畢業(yè)答辯模板-東北林業(yè)大學(xué)課件

軟件工程第1章概論1軟件工程課程

概論內(nèi)容摘要計算機(jī)軟件軟件工程軟件過程軟件過程模型敏捷軟件開發(fā)CASE工具與環(huán)境軟件工程課程概論2內(nèi)容摘要計算機(jī)軟件軟件工程軟件過程軟件過程模型敏捷軟件開發(fā)CASE工具與環(huán)境軟件工程課程概論3計算機(jī)軟件軟件工程課程概論4計算機(jī)軟件指計算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔程序是計算任務(wù)的處理對象和處理規(guī)則的描述任務(wù)：以計算機(jī)為處理工具的任務(wù)都是計算任務(wù)處理對象：數(shù)據(jù)（如數(shù)據(jù)、文字、圖形、圖像、聲音等，它們只是表示，而無含義）或信息（數(shù)據(jù)及有關(guān)的含義）處理規(guī)則一般指處理的動作和步驟。程序必須裝入計算機(jī)內(nèi)才能工作文檔是為了便于了解程序所需的闡明性資料，文檔一般是給人看的，不一定裝入計算機(jī)軟件的發(fā)展軟件工程課程概論51946-1956年從計算機(jī)問世到實用的高級程序語言出現(xiàn)前存儲容量比較小，運(yùn)算速度比較慢采用個體工作方式,用低級語言編寫程序應(yīng)用領(lǐng)域主要是以數(shù)值數(shù)據(jù)處理為主的科學(xué)計算，其特點是輸入、輸出量較小衡量程序質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)主要是功效，即運(yùn)行時間省、占用內(nèi)存小主要研究內(nèi)容是科學(xué)計算程序、服務(wù)性程序和程序庫，研究對象是順序程序1956-1968年從實用的高級程序語言出現(xiàn)到軟件工程出現(xiàn)前存儲器容量大，外圍設(shè)備得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)了高級程序設(shè)計語言應(yīng)用領(lǐng)域包括數(shù)據(jù)處理（非數(shù)值數(shù)據(jù)），其特點是計算量不大，但輸入、輸出量卻較大高速主機(jī)與低速外圍設(shè)備的矛盾突出，出現(xiàn)了操作系統(tǒng)、并發(fā)程序、數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)20世紀(jì)60年代初提出了軟件一詞，開始認(rèn)識到文檔的重要性研究高級程序設(shè)計語言、編譯程序、操作系統(tǒng)、支持編程的工具及各種應(yīng)用軟件工作方式軟逐件工步程課從程

個概論體方式轉(zhuǎn)向合作方式61968年-至今從軟件工程出現(xiàn)到現(xiàn)在硬件向巨型機(jī)和微型機(jī)二個方向發(fā)展，出現(xiàn)了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，軟件方面提出了軟件工程，出現(xiàn)了“計算機(jī)輔助軟件工程”（CASE）計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域滲透到各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域，出現(xiàn)了嵌入式應(yīng)用，其特點是受制于它所嵌入的宿主系統(tǒng)開發(fā)方式逐步由個體合作方式轉(zhuǎn)向工程方式軟件工程方面的研究主要包括軟件開發(fā)模型、軟件開發(fā)方法及技術(shù)、軟件工具與環(huán)境、軟件過程、軟件自動化系統(tǒng)等軟件方面研究以智能化、自動化、集成化、并行化、以及自軟自軟件然工程化課程為概標(biāo)論志的軟件開發(fā)新技7術(shù)軟件危機(jī)軟件工程課程概論8許多軟件項目不能滿足客戶的要求許多軟件項目超出預(yù)算和時間安排軟件危機(jī)的表現(xiàn)軟件工程課程概論9對軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計常常很不正確用戶對“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住軟件常常是不可維護(hù)的軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料軟件成本在計算機(jī)系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計算機(jī)應(yīng)用迅速普及深入的趨勢軟件危機(jī)的原因軟件工程課程概論10軟件是邏輯產(chǎn)品，開發(fā)進(jìn)度、成本難以估計缺乏或不完整、不一致的文檔給維護(hù)帶來困難用戶對軟件需求的描述往往不夠精確，有遺漏，有二義軟件開發(fā)人員對需求的理解與用戶的本來愿望有差異大型軟件項目需多人協(xié)同完成，缺乏管理經(jīng)驗開發(fā)人員不能有效地、獨立自主地處理大型軟件的全部關(guān)系缺乏有力的方法學(xué)和工具的支持軟件項目的特殊性和人類智力的局限性克服軟件危機(jī)的途徑軟件工程課程概論11消除錯誤的概念和做法推廣使用成功的開發(fā)技術(shù)和方法使用軟件工具和軟件工程支持環(huán)境加強(qiáng)軟件管理軟件的特點軟件工程課程概論12軟件是一種邏輯實體，而不是有形的系統(tǒng)元件，其開發(fā)成本和進(jìn)度難以準(zhǔn)確地估算軟件是被開發(fā)的或被設(shè)計的，它沒有明顯的制造過程，一旦開發(fā)成功，只需復(fù)制即可，但其維護(hù)的工作量大軟件的使用沒有硬件那樣的機(jī)械磨損和老化問題軟件工程課程概論13其它特點：軟件的開發(fā)和運(yùn)行常受到計算機(jī)硬件的限制，對計算機(jī)硬件有著不同程度的依賴性軟件的開發(fā)至今尚未完全實現(xiàn)自動化軟件成本相當(dāng)昂貴相當(dāng)多的軟件工作涉及到社會因素軟件工程課程概論14軟件工程課程概論15軟件的分類軟件工程課程概論16系統(tǒng)軟件：屬于計算機(jī)系統(tǒng)中最靠近硬件的一層，其它軟件一般都通過系統(tǒng)軟件發(fā)揮作用，它與具體的應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)。如操作系統(tǒng)、編譯程序等。支持軟件：支持軟件的開發(fā)和維護(hù)的軟件。如數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件、軟件開發(fā)環(huán)境等。應(yīng)用軟件：特定應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ｓ玫能浖?。如實時軟件、嵌入式軟件、科學(xué)和工程計算軟件、事務(wù)處理軟件、人工智能軟件等。按軟件工作方式劃分：實時處理軟件分時軟件交互式軟件批處理軟件按軟件服務(wù)對象的范圍劃分：項目軟件產(chǎn)品軟件軟件工程課程概論17按使用的頻度進(jìn)行劃分：一次使用頻繁使用按軟件失效的影響進(jìn)行劃分：高可靠性軟件一般可靠性軟件軟件工程課程概論18軟件語言軟件工程課程概論19software

