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第13章RUP统一软件过程,目录,131当前流行的软件过程,132统一软件过程(RUP)概述,133RUP中的核心工作流,134RUP裁剪,135RUP的十大要素,第13章RUP统一软件过程,软件工程的三个要素是：工具、方法和过程。软件过程是指开发软件所需要完成的活动构成的框架。在每个活动其间，都要通过一些工具，采用一些方法、技术构造工作产品（如，计划、文档、模型、代码、测试用例和手册等）。软件工程使用某些工具，采用某种方法，按照某种过程开发软件系统。下面是工具、方法和过程在开发软件时的关系。如图13-1所示。工具层为软件过程和方法提供了自动或半自动的支持；方法层在技术上说明了需要如何去开发软件；软件过程提供一个活动框架，在这个框架下可以建立一个软件开发的综合计划。,图13-1工具、方法和过程,131当前流行的软件过程,采用有效的软件过程，是实现软件成功开发的前提。当前流行的软件过程有：RationalUnifiedProcess（RUP）OPENProcessObject-OrientedSoftwareProcess（OOSP）ExtremeProgramming（XP）CatalysisDynamicSystemDevelopmentMethod（DSDM）其中，RUP既是一个软件过程，更是一个软件过程框架。他可以适合不同规模、各种类型的软件项目开发。在实际的应用过程中,可以根据自己的需要,对这个标准过程进行裁减。统一软件过程把UML建模语言有机的结合到一起，非常适合采用面向对象软件技术进行软件项目开发。,131当前流行的软件过程,统一软件过程有三个突出的特点：用例驱动、以构架为中心、采用迭代和增量模型。下面分别介绍着三个特点。(1)所有的软件开发都是用户需求驱动的。统一软件开发过程采用用例来描述用户需求，同时提供一套方法把用例转化为设计的类图，进一步变成最终的程序代码。在整个软件开发过程中，要求用例是可跟踪的，也就是说，无论是设计阶段还是实现阶段的产品，都可以找到相应的需求。用例还梢宰魑没馐院脱槭兆钪杖砑返谋曜肌(2)构架是一个小的、皮包骨头的系统，它实现了用户的核心需求，包括了系统中最重要的静态和动态特征。构架刻画了系统的整体设计，它舍弃了细节部分，突出了系统的重要特征。统一软件过程提供了创建构架的相应方法和过程，可以帮助分析人员和设计人员很好地完成构架的设计。(3)统一软件过程采用迭代和增量的开发方式，把一个软件产品划分成多个较小的部分，每一次完成一个部分，每次要迭代部分是产品的一个增量部分。每个增量部分的生产过程是受控的。,131当前流行的软件过程,采用迭代过程的好处是：把一个复杂的系统分解成多个简单的系统。提高软件项目的可控性。降低软件开发的风险。有效地应对需求变更。,132统一软件过程(RUP)概述,传统的瀑布开发模型是一个一维的模型，开发过程被划分为多个连续的阶段。RUP（RationalUnifiedProcess，统一软件开发过程)是一个面向对象且基于网络的程序开发方法论。根据Rational(RationalRose和统一建模语言的开发者)的说法，好像一个在线的指导者，它可以为所有方面和层次的程序开发提供指导方针、模版以及事例支持。RUP和类似的产品-例如，面向对象的软件过程（OOSP），以及OPENProcess都是理解性的软件工程工具-把开发中面向过程的方面（例如定义的阶段，技术和实践）和其他开发的组件（例如文档，模型，手册以及代码等等）整合在一个统一的框架内。,132统一软件过程(RUP)概述,对于RUP过程，其开发模型由软件生命周期(四个阶段)和RUP的核心工作流构成一个二维空间。横轴表示项目的时间维，包括四个阶段，纵轴表示工作流(活动)。