（控制理论与控制工程专业论文）基于约束规划的软件过程控制方法研究.pdf

学位论文数据集 i r li f p l rrllrifl l l li jiru r l l l li i i r l l l i y 18 7 818 7 中囹分类号 t p l 学科分类号 5 1 0 8 0 6 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 1 0 3 密级公开 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名万静 学号 2 0 0 6 0 8 0 10 3 获学位专业名称控制理论与控制工程获学位专业代码 0 8 1 1 0 1 国家“十一五”科技 课题来源研究方向 软件过程控制 支撑计划项目子课题 论文题目基于约束规划的软件过程控制方法研究 关键词 软件过程，过程建模，过程控制，约束规划，调度 论文答辩日期2 0 1 1 年5 月3 0 日论文类型应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师王学伟教授北京化工大学现代信号处理 评阅人1钟华研究员中国科学院软件研究所计算机软件与理论 评阅人2蓝金辉教授北京科技大学测控技术 评阅人3 2 0 1 1 2 0 8 a 评阅人4 2 0 1 1 2 0 9 a 评闲人5 2 0 1 1 2 1 0 a 答辩委员蝴钟华研究员 中国科学院软件研究所计算机软件与理论 电磁测量与不确定度理 答辩委员1赵伟教授清华大学 论 答辩委员2张朝晖教授北京科技大学测控技术 答辩委员3朱群雄教授北京化工大学智能系统与数据挖掘 答辩委员4靳其兵教授北京化工大学先进控制 答辩委员5 注：一 四 论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 中图分类号在中国图书资料分类法查询 学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 - 9 ) 学科分类与代码中查询 论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 摘要 基于约束规划的软件过程控制方法研究 摘要 借鉴制造业通过控制和改进工艺流程提高产品质量的方法，软件 工程界提出通过控制和改进软件过程来提高产品质量的思想。软件过 程已成为保障软件质量的关键因素。针对软件过程中的动态性和不确 定性，现有的过程模型缺乏对执行过程控制的支持。本论文基于软件 过程理论和约束规划，对动态软件过程控制方法进行研究。 本文提出了t d s p c m 模型；定义了组织标准的过程框架；提出 将标准过程框架进行裁剪的方法；根据裁剪后的过程框架，将过程活 动分解为需要完成的任务集合，得到执行过程；使用面向任务的计划 方法，对过程任务和资源进行调度和分配；在过程执行过程中，通过 定期评审任务执行情况和外界变化，当任务执行数据超过给定阈值， 则对计划进行调整，从而实现对执行过程的控制；本文基于x m l 构 建了s p m ，可实现过程模型的规范化描述，探讨了其在数据交换中 的应用，为组织间过程数据共享提供了解决方法。 对于t d s p c m 模型中的关键问题，即任务和资源的分配问题， 采用约束规划方法，建立了软件过程调度的约束模型。根据软件过程 中的任务和工具特点，确定了全局约束变元和约束条件，建立了静态 约束模型，并对分支和搜索策略进行了讨论。通过实验证明了该方法 的实际应用价值。 t 北京化工大学博士学位论文 针对动态约束模型，提出了两种求解方法。本文分析了软件过程 中动态的变化特性，针对问题改变通常发生在局部几个变量上，任务 的执行时间和约束发生较小变化的情况，在分析现有l c 算法的基础 上，提出了一个改进的l c 算法，该算法利用启发式知识和禁忌策略， 具有较好的求解速度和解的质量。实验结果表明，改进的算法在求解 速度和解的质量上都明显优于l c 算法。针对软件过程中对任务发生 概率的经验型知识，提出了采用按比例缓冲生成鲁棒基线解，在变化 发生时采用调整算法进行修正的策略。为了检验该方法的有效性，进 行了大量的实验和不同类型的结果分析。实验结果表明该方法求得的 解具有较好的鲁棒性。 关键词：软件过程，过程建模，过程控制，约束规划，调度 i i a b s t ra c t r e s e a r c ho nc o n s t r a i n t - b a s e ds o f t w a r ep r o c e s sc o n t r o l a b s t r a ct l e a r n i n gf r o mt h ea p p r o a c ho fc o n t r o l l i n ga n di m p r o v i n gp r o c e s s e s t oi m p r o v ep r o d u c tq u a l i t yi nm a n u f a c t u r i n g ，t h ei d e ao f c o n t r o l l i n gt h e s o f t w a r ep r o c e s st oi m p r o v es o f t w a r ep r o d u c tq u a l i t yi s p r o p o s e db y s o f t w a r ee n g i n e e r i n gr e s e a r c h e r s s o f t w a r ep r o c e s sh a sb e c o m eak e y f a c t o ro fs o f