language軟件語言是用于書寫計算機(jī)軟件的語言。它主要包括：需求定義語言功能性語言

設(shè)計性語言實現(xiàn)性語言（即程序設(shè)計語言）文檔語言需求定義語言requirements

definition

language需求定義語言用來書寫軟件需求定義。軟件需求定義是軟件功能需求和非功能需求的定義性描述。軟件功能需求刻畫軟件“做什么”，軟件非功能需求刻畫諸如功能性限制、設(shè)計限制、環(huán)境描述、數(shù)據(jù)與通信規(guī)程及項目管理等典型的需求定義語言有PSL語言（ProblemStatement

Language問題陳述語言）軟件工程課程概論20功能性語言functional

language軟件工程課程概論21功能性語言用來書寫軟件功能規(guī)約（functional

specification）軟件功能規(guī)約是軟件功能的嚴(yán)格而完整的陳述。通常它只刻畫軟件系統(tǒng)“做什么”的外部功能，而不涉及系統(tǒng)“如何做”的內(nèi)部算法。典型的功能性語言有廣譜語言、

Z語言。設(shè)計性語言design

language軟件工程課程概論22設(shè)計性語言用來書寫軟件設(shè)計規(guī)約（design

specification）軟件設(shè)計規(guī)約是軟件設(shè)計的嚴(yán)格而完整的陳述。一方面，它是軟件功能歸約的算法性細(xì)化，刻畫軟件“如何做”的內(nèi)部算法，另一方面，它是軟件實現(xiàn)的依據(jù)。典型的設(shè)計性語言有PDL語言（ProgramDesign

Language）實現(xiàn)性語言軟件工程課程概論23實現(xiàn)性語言用來書寫計算機(jī)程序

實現(xiàn)性語言也稱編程語言或程序設(shè)計語言（programming

language）程序設(shè)計語言可按語言的級別、對

使用者的要求、應(yīng)用范圍、使用方式、成分性質(zhì)等多種角度進(jìn)行分類按語言級別分：低級語言和高級語言低級語言是與特定計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

密切相關(guān)的程序設(shè)計語言，如機(jī)器語言、匯編語言。其特點是與機(jī)器有關(guān)，功效

高，但使用復(fù)雜，開發(fā)費(fèi)時，難維護(hù)。高級語言是不反映特定計算機(jī)體系

結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計語言，它的表示方法比

低級語言更接近于待解問題的表示方法。其特點是在一定程度上與具體機(jī)器無關(guān)，易學(xué)、易用、易維護(hù)。但高級語言程序經(jīng)編譯后產(chǎn)生的目標(biāo)程序的功效往往較低。軟件工程課程

概論

24按用戶要求分：過程式語言和非過程式語言過程式語言（procedurallanguage）是通過指明一列可執(zhí)行的運(yùn)算及運(yùn)算次序來描述計算過程的程序設(shè)計語言。如FORTRAN、COBOL、C等。非過程式語言（nonprocedurallanguage

）是不顯式指明處理過程細(xì)節(jié)的程序設(shè)計語言。在這種語言中盡量引進(jìn)各種抽象度較高的非過程性描述手段，以期做到在程序中增加“做什么”的描述成分，減少

“如何做”的細(xì)節(jié)描述。如第四代語言25（4GL）、函數(shù)式軟件語工程言課程、概邏論

輯式語言。也可稱：命令式語言和申述式語言命令式語言（imperative

language）即過程式語言。申述式語言（declarativelanguage

）是著重描述要處理什么，而非描述如何處理的語言。申述式語言程序是關(guān)于問題解的約束陳述，這些約束迫使含于實現(xiàn)中的算法處理機(jī)制生成一個解或一組解。如函數(shù)式語言、邏輯式語言。軟件工程課程

