软件开发最前沿技术介绍

软件工程前沿开发技术

经过近四十年的发展，软件工程在支持软件系统工程化开发方面取得了令人瞩目的成

绩，提出了大量的理论、方法、技术和工具，但是近年来的研究和实践表明软件危机依然

存在，软件开发仍然存在成本高、质量得不到保证、进度和成本难以控制等方面的问题，

许多软件项目被迫延期甚至取消。与此同时，随着网络技术（尤其是  技术）的不断

发展，部署在网络基础上的软件系统的规模和复杂性越来越高，并表现出诸如持续性、自

适应性、交互性、动态性、开放性、异构性等特点。因此，如何支持这类复杂系统的开发、

缓解和消除现阶段的软件危机是当前软件工程面临的一项重要挑战。为了迎接上述挑战，

1 敏捷软件开发

软件工程一直以来都面临着一个共同的问题，即如何迅速、高效地开发软件系统，适

应用户需求的快速变化，确保软件系统的质量，控制软件开发成本。传统软件开发方法强

调软件开发需遵循严格的过程模型以及以此为基础的开发计划，并且在软件开发过程中需

产生大量的规范化文档，这一思想和方法很难应对快速、灵活和低成本软件开发所带来的

一系列问题。自二十世纪九十年代以来，软件工程领域涌现出了一批新的软件开发方法。

这些方法主张软件开发只编写少量文档、以用户为中心、主动适应需求变化。这些方法被

称为敏捷软件开发，其代表性的成果是极限编程。

1.1 敏捷思想

至今人们已提出了几十种软件开发方法，根据这些方法在对软件开发所提出的要求和

的快速开发并响应用户需求的变化。不同于已有的其它软件开发方法，该方法对软件开发

具有以下四个方面的基本认识：（"）较之于过程和工具，应更加重视人和交互的价值；

（#）较之于面面俱到的文档，应更加重视可运行软件的价值；（$）较之于合同谈判，应

更加重视客户合作的价值；（%）较之于遵循计划，应更加重视响应用户需求变化的价值

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敏捷软件开发方法认为人是软件开发中最为重要的因素，软件开发应坚持以人为本；

