（计算机应用技术专业论文）基于度量的软件过程改进方法的研究.pdf

摘要 长期以来 软件的质量和生产效率问题一直困扰着软件产业的发展 近十 年早 虽然多种软件开发方法和工具不断出现 但依然不能从根本上解决这些 问题 在我国 这些问题尤为突出 i s 0 9 0 0 0 和c m m 的推出 实际上 是借鉴 工业界的管理经验 在软件行业的应用 我国软件企业普遍存在规模小 资源 少 能力不足的问题 运用这些 重载 方法 既缺乏经验 又缺乏足够的人 力和物力 本文分析了我国中小软件企业存在的困难 从围绕建立适合我国软 件企业有效过程改进环境出发 根据c m m 和i s 0 9 0 0 0 等标准的实质 研究软件 企业过程度量方法 评估框架和c m m 的剪裁方法矧 本文结合某国有商业银行 信息技术管理部门软件开发和管理过程改进实例 提出了一个支持软件过程改 进系统s s p i s s u p p o r t a b l es o f t w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n ts y s t e m 最后 为便于中小软件企业进行过程改进 本文给出了参与研究的基于i s 0 9 0 0 0 和c m m 的软件企业质量保障平台的总体框架 着重阐述了软件度量在此平台中的设 计 本文在上述方面所作的研究工作和创新概述如下 1 软件过程评估框架 本文深入分析了现在流行的软件过程改进模型 和评估方法 系统地阐述了现在流行的c m m 模型和i s 0 9 0 0 0 国际标 准的特点 本文分析了我国中小软件企业过程改进存在的困难 为 便于这些软件企业诊断软件过程状况 本文提出了软件过程评估框 架 最后 以某国有银行信息技术管理部门软件开发和日常维护的 过程管理为背景 根据过程改进框架设计了一套适合我国银行金融 系统的软件开发和日常维护工作的评估方法 2 过程改进支持系统 软件生产是高智能的生产活动 开发技术的发 展非常迅速 c 删和i s 0 9 0 0 0 都属于 重载 模型 需要企业投入 相当的资源 对于人力财力不那么雄厚的中小型软件企业进行软件 过程改进 如何让他们能少花钱 少花时间 并且有显著效果一直 是软件过程改进研究的热点 所以 本文跟踪研究了敏捷软件过程 的最新发展 分析了敏捷软件过程的特性 为便于中小软件企业实 施c 删 本文阐述了c m m 剪裁的技巧和方法 提高软件过程能力 实际上 是提高软件企业的管理能力 本文从过程的定义 制度化 监控等方面出发说明如何建立有效的软件过程改进环境 本文结合 实施实例 借鉴国内外软件企业软件过程改进经验 总结了一个支 持过程改进系统s s p i s 供其他软件企业过程改进借鉴 3 支持过程改进的软件度量技术 针对c 眦过程改进的特点 本文提 出了结合g q m d 和g q i m 模型 建立基于度量的软件过程方法 为便于企业实施度量 本文提出了适合c m m 过程改进的过程度量指 标 并阐述了如何在c m m 不同等级设计度量指标 这些度量指标可 供软件组织剪裁应用 特别地 针对o i m 2 级和我国软件企业自身 的特点 推导出软件企业的度量目标集 4 产品度量 工业文明进化到今天成熟地步得益于其有可靠的定量数 据分析 软件开发由于是高度智力活动 定量化度量其产品是个困 难的事情 本文阐述了我们课题组研究的过程产品度量指标 u m l 是目前流行的软件建模工具 本文提出了将i f p u g 功能点度量应用 到u m l 需求分析模型上的方法 需求工程是整个软件系统开发过程 的第一阶段 其质量将直接影响整个系统开发的成败 本文提出了 需求分析质量度量方法和策略 5 软件度量在面向软件企业质量保障平台中的设计与实现 为提高软 件开发效率 提高软件产品质量 国内越来越多的软件企业开始引 入c m m 和i s 0 9 0 0 0 系列标准进行过程改进 为减轻企业实施的困难 上海市科委立项研制面向软件企业质量保障平台 本文阐述了此平 台的框架 着重介绍了软件度量的设计与实现 关键词 软件过程软件质量软件度量敏捷软件过程 本文得到了国家机械发展基金项目 n o 9 6 j a 0 2 0 5 和上海市科技发展 基金 n o 0 2 5 11 5 0 3 5 的赞助 a b s t r a c t f o ra l o n gt i m e s o f t w a r eq u a l i t y a n dp r o d u c t i o n e f f i c i e n c y h a v e a l w a y s p e r p l e x e dt h es o f t w a r ei n d u s t r y i nr e c e n ty e a r s n e wt o o l sa n dm e t h o d sh a v eb e e n i n t r o d u c e d b u tt h e s ep r o b l e m sa r cf a rf r o mb e