RUP开发模型如图13-2所示。图13-2RUP开发模型,132统一软件过程(RUP)概述,RUP有以下6个特点：1、迭代式开发。在软件开发的早期阶段就想完全、准确的捕获用户的需求几乎是不可能的。实际上，我们经常遇到的问题是需求在整个软件开发工程中经常会改变。迭代式开发允许在每次迭代过程中需求可能有变化，通过不断细化来加深对问题的理解。迭代式开发不仅可以降低项目的风险，而且每个迭代过程都可以执行版本结束，可以鼓舞开发人员。,132统一软件过程(RUP)概述,2、管理需求。确定系统的需求是一个连续的过程，开发人员在开发系统之前不可能完全详细的说明一个系统的真正需求。RUP描述了如何提取、组织系统的功能和约束条件并将其文档化，用例和脚本的使用以被证明是捕获功能性需求的有效方法。3、基于组件的体系结构。组件使重用成为可能，系统可以由组件组成。基于独立的、可替换的、模块化组件的体系结构有助于管理复杂性，提高重用率。RUP描述了如何设计一个有弹性的、能适应变化的、易于理解的、有助于重用的软件体系结构。4、可视化建模。RUP往往和UML联系在一起，对软件系统建立可视化模型，帮助人们提供管理软件复杂性的能力。RUP告诉我们如何可视化地对软件系统建模，获取有关体系结构和组件的结构和行为信息。,132统一软件过程(RUP)概述,5、验证软件质量。在RUP中软件质量评估不再是事后进行或单独小组进行的分离活动，而是内建于过程中的所有活动，这样可以及早发现软件中的缺陷。6、控制软件变更。迭代式开发中如果没有严格的控制和协调，整个软件开发过程很快就陷入混乱之中，RUP描述了如何控制、跟踪、监控、修改以确保成功的迭代开发。RUP通过软件开发过程中的制品，隔离来自其他工作空间的变更，以此为每个开发人员建立安全的工作空间。,132统一软件过程(RUP)概述,1321RUP的核心工作流RUP中有9个工作流，分为6个核心过程工作流(CoreProcessWorkflows)和3个核心辅助工作流(CoreSupportingWorkflows)。尽管6个核心工作流可能使人想起传统瀑布模型中的几个阶段，但应注意迭代过程中的阶段是完全不同的，这些工作流在整个生命周期中一次又一次被访问。9个工作流在项目中轮流被使用，在每一次迭代中以不同的重点和强度重复。1商业建模(BusinessModeling),132统一软件过程(RUP)概述,商业建模工作流描述了如何为新的目标组织开发一个构想，并基于这个构想在商业用例模型和商业对象模型中定义组织的过程，角色和责任。2需求(Requirements)需求工作流的目标是描述系统应该做什么，并使开发人员和用户就这一描述达成共识。为了达到该目标，要对需要的功能和约束进行提取、组织、文档化；最重要的是理解系统所解决问题的定义和范围。,132统一软件过程(RUP)概述,3分析和设计(Analysis捕获和定义术语表中的公用术语，这是对系统功能进行详细说明的基础，如图13-5所示,图13-5确定参与者和用例,133RUP中的核心工作流,(2)区分用例优先级，区分用例优先级是为了决定用例模型中哪些用例需要在早期的迭代中进行开发(包括分析、设计、实现等)，以及哪些用例可以在随后的迭代中进行开发，如图13-6所示，,图13-6区分用例优先级,133RUP中的核心工作流,(3)详细描述一个用例，详细描述用例的主要目的是为了详细描述事件流。这个活动包括建立用例说明、确定用例说明中包括的内容、对用例说明进行形式描述3个步骤，他最终的结果是以图或文字表示的用例的详细说明，如图13-7所示。,图13-7详细描述一个用例,133RUP中的核心工作流,（4）构造用户界面原型。在系统分析人员建立起用例模型，确定了谁是用户以及他们要用系统做什么后。