概論

26函數(shù)式語言(functional

programming

language)中函數(shù)是構(gòu)造程序的基本成分，它提供一些設(shè)施用于構(gòu)造更為復(fù)雜的函數(shù)。程序人員根據(jù)提出的問題去定義求解函數(shù)（即主程序），其中可能包含一些輔助函數(shù)。如Lisp語言。邏輯式語言(logic

programming

language)的基本運(yùn)算單位是謂詞。謂詞定義了變元間的邏輯關(guān)系。例如，Prolog語言的基本形式是Horn子句，其程序圍繞著某一主題的事實、規(guī)則和詢問三類語句組成。這三類語句分別用來陳述事實、定義規(guī)則和提出問題。軟件工程課程

概論

27按應(yīng)用范圍分：通用語言和專用語言 通用語言指目標(biāo)非單一的語言，如FORTRAN、COBOL、C等。專用語言指目標(biāo)單一的語言，如自動數(shù)控程序APT。軟件工程課程概論28按使用方式分：交互式語言和非交互式語言交互式語言指具有反映人機(jī)交互作用的語言，如BASIC。非交互式語言指不反映人機(jī)交互作用的語言，如FORTRAN、COBOL。軟件工程課程概論29按成分性質(zhì)分：順序語言、并發(fā)語言、分布語言順序語言指只含順序成分的語言，如FORTRAN、C。并發(fā)語言指含有并發(fā)成分的語言，如Modula、Ada、并發(fā)Pascal。分布語言指考慮到分布計算要求的語言，如Modula。軟件工程課程概論30文檔語言documentation

language軟件工程課程概論31文檔語言用來書寫軟件文檔。

計算機(jī)軟件文檔是計算機(jī)開發(fā)、維護(hù)和使用過程的檔案資料和對軟件本身的闡述性資料。通常用自然語言或半形式化語言書寫。內(nèi)容摘要計算機(jī)軟件軟件工程軟件過程軟件過程模型敏捷軟件開發(fā)CASE工具與環(huán)境軟件工程課程概論32軟件工程定義軟件工程課程概論331968年NATO(北大西洋公約組織)會議上首次提出FritzBauer：軟件工程是為了經(jīng)濟(jì)地獲得可靠的和能在實際機(jī)器上高效運(yùn)行的軟件而建立和使用的好的工程原則IEEE：軟件工程是（1）將系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可度量的方法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)的過程，即將工程化應(yīng)用于軟件中；（2）（1）中所

述方法的研究計算機(jī)科學(xué)技術(shù)百科全書：軟件工程是應(yīng)用計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等原理，以工程化的原則和方法制作軟件的工程軟件工程的框架軟件工程課程概論34目標(biāo)：生產(chǎn)具有正確性、可用性以及價格合宜的產(chǎn)品正確性反映軟件產(chǎn)品實現(xiàn)相應(yīng)功能規(guī)約的程度；可用性反映軟件的基本結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)及其文檔為用戶可用的程度；價格合宜反映軟件開發(fā)與運(yùn)行的總代價滿足用戶要求的程度。過程（Process）：生產(chǎn)一個最終滿足需求且達(dá)到工程目標(biāo)的軟件產(chǎn)品所需要的步驟軟件工程過程包括：開發(fā)過程、運(yùn)作過程、維護(hù)過程、管理過程、支持過程、獲取過程、供應(yīng)過程、剪裁過程等軟件工程課程概論35原則：選取適宜的開發(fā)模型

采用合適的設(shè)計方法

提供高質(zhì)量的工程支持重視軟件工程的管理軟件工程課程概論36軟件生存周期（

software

life

cycle）軟件工程課程概論37軟件有一個孕育、誕生、成長、成熟、衰亡的生存過程。這個過程即為計算機(jī)軟件的生存周期軟件生存周期大體可分為如下幾個活動：計算機(jī)系統(tǒng)工程、需求分析、設(shè)計、編碼、測試、運(yùn)行和維護(hù)計算機(jī)系統(tǒng)工程計算機(jī)系統(tǒng)包括計算機(jī)硬件、軟件、使用計算機(jī)系統(tǒng)的人、數(shù)據(jù)庫、文檔、