i n gr e s o l v e d i no u rc o u n t r y t h e s e p r o b l e m s a r e p a r t i c u l a r l yo u t s t a n d i n g a l t h o u g h t h ei s 0 9 0 0 0a n dc m ma r e a p p l i c a t i o n si ns o f t w a r ea r e a s t h e ya r er o o t e di nt h ei n d u s t r yf i e l de x p e r i e n c e s i n c e m o s ts o f t w a r ee n t e r p r i s e sa r es m a l la n dt h er e s o u r c e sa r el i m i t e d t h e yd o n th a v e m u c hr e l e v a n t e x p e r i e n c e a n dt h e r e f o r ef e e l i n a d e q u a t e t o a p p l y i s 0 9 0 0 0a n d c m m t h e s ei s s u e sa r ew i d e s p r e a d w i t ht h e i rd i f f i c u l t i e si nm i n d t h i sd o c t o r a l d i s s e r t a t i o nf i r s td i s c u s s e st h ee s t a b l i s h m e n to fav a l i d p r o c e s si m p r o v e m e n t e n v i r o n m e n t a n dt h e ni nt h el i g h to fi s 0 9 0 0 0a n dc m m i tt a k e sac l o s el o o ka t s o f t w a r e p r o c e s s m e a s u r e m e n tm e t h o d s t a i l o r i n gm e t h o d sf o rc m ma n dt h e e v a l u a t i n gf r a m e w o r k b a s e do nt h ee x a m p l eo f as t a t e o w n e dc o m m e r c i a lb a n k i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ys e c t i o ns o f t w a r e d e v e l o p m e n t t h es u p p o r t a b l e s o f t w a r e p r o c e s si m p r o v e m e n ts y s t e m s s p i s i sp r o p o s e di nt h i sd i s s e r t a t i o n i nt h ee n d t h e g e n e r a l f r a m e w o r ko ft h e q u a l i t y a s s u r a n c e p l a t f o r m f o rs o f t w a r e e n t e r p r i s e s q a p s e i sg i v e na n dt h ed e s i g nf o rs o f t w a r em e a s u r e m e n ti n t h eq a p s ei s d i s c u s s e dj nd e t a j t h em a i nc o n t r i b u t i o n sa r ea sf o l l o w s 1 s o f t w a r e p r o c e s s v a l u a t i o nf r a m e w o r k t h i sd i s s e r t a t i o np r o b e st h e s o f t w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n tm o d e la n dm e t h o d s m e a n w h i l ec m m a n di s 0 9 0 0 0a r ee x p l a i n e ds y s t e m a t i c a l l y t h ed i f f i c u l t i e si ni n n o v a t i o n a r ei n t r o d u c e d t oi m p r o v et h