接下来的工作就是要着手设计用户界面。这个活动由逻辑用户界面设计、实际用户界面设计和构造原型两部分组成，它最终的结果是一个用户界面简图和用户界面原型，如图13-8所示。,图13-8构造用户界面原型,133RUP中的核心工作流,（5）构造用例模型。构造用例模型的主要目的是：整理用例间的关系，分离出包含用例和扩展用例；补充用例说明。这个活动由确定共享的功能性说明、确定补充和可选的功能说明、确定用例之间的其他关系3部分组成。在确定系统用例和参与者之后。系统分析人员可以重新整理用例之间的关系，使模型更易于理解和处理，如图13-9所示。,图13-9构造用例模型,133RUP中的核心工作流,1332分析工作流初始阶段的尾期，主要的分析任务开始了，与需求一样，分析工作主要集中在细化阶段，细化阶段的大部分活动是捕获需求，并进行需求分析，分析工作与需求捕获在很大程度上重叠。下面是分析工作流在四个阶段的工作量分布情况。如图13-10所示。图13-10分析工作流,133RUP中的核心工作流,下面从工作产品、软件开发人员和活动三个方面描述分析工作流：1工作产品在分析工作流期间，主要的UML制品：分析模型分析类：对业务模型中的类图或对象图中的类进行加工处理后的类。用例实现：实现用例的顺序图，即由哪些对象相互协作来完成用例的功能。分析包：构架模型：通过包图描述的软件体系。2软件开发人员在分析工作流期间，所参与的软件开发人员：构架设计师用例工程师构件工程师,133RUP中的核心工作流,3主要活动分析工作流主要包括4个活动：架构分析、分析用例、分析类和分析包。（1）架构分析。架构分析的目的是通过分析包、分析类，并结合系统约束和特殊需求，以包的格式表示系统架构，以文本格式描述构架，如图13-11所示。,图13-11架构分析,133RUP中的核心工作流,（2）分析用例。分析用例的目的在于：找到实现用例的对象，通过对象间的协作实现用例的功能。用例实现一协作徒来描述。具体的输入和结果如图13-12所示。,图13-12分析用例,133RUP中的核心工作流,（3）分析类。分析类的目的在于：依据分析类在用例实现中角色，来确定它的职责；确分析类的属性及其关系。具体的输入和结果如图13-13所示。,图13-13分析类,133RUP中的核心工作流,（4）分析包。分析包的目的在于：确保该分析包的合理性和相对独立性；确保该分析包包含完整的用例。一般来说，分析包的活动是：定义和维护包与其他包的依赖；确保包中包含恰当的类；然后限制对其他包的依赖。具体的输入和结果如图13-14所示。图13-14分析包,133RUP中的核心工作流,1333设计工作流设计工作流的主要主要集中于细化阶段的最后部分和构造阶段的开始部分。就软件系统而言，最初的大量建模工作集中在需求和分析工作流，在分析活动逐步完善后，建模工作大量集中在系统设计。下面是设计工作流在四个阶段的工作量分布情况。如图13-15所示。图13-15设计工作流,133RUP中的核心工作流,下面从工作产品、软件开发人员和活动三个方面描述设计工作流：1工作产品在设计工作流期间，主要的UML制品：设计模型设计类用例实现设计子系统接口配置图2软件开发人员在设计工作流期间，所参与的软件开发人员：构架设计师用例工程师构件工程师,133RUP中的核心工作流,3主要活动设计工作流中主要包括4中活动：构架设计、设计一个用例、设计一个类和设计一个子系统。（1）构架设计。构架的设计是设计阶段首要进行的活动，主要目的是描述节点及其网络配置、子系统及其接口，以及识别对构架有重要意义的设计类（如主动类），即，设计类图和实施模型及其构架描述。具体的输入与产出如图13-16所示。,图13-16构架设计,133RUP中的核心工作流,（2）设计一个用例。设计一个用例主要过程包括4个部分：识别设计类或子系统、定义接口、设计用例实现。