噴泉模型是一種以用戶需求為動(dòng)力，以對(duì)象為驅(qū)動(dòng)的模型，主要用于描述面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)過程。該模型認(rèn)為軟件開發(fā)過程自下而上周期的各階段是相互重疊和多次反復(fù)的，就像水噴上去又可以落下來(lái)，類似一個(gè)噴泉。各個(gè)開發(fā)階段沒有特定的次序要求，并且可以交互進(jìn)行，可以在某個(gè)開發(fā)階段中隨時(shí)補(bǔ)充其他任何開發(fā)階段中的遺漏。采用噴泉模型的軟件過程如下圖所示：

噴泉模型主要用于面向?qū)ο蟮能浖?a href="/wiki/%E9%A1%B9%E7%9B%AE" title="項(xiàng)目">項(xiàng)目，軟件的某個(gè)部分通常被重復(fù)多次，相關(guān)對(duì)象在每次迭代中隨之加入漸進(jìn)的軟件成分。各活動(dòng)之間無(wú)明顯邊界，例如設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)之間沒有明顯的邊界，這也稱為“噴泉模型的無(wú)間隙性”。由于對(duì)象概念的引入，表達(dá)分析、設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)等活動(dòng)只用對(duì)象類和關(guān)系，從而可以較容易地實(shí)現(xiàn)活動(dòng)的迭代和無(wú)間隙。

噴泉模型是由B．H．Sollers和J．M．Edwards于1990年提出的一種新的開發(fā)模型。噴泉模型主要用于采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的軟件開發(fā)項(xiàng)目，噴泉一詞本身就體現(xiàn)了迭代和無(wú)間隙的特征。無(wú)間隙指在各項(xiàng)活動(dòng)之間無(wú)明顯邊界，如分析、設(shè)計(jì)和編碼之間沒有明顯的界限。在編碼之前再進(jìn)行需求分析和設(shè)計(jì)，期間添加有關(guān)功能，使系統(tǒng)得以演化。噴泉模型在系統(tǒng)某個(gè)部分常常被重復(fù)工作多次，相關(guān)對(duì)象在每次迭代中隨之加入漸進(jìn)的系統(tǒng)。由于對(duì)象概念的引入，需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)等活動(dòng)只用對(duì)象類和關(guān)系來(lái)表達(dá)，從而可以較為容易地實(shí)現(xiàn)活動(dòng)的迭代和無(wú)間隙，并且使得開發(fā)過程自然地包括復(fù)用。

1、噴泉模型的優(yōu)點(diǎn)

噴泉模型不像瀑布模型那樣，需要分析活動(dòng)結(jié)束后才開始設(shè)計(jì)活動(dòng)，設(shè)計(jì)活動(dòng)結(jié)束后才開始編碼活動(dòng)。該模型的各個(gè)階段沒有明顯的界限，開發(fā)人員可以同步進(jìn)行開發(fā)。其優(yōu)點(diǎn)是可以提高軟件項(xiàng)目開發(fā)效率，節(jié)省開發(fā)時(shí)間，適應(yīng)于面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)過程。

2、噴泉模型的缺點(diǎn)

由于噴泉模型在各個(gè)開發(fā)階段是重疊的，因此在開發(fā)過程中需要大量的開發(fā)人員，因此不利于項(xiàng)目的管理。此外這種模型要求嚴(yán)格管理文檔，使得審核的難度加大，尤其是面對(duì)可能隨時(shí)加入各種信息、需求與資料的情況。

1.傳統(tǒng)的噴泉模型

傳統(tǒng)的噴泉模型如下圖所示，目前主要應(yīng)用于面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)中 。該模型的主要特點(diǎn)是認(rèn)為軟件開發(fā)的各個(gè)階段是相互重疊和多次反復(fù)的，從圖中可以看出，軟件開發(fā)的規(guī)格說明階段、設(shè)計(jì)階段、編碼階段和測(cè)試階段可以交疊在一起，同時(shí)進(jìn)行。這體現(xiàn)了各個(gè)開發(fā)過程的并行關(guān)系。噴泉的水可以噴上去又可以落下來(lái)，水既可以落在中間，也可以落在底部。這一點(diǎn)在模型中表現(xiàn)為各個(gè)測(cè)試階段的并行。噴泉的水不停的噴發(fā)、墜落，代表著開發(fā)和測(cè)試階段的復(fù)雜性和重復(fù)性。

2.改進(jìn)的噴泉模型

在傳統(tǒng)噴泉模型的基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)的噴泉模型，如下圖所示。以噴泉模型為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)盡早的、全面的展開測(cè)試，同時(shí)將測(cè)試工作進(jìn)行迭代。另外，改進(jìn)的噴泉將需求納入，使得模型完全實(shí)現(xiàn)了整個(gè)開發(fā)過程的無(wú)邊界、交互性。

