软件工程中的原型模型

原型模型要求在进行实际软件开发之前，应构建系统的可运行原型。原型是系统的玩具实现。原型通常是实际系统的非常粗糙的版本，与实际软件相比，可能只具有有限的功能、低可靠性和低效率。在许多情况下，客户对软件产品的期望只有大致的了解。在这种缺乏有关系统输入、处理需求和输出需求的详细信息的情况下，可以采用原型模型。

原型模型步骤

1. 需求收集与分析
2. 快速决策
3. 构建原型
4. 评估或用户评估
5. 原型精炼
6. 工程产品

原型模型的优点

1. 降低用户需求错误的风险
2. 适用于需求多变/不确定的情况
3. 可见的常规流程有助于管理
4. 支持早期产品上市
5. 降低维护成本。
6. 由于系统是并排构建的，因此可以更早地检测到错误。

原型模型的缺点

1. 不稳定/实现糟糕的原型经常会成为最终产品。
2. 需要广泛的客户协作
   • 客户花费金钱
   • 需要投入的客户
   • 如果客户退出，难以完成
   • 可能过于面向客户，没有广泛的市场
3. 难以知道项目会持续多久。
4. 容易在没有适当的需求分析、设计、客户评估和反馈的情况下退回代码并进行修复。
5. 原型工具价格昂贵。
6. 需要特殊的工具和技术来构建原型。
7. 这是一个耗时的过程。

演化过程模型

演化过程模型类似于迭代增强模型。与瀑布模型为相同阶段定义的阶段在这里以循环方式发生。该模型与迭代增强模型的区别在于它不需要在每个周期结束时都提供有用的产品。在演化开发中，需求是按类别而不是按优先级实现的。

例如，在一个简单的数据库应用程序中，一个周期可能实现图形用户界面 (GUI)，另一个周期实现文件操作，另一个周期实现查询，还有一个周期实现更新。所有四个周期都必须完成，才能获得可运行的产品。GUI 允许用户与系统交互，文件操作允许保存和检索数据，查询允许用户从系统中获取信息，更新允许用户将数据输入系统中。

演化过程模型的优势

• 使用 EVO 可显著降低软件项目的风险。
• EVO 可通过提供结构化、有纪律的实验途径来降低成本。
• EVO 允许营销部门访问早期交付成果，从而促进文档和演示的开发。
• 更好地使产品适应用户需求和市场需求。
• 通过定义早期周期内容来管理项目风险。
• 早期发现关键问题并进行适当的关注。
• 增加进入市场窗口的机会。
• 通过早期客户接触来加速销售周期。
• 提高项目进展的管理可见性。
• 提高产品团队的生产力和积极性。

原型模型步骤

1. 收集和评估需求：为了理解产品所针对社区的需求和期望，此阶段涉及与他们合作并实现他们的目标。
2. 快速设计：根据第一步收集到的规范，创建模型的鸟瞰图。模型的设计可能更加复杂和精细。它就像一个初步草稿。
3. 构建原型：现在使用第二步生成的原始模型和第一步收集到的所有数据来创建一个实际的模型。每个组件都更详细地进行了描述。
4. 用户评估或审查：由于创建原型模型是一个迭代过程，因此每次构建临时模型时都需要进行用户审查。相关用户在查看当前原型模型后提供反馈。开发人员接收这些反馈并在下一个版本中使用它们。
5. 原型增强：开发人员然后考虑用户的审查和建议，并对当前系统进行必要的更改。此过程一直持续到用户确信模型满足其需求为止。
6. 实现和维护产品：模型根据用户规范进行开发和应用。基于构建的模型进行实现。系统或产品定期维护，以最大限度地减少停机时间并防止重大故障。

原型类型

这些是不同类型的原型模型。可以使用多种标准，包括实现、成本效益和用户参与度，来对其进行分类。

1. 快速一次性原型
2. 演化原型
3. 增量原型
4. 极限原型

快速（或）一次性原型

使用这种原型，模型被快速创建，并在产品或设计构建后立即被丢弃。快速回到早期原型阶段是有益的。这种原型的目的是让人们对成品的外观有所了解。在考虑客户反馈的同时，通知需求的每一次变化。直到需求非常少，原型才会被重复。

演化原型

对于这种类型，首先会构建一个原型模型。然后评估客户的需求和要求，并将其集成到当前模型中。在客户完全满意之前，都会进行审查和修改。在高科技项目中，当每个功能都需要测试，并且项目涉及未知的替换技术时，通常会使用演化原型。通过采用这种原型方法，我们可以避免浪费时间和精力。