t w a r eq u a l i t y t h ee x i s t i n gp r o c e s sm o d e l sa r el a c ko f s u p p o r t f o rt h ed y n a m i c sa n du n c e r t a i n t yi ns o f t w a r e p r o c e s s i nt h i sp a p e r ， d y n a m i cs o f t w a r ep r o c e s sc o n t r o lm e t h o d sb a s e do ns o f t w a r ep r o c e s s t h e o r ya n dc o n s t r a i n tp r o g r a m m i n ga r es t u d i e d i nt h i sp a p e r , w ep r o p o s eat d s p c mm o d e l a no r g a n i z a t i o n a l s t a n d a r dp r o c e s sf r a m e w o r ki s d e f i n e d ；a na p p r o a c hf o rt a i l o r i n gt h e s t a n d a r dp r o c e s sm e t h o d si sp r o p o s e d ；p r o c e s sa c t i v i t i e sa r ed e c o m p o s e d i n t oac o l l e c t i o no ft a s k sb a s e do nt h et a i l o r e dp r o c e s sf r a m e w o r k ；t a s k s a n dr e s o u r c e sa r ea l l o c a t e db yt a s k o r i e n t e d s c h e d u l i n gm e t h o d s ；t h e p r o c e s s ，w h i c hi sm e a s u r e dt h r o u g hr e g u l a rr e v i e wa n de x t e r n a lc h a n g e s ， i sa d j u s t e dw h e nt h ed a t ae x c e e dag i v e nt h r e s h o l dt oa c h i e v ep r o c e s s c o n t r o ld u r i n gp r o c e s si m p l e m e n t a t i o n ；as p mb a s e do nx m l i sb u i l tt o a l i z et h es t a n d a r d i z a t i i a d e d e s c r i p t i o n ， i t sl prrealize t h es t a n d a r d i z a t i o np r o c e s sm o d e ld e s c r i o t i o na n dt sa o o l i c a t i o n i i nd a t ae x c h a n g ei sd i s c u s s e d ，w h i c hp r o v i d e sas o l u t i o nt od a t as h a r i n g 1 1 i 北京化工大学博士学位论文 a m o n go r g a n i z a t i o n s t h ek e yi s s u ei nt d s p c mi s s c h e d u l i n go ft a s k sa n dr e s o u r c e s c o n s t r a i n tp r o g r a m m i n gi su s e dt om o d e lt h ep r o b l e m a c c o r d i n gt ot h e t a s k sa n dt o o l so fs o f t w a r ep r o c e s s ，t h eg l o b a lv a r i a b l e sa n dc o n s t r a i n t s a r ed e t e r m i n e d ，as t a t i cc o n s t r a i n tm o d e li se s t a b l i s h e d ，a n db r a n c ha n d s e a r c hs t r a t e g i e sa r ed i s c u s s e d e x p e r i m e n t a lr e s u l t sd e m o n s t r a t et h e e f f e c t i v e n e s so ft h em e t h o d w ep r o p o s et w oa p p r o a c h e st os o l v et h ed y n a m i cc o n s t r a i n tm o d e l t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ed y n a m i cc h a n g e sa r ea n a l y z e d t h e n ，a n i m p r o v e dl c i sp