ed i a g n o s i so fs o f t w a r ep r o c e s sc o n d i t i o n t h i sd i s s e r t a t i o np u t sf o r w a r dt h es o f t w a r ep r o c e s sv a l u a t i o nf r a m e w o r k b a s e do nt h es o f t w a r ep r o c e s sv a l u a t i o nf r a m e w o r k a na u d i tm e t h o d s u i t a b l ef o rf i n a n c i a le n t e r p r i s e ss o f t w a r ep r o c e s si sg i v e n 2 a s u p p o r t a b l es o f t w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n ts y s t e m s s p i s s o f t w a r e p r o d u c t i o ni s ah i g h l yi n t e l l e c t i v ea n dt h er e l e v a n tt e c h n i q u e sd e v e l o p q u i c k l y s i n c ec m m a n di s 0 9 0 0 0a r eb o t hh e a v ym o d e l s m u c hm o r e r e s o u r c e sa r en e e d e df o rs o f t w a r ee n t e r p r i s e st oi m p r o v et h es o f t w a r e p r o c e s s h e r eg o o d e f f e c ta n dl o wi n v e s t m e n ta r eo u rg o a l s t h i s d i s s e r t a t i o nf o l l o w st h el a t e s t d e v e l o p m e n t t h a ts t u d i e dt h e a g i l e s o f t w a r ep r o c e s sa n di n d u c e st h ec h a r a c t e r i s t i co ft h ea g i l es o f t w a r e 3 5 p r o c e s s t h ec m mt a i l o r i n gm e t h o d sf o rs m a l le n t e r p r i s e sa r ee x p a t i a t e d i n e f f e c t t oi m p r o v e p r o c e s sa b i l i t y i st o d e v e l o pe n t e r p r i s e s m a n a g e m e n t t oi l l u s t r a t et h ee s t a b l i s h m e n to fav a l i ds o f t w a r ep r o c e s s i m p r o v e m e n te n v i r o n m e n t t h i sd i s s e r t a t i o nd i s c u s s e st h ei d e n t i f i c a t i o n s y s t e m i z a t i o n s u p e r v i s i o na n dc o n t r o lo fp r o c e s s t h e nt h ee x a m p l eo f s s p i si sg i v e na n dc a nb eu s e df o rr e f e r e n c eb yo t h e re n t e r p r i s e s s o f t w a r em e a s u r e m e n t t e c h n i q u es u p p o r t i n gp r o c e s si m p r o v e m e n t b a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ec m m p r o c e s si m p r o v e m e n t t h e s o f t w a r ep r o c e s sm o d e ls u p p o r t i n gp r o c e s sm e a s u r e m e n ti se s t a b l i s h e d