增量原型

在增量原型中，同时构建多个小型原型模型。所有这些模型都根据客户需求构建。然后可以单独考虑它们，或将它们集成到一个单一的实用模型中。增量原型可以缩短开发团队和用户提供反馈所需的时间。因此，它可以被称为一个迭代过程，涉及多个阶段的构建。增量原型用于增强原型模型。增量原型存在风险，尽管由于在此过程中外观的重大变化，模型可能看起来完全不同的软件。

极限原型

这种原型用于 Web 应用程序的创建。Web 开发过程由三个部分组成，每个部分都建立在前一个部分之上。开发人员和客户必须紧密合作才能实现极限原型。极限原型分三个步骤完成。

1. 构建：创建 HTML 线框图来活跃表示层。
2. 转换：将线框图转换为功能齐全的 HTML 页面。这会将它们连接到模拟服务层。
3. 实现：编码后，激活服务层。

原型模型的优势

使用原型模型有其优点。原型模型的优点如下

1. 客户/用户对产品非常满意，因为他们可以在每个阶段检查模型，提出建议，并确保它满足他们的需求。
2. 由于这些因素在原型开发过程中已经得到了仔细考虑，因此产品失败的可能性降低了。
3. 它为客户提供了表达其想法的空间，随着想法的出现。最初只需要一些先决条件。
4. 系统或产品可以由一小队技术娴熟的开发人员创建。
5. 构建灵活性。
6. 缩短了创建产品的时间和成本。

原型模型的缺点

以下是原型模型的一些缺点

1. 该过程缓慢而乏味。
2. 在过程的每个阶段都会发生客户互动和干预。
3. 客户可以选择在对初始设计满意后更换产品开发人员。因此，开发人员可能会产生巨额费用。
4. 用于创建原型模型的资金本可以完成更多工作。这是因为一旦最终产品开发完成，原型就变得无用。
5. 鼓励构建的模型进行不必要的更改。

软件工程原型模型的应用

原型模型广泛应用于以下领域。

1. 游戏开发：在此阶段，借助原型模型创建概念证明的垂直切片或精简版游戏。
2. Web 开发：为了识别此开发领域的潜在问题，创建虚拟功能网站很有帮助。为了收集用户和利益相关者的反馈，会创建一个产品的早期原型。
3. 用户界面设计：用户设计师通常使用原型模型来测试概念和探索功能。
4. 应用程序开发：作为原型模型的一部分，应用程序开发过程（也称为模型或线框图）是应用程序的缩影。

顶级原型技术

众所周知，原型模型对于软件工程开发过程的高效运作至关重要。这意味着在实际开发开始之前，在考虑所有需求并整合反馈的情况下，会创建第一个可运行的模型。以下是一些原型设计的最佳实践。

• 明确我们想要何时使用原型设计很重要。最好在存在不确定性的情况下使用它。
• 我们应该采用有计划和受控的原型设计。这意味着我们应该只考虑最重要的因素，不要过度，以免使模型复杂化。
• 在原型设计阶段，定期会议和收集相关的项目反馈至关重要。
• 必须考虑重要的陷阱。
• 在整理各种主题的组成部分时，有必要确定重要信息的优先级。
• 应在各种设备上进行测试，以确保模型的效率。例如，我们在开发网站时，会在各种设备上测试其响应能力。

常见问题解答

问题 1：什么是软件工程原型模型？

答案：在开始实际开发过程之前，我们通常会参考一个原型模型，该模型考虑了最终产品的所有需求。在原型设计时，我们会考虑用户反馈进行改进。软件开发中的原型模型用于表示系统或其某些组件。

问题 2：原型是什么类型的模型？

答案：原型模型可以是交互式、概念验证、纸质、线框图、模型、水平、垂直或演化模型，具体取决于项目需求。

问题 3：使用原型的目的是什么？

答案：原型模型有助于降低风险，让用户参与设计过程以澄清和改进不明确的软件需求，并通过快速迭代原型设计验证用户界面设计。

问题 4：有多少种原型类型，请简要说明？

答案：软件工程中有四种原型模型。它们是一次性（或）快速原型、演化原型、增量原型和极限原型。每种原型都以独特的方式处理软件的开发和增强。

结论

为了确保有效和以客户为中心的解决方案，软件工程师使用原型模型来加速开发、促进客户反馈并改进最终产品。本教程已讨论了软件工程原型模型的功能、优点和缺点。