具体的输入和产出如图13-17所示。图13-17设计用例,133RUP中的核心工作流,（3）设计一个类。这个设计能够实现其在用例实现中以及非功能性需求中所要求的角色。设计类的主要活动是确定类的操作、属性，确定类间的关系。具体的输入和产出如图13-18所示。图13-18设计类,133RUP中的核心工作流,（4）设计一个子系统。设计一个子系统有3个目的：为了确保该子系统尽可能的独立于别的子系统或它们的接口；确保该子系统提供正确的接口；确保子系统实现其接口所定义操作。具体输入和产出如图13-19所示。图13-19设计一个子系统,133RUP中的核心工作流,1334实现工作流实现（实施）是关于把设计模型映射成可执行代码的过程。从系统分析师或系统设计师的角度看，实现工作流的重点就是编写软件系统的可执行代码。实现工作流是构建阶段的焦点。下面是实现工作流在四个阶段的工作量分布情况。如图13-20所示。图13-20实现工作流,133RUP中的核心工作流,下面从工作产品、软件开发人员和活动三个方面描述实现工作流：1工作产品在实现工作流期间，主要的UML制品：实现模型组件实现子系统接口构架描述（实现模型）集成构造计划,133RUP中的核心工作流,2软件开发人员在实现工作流期间，所参与的软件开发人员：构架设计师构件工程师系统集成人员3主要活动在实现工作流中，包括一系列活动：架构实现、系统集成、实现一个子系统、实现一个类和执行单元测试。（1）构架实现。构架实现的主要流程为：识别对构架有重要意义的构件，例如可执行构件；在相关的网络配置中将构件映射到节点上。架构实现由构架设计师负责，主要的输入和制品如图13-21所示。,133RUP中的核心工作流,（2）系统集成。系统集成的主要流程为：创建集成构造计划，描述迭代中所需的构造和对每个构造的需求；在进行集成测试前集成每个构造品。系统集成由系统集成人员负责，主要的输入和制品如图13-22所示。,图13-21构架实现,图13-22系统集成,133RUP中的核心工作流,（3）实现一个子系统。实现一个子系统的目的是确保一个子系统实现其接口提供的功能。由构造工程师负责实现子系统，主要的输入和制品如图13-23所示。图13-23实现一个子系统,133RUP中的核心工作流,（4）实现一个类。实现一个类是把一个设计类映射为代码类。主要流程为：勾画出将包含源代码的文件构件；从设计类及其所参与的关系中生成源代码；按照方法实现设计类的操作；确保构件提供的接口与设计类的接口相符。实现一个类由构件工程师负责，主要的输入/输出制品如图13-24所示。,图13-24实现一个类,133RUP中的核心工作流,（5）执行单元测试。执行单元测试是为了把已实现的构件作为单元进行测试，由构件工程师负责，主要的输入和制品如图13-25所示。图13-25执行单元测试,133RUP中的核心工作流,1335测试工作流测试工作流贯穿于软件开发的整个过程。从初始阶段开始，到细化阶段和构造阶段是测试的焦点。测试是为了找出程序中的错误与缺陷，而不能证明程序无错。测试是一项相当主要的工作，其工作量占软件总开发量40%以上。下面是测试工作流在四个阶段的工作量分布情况。如图13-26所示。图13-26测试工作流,133RUP中的核心工作流,下面从工作产品、软件开发人员和活动三个方面描述测试工作流：1工作产品在测试工作流期间，主要的UML制品：测试模型测试用例测试规程测试组件制定测试计划缺陷评估测试2软件开发人员在测试工作流期间，所参与的软件开发人员：测试设计人员构件工程师集成测试人员系统测试人员,133RUP中的核心工作流,3主要活动在测试工作流中，包括6种活动：制定测试计划、设计测试、实现测试、执行集成测试、执行系统测试和评估测试。（1）制定测试计划。