（计算机软件与理论专业论文）一个基于web的软件过程评估工具.pdf

东南大学硕士学位论文一个基于w e b 的软件过程评估工具 摘要 随着软件业的发展，人们已经意识到软件过程是软件工程的一个重要基础，高质量软件的生产 越来越依赖于软件组织在生产中是否采用了适当的软件过程，以及在组织内部是否不断地改进软件 过程。为此，软件开发组织就必须要通过软件过程评估来了解自身的过程状况，以确定如何提高。 目前世界上已有约十多个软件过程参照模型，这些模型各有特点，覆盖的范围也有所不同。随 着各模型在开发过程中的相互影响，模型的框架正逐渐趋于一致。目前，已经有许多组织开发了 些软件过程评估工具，其中也有些是商用软件。 本文通过对现有软件过程模型进行分析和比较，以及对现有软件过程评估工具调查和分析，发 现已有评估工具存在的主要问题，并提出了相应的解决思路。 基于对世界上最流行的软件过程模型的的分析比较，本文提出了一个基于本体的可以适用于多 模型的通用软件过程框架；构建了基于c m m is e s w i p p d s s1 1 和i s o i e ct r1 5 5 0 4 模型的统一 的原子过程实践活动集合；建立了基于c m m i 模型和i s 0 1 5 5 0 4 模型的软件过程本体；并在此基础 上实现了一个基于w e b 的软件过程评估系统原型。 关键词：软件过程，软件过程模型，软件过程评估，过程评估工具，过程实践活动，本体 东南大学硕士学位论文 一个基于w e b 的软件过程评估工具 a b s t r a c t a l o n g w i t ht h er a p i dg r o w t ho f t h es o f t w a r ei n d u s t r y , i ti sr e c o g n i z e dt h a tt h ep r o c e s si s f u n d a m e n t a l t os o f t w a r ee n g i n e e r i n g w h e t h e ra no r g a n i z a t i o nc a np r o d u c eh i g h q u a l i t ys o f t w a r ei n c r e a s i n g l yr e l yo n t h es o f t w a r ep r o c e s s e st h eo r g a n i z a t i o na d o p t e da n dt h ep e r f o r m a n c eo ft h e m t h e r e f o r e ，t h es o l , w a r e o r g a n i z a t i o n sm u s tl e a r nt h es t a t u so ft h e i rp r o c e s s e sb ys o f t w a r ep r o c e s se v a l u a t i o n ，a n dp l a nf o rt h e i r i m p r o v e m e n t sb a s e do n t h i si n f o r m a t i o n an u m b e ro fs o f t w a r ep r o c e s sr e f e r e n c em o d e l sh a v eb e e nd e v e l o p e d ，a l lo ft h e mh a v et h e i ro w n f e a t u r e s ，a n dt h e i rc o v e r a g ei ss o m e w h a td i f f e r e n t t i l ln o w , t h ef r a m e w o r k so f t h em o d e l sb e c o m es i m i l a r b e c a u s et h e yw e r ea f f e c t e db ye a c ho t h e rd u r i n gt h e i rd e v e l o p m e n t s o m et o o l sf o rs o f t w a r ep r o c e s s a s s e s s m e n th a v eb e e nd e v e l o p e db ya l lk i n d so f o r g a n i z a t i o n s a n ds o m eo f t h e ma r ec o m m e r c i a ls o f t w a r e b e g i n n i n gw i t ht h ea n a l y s i sa n dc o m p a r i s o no f t h ee x i s t i n gs o f t w a r ee n g i n e e r i n gm o d e l s ，a n dt h e nw e d i das u r v e yo ft h ep r o c e s sa s s