试述快速原型方法的基本思想，并说明该方法的步骤及其工作内容。
题目
试述快速原型方法的基本思想，并说明该方法的步骤及其工作内容。
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第1题：
（）是系统开发中经常使用的一种方法，其基本思想是1977年提出的。
- A、面向对象方法
- B、原型法
- C、生命周期法
- D、快速应用开发
正确答案:B -
第2题：
每项工作都可以通过下述步骤得到改进：把工作内容分解为基本单元，观察和研究这些单元的工作内容和工作方法，测定所须的时间，并找出更合理有效的方法。以上体现了（）的基本思想。
- A、科学管理理论
- B、社会技术理论
- C、行为理论
- D、团队工作方式
正确答案:A -
第3题：
软件原型化开发方法有其基本步骤，下述（）是实施原型化的最基本的步骤。 ①获得基本需求 ②开发工作模型 ③严格细部说明 ④模型验证
- A、全部都是
- B、①②和④
- C、④
- D、①和②
正确答案:B -
第4题：
快速原型技术的基本思想是什么？快速原型模型有几种？各有何特点？
正确答案:基本思想：花费少量代价建立一个可运行的系统，使用户及早获得学习的机会，最终提高软件质量。
根据原型的不同作用，有三类原型模型：
（1）探索型原型。这种类型的原型模型是把原型用于开发的需求分析阶段，目的是要弄清用户的需求，确定所期望的特性，并探索各种方案的可行性。它主要针对开发目标模糊，用户与开发着对项目都缺乏经验的情况，通过对原型的开发来明确用户的需求。
（2）实验型原型。这种原型主要用于设计阶段，考核实现方案是否合适，能否实现，对于一个大型系统，若对设计方案心中没有把握时，可通过这种原型来证实设计方案的正确性。
（3）演化型原型。这种原型主要用于及早向用户提交一个原型系统，该原型系统或者包含系统的框或者包含系统的主要功能。在得到用户的认可后，将原型系统不断扩充演变为最终的软件系统，它将原型的思路扩展到软件开发的全过程。 -
第5题：
请说明快速原型化模型的基本思想。
正确答案:在需求分析的同时，以比较小的代价快速建立一个能够反映用户主要需求的原型系统。用户在原型系统上可以进行基本操作，并且提出改进意见，分析人员根据用户的意见完善原型，然后再由用户评价，提出建议，如此往复，直到开发的原型系统满足了用户的需求为止。基于快速原型化模型的开发过程基本上是线性的，从创建系统原型到系统运行，期间没有反馈环。这是由于开发人员是在原型的基础上进行系统分析和设计，而原型已经通过了用户和开发组的审查，在设计阶段由于有原型作设计参考，所以设计的结果正确率比较高。 -
第6题：
说明SLA、LOM、SLS三种快速原型制造工艺方法的工作原理？
正确答案:（1）立体印刷成型（SLA）
以光敏棚旨为原料，采用计算机控制下的紫外激光束以原型各分层截面轮廓为轨迹逐点扫描，使被扫描区内的树6旨薄层产生光聚合反应后固化，从而形成制件的一个薄层截面。当一层固化完毕，向上（或下）移动工作台，在刚刚固化的树脂表面布放一层新的液态棚旨以便进行循环扫描、固化。新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复制出整个原型。
（2）层合实体制造（LOM）
这项工艺采用激光器和加热辊，按照CAD／CAM分层模型所获得的数据，用激光束将单面涂有热熔胶的纸片、塑料带、金属带或其他材料的箔带切割成欲制样品的内外轮廓，再通过加热使刚刚切好的一层和下面已切割层粘接在一起。通过逐层反复的切割、粘合，最终叠加成整个原型。
（3）选域激光烧结（SLS）
按照计算机输出的原型或零件分层轮廓，采用激光束按指定路径上在选择区域内扫描并熔融工作台上很薄（100-200Lm）且均匀铺层的材料粉末。处于扫描区域内的粉末颗粒被激光束熔融后，彼此连结在一起。当一层扫描完毕，向上（或下）移动工作台，控制完成新一层烧结。全部烧结后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理便获得原型或零件。 -