主要包括：描述测试策略；估计测试工作所需的人力以及系统资源等；制定测试工作的进度；制定测试计划由测试工程师负责，主要的输入和制品如图13-27所示。,图13-27制定测试计划,图13-28设计测试,133RUP中的核心工作流,（2）设计测试。测试设计主要包括：识别并描述每个构造的测试用例；识别并构造用于详细说明如何进行测试的测试规划。设计测试由测试工程师负责，主要的输入和制品如图13-28所示。,133RUP中的核心工作流,（3）实现测试。实现测试的目的是为了尽可能的建立测试构件以使测试规程自动化。由构件工程师负责，主要的输入和制品如图13-29所示。图13-29实现测试,133RUP中的核心工作流,（4）执行集成测试。执行每个构造品所需要的集成测试，并捕获其测试结果，由集成测试人员负责，主要的输入和制品如图13-30所示。图13-30执行集成测试,133RUP中的核心工作流,（5）执行系统测试。在每一次迭代中都要执行系统测试，其目的是为了实施系统测试，并且捕获其测试结果，由系统测试人员负责，主要的输入和制品如图13-31所示。（6）评估测试。评估测试的目的是为了对一次迭代内的测试工作作出评估，由测试工程师来负责，主要的输入/输出制品如图13-32所示。,图13-31执行系统测试,图13-32评估测试,134RUP裁剪,RUP是一个通用的过程模板，包含了很多开发指南、制品、开发过程所涉及到的角色说明，由于它非常庞大，所以对具体的开发机构和项目，用RUP时还要做裁剪，也就是要对RUP进行配置。RUP就像一个元过程，通过对RUP进行裁剪可以得到很多不同的开发过程，这些软件开发过程可以看作RUP的具体实例。RUP裁剪可以分为以下几步：1)确定本项目需要哪些工作流。RUP的9个工作流并不总是需要的，可以取舍。2)确定每个工作流需要哪些输入制品，进行加工后，需要输出那些制品。,134RUP裁剪,3)确定4个阶段之间如何演进。确定阶段间演进要以风险控制为原则，决定每个阶段要那些工作流，每个工作流执行到什么程度，制品有那些，每个制品完成到什么程度。4)确定每个阶段内的迭代计划。规划RUP的4个阶段中每次迭代开发的内容。5)规划工作流内部结构。工作流涉及角色、活动及制品，他的复杂程度与项目规模即角色多少有关。最后规划工作流的内部结构，通常用活动图的形式给出。,135RUP的十大要素,RUP有以下十大要素：1.开发一个前景有一个清晰的前景是开发一个满足涉众真正需求的产品的关键。前景抓住了需求流程的要点：分析问题，理解涉众需求，定义系统，当需求变化时管理需求。前景给更详细的技术需求提供了一个高层的、有时候是合同式的基础。正像这个术语隐含的那样，它是软件项目的一个清晰的、通常是高层的视图，能被过程中任何决策者或者实施者借用。它捕获了非常高层的需求和设计约束，让前景的读者能理解将要开发的系统。它还提供了项目审批流痰氖淙耄虼司陀肷桃道碛擅芮邢喙。最后，由于前景构成了“项目是什么？”和“为什么要进行这个项目？”，所以可以把前景作为验证将来决策的方式之一。对前景的陈述应该能回答以下问题，需要的话这些问题还可以分成更小、更详细的问题?关键术语是什么？（词汇表）?我们尝试解决的问题是什么？（问题陈述）?涉众是谁？用户是谁？他们各自的需求是什么？产品的特性是什么？功能性需求是什么？非功能性需求是什么？设计约束是什？,135RUP的十大要素,2.达成计划“产品的质量只会和产品的计划一样好。”(2)在中，软件开发计划（）综合了管理项目所需的各种信息，也许会包括一些在先启阶段开发的单独的内容。SDP必须在整个项目中被维护和更新。定义了项目时间表（包括项目计划和迭代计划）和资源需求（资源和工具），可以根据项目进度表来跟踪项目进展。同时也指导了其他过程内容（原文：processcomponents）的计划：项目组织、需求管理计划、配置管理计划、问题解决计划、QA计划、测试计划、评估计划以及产品验收计划。