規(guī)程等系統(tǒng)元素。計算機(jī)系統(tǒng)工程的任務(wù)：確定待開發(fā)軟件的總體要求和范圍，以及它與其它計算機(jī)系統(tǒng)元素之間的關(guān)系進(jìn)行成本估算，做出進(jìn)度安排進(jìn)行可行性分析，即從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、法律等方面分析待開發(fā)的軟件是否有可行的解決方案，并在若干個可行的解決方案中作出選擇。軟件工程課程概論38軟件需求分析主要解決待開發(fā)軟件要“做什么”的問題確定軟件的功能、性能、數(shù)據(jù)、界面等要求，生成軟件需求規(guī)約。軟件工程課程概論39軟件設(shè)計主要解決待開發(fā)軟件“怎么做”的問題。軟件設(shè)計通?？煞譃橄到y(tǒng)設(shè)計（也稱概要設(shè)計或總體設(shè)計）和詳細(xì)設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，包括軟件系統(tǒng)的組成成分、各成分的功能和接口、成分間的連接和通信，同時設(shè)計全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；詳細(xì)設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計各個組成成分的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，包括局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法等。軟件工程課程概論40編碼用某種程序設(shè)計語言，將設(shè)計的結(jié)果轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的程序代碼。測試發(fā)現(xiàn)并糾正軟件中的錯誤和缺陷。測試主要包括單元測試、集成測試、確認(rèn)測試和系統(tǒng)測試。運(yùn)行和維護(hù)在軟件運(yùn)行期間，當(dāng)發(fā)現(xiàn)了軟件中潛藏的錯誤或需要增加新的功能或使軟件適應(yīng)外界環(huán)境的變化等情況出現(xiàn)時對軟件進(jìn)行修改。軟件工程課程概論41內(nèi)容摘要計算機(jī)軟件軟件工程軟件過程軟件過程模型敏捷軟件開發(fā)CASE工具與環(huán)境軟件工程課程概論42軟件過程軟件工程課程概論43軟件過程是軟件生存周期中的一系列相關(guān)的過程過程是活動的集合，活動是任務(wù)的集合。軟件過程有三層含義：個體含義，即指軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)在生存周期中的某一類活動的集合，如軟件開發(fā)過程，軟件管理過程等；整體含義，即指軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)在所有上述含義下的軟件過程的總體；工程含義，即指解決軟件過程的工程，它應(yīng)用軟件工程的原則、方法來構(gòu)造軟件過程模型，并結(jié)合軟件產(chǎn)品的具體要求進(jìn)行實例化，以及在用戶環(huán)境下的運(yùn)作，以此進(jìn)一步提高軟件生產(chǎn)率，降低成本。ISO12207軟件生存周期過程軟件工程課程概論44ISO/IEC

12207標(biāo)準(zhǔn)把軟件生存周期中可

以開展的活動分為5個基本過程，8個支持過程和4個組織過程。每一個過程劃分為一組活動，每項活動進(jìn)一步劃分為一組任務(wù)?；荆╬rimary）過程供各當(dāng)事方在軟件生存周期期間使用。包括：獲取（acquisition）過程：確定需方和組織向供方獲取系統(tǒng)、軟件或軟件服務(wù)的活動。供應(yīng)（supply）過程：確定供方和組織向需方提供系統(tǒng)、軟件或軟件服務(wù)的活動。開發(fā)（development）過程：確定開發(fā)者和組織定義并開發(fā)軟件的活動。運(yùn)作（operation）過程：確定操作者和組織在規(guī)定的環(huán)境中為其用戶提供運(yùn)行計算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)的活動。維護(hù)（maintenance）過程：確定維護(hù)者和組織提供維護(hù)軟件服務(wù)的活動。軟件工程課程概論45支持（supporting）過程用于支持其他過程，它有助于軟件項目的成功和質(zhì)量提高。包括：文檔編制（documentation）過程：確定記錄生存周期過程產(chǎn)生的信息所需的活動。配置管理（configuration

management）過程：確定配置管理活動。質(zhì)量保證（quality

assurance）過程：確定客觀地保證軟件和過程符合規(guī)定的要求以及已建立的計劃所需的活動。驗證（verification）過程：根據(jù)軟件項目要求，按不同深軟度件工確程課定程驗概論證軟件所需的活動46

。確認(rèn)（validation）過程：確定確認(rèn)軟件所需的活動。聯(lián)合評審（joint

review）過程：確定評價一項活動的狀態(tài)和產(chǎn)品所需的活動。審計（audit）過程：確定為判斷符合要求、計劃和合同所需的活動。問題解決（problem

resolution）過程：確定一個用于分析和解決問題的過程。軟件工程課程概論47組織（organizational）過程用于軟件組織建立和實現(xiàn)構(gòu)成相關(guān)生存周期的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和人事制度，并不斷改進(jìn)這種結(jié)構(gòu)和過程。包括：管理（management）過程：確定生存周期過程中的基本管理活動。基礎(chǔ)設(shè)施（infrastructure）過程：確定建立生存周期過程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基本活動。改進(jìn)（improvement）過程:確定一個組織為建立、測量、控制和改進(jìn)其生存周期過程所需開展的基本活動。培訓(xùn)（training）過程:確定提供經(jīng)適當(dāng)培訓(xùn)的人員所需的活動。軟件工程課程概論48ISO/IEC

12207為軟件生存周期過程建立了一個公共框架，它提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的過程、活動和任務(wù)。對于一個軟件項目，可根據(jù)其具體情況對標(biāo)準(zhǔn)的過程、活動和任務(wù)進(jìn)行剪裁，即刪除不適用的過程、活動和任務(wù)。ISO/IEC