i nt h i s d i s s e r t a t i o n w h i c hi n c o r p o r a t e st h eg q m dm o d e la n dt h e g q i mm o d e l t h ep r o c e s sm e t r i c s s u i t es u i t a b l ef o rc m mb a s e d p r o c e s si m p r o v e m e n ti sp r o p o s e da n dt h em e t h o do fh o w t ou s et h e m e t r i c ss u i ti sa l s op r e s e n t e d s p e c i a l l y t h em e t r i c ss u i t ef o rc m m 2i s c o n d u c t e d m e a s u r e m e n to fs o f t w a r ep r o d u c t s t h ei n d u s t r yc i v i l i z a t i o ne v o l v e st o t o d a y sm a t u r es i t u a t i o nb e c a u s e i tb e n e f i t sf r o mt h er e l i a b l eq u a n t i t a t i v e a n a l y s i s t h i sd i s s e r t a t i o ne x p a t i a t e su p o n o u rr e s e a r c ho nm e a s u r e m e n t f o rs o f t w a r ep r o d u c t s u m li sap o p u l a rm o d e l i n gt o o l s ot h em e t h o d f o ra p p l y i n gi f p u gf u n c t i o np o i n tt ou m lm o d e li sp r e s e n t e d s i n c e r e q u i r e m e n te n g i n e e r i n g i st h e i m p o r t a n t i n i t i a l s t a g e m e a s u r e m e n t m e t h o da n ds t r a t e g yf o rr e q u i r e m e n t q u a l i t ya r ep r e s e n t e d t h es o f t w a r em e a s u r e m e n td e s i g ni nq a p s e t oi m p r o v et h ee f f i c i e n c y o fs o f t w a r ed e v e l o p m e n ta n dt h eq u a l i t yo fs o f t w a r ep r o d u c t m o r ea n d m o r ed o m e s t i cs o f t w a r e e n t e r p r i s e s s t a r tt oi n t r o d u c ec m ma n d i s 0 9 0 0 0 t h e q u a l i t y a s s u r a n c e p l a t f o r m f o rs o t h t c a r e e n t e r p r i s e s q a p s e i sn e c e s s a r y t h e r e f o r e t h el a s t c h a p t e rg i v e s t h e q a p s e s y s t e m a r c h i t e c t u r e t h ed e s i g nf o rs o f t w a r em e a s u r e m e n ti nt h eq a p s e j sa l s or e c o u n t e d 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 eq u a l i t y s o f t w a r em e a s u r e m e n t a g i l e s o f t w a r ep r o c e s s 合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查 确认符合合肥工业 大学博士学位论文质量要求 答辩委员会签名 摭铋讼 呵阂形叛疵孑嬲殇 委员 御1 牝矽 钚彬欠哆 节阂研否射 乇否 名舻以孑 勿强 o 籀髯 评议人名单 张佑生教授 合肥工业大学计算机信息学院 