,135RUP的十大要素,在较简单的项目中，对这些计划的陈述可能只有一两句话。比如，配置管理计划可以简单的这样陈述：每天结束时，项目目录的内容将会被压缩成ZIP包，拷贝到一个ZIP磁盘中，加上日期和版本标签，放到中央档案柜中。软件开发计划的格式远远没有计划活动本身以及驱动这些活动的思想重要。正如DwightD.Eisenhower所说：“plan什么也不是，planning才是一切。”“达成计划”和列表中第3、4、5、8条一起抓住了RUP中项目管理流程的要点。项目管理流程包括以下活动：构思项目、评估项目规模和风险、监测与控制项目、计划和评估每个迭代和阶段。3.标识和减小风险RUP的要点之一是在项目早期就标识并处理最大的风险。项目组标识的每一个风险都应该有一个相应的缓解或解决计划。风险列表应该既作为项目活动的计划工具，又作为确定迭代的基础。,135RUP的十大要素,4.分配和跟踪任务有一点在任何项目中都是重要的，即连续的分析来源于正在进行的活动和进化的产品的客观数据。在RUP中，定期的项目状态评估提供了讲述、交流和解决管理问题、技术问题以及项目风险的机制。团队一旦发现了这些障碍物（篱笆），他们就把所有这些问题都指定一个负责人，并指定解决日期。进度应该定期跟踪，如有必要，更新应该被发布。（原文：updatesshouldbeissuedasnecessary。）这些项目“快照”突出了需要引起管理注意的问题。随着时间的变化/虽然周期可能会变化（原文：Whiletheperiodmayvary。），定期的评估使经理能捕获项目的历史，并且消除任何限制进度的障碍或瓶颈。,135RUP的十大要素,5.检查商业理由商业理由从商业的角度提供了必要的信息，以决定一个项目是否值得投资。商业理由还可以帮助开发一个实现项目前景所需的经济计划。它提供了进行项目的理由，并建立经济约束。当项目继续时，分析人员用商业理由来正确的估算投资回报率(ROI，即returnoninvestment)。商业理由应该给项目创建一个简短但是引人注目的理由，而不是深入研究问题的细节，以使所有项目成员容易理解和记住它。在关键里程碑处，经理应该回顾商业理由，计算实际的花费、预计的回报，决定项目是否继续进行。,135RUP的十大要素,6.设计组件构架在RUP中，件系统的构架是指一个系统关键部件的组织或结构，部件之间通过接口交互，而部件是由一些更小的部件和接口组成的。即主要的部分是什么？他们又是怎样结合在一起的？RUP提供了一种设计、开发、验证构架的很系统的方法。在分析和设计流程中包括以下步骤：定义候选构架、精化构架、分析行为（用例分析）、设计组件。要陈述和讨论软件构架，你必须先创建一个构架表示方式，以便描述构架的重要方面。在RUP中，构架表示由软件构架文档捕获，它给构架提供了多个视图。每个视图都描述了某一组涉众所关心的正在进行的系统的某个方面。涉众有最终用户、设计人员、经理、系统工程师、系统管理员，等等。这个文档使系统构架师和其他项目组成员能就与构架相关的重大决策进行有效的交流。,135RUP的十大要素,7.对产品进行增量式的构建和测试在RUP中实现和测试流程的要点是在整个项目生命周期中增量的编码、构建、测试系统组件，在先启之后每个迭代结束时生成可执行版本。在精化阶段后期，已经有了一个可用于评估的构架原型；如有必要，它可以包括一个用户界面原型。然后，在构建阶段的每次迭代中，组件不断的被集成到可执行、经过测试的版本中，不断地向最终产品进化。动态及时的配置管理和复审活动也是这个基本过程元素（原文：essentialprocesselement）的关键。,135RUP的十大要素,8.验证和评价结果顾名思义，RUP的迭代评估捕获了迭代的结果