第7题：
原型化开发方法的基本思想是什么？该方法的主要优点有哪些？
正确答案: 在获得一组基本的用户需求后，快速地加以实现新系统的一个“原型”，随着用户和开发人员对系统理解的加深而不断地对这些需求进行补充和细化。便于需求定义，可靠性好，效率高、风险小、费用低 -
第8题：
试述几种常用优化方法及其基本思想？
正确答案: （1）一维搜索法：是优化方法中最基本、最常用的方法。所谓搜索，就是一步一步的查寻，直至函数的近似极值点处。其基本原理是区间消去法原则，即把搜索区间[a，b]分成3段或2段，通过判断弃除非极小段，从而使区间逐步缩小，直至达到要求精度为止，取最后区间中的某点作为近似极小点。
（2）坐标轮换法：又称降维法。其基本思想是将一个多维的无约束问题转化为一系列一维优化问题来解决。基本步骤是，从一个初始点出发，选择其中一个变量沿相应的坐标轴方向进行一维搜索，而将其它变量固定。当沿该方向找到极小点之后，再从这个新的点出发，对第二个变量采用相同的办法进行一维搜索。如此轮换，直到满足精度要求为止。若首次迭代即出现目标函数值不下降，则应取相反方向搜索。该方法不用求导数，编程简单，适用于维数小于10或目标函数无导数、不易求导数的情况。
但搜索效率低，可靠性较差。
（3）单纯形：是指在n维空间中具有n+1个顶点的多面体。其基本思想是，在n维设计空间中，取n+1个点，构成初始单纯形，求出各顶点所对应的函数值，并按大小顺序排列。去除函数值最大点Xmax，求出其余各点的中心Xcen，并在Xmax与Xcen的联线上求出反射点及其对应的函数值，再利用“压缩”或“扩张等方式寻求函数值较小的新点，用以取代函数值最大的点而构成新单纯形。如此反复，直到满足精度为止。
（4）梯度法：又称一阶导数法，最速下降法。其基本思想是以目标函数值下降最快的负梯度方向作为寻优方向求极小值。该方法中，相邻两个迭代点上的函数梯度相互垂直。而搜索方向就是负梯度方向，因此相邻两个搜索方向互相垂直。梯度法虽然比较古老，但可靠性好，能稳定地使函数值不断下降。适用于目标函数存在一阶偏导数，精度要求不高的情况。该方法的缺点是收敛速度缓慢。
（5）鲍威尔法（Powell）：是直接利用函数值来构造共轭方向的一种共轭方向法。其基本思想是不对目标函数作求导数计算，仅利用迭代点的目标函数值构造共轭方向。该法收敛速度快，是直接搜索法中比坐标轮换法使用效果更好的一种算法。适用于维数较高的目标函数。但编程较复杂。
（6）牛顿法：其基本思想是，首先把目标函数近似表示为泰勒展开式，并只取到二次项。然后，不断地用二次函数的极值点近似逼近原函数的极值点，直到满足精度要求为止。该法在一定条件下收敛速度快，尤其适用于目标函数为二次函数的情况。但计算量大，可靠性较差。
（7）变尺度法：又称拟牛顿法，它在牛顿法的基础上又作了重要改进。变尺度法综合了梯度法和牛顿法的优点，使其迭代公式中的方向随着迭代点位置的变化而变化。在远离最优点时与梯度法的迭代方向相同，计算简单且收敛速度快。随着迭代过程的进行，不断修正迭代方向，以改善在最优点附近时梯度法速度减慢的缺点。当迭代点逼近最优点时，利用牛顿法速度加快的优点，迭代方向就趋于牛顿方向，因而具有更好的收敛性。这种方法是求解高维数（10-50）无约束问题的最有效算法。
（8）网格法：其基本思想是，在设计变量的界限区内作网格，逐一计算网格点上的约束函数值和目标函数值，舍去不满足约束条件的网格点，而对满足约束条件的网格点比较目标函数值的大小，从中求出目标函数值为最小的网格点，这个点就是所要求最优解的近似解。该法算法简单，对目标函数无特殊要求，但对于多维问题计算量较大，通常适用于具有离散变量（变量个数≤8个）的小型的约束优化问题。