e s s m e n tt o o l s t h i sp a p e rp r e s e n t st h em a i ni s s u e sw ef o u n di nt h es u r v e y a n dt h e p o s s i b l es o l u t i o n b a s e do nt h ea n a l y s i sa n dc o m p a r i s o no ft h em o s tp o p u l a rs o f t w a r ee n g i n e e r i n gm o d e l si nt h ew o r l d ， t h i s p a p e rp r e s e n t sa no n t o l o g y - b a s e df r a m e w o r kf o rs o f t w a r ep r o c e s sm o d e l s ，b u i l d saf u l l s e to ft h e a t o m i cp r a c t i c e si nc m m is e s w i p p d s s1 i 和i s o 1 e ct r1 5 5 0 4 a n de s t a b l i s h e ss o f t w a r ep r o c e s s o n t o l o g i e sf o rc m m im o d e la n dl s o 15 5 0 4m o d e l b a s e do nt h e s er e s e a r c h e sw eh a v ed e s i g n e da p r o t o t y p e o faw e b - b a s e ds o f t w a r ep r o c e s sa s s e s s m e n tt 0 0 1 k e y w o r d s ：s o f t w a r ep r o c e s s ，s o f t w a r ep r o c e s sm o d e l ，s o l t w a r ep r o c e s sa s s e s s m e n t ，p r o c e s se v a l u a t i o n t o o l ，p r a c t i c e ，o n t o l o g y i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名：丛垄日期：研究生签名：座丝 日期： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：导师签名： 东南大学硕士学位论文一个基于w e b 的软件过程评估工具 1 1 研究背景 1 1 1 软件质量保证 第一章前言 随着信息技术的迅猛发展，软件产业在社会中发挥着越来越重要的作用。在软件的规模、复杂 度以及开发费用急剧增k 的今天，如何使软件生产象其他产品的生产一样可预测、可控制，成为能 够保证产品质量的规范化工程，是软件业界追求的目标。 对于如何提高工程产品质量的研究由来已久。早在2 0 世纪6 0 年代中期，人h j 就发现软件的生 产山现了“问题”，主要表现在生产过程不规范、缺乏管理，于是就开始了对管理科学中工程过程和 管理原则的研究。 1 9 8 2 年，w e d w a r dd e m i n g 提出的p d c a ( p l a n - d o c h e c k a c t ) 环广泛用于各种工程，也可 适用于软件过程建模和分析。而后，s e i ( 美国卡耐基梅隆大学软件工程研究所) 提出了i d e a l 模型口】 3 】，一个软件开发组织专用的质量改进模型，将组织的改进过程划分为初始化( i n i t i a t i n g ) 、 诊断( d i a g n o s i n g ) 、评估( e s t a b l i s h i n g ) 、进行( a c t i n g ) 、平衡( l e v e r a g i n g ) 等五个阶段每 个阶段各自有接近予1 0 个任务，为软件开发组织提供了过程改进的基本过程和方法。近两年来， w 3 c 组织也对软件质量保证方面投以特别的关注，不断推出质量保证框架草案，作为本组织内部的 质量保证指南，同时也准备着当框架成熟的时候推广到整个软件业界。 随着软件工程的发展，人们开始意识到软件过程是软件1 二程的一个重要基础，生产高质量软件 越来越依赖于组织是否在生产中采用了适当的软件过程：而软件开发组织可以通过不断进行软件过 程改进来提高自身软件生产能力。为此，软件开发组织必须通过软件过程评估来了解自身的过程状 况，再采取措施进行过程改进，然后对改进后的过程效果进行小范围试运行以及跟踪测评，如果效 果满意则在组织内部进行推广，如果不满意再重新修改该过程。这个过程本身就体现了p d c a 的主 要思想。 