一、软件生命周期

        软件生命周期分为5个：获取过程、供应过程、开发过程、运行过程、维护过程，具体如下：

二、软件开发方法

2.1 形式化方法

        该方法的思想是利用形式化语言，严格定义需求，并用数据推演的方法证明需求的性质。形式化规格包含了严格的语法定义以及一系列数据推演规则。

        2.1.1净室软件工程

        净室软件工程是形式化方法的一种实现，它用盒结构规约进行分析和建模，并将正确性验证作为发现和排错的主要机，使用统计测试来验证软件可靠性。

2.2 逆向工程

        维护次数增加会导致软件结构混乱，可维护性降低，束缚软件发展。因此需要对就软件进行再工程，提高其可维护性。

        2.2.1 再工程

        再工程是对现有系统重新开发的过程，包括逆向工程(反工程)、新需求考虑(软件重构)、正向工程三个步骤。

        2.2.2 逆向工程

        逆向工程是分析程序，力求比源代码更高的抽象层次上建立程序表示的过程。

        逆向工程应该能够抽象出 过程设计模型(实现级)、程序和数据结构信息(结构级)、对象模型、数据和控制流模型(功能级)、UML状态和部署图(领域级)。领域级层次最高，实现级层次最低。层次越高，离代码越远，难度越大。

        2.2.3 软件重构

        软件重构是对源代码和数据进行修改，使其易于修改和维护，以适应将来的变更。通常重构不修改软件体系结构，而是关注模块细节。

三、软件开发模型

        软件开发模型有：瀑布模型、增量模型、螺旋模型、喷泉模型、V模型、构建组装模型、敏捷方法和统一过程等。

3.1 开发模型概述

        3.1.1 瀑布模型

        瀑布模型也称为生命周期法，它仅适用于需求明确或变更非常少的项目。分6个阶段，自上而下执行，如下所示：

        3.1.2 演化模型(原型模型)

        演化模型根据客户需求快速画出原型，再基于原型进行开发上线。再针对客户的需求或建议对原型修改，再进而开发，重复这一过程，最终获得信息版本。适合需求不明确的项目。

        3.1.3 快速原型模型

        快速原型模型是出了第一版原型，开发出版本后就抛弃原型，直接对产品迭代开发。

        3.1.4 增量模型

        增量模型融合了瀑布模型的基本成分(重复的应用)和原型实现迭代的特征。第一个发布的应用往往是核心应用，其它功能的应用后续迭代发布。

        3.1.5 螺旋模型

        瀑布模型将瀑布与演化模型结合，软件开发为一系列的增量迭代发布，每次迭代都包含制定计划、风险分析、实施工程和客户评估4个方面，与其它模型(比如增量模型)相比，它强调了风险分析。

        3.1.6 V模型    

        v模型是在快速开发模型演变而来，注重质量，每个开发阶段都有对应的测试。具体如下所示：

        3.1.7 喷泉模型        

        主要支持面向对象的开发方法，有无间歇迭代的特点。无间隙是指分析、设计、编码之间不存在明显的边界。

        3.1.8 智能模型

        基于支持的软件开发模型，它综合了若干模型，并把专家系统(规则知识库)结合在一起。

        3.1.9 迭代模型

        每次迭代包含一次完整的流程，且每次迭代会产生一个可以发布的产品，该产品是最终产品的子集。

        3.1.10 变换模型

        基于形式化说明语言和程序变换的软件开发模型。不断明确原型和形式化的规格说明，直到生成计算机可以接受的目标代码。

        3.1.11 构件组装模型

        基于构件软件开发(CBSD)利用模块化方法，将系统模块化，在一定构件模型的支持下，副总构件库中的一个或多个构件，高效高质量的构造应用。它的本质是演化型的，开发过程是迭代的。核心就是制造可复用构件提升开发效率。比如构造公共组件或API等。

3.2 快速应用开发

        快速应用开发(RAD)比传统的生命周期发快的多，它是瀑布模型的一个高速变种，通过基于构件的开发方法获得快速开发。该方法核心就是创建可复用构件(公共组件，比如使用或改造开源的组件，开发公共API包等)，进而加快进度。

3.3 统一过程

        统一过程(UP)是一个通过通用框架，可以用于种类广泛的软件系统、不同的应用领域、不同的组织类型、不同的性能水平和不同的项目规模。比如UML建模，建立的逻辑模型生成物理模型后可以生成不同数据库的SQL，适配不同的项目数据源。其优点是兼容性强。

        RUP是用例驱动，以架构为中心，迭代增量式开发过程(方法论)。每次迭代分为4个步骤：初始、细化、构建、交付。具体细节如下：

        可以看出统一过程比较费时费力，对于小组织和项目来说，统一过程费力不讨好。

3.4 敏捷方法

        敏捷方法强调程序员团队和业务之间的紧密协作、面对面沟通、频繁交付新版本、紧凑而自我组织型团队等。可以理解尽可能为面对面沟通，快速了解需求开发交付。

        敏捷开发的方法有：极限编程(XP)、自适应软件开发、水晶方法、特性驱动开发等。

        开发者关注点：短平快会议、小版本发布、较少的文档、合作为重、客户直接参与、自动化测试、结对编程、适应性计划调整。

        管理者关注点：测试驱动开发、持续集成、重构。

        敏捷方法主要适用于小规模软件或小团队开发，不适合所有项目，因为其设计时间少，匆匆上线容易引起架构等问题，加之文档少，规模大了都理不清或记不起关键需求或代码实现，交接也困难。