（9）复合形法：是一种直接在约束优化问题的可行域内寻求约束最优解的直接解法。其基本思想是，先在可行域内产生一个具有大于n+1个顶点的初始复合形，然后对其各顶点函数值进行比较，判断目标函数值的下降方向，不断地舍弃最差点而代之以满足约束条件且使目标函数下降的新点。如此重复，使复合形不断向最优点移动和收缩，直到满足精度要求为止。该法不需计算目标函数的梯度及二阶导数矩阵，计算量少，简明易行，工程设计中较为实用。但不适用于变量个数较多（大于15个）和有等式约束的问题（10）罚函数法：又称序列无约束极小化方法。是一种将约束优化问题转化为一系列无约束优化问题的间接解法。其基本思想是，将约束优化问题中的目标函数加上反映全部约束函数的对应项（惩罚项），构成一个无约束的新目标函数，即罚函数。 -
第9题：
问答题试述在需求获取中使用原型方法的主要步骤。正确答案： 在需求获取中使用原型方法的主要步骤包括：
①确定原型需求。搞清楚为什么要开发原型，拥有的起始点是什么，期望的结束标准是什么。
②原型开发。依据原型的需求特点和开发目的，选择原型的开发方法和构建技术，建立初始原型。
③原型评估。对上一阶段产生的原型进行评估，根据评估者的反馈判断原型是否满足结束标准。评估者一般是用户和开发者。
④原型修正。如果已经建立的原型达到了目的，就结束原型方法过程。否则根据评估者反馈的不足进行原型调整，调整完成后准备再次进行原型评估。解析： 暂无解析 -
第10题：
多选题软件原型化开发方法有其基本步骤，下列（）是实施原型化的最基本步骤。A获得基本需求
B开发工作模型
C严格细致说明
D模型验证
正确答案： A,B,D解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题试述面向对象开发方法的基本思想和步骤。正确答案： 面向对象开发方法的基本思想和步骤完全融合了结构化生命周期方法和快速原型方法的基本思想和步骤，只是在其中采取了面向对象的技术。
具体来说，也包括需求分析、总体设计、详细设计、编程实施等各个阶段，只是在需求分析阶段建立的是面向对象的数据模型，在设计和实现阶段采取面向对象的技术等。解析： 暂无解析 -
第12题：
多选题软件原型化开发方法有其基本步骤，下述（）是实施原型化的最基本的步骤。A获得基本需求
B开发工作模型
C严格细部说明
D模型验证
正确答案： D,B解析： 暂无解析 -
第13题：
原型法系统开发方法的基本思想是什么？
正确答案:原型法是一种先建立待制系统模型，在与用户分析修改模型，最终使用户满意的系统开发方法。其产生的背景是由于在实际系统中，用户信息需求和系统环境的多变性动摇了结构化生命周期法的基本前提，成为结构化系统开发的重大障碍，原型法（PrototypingApproach）正是针对上述问题进行变通而产生的一种新的系统开发方法。原型法的基本思想是：开发管理信息系统，首先要对用户提出的初步需求进行总结然后构造一个合适的原型并运行，此后，通过系统开发人员与用户对原型的运行情况的不断分析、修改和研讨，不断扩充和完善系统的结构和功能，直至到符合用户要求的系统为止。 -
第14题：
试述面向对象开发方法的基本思想和步骤。
正确答案:面向对象开发方法的基本思想和步骤完全融合了结构化生命周期方法和快速原型方法的基本思想和步骤，只是在其中采取了面向对象的技术。
具体来说，也包括需求分析、总体设计、详细设计、编程实施等各个阶段，只是在需求分析阶段建立的是面向对象的数据模型，在设计和实现阶段采取面向对象的技术等。 -
第15题：
在软件开发项目中强调"个体和交互胜过过程和工具，可以工作的软件胜过全面的文档，客户合作胜过合同谈判，响应变化胜过遵循计划"，是（）的基本思想。
- A、结构化方法
- B、敏捷方法
- C、快速原型方法
- D、增量迭代方法
正确答案:B -
第16题：
