方法學(xué)。它將現(xiàn)實世界中的任何事物都視為“對象”，將客觀世界看成是由許多不同種類的對象構(gòu)成的，每一個對象都有自己的內(nèi)部狀態(tài)和運動規(guī)律，不同對象之間的相互聯(lián)系和相互作用就構(gòu)成了完整的客觀世界。面向?qū)ο蠓椒ǎ∣bject Oriented,簡稱OO方法）克服了傳統(tǒng)的功能分解方法只能單純反映管理功能的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、數(shù)據(jù)流程模型只側(cè)重反映事物的信息特征和流程、信息模擬只能被動地迎合實際問題需要等缺點，構(gòu)成以系統(tǒng)對象為研究中心，為信息管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計提供了一種全新的方法。

　　在本章中將詳細介紹原型法的提出背景和緣由、基本思想、基本步驟、關(guān)鍵成功因素以及和生命周期法的比較；介紹面向?qū)ο蟮幕�本概念和原理，面向�(qū)ο蟮男畔⑾到y(tǒng)分析、設(shè)計與實施方法。

一、原型法

1.1  原型法的提出

　　20世紀60年代末至70年代初，出現(xiàn)了“軟件危機”，為了對軟件開發(fā)項目進行有效管理，信息系統(tǒng)開發(fā)生命周期法誕生了。由于開發(fā)過程規(guī)范、層次清晰，系統(tǒng)開發(fā)生命周期法得到廣泛應(yīng)用。但這種方法的應(yīng)用前提是需要在早期就確定用戶的需求，而不允許修改，這對于很多應(yīng)用系統(tǒng)（如商業(yè)信息系統(tǒng)）來說是不現(xiàn)實的。用戶需求定義方面的錯誤是信息系統(tǒng)開發(fā)中出現(xiàn)的后果最嚴重的錯誤。在此背景下，提出了基于循環(huán)模型的快速原型法。

1．原型法的提出背景

　　“軟件危機”出現(xiàn)于20世紀70年代初，“軟件危機”的表現(xiàn)為：軟件開發(fā)速度滿足不了實際需求，軟件成本在計算機系統(tǒng)總成本中所占比例逐年上升，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量不可靠，軟件難以維護，沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料，開發(fā)進度難以控制。

　　產(chǎn)生“軟件危機”的原因在于：用戶需求不明確，缺乏正確的理論指導(dǎo)，軟件規(guī)模越來越大且復(fù)雜度也越來越高。那么如何解決“軟件危機”呢？人們越來越重視軟件開發(fā)方法的研究，通過多年的研究和努力，軟件開發(fā)方法走向兩個方面：一方面是著重研究與機器本身相關(guān)的軟件開發(fā)工具，即高級語言及軟件開發(fā)環(huán)境；另一方面，著重研究軟件設(shè)計和規(guī)格說明等。這時系統(tǒng)開發(fā)生命周期（Systems Development Life Cycle , SDLC）應(yīng)運而生。它是一種用于規(guī)劃、執(zhí)行和控制信息系統(tǒng)開發(fā)項目的組織和管理方法，是工程學(xué)的原理在信息系統(tǒng)開發(fā)中的具體應(yīng)用。

　　正如第三章介紹，生命周期法是一種結(jié)構(gòu)化方法，把信息系統(tǒng)開發(fā)視為一個生命周期，把軟件看作是人工制品，必然有其產(chǎn)生、成長、成熟、運作、消亡的生命過程。生命周期法把系統(tǒng)開發(fā)分為多個階段，一般分為五個階段：系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施。系統(tǒng)運行與維護。嚴格按階段進行，每個階段都有明確的目標和任務(wù)。每一階段完成以后，要完成相應(yīng)的文檔資料，作為本階段工作的總結(jié)，也作為下一階段的依據(jù)。這種方法特別強調(diào)階段完整性和開發(fā)的順序性，它要求開發(fā)者首先確定系統(tǒng)的完整需求和全部功能。

　　生命周期法具有明顯的優(yōu)點。它采用系統(tǒng)觀點和系統(tǒng)工程方法，自頂向下進行分析與設(shè)計并自下而上進行實施。開發(fā)過程階段清楚，任務(wù)明確，并有標準的圖、表、說明等組成各階段的文檔資料。生命周期法引入了用戶觀點，適用于大型信息系統(tǒng)的開發(fā)，將邏輯設(shè)計與物理設(shè)計分開。

　　但是，生命周期法的應(yīng)用前提是嚴格的需求定義方法和策略。需求定義(the Definition of Requirement )方法是一種嚴格的、預(yù)先定義的方法。從理論上講，一個負責(zé)分析設(shè)計的項目小組應(yīng)完全徹底地預(yù)先指出對應(yīng)用來說是合理的業(yè)務(wù)需求，并期待用戶進行審查、評價和認可，并在此基礎(chǔ)上順利開展工作。