吴先良教授安徽大学电子工程系 胡学钢教授合肥工业大学计算机信息学院 吴耿锋教授上海大学计算机学院 赵振西教授中国科学技术大学计算机科学技术系 童维勤教授上海大学计算机学院 黄厚宽教授北京交通大学计算机学院 张武教授上海大学计算机学院 评阅人名单 王煦法教授中国科学技术大学计算机科学技术系 袁兆山教授合肥工业大学计算机信息学院 答辩委员会成员 王煦法教授中国科学技术大学计算机科学技术系 张培仁教授中国科学技术大学信息科学技术学院 张佑生教授合肥工业大学计算机信息学院 袁兆山教授合肥工业大学计算机信息学院 胡学钢教授合肥工业大学计算机信息学院 答辩委员会主席 王煦法教授中国科学技术大学计算机科学技术系 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果 据我 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 盒目b 王 业太堂或其他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谢意 靴论姗戤 卯舔 蝌期 9 钾胁日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金目b 王些盔堂有关保留 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及八十年代以来迅速发展的软件工程环境技术等 这些方法的提出对于改善软件 质量和提高生产率起了很大的促进作用 软件工程的发展在一定程度上促进了软 件危机的解决 但随着软件规模的急剧增大和复杂性的不断增高 软件生产问题 没有得到根本改进 而且软件生产与需求的矛盾还在日益加剧 回顾软件工程发展历程 经过4 0 多年工业和学术界的共同努力 目前研究 已经有了5 个主导方向 编程方法 形式化方法 计算机辅助软件工程 软件开 第一章绪论 发模型和软件工程过程 编程方法着重于问题分析和在程序上的实现 例如结构 化编程和面向对象编程 形式化方法是以数学方法来分析编程 例如z 语言 计 算机辅助软件工程主要是研究协助设计和自动生成基本程序的工具 例如c a s e 工具和u m l 工具 这3 个方向研究的中心是技术方面 没有关注软件组织和管理 软件开发模型着重探讨以组织为单元的系统开发模型 例如瀑布模型和螺旋模 型 开发模型研究开始考虑软件开发的组织 这些模型总结了软件过程的共性 基于这些模型的计划与管理手段比较粗糙 可操作性差 具体的软件过程往往得 不到有效的支持 重要的过程细节通常隐含在个人的头脑中和某些工具之中 对 于软件组织来说 难以对过程知识进行继承和优化 早期 人们研究的重心是软 件设计问题 希望利用先进的软件开发工具和方法来解决软件生产问题 先进的 工具和方法确实可以提高效率和质量 但调查分析的结果表明 需求的经常变化 修改的不受控制 进度计划的变更 测试时间的不足以及系统标准的不可管理等 等 h u m p h r e y 8 9 才是软件生产的关键问题 只有成功地解决了软件过程问题 工 具和方法才能充分发挥作用 近几年来 越来越多的人们关注软件工程过程的研 究 软件工程过程探讨软件过程 包括基本过程类 支持过程类和组织过程类 的管理和改进 例如c m m s p i c e b o o t s t r a p 等 他们关注软件开发技术的同时 更关注对软件开发的组织和管理的研究 其中 美国c a r n e g i em e l i o n 大学的 w a t t sh u m p h r e y 在软件过程管理方面作出了突出的贡献 他所领导的软件工程 研究所 s e i 提出的软件能力成熟度模型 c 删 影响很大 被国际软件工程界公 认为是软件工程学的一项重大成果 已成为事实上的软件过程管理的国际标准 它既可用来科学地评定软件开发单位的软件能力成熟度等级 也可用来帮助软件 开发单位进行自检 了解自己的强项和弱项 从而不断地完善单位的软件开发过 程 确保软件质量 提高软件开发效率 2 0 世纪7 0 年代以来 市场竞争逐步由价格竞争变成质量竞争 日本采用质 量这个战略武器使其迅速崛起 成为全球性超级经济大国 所以 世界各国都十 分重视推行质量管理理论和研究提高产品质量的方法 质量管理学经历了近一个 世纪的发展 已成为一门自然科学与社会科学相结合的边缘科学 涉及到统计学 管理学 经济学 信息学和工程技术等多个学科的内容 其研究的重点也由产品 检验把关 生产与运作过程控制发展到了产品形成全过程的质量控制和质量协 调 随着i s 0 9 0 0 0 族标准的进一步完善和60 管理的逐步推广 传统工业的质量 管理已经进入概念统一化 内容规范化 活动国际化的时代 借鉴传统工业管理 和质量控制经验 越来越多的软件企业采用i s 0 9 0 0 0 国际标准 建立软件质量管 理体系 通过系统的质量管理体系方法规范软件开发或维护过程 从而树立组织 对产品实现过程能力和产品质量的信心 为持续改进提供基础 最终增进客户和 