r o p o s e d ，w h i c hu s e sh e u r i s t i c sa n dt a b o os t r a t e g yt og e t b e t t e rs o l u t i o n si nas h o r tt i m e t h ea p p r o a c ha i m sa tm i n o rc h a n g e so f v a r i a b l e sa n dc o n s t r a i n t s e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h ei m p r o v e d a l g o r i t h mi sb e t t e rt h a nl ca l g o r i t h mi ns o l u t i o nq u a l i t ya n de f f i c i e n c y a c c o r d i n gt ot h ee x p e r i e n c e b a s e dk n o w l e d g eo ft a s kp r o b a b i l i t y , w e p r o p o s eap r o p o r t i o nb u f f e r e da p p r o a c ht og e n e r a t eb a s e l i n es o l u t i o n i f c h a n g e so c c u r , a na d j u s t m e n ta l g o r i t h mi su s e dt oa d j u s tt h eb a s es o l u t i o n a l a r g en u m b e ro fe x p e r i m e n t sw e r ec a r r i e do u t ，a n dr e s u l t s w e r e a n a l y z e d e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h es o l u t i o no b t a i n e db yt h i s m e t h o dh a sb e t t e rr o b u s t n e s s k e yw o r d s ：s o f t w a r ep r o c e s s ，p r o c e s sm o d e l i n g ，p r o c e s sc o n t r o l ， c o n s t r a i n tp r o g r a m m i n g ，s c h e d u l i n g i v 目录 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景l 1 2 研究现状2 1 2 1 软件过程2 1 2 2 约束规划6 1 2 3 动态环境下的约束求解1 1 1 2 4 随机资源约束工程调度问题1 4 1 3 当前存在的问题1 7 1 4 主要研究内容1 8 1 5 本文主要创新点1 8 1 6 本文组织结构1 8 第二章面向任务的动态软件过程控制模型2 l 2 1 引言? 2 1 2 2 面向任务的动态软件过程控制模型2 1 2 2 1 模型描述2 1 2 2 2 模型定义2 2 2 3 3 项目计划2 3 2 3 4 执行过程控制2 4 2 3 5 模型的订l 描述2 5 2 4 本章小结2 8 第三章软件过程调度的静态约束模型2 9 3 1 引言2 9 3 2 静态约束模型2 9 3 2 1 静态约束模型对象分析2 9 v 北京化工大学博士学位论文 3 2 2 静态约束模型约束分析3 l 3 2 3 离散逻辑的约束建模3 4 3 2 4 静态约束模型描述3 6 3 3 静态约束模型实现3 8 3 3 1 分支策略的实现3 8 3 3 2 搜索策略的实现3 9 3 4 实验验证与分析3 9 3 4 1 静态约束模型建模和求解实验4 0 3 4 2 实验结果与分析4 0 3 5 本章小结4 1 第四章软件过程调度的动态约束模型4 3 4 1 引言”一4 3 4 2 软件过程调度的动态约束模型4 3 4 2 1 动态约束模型框架o o o ao go oo 4 3 4 2 2 软件过程的动态特性分析4 4 4 2 3 动态约束建模4 5 4 2 4 动态约束模型求解4 6 4 3 动态约束调度的软件模型4 6 4 3 1 动态约束调度模型结构分析4 6 4 3 2 动态约束调度组件分析一4 7 4 3 本章小结4 9 第五章改进的局部修补求解方法5 1 5 1 引言5 l 5 2 局部修补算法分析5 1 5 3 改进的局部修补算法5 2 5 3 1i l c 算法基本结构5 2 5 3 2i l c 算法相邻区域选取5 3 5 4 实验验证与分析o q ooo o 5 4 5 4 1 实际应用实验5 4 v i 目录 5 4 2 随机对比实验5 7 5 5 本章小结5 8 第六章基于按比例缓冲的鲁棒解求解方法5 9 6 1 引言“5 9 6 2 基于鲁棒解的求解方法5 9 6 2 1 调度方案定义5 9 6 2 2 解的鲁棒性评价指标6 0 6 2 3 按比例缓冲策略0 0 00b 0000 6 l 6 2 4 基线解的调整算法6 2 6 3 实验验证与分析6 3 6 3 1 按比例缓冲实验设计6 3 6 3 2 按比例缓冲初步实验结果分析6 7 6 3 3 按比例缓冲扩展实验设计“6 8 6 3 4 按比例缓冲扩展实验结果分析7 l 6 4 本章小结o ooo 7 8 