   這種嚴謹?shù)男枨蠖�義方法是在一定假設(shè)的前提下形成的，它們是

   (1)所有的需求能被預(yù)先定義

　　這一假設(shè)的確切含義是，在沒有系統(tǒng)實際工作經(jīng)驗的情況下，所有的系統(tǒng)需求在邏輯上是可以預(yù)先說明的。在某種情況下，雖然不能保證項目參加者個人都能確知系統(tǒng)需求和邏輯模型，但通過大多數(shù)人對系統(tǒng)的建議和合理判斷，完全可以描述一個明確的系統(tǒng)需求，所有需求都能被準確預(yù)先定義。

　　但實際情況，需求定義方法假設(shè)的有效性是比較脆弱的�，F(xiàn)實中，往往提供詳細說明材料的人不是本領(lǐng)域的專業(yè)權(quán)威和職業(yè)分析人員；去定義復(fù)雜度甚高的事情又是十分困難的；大多數(shù)用戶絕非面面俱到，只能是有選擇性的說明。即使預(yù)先定義工作做得很好，往往系統(tǒng)仍舊需要進一步地修改和經(jīng)過若干次反復(fù)，這是因為以下的事實是經(jīng)常存在的。①個人對系統(tǒng)的認識往往與實際不完全吻合；②實地觀察和使用系統(tǒng)會刺激用戶對系統(tǒng)提出新的需求；③觀看和經(jīng)歷會修改和取消對系統(tǒng)的事先需求。

    (2)項目參加者之間能夠清晰而準確地通信

   　嚴格需求定義方法的又一項重要假設(shè)是：在系統(tǒng)開發(fā)的進程中，項目組、項目經(jīng)理、分析人員、用戶開發(fā)人員、審計人員、保密分析員、數(shù)據(jù)管理員、人際關(guān)系專家等都能夠清晰而有效地進行通信。雖然每個人都有自己的專業(yè)、觀點和行動，但用圖形／描述文檔等工具，使得大家可能得到清晰、有效的溝通。

　　而實際情況往往是復(fù)雜的，對于共同的約定，每個人往往會有自己的解釋和理解，對規(guī)格說明上應(yīng)該有而尚未有的規(guī)定和說明，會有各種意見或加進個人看法。而文字敘述，如英語或漢語及其它文字描述，并非是一種準確的通信工具，即使提供了結(jié)構(gòu)化的文字語言，如結(jié)構(gòu)化英語以及判定表、樹等較嚴格的通信的高級方式，當(dāng)然這較敘述性的文字描述肯定是一種改進，減少了模糊性，但它仍然缺乏精確的技術(shù)上的通信語言的“嚴密性”、“專業(yè)性”和“行業(yè)性”。

 　　因此，在多學(xué)科、多行業(yè)人員之間架起通信的橋梁是困難的。人們早就認識到，相互間通信的有效性的損失乃是開發(fā)過程中失敗的主要原因之一。

   （3）靜態(tài)描述／圖形模型對應(yīng)用系統(tǒng)的反映是充分的

　　使用預(yù)先定義技術(shù)時，主要的通信工具是定義報告，包括工作報告和最終報告。采用敘述文字、圖形模型、邏輯規(guī)則、數(shù)據(jù)字典等形式，這些具體形式因各自的技術(shù)有所不同，但其作用是相似的。

　　所有技術(shù)工具的共同特點是：它們都是被動的通信工具和靜止的通信工具，不能表演，因而無法體現(xiàn)所建議的應(yīng)用系統(tǒng)的動態(tài)特性，而要求用戶根據(jù)一些靜態(tài)的信息和靜止的畫面來認可系統(tǒng)則似乎近于苛求。

　　因此，嚴格定義技術(shù)本質(zhì)上是一種靜止、被動的技術(shù)，要它們來描述一個有“生命”的系統(tǒng)是困難的。理解和評價一個應(yīng)用系統(tǒng)的最好方式，應(yīng)該是去體驗它，而不僅僅是去閱讀和討論它。

　　綜合上述各點可見，嚴格需求定義的合理性在許多情況下并不滿足，因此建立在脆弱基礎(chǔ)上的開發(fā)策略在實施中一旦導(dǎo)致系統(tǒng)的失敗就絕非意外之事。為了更好地處理由于缺乏支持嚴格方法的假設(shè)而給項目帶來的風(fēng)險，需要探求一種變通的方法。

　　解決需求定義不斷變化問題一種思路是在獲得一組基本的需求后，快速地加以“實現(xiàn)”。隨著用戶或開發(fā)人員對系統(tǒng)理解的加深而不斷地對這些需求進行補充和細化。系統(tǒng)的定義是在逐步發(fā)展的過程中進行的，而不是一開始就預(yù)見一切，這就是原型法。