四、系统规划与问题定义

        系统规划步骤有：1、对现有系统进行初步调查；2、分析和确定系统目标；3、分析子系统的组成和基本功能；4、拟定系统的实施方案；5、进行系统的可行性研究；6、制定系统建设方案。

4.1 项目的提出与选择

        4.1.1 项目的立项目标和动机

        企业对于信息系统的建设有多种动机，可归结为4种模式：基础性研究、进行应用研发(比如研发办公软件售卖)、提供技术服务(比如提供定制开发或集成或咨询)和产品使用者(比如对现有产品改造)。

        4.1.2 项目立项价值判断

        企业最终需要达成的目标才是价值的体现，比如：获取利润、占有市场份额、提高影响力、社会效益等。需要思考目标并确定开发边界等。

        4.1.3 项目的选择和确定

        需要多方面考虑，比如：选择有核心价值的项目、评估选择的项目、对项目优先级排序、评估项目的实施方式、平衡选择合适的方案。

4.2 初步调查

        初步调查的对象有：(1)企业高管，了解他们的目标以及系统边界、资金、工期等；(2)IT部门负责人，了解现有系统、取得的效果和存在的问题；(3)业务部门领导，征求他们对新信息系统的意见以及功能要求。

        初步调查的内容：(1)用户提出新系统建设的缘由，对新系统的需求和目标；(2)企业的基本状况，包括企业性质、规模、人员等；(3)管理方式和基础数据管理状况；(4)现有系统状况。

4.3 可行性分析

       一般要从技术可行性、经济可行性、操作可行性三方面考虑。其中操作可行性指法律和操作使用可行性，法律指涉及的合同、侵权等问题，操作使用指行政管理、人员素质等是否满足要求。

        最终需要出可行性研究报告，它分析了项目的要求、目标和环境，提出了几种可选方案(评价矩阵)，并从技术、经济、法律等方面进行了分析。

4.4 成本效益分析

        成本是信息系统周期内各阶段所有投入之和。而受益是信息系统建成后所有产出之和。       

        4.4.1 成本

        按投资时间分类，可分为：基础性建设投资、其他一次性投资、非一次性投资。

        按成本性态分类，可分为：固定成本、变动成本、混合成本。

        4.4.2 收益

        收益可分为有形收益和无形收益。

        有形收益：也称为经济收益，可以分为一次性经济收益和非一次性经济收益。一次性经济收益主要体现在应用系统使用价值提升而引起的收益，也可以是其他方面的收入，比如多余设备出售回收等。非一次性经济收益则是信息系统生命周期内，运行系统按月按年能用货币数目表示的收益，比如信息系统使用提升了工作效率，节约了人员工资等。

        无形收益：比如服务质量的提高，会使企业形象改善等，进而抢占市场份额等。

       4.4.3 盈亏临界分析 

        利润=(销售单价-单位变动成本)×销售量-总固定成本     

        盈亏临界点销售量=总固定成本/(销售单价-单位变动成本)

        盈亏临界点销售额=总固定成本/(1-总变动成本/销售收入)

        以上公式比较复杂，较难理解，可以看下面这个说明：

        销售额=固定成本+可变成本+利润，其中利润为0时，销售额为盈亏临界销售额，即：盈亏临界销售额=固定成本+可变成本。可变成本会随着销售额(量)的变化而变化，它们的比值一般是固定的。

        这里举例计算，数据如下，求盈亏临界点时的销售额：

        这里求临界销售额，即利润为0时的销售收入。这里可以看出当销售额为800时，固定成本130+150=280，利润120，则可变成本400。这里得到比例：可变成本/销售额=400/800=0.5，即可变成本占销售额的一半！

        根据公式 临界销售额=固定成本+可变成本，而这里可变成本为销售额的一半，即 销售额=280+0.5×销售额，得出销售额=560。

       4.4.3 净现值分析

        单利：每年都按本金计算利息，已取得的利息不再计算利息。F=P×(1+i×n)，其中P为本金，i为利率，n为年限，F为P在n年后的价值。

        复利：以本金与累计利息纸盒为基数计算利息：F=P×(1+i)^n。F为本金P在n年后的价值。

        现值：未来的钱在现在的价值，比如利率10%，一年后的110就相当于现在的100！  

        净值：

        由于有利率的存在，会导致我们手里的钱会贬值或升值！具体计算如下题，求折现后的成本和收入。

 这里从静态看没啥问题，2年投入500，5年后收入1000。动态计算折现就有问题了，我们都以年初和年末按照F=P×(1+i)^n，利率=10% 来折现来看看成本和收入。

        甲方案第一年投入350，第二年需要投入150，实际若150存银行1年的话，出来的是不止150，同理，第二年投入150，那么准备资金是不需要150的，根据F=P×(1+i)^n，其中i=0.1，n=1，F=150，得出P=150/1.1=136.4，成本为：350+136.4=486.4。即只要第一年准备486.4即可，先付350，剩余136.4存银行吃利息，第二年增值成为150后付第二年的款。

        同理，得乙方案成本为：300+200/1.1=481.8，丙方案成本为：400+100/1.1=490.9。

        利润也是一样，需要把每年的利息算进去，甲方案利润为：150×1.1^3+200×1.1^2+250×1.1+400=1116.65。同理得乙方案利润：1105.1，丙方案利润为：1143.7。

        最后纯利润为：甲方案是630.25，乙方案是623.3，丙方案是652.8。显然，丙方案盈利是最高的。