优秀的软件开发团队离不开人员之间良好的沟通与合作，相比较而言团队的合作与沟通能

力比单纯的编程能力更为重要，改善人员之间的交流与合作将有助于提升团队的软件开发

水平；应根据软件开发团队的特点选择合适的软件开发过程；在软件开发工具的选择方面，

敏捷软件开发主张从使用小工具开始，只有当小工具不能满足要求时才考虑选择和使用功

能强大的工具。

一直以来，人们将文档视为是对软件开发各个阶段成果进行记录、促进人员之间进行

交流的重要媒介和工具，也是软件开发和维护的主要依据。然而，编制过多的文档不仅会

耗费大量时间和精力，而且当用户需求变化时难以实现文档与代码的同步，这势必会影响

软件系统的开发和维护。敏捷软件开发方法提倡在软件开发过程中只编写少量短小精炼的

文档。

密、详细的计划，只应覆盖短期的工作任务，对于中长期的任务只需有一个粗略的规划即

可，要保留计划的充分灵活性，并根据需求的变化适时地调整计划。

在上述思想的指导下，敏捷软件开发提出了以下十二条原则来指导软件系统的开发

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(") 尽早和持续地交付有价值的软件，以使用户满意。

敏捷软件开发最关心的是软件系统的交付。诸多软件工程实践表明，初期交付软件系

统中包含的功能越少，最终交付软件系统的质量就越高；软件产品交付的越频繁，最终软

件产品的质量就越高。尽早的交付可以让软件开发团队尽快获得成就感，提升软件开发团

队的激情和效率，尽早从用户处获取对需求、过程、产品等反馈信息。持续性的交付可以

让软件开发团队保持胜利感和成就感，持续获取用户的反馈信息，及时调整项目实施的方

需求不断变化和调整是软件工程化开发的一个重要特点。敏捷软件开发方法的实践者

不应惧怕变化，而应适应用户需求的变化，从而为用户创造竞争优势。为了支持用户需求

的变化，敏捷软件开发所生成的软件结构应具有足够的灵活性，以便在需求变化时能以最

小的代价迅速地做出调整。因此，敏捷软件开发主张采用模式、迭代和重构等技术，以适

应用户需求的变化，获得软件结构的灵活性。

($) 不断交付可运行的软件系统，交付周期可以从几周到几个月。

量的文档或者计划。交付的周期要适宜，太长易使用户失去耐性，软件开发团队也无法从

用户处及时获得反馈信息；过短会使用户难以接受持续不断的软件产品版本。

(%) 在整个软件项目开发期间，用户和开发人员最好能每天一起工作。

为了使软件开发过程保持“敏捷”性，开发人员应及时从用户处获得各种反馈信息，因

此需要用户与软件开发人员一起工作，以便在需要的时候及时给予反馈。

(*) 由积极主动的人来承担项目开发，给他们提供所需环境和支持，信任他们的能力。

在影响软件项目的诸多因素中，人是其中最为重要的因素。因此参与软件项目的人应

积极主动，并要为它们参与软件开发创造良好的环境和条件。

(+) 团队内部最有效的信息传递方式是面对面的交谈。

敏捷软件开发主张软件开发团队人员之间采用面对面交谈的方式来进行沟通，文档不

(!) 可持续性的开发，出资方、开发方和用户方应当保持长期、恒定的开发速度。

对于许多软件项目而言，软件开发是一个长期的过程。敏捷软件开发主张软件开发团

队根据自身的特点选择合适、恒定的软件开发速度。不应盲目追求高速，软件开发速度过

快可能使软件开发人员陷入疲惫状态，可能会出现一些短期行为，以致于给软件项目留下

隐患。

(-) 关注优秀的技能和良好的设计会增强敏捷性。

敏捷的一个重要体现是响应变化的能力。良好的设计是提高软件系统应变能力的关键。

因此，软件开发人员必须从一开始就努力做好设计，并在整个项目开发期间不断审查和改

进设计。所有的软件开发人员都应致力于编写高质量的代码，不要为了追求短期目标而降

低工作质量，将改进的工作留到以后再做。

("") 最好的架构、需求和设计出自于自组织的团队。

开发不是划分成若干部分然后交给相应的成员全权负责，所有成员对于软件项目的所有部

分都有权参与。

("#) 软件开发团队应定期就如何提高工作效率的问题进行反思，并进行相应的调整。

敏捷软件开发方法不是一成不变的，敏捷本身即含有适时调整的意思。随着项目的推

进，软件开发团队应不断地对其组织方式、规则、关系等方面进行反思，并对这些方面进

行调整，以便不断优化团队结构、提高软件开发效率。

1.2 敏捷软件开发特点

敏捷思想对软件开发提出了新的理解和认识。它没有深奥的理论，也没有引入新的概

念和特有的技术，只是将经过数十年检验的一组软件工程准则有机地结合在一起，确保这

些软件工程准则相互支持并能够得到有效执行，从而促进当前软件工程所面临的问题的解

迭代的周期要小。

 简

敏捷软件开发建议软件开发过程中所采用的技术、所使用的工具以及每次迭代要解决

的问题要尽可能的简单；软件开发人员在每次迭代中只关注当前欲实现的功能需求，而不

要考虑将来的问题，从而使得软件开发人员能够聚焦关注点，简化问题的解决。

 快

为了快速响应变化、尽快从用户处获得反馈信息，敏捷软件开发要求软件开发人员尽

快地给用户提交有价值的软件产品，快速地对软件产品进行迭代和更新，以向用户持续地

交付不断完善的软件产品。这里所说的软件产品是指可运行的软件系统，而不是软件文档。

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按照敏捷软件开发思想，软件开发人员和用户应融为一体，形成一个团队；敏捷软件

开发非常强调构成团队的各个成员的素质，包括能力、技能、工作的积极性和主动性；此

外敏捷软件开发还鼓励个体之间的交流，并强调这种交流是以交谈为主，而不是以文档为

媒介。

从总体上看，敏捷软件开发方法与其它一些重型的软件开发方法有以下三个方面的本

质差别。首先，敏捷软件开发强调方法本身的适应性，针对变化不断进行优化和调整，主

动适应变化；而重型软件开发方法以预测性和计划性为主，倾向于预先制定详细的计划，

通过该计划来指导软件项目的实施，并期望软件开发过程与计划之间的偏差越少越好。其

次，敏捷软件开发强调以人为本，认为软件开发是面向人的而不是面向过程的，要求让软

件开发所需的各种方法、技术、工具和过程等适应人，而不是让人去适应它们；而重型软

件开发方法试图定义一种广泛适用的软件开发过程并通过团队来执行该软件开发过程，从

而来指导软件系统的开发。第三，敏捷软件开发重点关注和强调可运行的软件系统，弱化

敏捷软件开发的上述特点使得它更加适合于小规模软件开发团队，因为过多的软件开

发人员势必会使得软件开发人员之间的交流变得非常复杂；同时也使它更加适合于需求易

变的软件系统的开发，从而充分发挥该方法的技术优势。

敏捷软件开发的基本思想和实践原则为软件系统的开发提供了一组高层的策略，它们

明确了实现敏捷软件开发的目标和要求，因而需要相应技术和管理手段的支持。

从技术的角度来看，敏捷思想和原则对软件系统的开发提出了以下一组要求：尽快开

发出可运行的软件系统；当用户需求改变时应迅速地响应变化；获得良好的软件设计，以

便当需求变化时对软件设计进行不断的调整和优化；保证软件系统的质量；提高敏捷软件

开发的效率等等。现阶段软件工程领域有以下一组技术可以有效地满足上述要求，支持敏

捷软件开发。

 测试驱动开发

测试驱动开发要求软件开发人员在编写程序代码之前，先确定和编写好测试。或者说，

及由此而引发的对软件设计的持续调整和优化，软件系统的设计应易于改动和调整，具有

稳固性、可理解性、简单性、干净性和简洁性等特点。

针 对 这 一 要 求 ， '01/ 提 出 一 组 支 持 敏 捷 软 件 开 发 的 设 计 原 则 &