1 1 2 软件质量保证与软件过程改进 i e e e 在软件工程术语中对软件质量保证( s q a ，s 0 1 a r eq u a l i t ya s s u r a n c e ) 的定义是：质量 保证是有计划和系统性的活动，为部件或产品满足确定的技术需求提供足够的信心：“s o f t w a r e q u a l i t ya s s u r a n c ei s ap l a n n e da n ds y s t e m a t i cp a t t e r no fa l la c t i o n sn e c e s s a r yt o p r o v i d ea d e q u a t e c o n f i d e n c et h a tt h ei t e mo r p r o d u c t c o n f o r m st oe s t a b l i s h e dt e c h n i c a lr e q u i r e m e n t s ”，引自a n s i ，i e e es t d 7 3 0 1 9 8 4 。软件质量保证第三版中的定义 4 1 是：s q a 是一系列系统性的活动，它提供开发出满足 使用要求产品的软件过程的能力证据。 软件过程( s o f t w a r ep r o c e s s ) 1 5 1 是指人们用以开发和维护软件及其相关工作产品( 如：项目计 划、设计文档等) 的一系列活动，包括软件工程活动和管理活动。 对于软件过程评估，不同组织有着不同的定义。i s o 1 1 认为组织进行软件过程评估就是以一系列 的标准作为依据进行检查，以确定组织过程在质量、成本、和进度方面的过程能力：s e i 的定义p 是，由接受过培训的专业人员组成评估小组对组织的当前软件过程进行评估，以确定过程成熟度状 况，并获取软件过程改进的支持：i s o i e c1 5 5 0 4 的定义i ”是，根据过程参照模型对组织的软件过程 东南大学硕士学位论文一个基于w e b 的软件过程评估工具 进行规范评估。 软件过程改进( s o f t w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n t ) 4 1 是改进组织软件工程能力的方法，要实现软件 过程改进就必须实现对软件过程的有效管理。软件过程改进概念的倡导者是美国卡耐基梅隆大学软 件工程研究所( c m u s e i ) ，该研究所率先开发了能力成熟度模型( c m m ) ，该模型就是为软件开发 组织进行过程评估和改进而开发的。 1 1 3 现有的软件过程模型 s e i 的c m m 软件过程模型是世界上第一个软件过程模型。之后，又有其他一些模型被各种不 同组织开发出来，如1 9 8 0 年代后期的i e e e 软件工程标准和英国标准b s5 7 5 0 等。而今，已存在了 如下一些软件工程标准和模型，如t i c k l t 、i s o9 0 0 0 系列标准、c m m 、c m m i 、i s o i e c1 2 2 0 7 、i s o i e c t r1 5 5 0 4 ，另外还有一些地区性的和内部使用的模型。 c m m ( c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d e lf o rs o f t w a r e 软件能力成熟度模型) ，是s e i 应美国联邦政府 评估软件供应商能力的要求于1 9 8 6 年开始研究的模型，1 9 9 1 年正式推出了c m m1 0 版，当前版本 是c m m1 1 。它为软件企业的过程能力提供了一个阶梯式的改进框架。它指明了一个软件组织在软 件开发方面需要管理哪些主要工作、相应的工作产品、这些工作之间的关系、以及应该以怎样的先 后次序，一步一步的做好这些工作而使软件组织走向成熟。 s w - c m m 成功后，s e i 又相继开发了其他相关领域的过程改进模型，例如适于系统工程的 s e - c m m ( s y s t e me n g i n e e r i n gc m m ) 、集成产品开发i p d c m m ( i n t e g r a t e dp r o d u c td e v e l o p m e n t c m m ) 、等等多种成熟度模型。多模型的出现造成了过程的不一致和重复性，为此s e i 在上世纪9 0 年代后期开始着手将他们集成起来，并于2 0 0 1 年1 2 月发布了集成的c m m 模型( c a p a b i l i t ym a t u r i t y m o d e li n t e g r a t i o n ) 。消除了组织中使用多个过程改进模型可能会引起冲突和混淆的状况。 b o o t s t r a p 模型p 1 来源于e u r o p e a nc o m m u n i t y 项目，于1 9 9 1 年9 月启动。1 9 9 5 年底发布了 b o o t s t r a p2 _ 3 ，1 9 9 6 年发布了b o o t s t r a p3 0 。组织利用该模型可以得到评估范围内各软件过 程的能力成熟度，这点和c m m 有显著区别。这种模型主要应用于欧洲，面向中小企业，帮助他们 进行组织内部的过程改进。 