试述在需求获取中使用原型方法的主要步骤。
正确答案: 在需求获取中使用原型方法的主要步骤包括：
①确定原型需求。搞清楚为什么要开发原型，拥有的起始点是什么，期望的结束标准是什么。
②原型开发。依据原型的需求特点和开发目的，选择原型的开发方法和构建技术，建立初始原型。
③原型评估。对上一阶段产生的原型进行评估，根据评估者的反馈判断原型是否满足结束标准。评估者一般是用户和开发者。
④原型修正。如果已经建立的原型达到了目的，就结束原型方法过程。否则根据评估者反馈的不足进行原型调整，调整完成后准备再次进行原型评估。 -
第17题：
快速原型制造（RPM）技术的工作原理是什么？说明快速原型制造（RPM）的工作过程？典型的快速原型制造工艺方法有哪四种？
正确答案: 原理：软件离散-材料堆积。
工作过程：零件CAD数据模型的建立、数据转换文件的生成、分层切片、快速堆积成形。
四种方法：光敏液相固化法SLA、选区片层粘结法LOM、选区激光烧结法SLS、熔丝沉积成型法FDM。 -
第18题：
试述原型法的基本思想。
正确答案: 原则法的基本思路是用户与系统分析、设计人员合作，根据用户提出的最基本的问题和想法很快建立一个应用软件的骨架，作为应用开发的实验模型。
这个实验模型叫做系统原型，用户先运行这个原型系统，熟悉它、使用它、受到启发并取得经验，然后对系统的目标和功能提出精确、具体的要求，在对系统的需求最后决定后，再用传统的方法建设系统，通常原型系统的部分程序可以在后来的系统建设中直接采用。 -
第19题：
软件原型化开发方法有其基本步骤，下列（）是实施原型化的最基本步骤。
- A、获得基本需求
- B、开发工作模型
- C、严格细致说明
- D、模型验证
正确答案:A,B,D -
第20题：
问答题试述快速原型方法的基本思想，并说明该方法的步骤及其工作内容。正确答案： 快速原型法（Rapid Prototyping）的基本思想是依据原型进行快速开发，对存在的问题进行反复的修正，直至形成用户满意的系统。
快速原型开发方法可以分为四个步骤： 系统基本需求的确定：确定用户对系统的基本需求，包括系统的主要性能、总体结构、交互界面等，勾画出用户所需要的初步原型；
对原型的功能选择：根据需要将原型中的功能分类，确定主次关系，以决定先实现哪些功能；
原型的构造与试用：根据原型进行快速开发，并提供给用户试用；
原型的修改和完善：用户可以在试用的过程中发现问题、提出建议，从而不断完善原型，最终得到用户满意的系统。解析： 暂无解析 -
第21题：
问答题原型化开发方法的基本思想是什么？该方法的主要优点有哪些？正确答案： 在获得一组基本的用户需求后，快速地加以实现新系统的一个“原型”，随着用户和开发人员对系统理解的加深而不断地对这些需求进行补充和细化。便于需求定义，可靠性好，效率高、风险小、费用低解析： 暂无解析 -
第22题：
问答题请说明快速原型化模型的基本思想。正确答案： 在需求分析的同时，以比较小的代价快速建立一个能够反映用户主要需求的原型系统。用户在原型系统上可以进行基本操作，并且提出改进意见，分析人员根据用户的意见完善原型，然后再由用户评价，提出建议，如此往复，直到开发的原型系统满足了用户的需求为止。基于快速原型化模型的开发过程基本上是线性的，从创建系统原型到系统运行，期间没有反馈环。这是由于开发人员是在原型的基础上进行系统分析和设计，而原型已经通过了用户和开发组的审查，在设计阶段由于有原型作设计参考，所以设计的结果正确率比较高。解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题试述几种常用优化方法及其基本思想？正确答案： （1）一维搜索法：是优化方法中最基本、最常用的方法。所谓搜索，就是一步一步的查寻，直至函数的近似极值点处。其基本原理是区间消去法原则，即把搜索区间[a，b]分成3段或2段，通过判断弃除非极小段，从而使区间逐步缩小，直至达到要求精度为止，取最后区间中的某点作为近似极小点。