12207標(biāo)準(zhǔn)的附錄A中的剪裁（tailoring）過程規(guī)定了在針對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剪裁時所需要的基本活動（包括：明確項目環(huán)境；請求輸入；選擇過程、活動和任務(wù)；把剪裁決定和理由寫成文檔），剪裁過程的輸出是：剪裁決定和理由記錄。附錄B就剪裁要點提供簡要說明，并列出一些關(guān)鍵要素，可以根據(jù)這些要素作出剪裁決定。軟件工程課程概論49能力成熟度模型CMM軟件工程課程概論50CMM（Capability

Maturity

Model）即能力成熟度模型，是美國卡耐基梅隆大學(xué)軟件工程研究所（SEI）在美國國防部資助下于二十世紀(jì)八十年代末建立的，用于評價軟件機(jī)構(gòu)的軟件過程能力成熟度的模型。此模型在建立和發(fā)展之初，主要目的在于提供一種評價軟件承接方能力的方法，為大型軟件項目的招投標(biāo)活動提供一種全面而客觀的評審依據(jù)。而發(fā)展到后來，又同時被軟件組織用于改進(jìn)其軟件過程。軟件組織的成熟與不成熟1.不成熟的軟件組織軟件過程一般并不預(yù)先計劃，而是在項目進(jìn)行中由實際工作人員及管理員臨時計劃有時，即使軟件過程已計劃好，仍不按計劃執(zhí)行沒有一個客觀的基準(zhǔn)來判斷產(chǎn)品質(zhì)量，或解決產(chǎn)品和過程中的問題對軟件過程步驟如何影響軟件質(zhì)量，一無所知，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。而且，一些提高質(zhì)量的環(huán)

節(jié)，如檢查、測試等經(jīng)常由于要趕進(jìn)度而減少或

取消產(chǎn)品在交付前，軟對件工客程課戶程來概論說，一切都是不可見51的沒有長遠(yuǎn)目標(biāo)，管理員通常只關(guān)注解決任何當(dāng)前的危機(jī)由于沒有實事求是地估計進(jìn)度、預(yù)算，因此他們經(jīng)常超支、超時。當(dāng)最后期限臨近，他們往往在功能性和質(zhì)量上妥協(xié)，或以加班加點方式趕進(jìn)度軟件工程課程概論522.

成熟的軟件組織具有全面而充分的組織和管理軟件開發(fā)和維護(hù)過程的能力管理員監(jiān)視軟件產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)這些產(chǎn)品的過程制定了一系列客觀基準(zhǔn)來判別產(chǎn)品質(zhì)量，并分析產(chǎn)品和過程中的問題進(jìn)度和預(yù)算可以按照以前積累的經(jīng)驗來制定，結(jié)果可行。預(yù)期的成本、進(jìn)度、功能與性能和質(zhì)量都能實現(xiàn)，并達(dá)到目的能準(zhǔn)確及時地向工作人員通報實際軟件過程，并按照計劃有規(guī)則地(前后一致，不互相矛盾)工作凡規(guī)定的過程都編成文檔軟件工程課程概論53軟件過程和實際工作方法相吻合。必要時，過程定義會及時更新，通過測試，或者通過

成本-效益分析來改進(jìn)過程。全體人員普遍地、積極地參與改進(jìn)軟件過程的活動。在組織內(nèi)部的各項目中，每人在軟件過程中的職責(zé)都十分清晰而明確，每人各守其責(zé)，協(xié)同工作，有條不紊，甚至能預(yù)見和防范問題的發(fā)生。軟件工程課程概論54軟件過程成熟度等級軟件工程課程概論55CMM提供了一個成熟度等級框架：1級-初始級、2級-可重復(fù)級、3級-已定義級、4級-已管理級和5級-優(yōu)化級。初始（initial）級：軟件過程的特點是無秩序的，甚至是混亂的。幾乎沒有什么過程是經(jīng)過妥善定義的，成功往往依賴于個人或小組的努力?？芍貜?fù)（repeatable）級：建立了基本的項目管理過程來跟蹤成本、進(jìn)度和功能特性。制定了必要的過程紀(jì)律，能重復(fù)早先類似應(yīng)用項目取得的成功。已定義（defined）級：己將管理和工程活動兩方面的軟件過程文檔化、標(biāo)準(zhǔn)化，并綜合成該機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)軟件過程。所有項目均使用經(jīng)批準(zhǔn)、剪裁的標(biāo)準(zhǔn)軟件過程來開發(fā)和維護(hù)軟件。已管理（managed）級：收集對軟件過程和產(chǎn)品質(zhì)量的詳細(xì)度量值，對軟件過程和產(chǎn)品都有定量的理解和控制。優(yōu)化（optimizing）級：整個組織關(guān)注軟件過程改進(jìn)的持續(xù)性、預(yù)見及增強(qiáng)自身，防止缺陷及問題的發(fā)生。過程的量化