i s o9 0 0 0 1 是质量系统的一系列国际标准。它是为质量管理和保障而设计的，为开发、生产、 安装和服务在系统级和产品级指定了基本需求。i s o9 0 0 0 提供了一套基于质量系统准则的一个管理 组织途径、一个生产管理系统和一个开发管理系统。i s o9 0 0 0 于1 9 8 7 年第一次发布，1 9 9 4 年修订， 晟新的版本是2 0 0 0 年版。在i s 0 9 0 0 0 体系中，i s 0 9 0 0 1 和i s 0 9 0 0 0 3 是适于软件开发组织的软件过 程和质量系统。i s 0 9 0 0 1 的目标是为一般的质量管理系统设定起码的必备条件。i s o9 0 0 1 模型是普 遍的和简单的，它己得到世界范围的接受和支持。 1 s o i e ct r1 5 5 0 4 是为软件工程工程系统评估和改进而产生的国际标准。i s o i e ct r1 5 5 0 4 模 型来源于1 9 9 3 年国际标准化组织和国际电子委员会( i s o i e c ) 的国际项目s p i c e ( s o f t w a r e p r o c e s s i m p r o v e m e n t a n dc a p a b i l i t yd e t e r m i n a t i o n ) 。它的设计思想是为所有的团体开发一个结构化的能力度 量，这些团体有：软件开发人员、得到软件的人、承包商、用户。i s o i e c t r1 5 5 0 4 的开发受到了 c m m 、i s 0 9 0 0 1 、b o o t s t r a p 、t r i l l i u m 和其他模型开发的影响，它规定了一个软件过程评估的基 本框架。组织可以根据自身情况进行裁剪，最终通过评估可以得到该组织各软件过程的能力等级。 根据1 9 9 8 年世界范围的调查【9 】【l ”，当时i s o9 0 0 0 系列标准最流行，其次是c m m 和i s o i e ct r 1 5 5 0 4 ，除此之外，一些地区性的、内部的、工业部门使用的过程模型，如t r i l l i u m ，也在软件界占 了相当比熏。而今，随着软件工程过程模型的不断发展，已经有越来越多的国家和地区的软件开发 组织将c m m i 和i s o1 5 5 0 4 模型作为首选模型，所以在本文工作中将以c m m i 和i s o i e ct r1 5 5 0 4 作为重点，介绍它们的评估方法及其过程模型的区别与联系( 详见第二章) 。 2 东南大学硕士学位论文 个基于w e b 的软件过程评估工具 1 1 4 现有的软件过程评估工具1 对于许多中小型企业来说，在企业中实施任何一种过程评估都是有困难的，主要问题存在于： 正式的评估周期长，需要投入大量的人力、物力和财力。中小企业由于存在着人员和资金上的不足， 往往无力承受正式的评估，而有些大规模的软件开发组织也需要一些手段帮助他们进行评估前的准 备，因此各种自评估工具应运而生。如今也有了相当一批可用于软件过程改进( s p i ，s o f t w a r ep r o c e s s i m p r o v e m e n t ) 的辅助工具。 2 0 0 3 年秋，我们通过i n t e r a c t 进行了针对软件开发组织的质量改进t 具的调查。在调查过程中， 所发现的软件过程评估工具有2 2 个。覆盖了包括c m m ，c m m i ，i s o i e c1 5 5 0 4 ，i s 0 9 0 0 0 在内的 大部分的评估模型，其中基于c m m i 和i s o i e c1 5 5 0 4 模型的工具最多，分别都有6 个工具支持。 其中有很简易的自查工具如i m e t o o l k i t f o r c m m l 1 p p d s sv 1 1 一个非常简单的基于e x c e l 的 评估工具，也有商用软件如c m m q u e s t ，s p i c e1 2 - l 。 这些工具使用的共同特点是： 1 以组织对自我过程能力的认知为目标，基本针对的是组织级的过程评估； 2 工具的框架严格按照评估参照模型的框架组织，收集的数据主要是过程实践的完成情况； 3 工具一般都是单纯基于数据库技术，评估依据仅局限于某一模型，缺乏模型之间的映射； 4 评估结果或者是转成w o r d 格式保存，或者是以某种适用于工具自身的特殊格式保存，无法 与其它过程改进工具兼容。 当软件开发组织需要采用工具来进行自评估的时候，就会产生些问题，如：若需要知道依据 不同的模型进行评估的评估结果时，往往必须采用多个工具，把相似的评估数据多次输入；得到的 结果只能在该工具中或者一般办公软件中进行浏览，无法与其它过程改进丁具兼容；工具的可扩展 性不强。一旦模型改变就导致工具的不可用，等等。鉴于此。本文将提出一种采用本体作为模型描 述技术的软件过程自评估工具的构建思想，并采用c m m i 和 s o i e c1 5 5 0 4 作为参照模型，开发了 一个工具原型，该工具支持模型裁剪，评估结果用图表显示，并用o n t o l o g y 保存用户数据，便丁组 织做进一步分析，完全改善了现有工具的缺陷。