第七章总结与展望7 9 7 1 总结7 9 7 2 展望8 0 参考文献8 1 致谢8 7 研究成果及发表的学术论文8 9 作者和导师简介9 1 v 北京化工大学博士学位论文 v i i i c o n t e n t s c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1b a c k g r o u n d 1 1 2c u 玎饥tr e s e a r c h 2 1 2 1s o f t w a r ep r o c e s s 2 1 2 2c o n s t r a i n tp r o g r a m m i n g 6 1 2 3c o n s t r a i n ts o l v i n g i nd y n a m i ce n v i r o n m e n t 1 1 1 2 4s t o c h a s t i cr e s o u r c ec o n s t r a i n tp r o j e c ts c h e d u l i n g 1 4 1 3c u r r e n tp r o b l e m s 1 7 1 4m a i l lc o n t e n to ft h er e s e a r c h 1 8 1 5t h em a i ni n n o v a t i o n s 1 8 1 6s t r u c t u r eo ft h ep a p e r 1 8 c h a p t e r2a t a s k - o r i e n t e dd y n a m i cs o f t w a r ep r o c e s sc o n t r o l m o d e l 2 1 2 1i n t r o d u c t i o n 2 1 2 2at a s k - o r i e n t e dd y n a m i cs o f t w a r ep r o c e s sc o n t r o lm o d e l 2 1 2 2 1m o d e ld e s c r i p t i o n 2 1 2 2 2m o d e ld e f i n i t i o n s 2 2 2 2 3p r o j e c tp l a n 2 3 2 2 4e x e c u t i o nc o n t r 0 1 2 4 2 2 5x m ld e s c r i p t i o n 2 5 2 3s u m m a r y 2 8 c h a p t e r3s t a t i cc o n s t r a i n tm o d e lf o r s o f t w a r ep r o c e s s s c h e d u l i n g 2 9 3 1i n t r o d u c t i o n 。2 9 3 2s t a f f cc o n s t r a i n tm o d e l 2 9 3 2 1m o d e lo b j e c ta n a l y s i s 2 9 v 北京化工大学博士学位论文 3 2 2m o d e lc o n s t r a i n ta n a l y s i s 3 1 3 2 3d i s c r e t el o g l ec o n s t r a i n tm o d e l 3 4 3 2 4s t a t i cc o n s t r a i n tm o d e ld e s c r i p t i o n 3 6 3 3i m p l e m e n t a t i o no fs t a t i cc o n s t r a i n tm o d e l 3 8 3 3 1i m p l e m e n t a t i o no fd i s t r i b u t i o n 3 8 3 3 2i m p l e m e n t g t i o no fs e a r c h 3 9 3 4e x p e r i m e n t s 4 0 3 4 1e x p e r i m e n t so f m o d e l i n ga n ds o l v i n g 4 0 3 4 2e x p e r i m e n t sr e s u l ta n da n a l y s i s 4 0 3 5s u m m a r y z 1 1 c h a p t e r4d y n a m i cc o n s t r a i n tm o d e lf o rs o f t w a r ep r o c e s s s c h e d u l i n g 4 3 4 1i n t r o d u c t i o n z 1 3 4 2d y n a m i cc o n s t r a i n tm o d e l 4 3 4 2 1f r a m e w o r k 4 3 4 2 2d y n a m i ca n a l y s i s 4 z i 4 2 3 m o d e l i n g z 1 5 4 2 4 s o l v i n g 4 6 4 3s o f t w a r em o d e lo fd y n a m i cc o n s t r a i n ts c h e d u l i n g 4 6 4 3 1s t r u c t u r ea n a l y s i s 2 1 6 4 3 2c o m p o n e n t sa n a l y s i s 4 7 4 4s u m m a r y 4 9 c h a p t e r5i m p r o v e dl o c a