反饋和先進(jìn)的新思想、新技術(shù)促使過程不斷改進(jìn)。軟件工程課程概論565.優(yōu)化級4.已管理級3.已定義級2.可重復(fù)級1.初始級標(biāo)準(zhǔn)、一致的過程有紀(jì)律的過程可預(yù)測的過程持續(xù)改進(jìn)的過程軟件工程課程概論57軟件過程成熟度的5個等級成熟度等級關(guān)鍵過程域共同特性關(guān)鍵實踐軟件工程課程概論58包含劃分為包含過程能力表明目標(biāo)實現(xiàn)實施或制度化解決描述活動或基礎(chǔ)設(shè)施CMM結(jié)構(gòu)能力成熟度模型的結(jié)構(gòu)能力成熟度模型的結(jié)構(gòu)軟件工程課程概論59成熟度等級表明了一個軟件組織的過程能力的水平。除初始級外，每個成熟度等級都包含若干個關(guān)鍵過程域（Key

Process

Area，簡稱KPA）（見表1.2）達(dá)到某個成熟度級別，該級別（以及較低級別）的所有關(guān)鍵過程域都必須得到滿足，并且過程必須實現(xiàn)制度化。CMM提供了18個關(guān)鍵過程域，每個關(guān)鍵

過程域都有一組對改進(jìn)過程能力非常重要的目標(biāo)，并確定了一組相應(yīng)的關(guān)鍵實踐目標(biāo)說明了每一個關(guān)鍵過程域的范圍、界限和意義。關(guān)鍵實踐描述了建立一個過程能力必須完成的活動和必須具備的基礎(chǔ)設(shè)施，完成了這

些關(guān)鍵實踐就達(dá)到了相應(yīng)關(guān)鍵過程域的目標(biāo)，該關(guān)鍵過程域也就得到了滿足。每個關(guān)鍵過程域的關(guān)鍵實踐都是按照五個共同特性（執(zhí)行約定，執(zhí)行能力，執(zhí)行活動，測量和分析，驗證實現(xiàn)）進(jìn)行組織的，主要解決關(guān)鍵實踐的實施或制度化問題。軟件工程課程概論60共同特性將描述關(guān)鍵過程域的關(guān)鍵實踐組織起來。共同特性是一些屬性，指明一個關(guān)

鍵過程域的執(zhí)行和規(guī)范化是否有效、可重復(fù)

和可持續(xù)。共有5個共同特性:執(zhí)行約定，執(zhí)行能力，執(zhí)行活動，測量和分析，驗證實現(xiàn)。執(zhí)行約定：執(zhí)行約定描述機(jī)構(gòu)為確保過程的建立和持續(xù)而必須采取的一些措施。典型內(nèi)容包括建立機(jī)構(gòu)策略和領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。軟件工程課程概論61執(zhí)行能力：執(zhí)行能力描述了項目或機(jī)構(gòu)完整地實現(xiàn)軟件過程所必須有的先決條件。典型內(nèi)容包括資源、機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和培訓(xùn)。執(zhí)行活動：執(zhí)行活動描述了執(zhí)行一個關(guān)鍵過程域所必需的活動、任務(wù)和規(guī)程。典型內(nèi)容包括制定計劃和規(guī)程、執(zhí)行和跟蹤以及必要時采取糾正措施。測量和分析：測量和分析描述了為確定與過程有關(guān)的狀態(tài)所需的基本測量實踐。這些測量可用來控制和改進(jìn)過程。典型內(nèi)容包括可能采用的測量實例。軟件工程課程

概論

62驗證實現(xiàn)：驗證實現(xiàn)描述了為確保執(zhí)行的活動與已建立的過程一致所采取的步驟。典型內(nèi)容包括管理部門和軟件質(zhì)量保證組實施的評審和審核。在執(zhí)行活動這個共同特性中的實踐描述了建立一個過程能力所必須完成的活動。所有其他實踐共同形成了一個使機(jī)構(gòu)能將執(zhí)行活動中描述的實踐進(jìn)行規(guī)范化的基礎(chǔ)。各關(guān)鍵過程域的詳細(xì)描述，參見《能力成熟度模型（CMM）：軟件過程改進(jìn)指南》，卡耐基梅隆大學(xué)軟件工程研究所編著，劉孟63仁等譯，電子工軟業(yè)件工出程課版程

社概論出版。需求管理軟件項目計劃軟件項目跟蹤和監(jiān)督軟件分包合同管理

軟件質(zhì)量保證軟件配置管理優(yōu)化級缺陷預(yù)防技術(shù)更新管理過程更改管理已管理級定量過程管理軟件質(zhì)量管理已定義級機(jī)構(gòu)過程焦點機(jī)構(gòu)過程定義培訓(xùn)大綱綜合軟件管理軟件產(chǎn)品工程組間協(xié)調(diào)同行評審可重復(fù)級初始級能力成熟度級別中的關(guān)鍵過程域64軟件工程課程