该工具主要适用于组织的自我评估，确定过程改进 的方向和计划，为正式的过程评估做准备。 1 2 本文工作 本文工作是研究阻本体作为模型描述技术的软件过程自评估工具的构建思想，并在此基础上构 建一个基于w e b 的软件过程评估和分析工具的系统原型，以c m m is e s w i p p d s s1 1 和i s o i e c t r1 5 5 0 4 为评估参照模型，以验证采用本体作为模型描述技术所带来的可推理、可扩展等优势，以 便今后可以开发出软件企业可用的软件系统。 本文主要讨论了如何构建基于本体的可以适用于各模型的通用过程框架：如何通过建立基于 c m m ls e s w i p p d s s1 1 和i s o 1 e ct r1 5 5 0 4 的统一的原子过程实践活动集合，以实现两个模型 中p r a c t i c e 集合的映射；如何建立分别基于两个模型的软件过程评估模型本体；如何将本体嵌入到 基于w e b 的评估系统中：以及评估系统原型的具体实现。 第二章是主要介绍了相关的开发背景，包括相关模型和已有软件过程评估工具的介绍和比较。 第三章是采用本体来表示模型的分析和实践。第四章是软件过程评估工具系统原型的设计和实现。 第五章对本文工作进行了总结，并对软件过程评估的进一步发展进行了展望。附录l 中给出了本文 参见25 1 节 东南大学硕士学位论文一个基于w c b 的软件过程评估工具 介绍软件过程模型时用到的一些缩写。附录2 中给出了我们在软件质量改进工具调查过程中发现的 软件组织过程评估工具的列表。 4 东南大学硕士学位论文 个基于w e b 的软件过程评估工具 第二章模型比较和现有工具调查 随着十几年来软件业的快速发展，软件工程已经成为越来越重要的学科。软件工程标准化作为 软件工程学科的前沿，是对在研发机构和工业界所采用的最好的实践活动和理论进行集成、规范和 改进的尝试。 国际上的各种组织分别开发了一些软件工程标准和模型，如t i c k l t 、i s o9 0 0 0 系列标准、c m m 系列标准、c m m i 、i s o i e c1 2 2 0 7 、i s o 1 e c t r1 5 5 0 4 ，另外还有一些地区性的和内部使用的模型。 这些标准的开发时间有先后，所关注的方面有异同，被业界接受的程度和范围也不同，根据1 9 9 8 年世界范围的调查i9 j 【l ，当时i s o9 0 0 0 系列标准最流行，其次是c m m 和i s o i e ct r1 5 5 0 4 ，现在 c m m 和1 5 5 0 4 模型已经被业界广泛接受。相对于i s o9 0 0 0 系列标准来说，c m m 系列标准和i s o 1 e c t r1 5 5 0 4 是完全针对丁软件组织的特点开发的，对软件企业过程能力的提高更有借鉴意义，而 c m m i 是对c m m 系列标准的集成，所以本文在构建工具的时候，就选用了c m m i 和i s o i e ct r 1 5 5 0 4 作为评估依据。 本章首先介绍了c m m 、c m m i 和i s o i e ct r1 5 5 0 4 标准，重点是后两个标准；然后简要介绍 了它们之间的过程对应关系，对两个模型进行了分析比较；并就其过程框架与其他软件过程模型进 行了比较：最后就现在收集到的过程评估工具进行特点分析和介绍。 2 1c m m c m m i 模型 2 1 1c m m c m m i 的起源和发展 c m m ( c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d e l ，能力成熟度模型) ，是卡耐基梅隆大学软件工程研究所( s e l l 为了满足美国联邦政府评估软件供应商能力的要求，于1 9 8 6 年开始研究的模型。1 9 9 1 年s e i 正式 推出了c m m1 0 版。c m m 目前流行的通用版本是9 3 年的1 1 版。按照s e i 的原来计划，c m m2 0 是要在1 9 9 7 年的1 1 月完成的，但是根据美国国防部办公室的要求而延迟直至撤销c m m2 0 ，直接 推出c m m l ( c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d e li n t e g r a t i o n ，能力成熟度模型集成) 。此后原本的c m m 模型 改进后就作为c m m i 模型的一个组成部分，并改名为s w - c m m ( c m mf o rs o f t w a r e ) 。 s w - c m m 为软件企业的过程能力提供了一个阶梯式的改进框架，它基于过去所有软件工程过程 改进的成果，吸取了以往软件工程的经验教训，提供了一个基于过程改进的框架；它指明了一个软 件组织在软件开发方面需要管理哪些主要工作、这些工作之间的关系、以及以怎样的先后次序，一 步一步的做好这些工作而使软件组织走向成熟。 