lr e p a i ra l g o r i t h m 5 1 5 1i n t r o d u c t i o n 5 1 5 2a n a l y s i so fl o c a lr e p a i ra l g o r i t h m 5 1 5 3i m p r o v e dl o c a lr e p a i ra l g o r i t h m 5 2 5 3 1s t r u c t u r eo f i m p r o v e dl o c a lr e p a i ra l g o r i t h m 5 2 5 3 2n e i g h b o rs e l e c t i o n 5 3 5 4e x p e r i m e n t s 5 z i 5 4 1p r a c t i c a le x p e r i m e n t s 5 4 v l c o n t e n t s 5 4 2c o m p a r a t i v ee x p e r i m e n t s 5 7 5 5s u m m a r y 5 8 c h a p t e r6b u f f e r - b a s e dr o b u s ts o l u t i o na p p r o a c h 5 9 6 1i n t r o d u c t i o n 5 9 6 2b u f f e r - b a s e dr o b u s ts o l u t i o na l g o r i t h m 5 9 6 2 1d e f i n i t i o n s 5 9 6 2 2r o b u s tm e t r i c s 。6 0 6 2 3p r o p o r t i o n a lb u f f e rs t r a t e g y 6 1 6 2 4a d j u s t m e n ta l g o r i t h m 6 2 6 3e x p e r i m e n t s 6 3 6 3 1 d e s i g n 6 3 6 3 2i n i t i a le x p e r i m e n t sa n a l y s i s 6 7 6 3 3e x t e n d e de x p e r i m e n t s 6 8 6 3 4e x t e n d e de x p e r i m e n t sa n a l y s i s 7 1 6 4s u m m a r y 7 8 c h a p t e r7c o n c l u s i o n sa n dp r o s p e c t s 7 9 7 1c o n c l u s i o n s 7 9 7 2p r o s p e c t s 8 0 r e f e r e n c e s 8 l a c k n o w l e d g m e n t 。8 7 r e s e a r c ha n dp u b l i s h e dp a p e r s 8 9 a b o u tt h ea u t h o r 9 1 v h 北京化工大学博士学位论文 v i i i 符号说明 c p t d s p c m s f c f e p s p m c s p s o l ( p ) i l c r l s 符号说明 约束规划 面向任务的动态软件过程控制模型 标准框架 定制框架 执行过程 软件过程模型元数据 经典约束满足问题 求解尸 改进的l c 算法 右移左移算法( 左右移算法) i x 北京化工大学博士学位论文 x 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 软件业是当今社会经济发展的先导性和战略性产业，它已经成为信息产业和 国民经济的增长点和重要支柱。由于软件自身的复杂性、不可见性和动态性，以 及开发方法等方面的问题，软件项目成功的几率要远远低于其它工程项目【l 】。美 国s t a n d i s h 咨询集团发布的题为“混沌的2 0 0 9 年度研究报告表明【2 】：软件项 目的平均成功率为3 2 ，成功的含义指在计划的时间和预算内实现目标；4 4 的 软件项目在交付时间、开发成本、产品功能和性能方面存在问题；2 4 的项目以 失败告终。 通过软件开发实践，人们逐步地认识到软件项目的成功很大程度上依赖于产 品开发时所使用的软件过程【3 】，即生产高质量的软件需要有一个高质量的软件过 程。2 0 世纪8 0 年代末，借鉴制造业通过控制和改进工艺流程提高产品质量的方 法，软件工程界提出通过控制和改进软件过程来提高项目成功率和产品质量的思 想【4 】。此后，以过程管理为基础的规范化管理方法不断涌现，国际标准组织建立 了一系列质量管理标准，如i s 0 9 0 0 0 5 1 、c m m c m m i ( c a p a b i l i t ym a m f i t y m o d e l c a p a b i l i t ym a m f i t ym o d e li n t e g r a t i o n ) 【6 】、p m b o k ( p r o j e e tm a n a g e m e n t b o d y o fk n o w l e d g e ) 【7 】等。其中c m m 在全球软件业得以广泛应用并收到良好的 效果，能有效促进软件企业规模化、规范化和国际化，是促进软件产业发展的重 要途径。 从1 9 9 7 年开始，中国软件企业开始采用c m m c m m i 建立软件过程、规范 项目开发。