概論關(guān)鍵過程域?qū)嵗浖こ陶n程概論65機(jī)構(gòu)過程焦點第3級的關(guān)鍵過程域：已定義級機(jī)構(gòu)過程焦點的目的是，為能改進(jìn)機(jī)構(gòu)整體軟件過程能力的軟件過程活動建立機(jī)構(gòu)的職責(zé)。機(jī)構(gòu)過程焦點包括，建立和維護(hù)機(jī)構(gòu)軟件過程和項目軟件過程的默契關(guān)系，并協(xié)調(diào)有關(guān)評估、開發(fā)、維護(hù)和改進(jìn)這些過程的活動。機(jī)構(gòu)提供長期的約定和資源，以協(xié)調(diào)現(xiàn)在和將來的軟件項目的軟件過程的開發(fā)和維護(hù)。該項工作由某個小組實施，例如軟件工程過程組。它負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)的軟件過程活動，特別是負(fù)責(zé)開發(fā)和維護(hù)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)軟件過程和相關(guān)過程資源（如在機(jī)構(gòu)過程定義關(guān)鍵過程域中說明的），并協(xié)調(diào)軟件項目的過程活動。目標(biāo)目標(biāo)1：機(jī)構(gòu)內(nèi)部軟件過程的制定和改進(jìn)活動協(xié)調(diào)一致。目標(biāo)2：相對于過程標(biāo)準(zhǔn)，所使用的軟件過程的優(yōu)勢和薄弱環(huán)節(jié)標(biāo)識清楚。目標(biāo)3：機(jī)構(gòu)級的過程開發(fā)和改進(jìn)活動有計劃。軟件工程課程概論66執(zhí)行約定約定1：機(jī)構(gòu)遵循書面的管理策略，協(xié)調(diào)整個機(jī)構(gòu)范圍內(nèi)的軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動。該策略一般規(guī)定:建立一個小組，負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)級的軟件過程活動，使這些活動與各項目協(xié)調(diào)一致。定期評估項目所使用的軟件過程，以確定其優(yōu)勢和薄弱環(huán)節(jié)。對機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)軟件過程進(jìn)行合理地剪裁，以得到項目使用的軟件過程。關(guān)于機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)軟件過程，參見綜合軟件管理關(guān)鍵過程域的活動1。每個項目的軟件過程、工具和方法的改進(jìn)和其他有用信息，可用于其他項目。軟件工程課程概論67約定2：上級管理部門倡導(dǎo)和支持機(jī)構(gòu)的軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動。上級管理部門：向機(jī)構(gòu)成員和負(fù)責(zé)人說明有關(guān)軟件過程活動的約定。制定資金、人員配備和其他資源的長期計劃和約定。制定管理和執(zhí)行有關(guān)軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動的策略。約定3：上級管理部門監(jiān)督機(jī)構(gòu)的軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動。l.確保機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)軟件過程滿足企業(yè)目標(biāo)和策略。提出關(guān)于軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動優(yōu)先次序的建議。參與制定軟件過程開發(fā)和改進(jìn)計劃。a.上級管理部門與更高層人員和負(fù)責(zé)人共同協(xié)調(diào)軟件工程課程

概論

68執(zhí)行能力能力1：有一個負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)的軟件過程活動的小組。一個小組是一些部門、負(fù)責(zé)人和人員的組合，負(fù)責(zé)一組任務(wù)和活動。小組的規(guī)?？梢圆煌瓤梢允菃蝹€

兼職的人，也可以是多個來自不同部門的兼職人員，也可

以由幾個專職人員組成。組成小組時考慮的因素包括：分

派的任務(wù)和活動、項目規(guī)模、機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)文化。某些

小組，如軟件質(zhì)量保證組，集中關(guān)注項目活動;而其他一些小組，例如軟件工程過程組，集中關(guān)注機(jī)構(gòu)范圍內(nèi)的活動。條件可能時，小組成員以專職工作的軟件專業(yè)人員為核心，并盡可能有其他的兼職人員支持。該小組最一般的例子是軟件工程過程組（SEPG）。小組成員中有軟件工程及軟件相關(guān)科目的代表。軟件工程課程概論69軟件工程及軟件相關(guān)科目的實例有：軟件工程課程概論70軟件需求分析軟件設(shè)計程序編碼軟件測試軟件配置管理軟件質(zhì)量保證能力2：為實施機(jī)構(gòu)的軟件過程活動提供了充足的資源和資金。1.委派在特定領(lǐng)域具有特長的人員支持該小組。特定領(lǐng)域的實例有：軟件重用計算機(jī)輔助軟件工程技術(shù)(CASE)測量培訓(xùn)課程開設(shè)2.有支持該機(jī)構(gòu)軟件過程活動的工具。支持工具的實例有：71統(tǒng)計分析工具桌面出版工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)過程建模工軟件具工程課程概論能力3：負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)軟件過程活動的小組成員接受過實施這些活動所需的培訓(xùn)。培訓(xùn)的實例有：軟件工程課程概論72軟件工程實踐過程控制技術(shù)機(jī)構(gòu)過程變動管理軟件過程計劃、管理和監(jiān)督技術(shù)轉(zhuǎn)變參見培訓(xùn)大綱關(guān)鍵過程域能力4：軟件工程組和其他軟件相關(guān)小組的成員接受過機(jī)構(gòu)軟件過程活動及其在這些活動中的任務(wù)方面的定向培訓(xùn)。參見培訓(xùn)大綱關(guān)鍵過程域執(zhí)行活動軟件工程課程概論73活動1：定期評估軟件過程，并根據(jù)評估結(jié)果制定行動計劃。評估一般每隔一年、一年半至三年進(jìn)行

