05-软件过程管理与软件工程环境.ppt

1、第五章 软件过程管理与软件工程环境,5.1 软件过程 90年代初美国国防部软件工程研究所和CMU大学的研究者提出过程成熟度的CMM(Capability Maturity Model)模型。把过程成熟度分为五级: 第一级：原始的：自发过程，成功靠员工努力； 第二级：可重复的：参照成功的项目重复； 第三级：可定义的：所有管理、工程两方面的活动均文档化并纳入有组织的软件过程，新项目按批准的过程开发和管理； 第四级：可管理的：除三级而外，对软件过程和质量有定量的理解和度量，可以控制度量； 第五级：可优化的：除四级而外，可连续从实施过程的反馈中改进过程,1. 软件过程的活动,活动分为：框架活动、伞形活

2、动 所谓框架活动是软件工程必须的大步骤、是决定产品如何出现、存在的重要活动。它包括一组软件工程工作任务并指出什么算完(里程碑)? 交付出什么?质量保证点是什么? 软件工程工作任务因产品特性而选用不同的过程模型展开。当然，最上层的框架活动是定义、开发、维护。有了模型它就可以把这三大步骤细化了。 伞形活动是为保证高质量产品出现、存在的活动。它凌驾于框架活动之上，故谓之“伞形”,典型的伞形活动是: 软件项目追踪和管理 (1)正式技术评审 (2)软件质量保证 (3)软件配置管理 (4)文档的准备和制作,可重用管理 软件度量(指本项目特殊的度量) 风险管理,2. 项目特征与框架活动,框架活动对某类项目、

3、单位相对固定，但变动比较大 一般把软件项目分成五类。 (1)概念开发项目：相当于我国科研体制中“预研”项目 (2)新应用开发项目：例如，Word 1.0 (3)应用增强项目：有重大改进如Word 3.0，6.0 (4)应用维护项目：相对小的改进 (5)重构工程项目：将已有项目部分或全部重构 概念开发项目可以采用线性顺序模型: (1) 项目定义：概念范围定义 (2) 作计划： 初步概念计划和技术风险评估 (3) 作工程/构建：概念证明 (4) 发布： 概念实现 (5) 客户评价： 客户反应,对于新应用开发项目和后续的增强和维护，可以采用螺旋模型，其框架活动是:,(1) 与客户通信： 建立有效通信

4、 (2) 作计划： 定义资源、时限、项目相关信息 (3) 风险分析： 技术和管理风险 (4) 作工程： 作出主要应用程序表示 (5) 构建和发布： 构建、测试、安装并提供用户支持 (6) 客户评价： 收集反馈意见 这些框架活动可因公司(单位)项目而异。如CSC公司的Objectory方法学把框架活动定义为线性顺序四阶段模型: (1) 初创(Inception)： 定义环境、捕捉需求 (2) 求精(Elaboration)： 定义需求、分析、设计 (3) 构建(Construction)：实现、测试 (4) 移交(Transition)： 测试、布署 每个阶段内部都是迭代的，即支持原型。因此生存

5、周期模型不同与传统的，变为二维的模型，一维是框架活动，一维是可反复迭代的工程活动。,5.2 软件过程模型,1. 线性顺序模型 早期的瀑布模型即为线性顺序模型。它一次走完分析、设计、编码测试这些框架活动 质量保证、文档制作、正式技术评审、配置管理等伞形活动穿插其中 特点是严格把关、错误尽早发现并消灭在前一阶段 80年代中期发现严格按瀑布模型开发的大型系统成功率极低(低于23%) ，80年代中期以后出现了多种过程模型 2. 原型模型 基本思想是尽早拿出样板让用户试用，修改或补充了需求再接着开发 它基本上按瀑布模型划分阶段：分析 设计 编码 测试 交付，设计注重上层，找一个或几个最有代表性的子系统快

6、速编码测试，所以也叫快速原型(rapid prototyping) 原型增加了开发的工作量，增加了管理上的困难。特别是原型过程步骤事先难于计划，不知道应反复几次，从哪里开始反复，预算进度均难于控制。但它具有切合实际，成功率较高的优点， 故至今仍在使用。,3. 螺旋模型,4. 构件组装模型,面向对象和基于构件包的软件要重用大量构件，这些构件是适用于某个领域的(例如，建筑，财经、商场，电信等)。它将以前开发并使用良好的构件规范化之后放入项目库 这类软件的开发过程也采用螺旋模型，只是把作工程和构造及发布合成一个步骤。风险分析后，转入客户评价。步骤如下： (1)先标识本项目需要什么构件； (2)库中查

7、找构件或相似的构件； (3)如果可用转4 否则自行开发或修改，确认后入库； (4)构造为新系统作第m次迭代； (5)测试、确认。,5. 快速应用开发模型,RAD有以下步骤: (1)业务模型：以什么信息驱动业务过程运作? 要生成什么信息? 谁生成它? 信息流的去向? 由谁处理? 可以辅之以数据流图 (2)数据模型:为支持业务过程的数据流，找数据对象集合,定义数据对象属性,与其它数据对象的关系构成数据模型，可辅之以E-R图。 (3)做处理模型:如何使数据对象在信息流中完成各业务功能。描述数据对象的增加、修改、删除、查找。即细化数据流图中的处理框。,(4)应用程序生成：利用第四代语言(4GL)写出处