該模型每一次測(cè)試過程包括四個(gè)階段。

第一階段為測(cè)試需求階段，包括提取和驗(yàn)證需求。這一階段的測(cè)試主要是采用靜態(tài)測(cè)試。

第二階段為測(cè)試分析階段，又分為制定測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試設(shè)計(jì)與開發(fā)兩個(gè)步驟。測(cè)試計(jì)劃包括確定測(cè)試策略和測(cè)試系統(tǒng)，預(yù)估測(cè)試工作量等。測(cè)試設(shè)計(jì)與開發(fā)包括開發(fā)測(cè)試用例，驗(yàn)證并調(diào)試測(cè)試等。

第三階段為測(cè)試執(zhí)行階段，強(qiáng)調(diào)測(cè)試人員和開發(fā)人員的配合。該階段的測(cè)試方法包括單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試及驗(yàn)收測(cè)試。除了對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試外，還要對(duì)文檔等進(jìn)行測(cè)試。記錄測(cè)試結(jié)果并寫出測(cè)試總結(jié)報(bào)告，為下一輪的迭代測(cè)試打基礎(chǔ)。

第四階段為測(cè)試維護(hù)階段。開發(fā)者的維護(hù)包括修復(fù)顧客操作和為滿足不斷變化的顧客需求而對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行增強(qiáng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的缺陷；測(cè)試組的維護(hù)意味著對(duì)缺陷的修復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)試增強(qiáng)了的功能以及產(chǎn)品的新發(fā)布版本上運(yùn)行回歸測(cè)試以確保修改前的產(chǎn)品具有的功能不因產(chǎn)品的新變化而被破壞。

從模型圖中可以看出，該模型除具有傳統(tǒng)噴泉模型的優(yōu)點(diǎn)外，還體現(xiàn)了以下特點(diǎn)：

(1)布式特點(diǎn)當(dāng)軟件結(jié)束計(jì)劃階段，分布在不同地域的軟件開發(fā)小組可以根據(jù)計(jì)劃，在不同或者相同的時(shí)間啟動(dòng)項(xiàng)目開發(fā)。

(2)測(cè)試的充分軟件測(cè)試中測(cè)試用例的覆蓋率直接決定了軟件測(cè)試的質(zhì)量。改進(jìn)的噴泉模型大大擴(kuò)大了設(shè)計(jì)和選取測(cè)試用例的范圍，可以從包括程序、文檔等所有可以使用的信息中獲得，提高了測(cè)試用例的覆蓋率，保證測(cè)試的充分性和完全性。

(3)完全實(shí)現(xiàn)了測(cè)試和開發(fā)的同步，以及各個(gè)過程內(nèi)各個(gè)階段之間的同步。真正實(shí)現(xiàn)了“全過程”測(cè)試，提高了軟件測(cè)試的質(zhì)量。

在給一個(gè)中型制造企業(yè)開發(fā)物流管理信息系統(tǒng)的過程中，使用改進(jìn)模型。這個(gè)物流管理信息系統(tǒng)基于C／S和B／S混合架構(gòu)，一共分為六大子系統(tǒng)，目的是解決企業(yè)內(nèi)部存在的“信息孤島”問題，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部信息共享，幫助企業(yè)提高信息化水平。按照以往經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)一個(gè)物流管理信息系統(tǒng)，其中有一半的時(shí)間是進(jìn)行各類測(cè)試。在開發(fā)這個(gè)系統(tǒng)時(shí)，所面臨的問題主要有以下幾點(diǎn)：

(1)企業(yè)的需求非常不固定，經(jīng)常變化。

(2)由于企業(yè)的規(guī)模不大，資金有限，要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)必須完成開發(fā)。

(3)系統(tǒng)必須能正常運(yùn)行，要求測(cè)試的完備性。

該系統(tǒng)開發(fā)小組一共四個(gè)成員，基于上述三個(gè)問題，采用了改進(jìn)的噴泉模型進(jìn)行軟件測(cè)試，一個(gè)編程，一個(gè)測(cè)試，開發(fā)與測(cè)試同步。本文以信息系統(tǒng)中的倉(cāng)庫(kù)子系統(tǒng)為例，介紹如何使用該測(cè)試模型來(lái)解決以上問題。倉(cāng)庫(kù)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖中一共分為三層，上層、中間層和底層，實(shí)際還有一層，稱為頂層。底層采用單元測(cè)試，中間層和上層采用集成測(cè)試，頂層采用系統(tǒng)測(cè)試。在整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)過程中，嚴(yán)格按照測(cè)試模型進(jìn)行測(cè)試和開發(fā)。具體步驟和做法為：

(1)順層開發(fā)階段，對(duì)應(yīng)模型中的顧客分析。主要是對(duì)需求的確定和驗(yàn)證。在確定用戶需求時(shí)，根據(jù)企業(yè)需求不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，把企業(yè)的需求進(jìn)行分類，共分為三類：穩(wěn)定的，不穩(wěn)定的和極不穩(wěn)定的。