s w - c m m 成功后，s e i 又相继开发了其他相关领域的过程改进模型，例如系统工程、需求工程、 人力资源、集成产品开发、软件采购等等，衍生出了一些改进模型，比如：s e c m m ( s y s t e m e n g i n e e r i n gc m m ) 、1 p d - c m m ( i n t e g r a t e d p r o d u c td e v e l o p m e n tc m m ) 等。不过，在同一个组织中使 用多个过程改进模型可能会引起冲突和混淆。 由美国政府和s e i 率先倡导的能力成熟度模型集成( c m m i ) 项目致力于帮助企业缓解这种困 境。c m m i 为改进一个组织的各种过程提供了一个统一的集成化框架，新的集成模型框架消除了各 个模型的不一致性，减少了模型间的重复，增加透明度和理解度，是一个可扩展的框架，因而能够 从总体上改进组织的质量和效率。 c m m i 包括了在不同领域建立有教过程的必要元素，反映了业界普遍认可的“最佳”实践；专 东南大学硕士学位论文 个基于w e b 的软件过程评估工具 业领域覆盖软件工程、系统工程、集成产品开发和系统采购。在此前提下，c m m i 为企业的过程构 建和改进提供了指导和框架作用；同时为企业评审自己的过程提供了可参照的行业基准。 1 9 9 7 年l o 月s e i 停止对c m m 的研究，转而致力于c m m i ，以解决软件开发组织需要同时使 用多个过程改进模型的问题。同时，s e l 宣布c m m i 将取代c m m ，并于2 0 0 0 年8 月1 1 日颁布了 c m m i s e s w1 0 版本。2 0 0 1 年1 2 月颁布了1 1 版本此次发布标志着c m m i 正式启用。 2 1 2c m m 概述 c m m 是世界上第一个软件过程方法，它是软件工程过程系统建模的事实标准之一，得到了众 多国家以及国际软件产业界的认可。c m m 的目的是帮助软件企业对软件工程过程进行管理和改进， 增强开发与改进能力，从而能按时地、不超预算地开发出高质量的软件。其所依据的想法是：只要 集中精力持续努力去建立有效的软件工程过程的基础结构，不断进行管理的实践和过程的改进，就 可以克服软件生产中的困难。 2 1 2 1c m m 过程模型的框架1 1 1 c m m l 1 中涵盖了1 8 个关键实践活动区( k p a ，k e y p r a c t i c e a r e a ) 和1 5 0 个关键实践活动( k p ， k e yp r a c t i c e ) 。这些关键活动和关键活动区被分成5 级过程能力成熟程度，称为初始级、可重复级、 定义级、管理级和优化级。除了成熟度级别( c l ) l 级之外，其他每个级别都包括了各不相同的若 干k p a 。其过程框架见下表： 表2 1c m m 框架的层次结构 i d 级别关键过程域( k p a ) 关键实践活动 c l i 初始级 o c l 2可重复级6 2 k p a 2 i 需求管理 3 k p a 22 软件项目计划 1 5 k p a 23 软件项目跟踪和监督1 3 k p a 24 软件子合同管理1 3 k p a 25软件质鼍保证8 k p a 2 6 软件配置管理 1 0 c l 3定义级5 0 i c p a 3 i 组织过程焦点7 k p a 32 组织过程定义6 k p a 33 培训计划6 k p a 34集成的软件管理 1 1 k p a 35 软件产品工程1 0 k p a 36组内协调 7 k p a 37同级评审 3 c h管理级1 2 k p a 4 l定量的过程管理 7 k p a 42 软件质量管理 5 c l s 优化级2 6 6 东南大学硕士学位论文 一个基于w e b 的软件过程评估工具 k p a s l缺陷预防 8 k p a s2技术变更管理 8 k p a ”过程变更管理 1 0 2 1 2 2 过程能力级别6 l c m m 】1 的五级软件过程能力如下： 能力等级l ：初始级 本级软件过程无序，进度、预算、功能、质量不可预测，企业一般不具备稳定的软件开发与维 护的环境。成功取决于个人努力。这样的组织项目会超过时限也会超过预算。 能力等级2 ：可重复级 本级建立了基本的项目管理过程来跟踪费用、进度和功能；基于以往的项目的经验来计划与管 理新的项目。达到此级别的企业过程己制度化有纪律，可重复。 能力等级3 ：定义级 在这一级，管理和工程活动的软件过程都已文档化、标准化，并被集成为一个协调的整体。所 有的项目都使用组织已核准并经过裁剪的标准软件过程来开发和维护软件。组织的过程实现标准化， 性能随之提高。 能力等级4 ：管理级 本级企业对产品与过程建立起定量的质量目标，同时在过程中加入规定得很清楚的连续的度 鼍。软件过程和产品得到定量的了解和控制。组织实现过程量化，基于对产品和过程定量的了解使 其性能继续提高。 能力等级5 ：优化级 优化级的重点在于对过程进行不断的优化。企业从对过程的使用状况反馈以及对引入新思想和 新技术的成本与收益的分析，提出对过程的修改，使过程不断改进。组织过程性能不断改进，提高 过程的效率，消除代价高昂的重复工作，开发时间得以缩短。 2 1 2 3 对c m m 的应用1 6 c m m 的设计思想是帮助软件项目定约方对软件开发组织的组织能力和管理能力进行洞察。