（2）坐标轮换法：又称降维法。其基本思想是将一个多维的无约束问题转化为一系列一维优化问题来解决。基本步骤是，从一个初始点出发，选择其中一个变量沿相应的坐标轴方向进行一维搜索，而将其它变量固定。当沿该方向找到极小点之后，再从这个新的点出发，对第二个变量采用相同的办法进行一维搜索。如此轮换，直到满足精度要求为止。若首次迭代即出现目标函数值不下降，则应取相反方向搜索。该方法不用求导数，编程简单，适用于维数小于10或目标函数无导数、不易求导数的情况。
但搜索效率低，可靠性较差。
（3）单纯形：是指在n维空间中具有n+1个顶点的多面体。其基本思想是，在n维设计空间中，取n+1个点，构成初始单纯形，求出各顶点所对应的函数值，并按大小顺序排列。去除函数值最大点Xmax，求出其余各点的中心Xcen，并在Xmax与Xcen的联线上求出反射点及其对应的函数值，再利用“压缩”或“扩张等方式寻求函数值较小的新点，用以取代函数值最大的点而构成新单纯形。如此反复，直到满足精度为止。
（4）梯度法：又称一阶导数法，最速下降法。其基本思想是以目标函数值下降最快的负梯度方向作为寻优方向求极小值。该方法中，相邻两个迭代点上的函数梯度相互垂直。而搜索方向就是负梯度方向，因此相邻两个搜索方向互相垂直。梯度法虽然比较古老，但可靠性好，能稳定地使函数值不断下降。适用于目标函数存在一阶偏导数，精度要求不高的情况。该方法的缺点是收敛速度缓慢。
（5）鲍威尔法（Powell）：是直接利用函数值来构造共轭方向的一种共轭方向法。其基本思想是不对目标函数作求导数计算，仅利用迭代点的目标函数值构造共轭方向。该法收敛速度快，是直接搜索法中比坐标轮换法使用效果更好的一种算法。适用于维数较高的目标函数。但编程较复杂。
（6）牛顿法：其基本思想是，首先把目标函数近似表示为泰勒展开式，并只取到二次项。然后，不断地用二次函数的极值点近似逼近原函数的极值点，直到满足精度要求为止。该法在一定条件下收敛速度快，尤其适用于目标函数为二次函数的情况。但计算量大，可靠性较差。
（7）变尺度法：又称拟牛顿法，它在牛顿法的基础上又作了重要改进。变尺度法综合了梯度法和牛顿法的优点，使其迭代公式中的方向随着迭代点位置的变化而变化。在远离最优点时与梯度法的迭代方向相同，计算简单且收敛速度快。随着迭代过程的进行，不断修正迭代方向，以改善在最优点附近时梯度法速度减慢的缺点。当迭代点逼近最优点时，利用牛顿法速度加快的优点，迭代方向就趋于牛顿方向，因而具有更好的收敛性。这种方法是求解高维数（10-50）无约束问题的最有效算法。
（8）网格法：其基本思想是，在设计变量的界限区内作网格，逐一计算网格点上的约束函数值和目标函数值，舍去不满足约束条件的网格点，而对满足约束条件的网格点比较目标函数值的大小，从中求出目标函数值为最小的网格点，这个点就是所要求最优解的近似解。该法算法简单，对目标函数无特殊要求，但对于多维问题计算量较大，通常适用于具有离散变量（变量个数≤8个）的小型的约束优化问题。
（9）复合形法：是一种直接在约束优化问题的可行域内寻求约束最优解的直接解法。其基本思想是，先在可行域内产生一个具有大于n+1个顶点的初始复合形，然后对其各顶点函数值进行比较，判断目标函数值的下降方向，不断地舍弃最差点而代之以满足约束条件且使目标函数下降的新点。如此重复，使复合形不断向最优点移动和收缩，直到满足精度要求为止。该法不需计算目标函数的梯度及二阶导数矩阵，计算量少，简明易行，工程设计中较为实用。但不适用于变量个数较多（大于15个）和有等式约束的问题（10）罚函数法：又称序列无约束极小化方法。是一种将约束优化问题转化为一系列无约束优化问题的间接解法。其基本思想是，将约束优化问题中的目标函数加上反映全部约束函数的对应项（惩罚项），构成一个无约束的新目标函数，即罚函数。解析： 暂无解析