利用這些需求完成最初的需求說明書，根據(jù)測(cè)試模型，測(cè)試人員開始進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)收測(cè)試用例。對(duì)于極不穩(wěn)定的需求編制成一份文檔，并進(jìn)行確認(rèn)，在以后的開發(fā)過程中邊開發(fā)邊對(duì)這些需求進(jìn)行更改。

(2)當(dāng)開發(fā)進(jìn)行到概要設(shè)計(jì)(圖中的上層)時(shí)，對(duì)應(yīng)測(cè)試模型中的系統(tǒng)分析階段。按照測(cè)試模型，采用邊開發(fā)邊測(cè)試的辦法。根據(jù)上一階段已經(jīng)通過驗(yàn)收測(cè)試的需求說明書，將整個(gè)系統(tǒng)分成了六大子系統(tǒng)，銷售子系統(tǒng)、采購(gòu)子系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)子系統(tǒng)、生產(chǎn)子系統(tǒng)、財(cái)務(wù)子系統(tǒng)和服務(wù)器子系統(tǒng)。此時(shí)，測(cè)試人員結(jié)束驗(yàn)收測(cè)試用例的設(shè)計(jì)，而進(jìn)入集成測(cè)試用例的設(shè)計(jì)。

(3)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，對(duì)應(yīng)測(cè)試模型的子系統(tǒng)分析。首先把倉(cāng)庫(kù)分成系統(tǒng)管理、入庫(kù)管理、出庫(kù)管理、調(diào)撥管理、庫(kù)存統(tǒng)計(jì)和輔助管理六個(gè)模塊，這個(gè)過程測(cè)試人員繼續(xù)執(zhí)行測(cè)試用例的設(shè)計(jì)。然后進(jìn)入測(cè)試模型中的模塊分析階段，即開發(fā)人員根據(jù)需求文檔進(jìn)行更細(xì)小的模塊劃分。系統(tǒng)管理這個(gè)模塊由四個(gè)更小的模塊組成，入庫(kù)管理、出庫(kù)管理、調(diào)撥管理、庫(kù)存統(tǒng)計(jì)和輔助管理同樣進(jìn)行了更細(xì)的劃分。在這一過程中，需求中的不穩(wěn)定因素被確定下來(lái)，測(cè)試人員結(jié)束集成測(cè)試用例設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)而開發(fā)單元測(cè)試用例設(shè)計(jì)，測(cè)試人員大概能完成3／4的集成測(cè)試用例設(shè)計(jì)，并開始對(duì)文檔進(jìn)行驗(yàn)收測(cè)試，記錄測(cè)試結(jié)果，反饋給開發(fā)人員，使其可以及時(shí)修改需求中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

(4)代碼編寫階段。開發(fā)人員根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果，從底層開始進(jìn)行代碼開發(fā)。測(cè)試人員繼續(xù)進(jìn)行單元測(cè)試用例的設(shè)計(jì)，測(cè)試用例的獲取范圍也擴(kuò)大，可以從程序中選擇。例如完成庫(kù)存管理單元時(shí)，開發(fā)人員繼續(xù)開發(fā)下一個(gè)小單元，測(cè)試人員則開始進(jìn)行單元測(cè)試，并把測(cè)試后的結(jié)果反饋給開發(fā)人員，這樣開發(fā)人員能及時(shí)地改正錯(cuò)誤。當(dāng)開發(fā)人員完成系統(tǒng)管理，開發(fā)入庫(kù)管理時(shí)，測(cè)試人員對(duì)系統(tǒng)管理進(jìn)行集成測(cè)試，并同時(shí)進(jìn)行單元測(cè)試。同樣將測(cè)試結(jié)果及時(shí)反饋給開發(fā)人員。當(dāng)整個(gè)倉(cāng)庫(kù)子系統(tǒng)完成了2／3的模塊時(shí)，測(cè)試人員邊進(jìn)行單元測(cè)試和集成測(cè)試，邊進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試用例設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)測(cè)試需要的測(cè)試環(huán)境設(shè)計(jì)。完成所有子系統(tǒng)時(shí)，開始進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。

在最后執(zhí)行的驗(yàn)收測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，先確定子系統(tǒng)，再確定模塊，最后直接回到需求中查找錯(cuò)誤，并執(zhí)行回歸測(cè)試。下表是測(cè)試過程中的一個(gè)測(cè)試實(shí)例。

為了能更清楚的說明改進(jìn)的噴泉模型的優(yōu)勢(shì)，我們把該模型每個(gè)階段測(cè)試的結(jié)果和舊有模型進(jìn)行了比對(duì)，如表2所示，并進(jìn)行了圖形分析，如下圖所示。

表2 新舊模型測(cè)試結(jié)果對(duì)比

從表2和上圖中可以看出，由于新模型實(shí)現(xiàn)了開發(fā)與測(cè)試并行，各個(gè)開發(fā)和測(cè)試階段的并行，擴(kuò)大了測(cè)試用例的覆蓋率，而且軟件中出現(xiàn)的錯(cuò)誤在前期就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，不僅保證了測(cè)試的有效性和完備性，同時(shí)大大降低了測(cè)試在軟件中的費(fèi)用。