但 是。对c m m 的解释已经从最初的第二方观点转变为第三方和第一方在软件业中的应用。它的主要 用途有： 1 ) 用于软件过程的改进( s p i ，s o f t w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n o 帮助软件企业对其软件过程的改进进行计划、措施制定以及实施。 2 ) 用于软件过程评估( s p a ，s o f t w a r ep r o c e s sa s s e s s m e n t ) 在评估中，一组经过培训的软件专业人员确定出一个企业软件过程的状况，找出该企业所存在 的与软件过程有关的、最迫切的所有问题：以及取得企业领导层对软件过程改进的支持。 3 )软件能力评估( s c e ，s o f t w a r ec a p a b i l i t ye v a l u a t i o n ) 在能力评估中，一组经过培训的专业人员鉴别出软件承包者的能力资格；或者是检查监察正用 于进行软件生产的软件过程的状况。 c m m 开发了一个渐进式的软件工程过程评估和改进方法。它应用起来相对简单，在世界范围 内被软件业大量采用。然而，象c m m 这样的一维过程模型在理论上和应用上有局限性，对c m m 东南大学硕士学位论文 个基于w e b 的软件过程评估工具 在过程系统模型中提供的是过程定义还是能力定义仍存在构造上的争论。 2 1 3c m m i 概述 s e i 在c m m 成功之后，又相继开发了系统工程、需求工程、人力资源、集成产品开发、软什 采购等成熟度模型。随后又将这些模型集成起来，构成集成的c m m 模型，即c m m i 模型。c m m i 为改进一个组织的各种过程提供了一个统一的集成化框架，消除了原来各个模型的不一致性，减少 了模型间的重复，增强了透明度和可理解度。 c m m i 的目标主要是为提高组织过程和管理产品开发、发布和维护能力的提供保障；帮助组织 客观评价自身的能力成熟度和过程域能力，为过程改进建立优先级以及执行过程改进。 1 9 9 7 年1 0 月s e i 停止对c m m 的研究，致力于c m m i ，2 0 0 1 年1 2 月颁布了c m m l1 1 版。 而且s e i 从2 0 0 3 年开始逐渐以c m m i 取代c m m ，并预计2 0 0 5 年以后将不再核发c m m 认证。所 以我们在考虑工具原型的时候就咀c m m i 作为参照模型，而不再考虑用s w - c m m a 2 1 2 1c m m i 模型的表示法 c m m i 提供了阶段式( s t a g e d ) 和连续式( c o n t i n i o u s ) 两种表示方法，这两种表示方式在他们 所涵盖的过程区域上来说并没有什么不同，不同的是过程区域的组织方式和对于成熟度级别的判断 方法，实际上，这两种表示法在本质上是等价的。下面我们将分别讨论。 1 阶段式表示法1 1 2 i 阶段式表示法延续了c m m1 1 的框架结构。将模型分为五个成熟度等级，每级都有一组过程域 ( p a ：p r o c e s s a r e a ) 指出一个组织应集中于何处以改善其组织过程。它的五级成熟度依旧是初始级、 可重复级、定义级、管理级和优化级。通过判断各级中每个队的目标是否满足来确定组织的过程 成熟度，它本身的级别阶梯就构成了软件组织过程改进的路线。 阶段式表示的c m m l 模型的结构概观： 东南大学硕士学位论文一个基于w e b 的软件过程评估工具 图2 1 2 ：阶段式表示的c m m i 模型 由图2 1 可以看出，c m m i 将过程活动分为了特定实践活动和通用实践活动，通过实现这些实 践活动达到相应的特定目标和通用目标，从而完成相应的过程领域，达到相应的成熟度级别。 2 连续式表示法i ” 连续式模型没有像阶段式那样的离散的阶段，它根据亲和关系对过程域进行分组，并指出每个 模型的p a 中过程改进的能力等级所必须达到的目标，其能力等级由该过程域的相关特定目标和通 用目标的达到情况来确定。这个能力等级不等同于阶段模型的成熟度级别，它主要应用于单个的过 程域，得到该过程域的能力状态，而阶段模型的成熟度级别是指最后得出的组织的所有过程整体的 成熟度级别。连续式表示的过程能力等级分为： 能力等级0 ：末执行级 未执行级的过程域是根本没有执行或者仅部分执行的过程域，该过程域中至少有一个特定目标 没有实现。 能力等级1 ：已执行级 能力级l 的过程以“已执行的过程”为特征。一个已执行的过程是一个满足该过程域中特定目 标和等级1 的所有通用目标的过程。它可以支持使用已确定的输入工作产品产生已确定的输出工作 产品的工作。 能力等级2 ：已管理级 已管理级的特征是其过程除了得到执行外，还需制定计划，并按照组织策略来进行实施、监督、 控制、和评审，相关人员进行了与执行有关的培训，为过程执行分配了相关资源，工作产品受到控 制。过程管理包括过程的制度化以及其它目标的实现，例如成本、进度和质量目标。本等级的过程 必须完成等级2 和等级l 的所有通用目标。 