国务院2 0 0 0 年发布关于鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干 政策的通知，鼓励软件出口型企业通过g b t 1 9 0 0 i s 0 9 0 0 0 系列质量保证体系 认证和c m m 认证。截止2 0 0 5 年底，我国共有3 0 0 多家软件企业进行了 c m m c m m i 评估，约占总数的2 ，还未能实现大规模应用。分析原因，一方 面是因为我国软件企业普遍存在规模小、资源少和能力不足问题，缺乏经验和足 够的人力物力，i s 0 9 0 0 0 模型过于泛化，缺乏对软件行业特点的研究和适用方案， 而c m m 提出了一个框架，并未提出每个关键过程域的具体知识和方法；另一方 面，对c m m 实施效果的研究表明【引，符合相关标准的软件过程可以很快地建立， 但是如何对软件过程的实施进行控制是一个难题，由于部分企业实施效果的不 佳，制约了c m m c m m i 在我国软件企业的大规模推广应用。 因而，展开对软件过程控制的研究，形成有效地适合我国软件企业的过程控 北京化工大学博士学位论文 制方法，对于提高软件项目管理和控制能力，提升软件企业的过程能力成熟度， 促进我国软件产业的发展具有重要的理论意义和实践意义。 软件过程控制基于软件工程学理论，以经济地开发出高质量的软件产品为目 的，按照计划、实施、评估和调整的迭代过程，对软件过程中活动的实施进行协 调和控制。软件过程包含用于开发和维护软件的系列有序活动，每个活动的属 性包括相关制品、资源、组织结构和约束【9 1 ，活动又进一步分解为多个任务。为 了对软件过程的实施进行有效地控制，一个核心问题就是在满足各种约束条件的 情况下，对任务及资源进行有效分配，形成面向任务的调度计划，同时可适应软 件过程的动态特性，在实施过程中过程中定期评估执行情况，进行动态调整，从 而保证软件项目目标的完成。 任务和资源的调度是一个n p 完全问题( n p c o m p l e t ep r o b l e m ) ，它是运筹学 ( o p e r a t i o nr e s e a r c h ，o r ) 和人工智能( a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ，a i ) 领域的传 统问题。其中，o r 方法高效，但是通用性差，很难解决实际存在的问题；a i 方法通用性和灵活性好，但是求解效率较低【l0 1 。约束规划( c o n s t r a i n t p r o g r a m m i n g ，c p ) 是围绕关系约束建立起来的关于程序设计和问题求解的方法 论，是研究基于约束的组合优化问题的推理和计算系统，被美国美国计算机协会 评为1 9 个最具战略意义计算机研究方向之一【】。基于约束规划的调度方法是c p 成功应用的领域之一，它具备a i 方法的通用性和可扩展性，同时可以利用o r 已有的高效搜索和优化算法。 由于软件过程具有很强的动态性、不确定性和复杂性，研究基于约束规划的 软件过程控制中的调度方法，具有重要的实践意义。 本文依托于国家“十一五，科技支撑计划项目“古代建筑虚拟修复及w e b 表现技术研究 的子课题“基于w e b 2 0 技术的古代建筑保护和修复信息服务平 台”，对基于约束规划的软件过程控制方法进行研究。 1 2 研究现状 1 2 1 软件过程 由于早期软件开发采用的个体化开发方法，上世纪6 0 年代中期出现了软件 危机。为了解决软件危机，在软件的开发和维护中，开始采用工程的概念、原理、 技术和方法。从7 0 年代开始，软件工程学研究的主要内容集中在软件开发过程 中所使用的方法、技术、工具和自动化支持环境等问题上。各种软件开发模型相 继提出，如瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型、喷泉模型等【1 1 。软件开 2 第一章绪论 发进入到工程化阶段，部分缓解了软件开发过程中遇到的问题。 进入8 0 年代后，随着万维网技术的飞速发展，计算机应用出现全球化发展趋 势，软件开发面临着新的挑战。面对应用领域的急速扩展和软件规模的急剧增加， 已有的软件开发模型渐渐显露出局限性，严重制约了软件开发。w a t t sh u p h c r y t l 2 】 提出“为了解决软件的问题，首要的步骤是将整个软件开发任务看作是一个可控 的，可度量的和可改进的过程。 一九八四年十月召开的第一届国际软件过程会 议正式提出了以“软件过程 为基本概念的一种新的软件工程概念框架，标志着 “软件过程”时代的到来。 从9 0 年代开始，人们意识到由于软件过程的问题使得软件新技术、新工具的 优势难以发挥，软件过程因素成为制约提高软件产品质量和生产效率的瓶颈。软 件工程学的研究重点转向以改善软件过程为中心的软件工程时代，软件过程成为 软件工程学科的一个重要研究方向。 围绕软件过程，研究者们在过程建模、模型实施、过程度量和过程改进等方 面进行了大量相关研究。 软件过程建模的目的是建立起软件过程的抽象模型，然后对建立起的抽象模 型进行分析，从而增加对软件开发过程本身的理解和认识，以达到指导软件开发 活动的目的。对一个软件过程，采用不同的建模方法，不同的建模目的，可以建 立不同的抽象模型。比如，如果采用支持控制流描述的建模语言来建立软件过程 模型，则会以开发过程中的开发活动作为主线来建立模型；如果采用的建模语言 采用产品间的转换关系和出入口标准来描述软件过程，那么建立的过程模型更多 的是描述软件开发过程中的各种配置或产品。 软件过程中涉及的主要成分包括活动、角色、产品、资源和约束。根据这些 成分，可以将软件过程建模方法分为四类【1 3 1 ，分别是以活动为中心的建模方法、 以角色为中心的建模方法、以产品为中心的建模方法、基于过程模板的建模方法，