合肥工业大学博士论文 其他相关方满意 但软件企业与其他行业不同的是 软件产品虽然也可以说是有 形的 可视的和可感觉的 但产品里面的东西却是无形的 抽象的 因此管理这 样性质的事物肯定要比传统工业的生产管理更抽象 w a t t sh u m p h r e y 在软件开 发中吸取了传统行业的管理经验 引入了同样的质量控制概念 在c m m 中应用工 程式的纪律来管理和组织软件开发或维护过程 c m m 是专注于软件企业的过程改 进的模型 c m m l 1 模型以软件过程的增量形式逐步引入了5 个等级 初始级 可重复级 定义级 定量管理级和优化管理级 从整体来说软件能力成熟度级别 从低到高的变化代表了企业的生产活动由高风险低效率到高质量 高生产率的进 展 简单地说 各级之问的关系为 从一级n 级的转化 规范化过程 从二 级到三级的转化 标准化 稳定的过程 从三级到四级的转化 可预测的过程 从四级到五级的转化 持续不断地改进过程 i s 0 9 0 0 0 是各行业通用的标准 适合于各种规模的所有企业 强调的是系统 的管理方法原则在建立和实施质量管理体系中的具体应用 因为它是通用标准 描述比较抽象 只是提出了质量体系结构应该包括什么 没有指出建立质量体系 的方法 建立体系方法完全留给了各个企业 c m m 来自于美国国防部对软件分包 商的能力评价经验 它通过履行一系列关键过程域中的关键实践来达到改进软件 过程的目的 强调对过程的控制 整个过程的管理的监控 因而针对性较强 但 资源要求较多 比较适合大型软件组织 虽然 c 是软件工程发展的里程碑 但也不是圣经 c m m 仅提出了一个框架 没有提出实现每个关键过程域的具体知 识和方法 其实现依赖于人员的积极参与和创造性 我国软件产业得到国家重点扶持 尤其在近几年很多省市都建立了软件工业 园 软件企业数量增加很快 但我国软件企业 起步晚 底子薄 大部分企业规 模不大 人数少于2 0 0 人 按照业界标准属于中小型软件企业 且人员流动很大 大部分软件企业成立只有几年时间 对软件企业管理很不成熟 更缺乏对软件工 程深刻理解 我国很多企业也设有信息技术管理部门 他们承担开发 维护和管 理承担业务运行的计算机应用系统的工作 这些部门人员大多也只有数十人 在 传统的软件开发管理中 人们往往是基于任务的思维方式 将工作划分为最小的 单元后分配给指定的人员 这种相当于传统产业中的作坊式的生产方式在如今的 软件企业开发和管理中 普遍存在 严重制约了我国软件产业的发展 本文分析 了我国软件企业存在的困难 从围绕建立适合我国软件企业有效过程改进环境出 发 根据c m m 和i s 0 9 0 0 0 等标准的实质 研究适合中小软件企业实施的过程评估 方法 度量方法 实施方法等 探讨适合我国软件企业的软件过程改进的有效方 法 4 第一章绪论 1 2 本论文研究的内容和主要工作 国际软件工程界于1 9 8 4 年在英国召开了第一届国际软件过程讨论会 i n t e r n a t i o n a ls o f t w a r ep r o c e s sw o r k s h o p i s p w8 4 标志着面向任务的思 维方式向面向过程思维方式的转变 从1 9 8 4 年起每年召开软件过程国际研讨会 i s p w 从1 9 9 1 年起开始每年召开软件过程国际会议 i c s p 每个国家几乎 都有自己的软件过程改进网络 s p i n 现在 软件过程的研究已经成为软件工 程领域一个重要分支 面向任务的思维方式是人们习惯的思维方式 其影响很深 相对于传统产业 软件企业改变更加匾难 软件生产过程可重复牲差 缺乏可预 见性和可重复性 因而缺乏软件过程改善的基础 w a t t sh u m p h r e y 在他的经典 著作 m a n a g i n gt h es o f t w a r ep r o c e s s 中指出 为了解决软件问题 重要的 第一步是将整个软件开发任务看作是一个可控的 可度量的以及可改进的过程 h u m p h r e y 8 9 做到这一点 软件企业必须做好以下三项基础工作 第 过程 必须被清晰地定义 将过程的步骤 规则和活动详细地描述 将过程包含的活动 及程序文档化 这样便于企业用过程思维的方法统一行为规范 使过程的执行成 为企业运作的自然而然的一部分 软件过程便变得 透明可视 了 第二 要做 好培训工作 将关于过程的知识传授给需要执行过程的所有人员 让过程的知识 深入到每个过程执行者的头脑中 并以此驱动他们的行为与活动 第三 对过程 进行监控 并采取强制措施将过程制度化 确保过程中活动的执行是按照已文档 化的内容执行 软件企业只有使用结构化的软件过程管理方法才能为评估当前软 件过程现状提供基础 工业文明进化到今天成熟地步得益于其有可靠的定量数据分析 软件开发由 于是高度智力活动 所以 实施度量较难 这也是软件生产存在效率低和质量不 高的重要原因 在软件过程改进时 国内大多数软件企业没有能够系统和有效地 实施度量 所以 本文将软件过程和过程度量作为研究的熏点a 