8、理程序，重用已有构件或创建新的可重用构件，利用环境提供的工具，自动生成，构造出整个的应用系统。 (5)测试与交付，由于大量重用，一般只作总体测试，但新创建的构件还是要测试的,6. 其它模型,除了上述五种模型而外，还有并发开发模型和形式方法模型，分别针对并发程序系统和需要作数学验证或函数式，逻辑式程序系统而设的。本书不再讨论。 这些模型是从实际工作中总结出来的。它为过程可定义、可管理、可优化(三、四、五级成熟度)提供了思路。目前这方面的研究很活跃。当前以类似成功产品过程为借鉴力争定义过程(2-3级)的开发方法和工具日益成熟。,5.3 软件项目管理,项目(project)管理是过程管理的主要体现，

9、它根据项目要达到的目标(软件的功能、性能)作出包含人力、资源、技术过程、质量保证、进度安排的项目计划，并按此计划追踪、报告、协调来完成项目。确定开发项目，项目经理以及以下框架活动: 1.建立与客户的通信； 2.作计划，定义资源、时限、落实到开发组； 3.风险分析, ，评估所采用的技术和管理带来的风险； 4.工程，即软件分析与设计； 5.构造和发布，即编码、测试、交付、安装、文档、培训； 6.客户评审，获得客户的反馈。,5.3.1 风险分析与风险管理,1. 风险因素，应从下述角度分析： 产品大小 业务相关 客户相关 技术相关 2. 风险管理 是开发一种策略对以上分析出的风险因素进行管理： 一为回

10、避(mitigation)不使风险发生 第二种办法是监控(monitoring) 第三种办法是加强管理和做应急计划(management and contingency planning),开发环境 组织大小和人员经验 重用件相关 过程相关,5.3.2 软件质量保证,1. 软件质量保证 软件质量保证的SQA活动，贯穿于软件过程始终。开发单位成立SQA小组负责全面质量管理。在开发项目计划时就要做出SQA计划。对于SQA组的工作不外乎以下几方面: 各种测试 测试软件是否满足规格说明的要求。 各种评审 为多种人员参与的讨论会，以规格说明或各种标准，规范为准评价各项软件工作 各种审计 审计(Audit

11、)，以职能人员为主审，审查软件过程产物是否符合标准或规格说明书。 报告和记录 所有测试、评审、审计都要详细记录并写出报告，报告和记录均要整理、归档 2. 软件质量保证计划 以上活动均应在项目计划中列出子计划,5.3.2 项目进度与追踪,1.过程分解 2. 时限图 3. 项目追踪,5.3.4 项目计划,项目计划列出软件开发所做的工作。一般的陈述是“做什么”，特殊的陈述是“做多少”和“多长时间” 5.4 软件配置管理 1. 软件配置项和基线 软件工程过程各项活动的产物(程序、文档、数据)经评审或审批后都称之为软件配置项(SCI)，第一次交付的软件配置项构成基线(Base line)配置项,2. 配

12、置管理的任务,软件配置管理(SCM)的主要任务是每当有了更改, 与其相关的软件配置项均应得到正确处理 标识软件配置项 版本控制 变更控制 审计与报告 每当有了改变则按既定的规程修改并刷新软件版本; 向有关人员发出配置状态报告、标识、审计、版本控制、变更控制、报告这五项工作目前已开发出许多自动工具可以自动完成,5.5 软件重用,指在一个软件项目中直接使用以前项目中的产物, 而非重用某些工具, 也就是把历史上做过的东西纳入到新项目中 1. 重用过程 2. 支持重用的环境：从过程重用的观点, 以下十种软件过程产物均可以重用: (1)项目计划 特别有关SQA之类的活动均可成段重用。 (2)费用估算 相

13、似工作量的项目重用。 (3)体系结构 相近的体系结构(一般以模板描述)利用模板生成实例。 (4)需求模型和规格说明 重用模型图和成段文字。 (5)设计 数据、界面、过程、对象的描述。 (6)源代码 直接用已验证过的源代码。 (7)各种文档 大部分可拷贝, 或在拷贝基础上修改成新文档。 (8)人机界面 GUI是最成功的重用件, 有时占应用软件代码量的60%。 (9)测试用例 设计、代码重用必然可重用。 (10)数据 内部表格、列表、文件。,3. 构件与构件重用,构件(Component)是可重用的，具有独立性的软件单元，是用来构造其它软件的部件 构件具有以下特点： (1)构件是具有独立性的、被封

14、装好、具有自描述能力的软件单元。它必须能够识别自己的属性、存取方法和事件。构件不依赖于开发语言和开发平台，在二进制级上实现重用性。 (2)构件本身不是一个完整的应用程序，构件可以组装成为应用程序。在编写构件时，构件今后将如何被组装是不可知的； (3)构件都有被定义好的接口，只能通过这些接口来操纵构件； (4)构件之间可以交互，交互双方可以是位于相同的应用程序、相同的计算机、不同的计算机、不同的操作系统等。 (5)构件可以被扩展。,5.6 软件开发环境,程序(软件)的开发、运行都是在支持软件的基础上作出的。这些支持软件的总和我们称之为软件开发环境(Environment) 早期的环境只有最必要的软件工具: 语言的编译器、连接器、加载和运行工具、排错(debugging)工具, 终端显示和编辑工具。我们称最小环境工具集 1. CASE工具概述 70年代中期, 软件工程师迫于软件危机的压力, 提出了计算机辅助软件工程(CASE)的设想, 开发出一系列工具尽量使软件过程的各项活动自动化、半自动化 信息工程工具、过程模型和管理工具、项目计划工