能力等级3 ：已定义级 已定义过程除了是一个已管理的过程之外，还具有以下特征；可以按照组织裁剪指南，从组织 标准过程集裁剪的已定义过程，并且可以向组织过程资产库提供工作产品、度量和其他过程改进信 息。本等级的过程必须完成本等级及本等级以下的所有等级的所有通用目标。 能力等级4 ：量化管理级 量化管理的过程除了是已定义的过程之外，还具有以下特征；在过程的管理中使用了量化的质 量和过程性能指标作为管理标准：用统计手段来理解质量和过程性能并在整个生命周期内进行管 理。本等级的过程必须完成本等级及本等级以下的所有等级的所有通用目标。 能力等级5 ：优化级 优化级过程除了是一个量化管理的过程之外，还具有以下特征：过程能够得到及时的改进来满 足当前的或者预期的业务目标。优化过程的焦点在于使用增量的和创新技术来达到不断改进过程性 能的目的。本等级的过程必须完成本等级及本等级以下的所有等级的所有通用目标。 连续式表示的c m m i 模型的结构图概观： 2 c m u s e i ，c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d e l 。i n t e g r a t i o n ( c m m l 3 ，v e r s i o n1 1 ：c m m i t mf o rs o t c w a r ee n g i n e e r i n g ( c m m i s w s e f l p p d s s ，v 1 1 ) s t a g e dr e p r e s e n t a t i o n 东南大学硕士学位论文一个基于w e b 的软件过程评估工具 图2 2 3 ：连续式表示的c m m i 模型 由图2 2 可以看出，c m m i 连续表示也将过程活动分为了特定实践活动和通用实践活动，通过 实现这些实践活动达到相应的特定目标和通用目标，从而完成相应的过程领域，但在连续模型中并 不强调过程域与级别的包含关系。连续式模型主要用p a 的能力剖面图米表示组织的各方面的能力 级别状况，不再将p a 和等级硬性挂钩，这就允许参与评估的组织能够以一种更加灵活的方式来对 自己的过程进行评估，也可以根据自身情况适当裁剪连续模型并以确定的p a 为改进目标。使用连 续式模型，过程改进的路径式由用户自己制定的，优点是灵活，贴近实际，缺点是可能有些所采纳 的过程由于缺乏别的过程的支持面成为空中楼阁。 两种表示法既体现了对原s w - c m m 模型的兼容性，又反应了为适用于多种实际情况而对能力 成熟度等级评估方法的改进。它们虽然描述的机制有所不同，评估方式有差别，但它们的实践活动 集合是一致的，软件开发组织无论采用哪种路线，都可以达到相同的改善目的。 2 1 2 2c m m i 的过程域【1 2 】【1 3 1 c m m l l 1 的过程域共涵盖了4 个领域，分别是s w ( s o f t w a r ee n g i n e e r i n g ) 、s e ( s y s t e m e n g i n e e r i n g ) 、i p p d ( i n t e g r a t e dp r o d u c ta n dp r o c e s sd e v e l o p m e n t ) 、和s s ( s u p p l i e rs o u r c i n g ) 。其中s w 仅覆盖了软件系统开发的过程域，主要要求实现软件开发、运行、维护活动的系统化、制度化、量 化。s e 的核心是将客户的需求、期望和约束条件转化为产晶解决方案，并对解决方案的实现提供全 程的支持。i p p d 是指在产品生命周期中，通过所有相关人员的通力合作，采用系统化的进程来更好 地满足客户的需求、期望和要求。s s 的内容适用于那些供应商的行为对项目的成功与否起到关键作 用的项目主要进行识别并评价产品的潜在来源、确定需要采购的产品的目标供应商、监控并分析 供应商的实施过程、评价供应商提供的工作产品以及对供应协议等供应关系进行适当的调整等活动。 c m m i1 1 分为4 个过程类，其中覆盖了2 5 个过程域p a 1 8 9 个特定实践活动s p ( s p e c i f i c p r a c t i c e ) 。其过程域表如下： 表2 2 c m m i 过程域表 类别过程域所属领域缩写特定活动 i 过程管理类 3 1 组织过程焦点 s w0 p f7 3 c m u s e i ，c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d e l 。i n t e g r a t i o n ( c m m i t m ) ，v c r s i o nl l ：c m m l 5 ”f o rs o f t w a r ee n g i n e e r i n g ( c m m i - s w s e i p p d s s ，v i1 ) c o n t i n u o u sr e p r e s e n t a t i o n 1 0 东南大学硕士学位论文 一个基于w e b 的软件过程评估工具 组织过程定义 s wo p d5 组织培训 s wo