围绕适合我国软 件企业有效过程改进环境的建立 本文从一个企业运用软件过程管理实例出发 研究软件企业过程评估方法和改进方法 下面将本文在上述方面所作的研究概述 如下 1 软件过程评估框架 本文首先介绍和分析了现在流行的软件过程改 进模型和评估方法 尤其详细地阐述了现在流行的c m m 模型和 i s 0 9 0 0 0 国际标准的特点 然后 本文分析了我国中小软件企业过 程改进存在的困难 为便于这些软件企业诊断软件过程状况 本文 提出了软件过程评估框架 最后 以某国有商业银行信息技术管理 部门软件开发和日常维护的过程管理为背景 根据过程改进框架设 合肥工业大学博士论文 3 5 计了一套适合银行系统的软件开发和日常维护工作的评估方法 软件过程改进方法和支持软件过程改进的环境的建立 软件技术发 展很快 软件过程改进的思维不断发展 目前 在国际学术界 敏 捷软件过程是最新发展 它的提出是为了快速适应变化 在理念上 和传统的软件过程管理有很大区别 强调是 恰好 原则 比较适 合中小企业实旋 本文对敏捷软件过程和c m m 在中小软件企业的应 用作了跟踪研究 软件改进是个持续不断的过程 本文借鉴管理科 学系统工程原理 对于如何建立支持过程改进的环境做了深入研究 以过程为中心的组织中包含不同的角色以及每个角色各自明确的分 工 管理的方法 员工的技能 商业运作活动以及相应的支持技术 等方面的内容 今天 软件开发的复杂性已经超出了我们靠直觉及 时解决问题的能力 与过程有关的角色 职责的定义以及实现离不 开结构化的软件过程管理方法的支持 本文从组织 管理 技术和 工具方面 讨论软件过程的架构 说明如何形成一个有效的软件过 程改进环境 本文在实例研究的基础上总结了一个支持软件过程改 进系统s s p i s 来阐述实现有效过程改进环境的建立 支持过程改进的软件度量技术 针对c 删过程改进的特点 本文结 合g q m d 和g q i m 模型 建立支持度量的软件过程 为便于企业实 施度量 本文提出了适合c 唧过程改进的过程度量指标 并阐述了 如何在c m m 不同等级设计度量指标 这些度量指标可供软件组织剪 裁应用 特别地 针对c 删2 级和我国软件企业自身的特点 推导出 软件企业的度量目标集 在面向软件企业的质量保障平台中 度量 活动作为过程活动的一部分 本文提出的度量实施技术还包括了度 量数据的收集和分析技术 产品度量 工业文明进化到今天成熟地步得益于其有可靠的定量数 据分析 软件开发由于是高度智力活动 定量化度量其产品是个困 难的事情 本文阐述了我们课题组研究的过程产品度量指标 u m l 是目前流行的建模工具 本文提出了将i f p u g 功能点度量应用到u m l 需求分析模型上的方法 需求工程是整个软件系统开发过程的第一 阶段 其质量将直接影响整个系统开发的成败 本文提出了需求分 析质量度量方法和策略 软件度量在面向软件企业质量保障平台中的设计与实现 为提高软 件开发效率 提高软件产品质量 国内越来越多的软件企业开始引 第一章绪论 入c m m 和i s 0 9 0 0 0 系列标准进行过程改进 c m m 和i s 0 9 0 0 0 给出了 指导原则 而没有给出具体实施方法 为减轻软件企业实施的困难 上海市科委立项研制面向软件企业质量保障平台 本文阐述了此平 台的框架 着重介绍了软件度量的设计与实现 1 3 本论文的组织 本论文共分七章 第一章回顾了软件工程发展历程 介绍本文研究的内容和 主要方法 第二章从软件过程的定义出发 分析了软件过程的组成 在本章阐述了当前 流行的软件过程国际标准和c m m 推荐使用的软件过程改进模型 在文中分析我国 软件企业 尤其是中小型软件企业在过程改进中存在的困难 最后 从软件过程 的特点出发提出了过程改进评估框架 并给出了某国有商业银行根据此框架设计 的软件开发和系统维护的评估方法 第三章分析了敏捷软件过程和典型的敏捷软件过程方法x p 方法 为便于中 小软件企业实施c m m 本章阐述了c m m 的剪裁方法 本章从过程的定义 制度化 监控等方面出发说明如何建立有效的软件过程改进环境 本章根据实施实例 总 结了一个支持软件过程改进系统s s p i s 从软件企业的组织 管理 技术和工具 出发阐述了结构化的软件过程的形成方法 供其他软件企业改进借鉴 第四章阐述了在面向软件企业的质量保障平台中支持过程改进的软件过程 度量技术 首先 本章介绍了基于g q m 的软件过程度量方法g q m d 和g q i m 提出了结合g q m d 和g q i m 模型建立基于度量的软件过程方法 然后阐述了 支持过程改进的软件度量技术 在本章分析了c m m 在各级对于度量的需求 为便 于企业实施度量 本文提出了适合c m m 过程改进的过程度量指标 并阐述了如何 在c m m 不同等级设计度量指标 这些度量指标可供软件组织剪裁应用 最后 针 对c m m 2 级和我国软件企业自身的特点 推导出软件企业的度量目标集 第五章首先介绍软件质量评价体系和软件度量方法 然后 在本章阐述了我 们研究和改进的在面向对象设计中的软件度量方法 本章着重分析软件需求阶段 产品质量的度量 并给出度量策略 最后 提出了基于u m l 软件规模度量方法 第六章介绍了面向软件企业质量保障平台的总体框架 着重阐述了软件度量 在质量保障平台中的设计和实现 第七章对本文作了总结 并对下一步研究进行了展望 合肥工业大学博士论立 2 1 软件过程 第二章软件过程评估方法 按照i e e e 的定义 过程是对一个特定的目标所完成的一系列的操作步骤 i e e e 9 2 例如软件开发过程 o l s o n 等人则认为过程是一系列的活动 任务以 及程序 通过对他们的执行可以实现特定的目标 对于软件过程就是软件开发的 过程 o l s o n 8 9 w a t t sh u m p h r e y 将过程比做习惯 过程就像人的习惯 养成 一种习惯很难 但改变习惯也不容易 h u m p h r e y 9 5 过程是组织 管理技能以 及技术的基础 过程增强了组织的稳定性 确保人员 过程 技术的努力与发展 不会偏离商业目标 过程应该由三部分组成 文档 培训和确保过程被遵循的机 制 如果仅仅只有文档 那过程只是一个 空架子 如果没有有效的培训 就 不能保证员工掌握了过程知识和一定技能去按过程的要求实施过程 员工仍然按 自己原来的方式完成任务 如果缺少了过程的监控与管理 就没有人能够保证过 程最终可以达到预期的目标 过程的定义包括目标 步骤 人员 角色与职责 评估系统以及检验系统 目标是用来校正过程 使之与商业目标一致 选择有能力实施和管理过程的合适 人选来保证过程正确执行 步骤用来保证过程按照严格的程序生产出满足要求的 产品 评估系统确保过程实施的质量与效果 检验系统验证过程各个阶段的产品 满足要求 所有的角色与职责都必须与过程目标一致 围绕着最终的过程目标而 展开的 并保持持续性与协作性 这种结构化的过程比简单的过程要复杂的多 它不仅仅是为完成一个产品或项目 现在高度发展的工业现代化正是得益于面向 过程的管理体制 对于软件过程 s e i 的c m m 借鉴了现代工业管理的经验 在 c m m 中软件过程定义为用于开发和维护软件及其相关产品的一系列的活动 方法 实践和转化 p a u l k 9 3 软件过程主要由3 类过程组成 按性质可分为基本过程 类 支持过程类和组织过程类 基本过程类包括获取过程 供应过程 开发过程 运作过程 维护过程和管理过程 支持过程类包括文档过程 配置管理过程 质 量保证过程 验证过程 确认过程 联合评审过程以及问题解决过程 组织过程 类包括基础设施过程 改进过程以及培训过程 第二章软件过程评估方法 2 2 软件过程改进国际标准 人们编制一些小软件时 用不着去考虑诸如组织 软件过程管理和软件过程 改进等问题 但当承接大型软件项目 以一个团队去运作时 以上涉及的问题就 必须面对 实践证明管理差的软件组织和管理好的软件组织 在软件工程的实施 过程中差异巨大 通过软件过程改进把由于技术因素 客户需求因素 竞争因素 等带来的质量问题去掉 使软件过程的能力得到提高 这一直是软件企业致力过 程改进的目标 目前软件企业质量管理和过程研究领域主要有三个流派 1 i s 0 9 0 0 0 系列质量管理标准是由i s o t c l 7 6 负责制定的国际标准 2 c m m t s p p s p c 删i 是由美国c a r n e g i em e l i o n 大学软件工程研究所 s e i 组织开发的软件过程 包括侧重于大型软件企业中有关软件过程的宏观管理和项 目管理的s w c m m 软件过程成熟度模型 p a u l k 9 3 侧重于团队开发的t s p 团 队软件过程 h u m p h r e y 0 0 侧重于个体技能提高的p s p 个体软件过 程 h u m p h r e y 0 0 1 以及将各种不同的c m m s 集成到一起的c m m i 3 i s o s p i c e i s 0 1 5 5 0 4 是关于软件过程的一组标准 不仅集中考虑软件过程 而且考虑入 技术 管理规程 客户支持和质量以及软件开发和维护规程等问题 2 2 1is 0 9 0 0 0 系列质量保证模式 i s o 全称是i n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n 成立于 1 9 4 7 年2 月2 3 同 是世界上最大的国际标准化组织 它的宗旨是 在世界上促 进标准化及其相关活动的发展 以便于商品和服务的国际交换 在智力 科学 技术和经济领域开展合作 为了适应国际贸易的不断发展 各国的质量管理与 质量保证标准急需得到统一 为此 i s o 于1 9 7 9 年成立了质量管理和质量保证 技术委员会 即t c l 7 6 专门从事制定质量管理和质量保证标准工作 i s 0 t c l 7 6 自1 9 8 1 年1 0 月开始 在总结和参照有关国家标准和实践经验的 基础上 通过广泛协商 于1 9 8 7 年颁布了i s 0 9 0 0 0 质量管理和质量保证系列标 准