一次。評估可針對機(jī)構(gòu)中所使用的所有軟件過程，也可通過對過程和項目進(jìn)行抽樣評估。評估機(jī)構(gòu)

軟件過程能力的方法實例之一是SEI軟件過程評估方法。行動計劃標(biāo)識：涉及哪些評估結(jié)果針對評估結(jié)果實施更改軟件過程的準(zhǔn)則負(fù)責(zé)實施更改的小組或個人活動2：機(jī)構(gòu)制定和維護(hù)它的軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動的計劃。該計劃：軟件工程課程概論74以軟件過程評估后的行動計劃和其他的機(jī)構(gòu)過程改進(jìn)倡議為基礎(chǔ)。確定要實施的活動及實施這些活動的進(jìn)度。確定負(fù)責(zé)這些活動的小組和個人。確定所需的資源，包括人員配備和工具。初始發(fā)布和有大改動時通過同行評審。參見同行評審關(guān)鍵過程域。6. 機(jī)構(gòu)的軟件負(fù)責(zé)人和上級負(fù)責(zé)人評審認(rèn)可?；顒?：在機(jī)構(gòu)級協(xié)調(diào)關(guān)于機(jī)構(gòu)和項目的軟件過程的開發(fā)和改進(jìn)活動。涉及的軟件過程有：機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)軟件過程。關(guān)于機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)過程，參見機(jī)構(gòu)過程定義關(guān)鍵過程域的活動1和活動2。項目定義的軟件過程。關(guān)于項目定義的軟件過程。參見綜合軟件管理關(guān)鍵過程域的活動1和活動2?；顒?：在機(jī)構(gòu)級協(xié)調(diào)有關(guān)軟件過程數(shù)據(jù)庫的使用。機(jī)構(gòu)的軟件過程數(shù)據(jù)庫用來收集機(jī)構(gòu)和項目的軟件過程以及生成的軟件產(chǎn)品的信息。關(guān)于機(jī)構(gòu)的軟件過程數(shù)據(jù)庫，參見機(jī)構(gòu)過程定義關(guān)鍵過程域的活動5。軟件工程課程

概論

75活動5：監(jiān)控和評價機(jī)構(gòu)中限制使用的新過程、方法和工具。合適時，推廣到機(jī)構(gòu)的其他部分?；顒?：在機(jī)構(gòu)內(nèi)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)和項目的軟件過程的培訓(xùn)。軟件工程課程概論76制定有關(guān)機(jī)構(gòu)和項目軟件過程的專題培訓(xùn)計劃。合適時，培訓(xùn)由負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)軟件過程活動的小組（如軟件工程過程組）或培訓(xùn)小組準(zhǔn)備和實施。參見培訓(xùn)大綱關(guān)鍵過程域?；顒?：向與實施軟件過程有關(guān)的小組通報機(jī)構(gòu)和項目中軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動的情況。通報方式的實例有：過程電子公告板過程咨詢委員會工作小組信息交流會調(diào)查過程改進(jìn)組日常討論測量和分析軟件工程課程概論77測量1：測量機(jī)構(gòu)的軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動的狀態(tài)測量的實例有：機(jī)構(gòu)在過程評估、開發(fā)和改進(jìn)活動中已完成的工作、工作量和耗費(fèi)的資金，與計劃相比較每次軟件過程的評估結(jié)果，與以前的評估結(jié)果和建議相比較驗證實現(xiàn)驗證1：上級管理部門定期評審軟件過程開發(fā)和改進(jìn)活動。上級管理部門實施定期評審的主要目的是適當(dāng)?shù)?、及時地掌握軟件過程活動。在滿足機(jī)構(gòu)需求的前提下，只要有適當(dāng)?shù)臋C(jī)制來報告異常情況，評審的時間間隔就盡可能長些。對照計劃，評審有關(guān)開發(fā)和改進(jìn)軟件過程活動的進(jìn)展和狀態(tài)。討論低層不能解決的沖突和問題。指定和評審行動措施，并跟蹤到關(guān)閉。編寫評審的總結(jié)報告，并分發(fā)給相關(guān)的小組和個人。軟件工程課程概論78能力成熟度模型集成CMMI軟件工程課程概論79Capability

Maturity

Model

IntegrationCMM的成功導(dǎo)致了各種模型的衍生，每一種模型都探討了某一特定領(lǐng)域中的過程改進(jìn)問題SW-CMM：適用于軟件開發(fā)SE-CMM：系統(tǒng)工程能力成熟度模型SA-CMM：適用于軟件獲取SECAM：系統(tǒng)工程能力評估模型People

CMM：討論軟件組織吸引、開發(fā)、激勵、組織和留住人才的能力EIA/IS

731：替代SW-CMM和SECAMIPD-CMM：適用于集成化產(chǎn)品開發(fā)FAA-iCMM：集成了SE-CMM、SA-CMM、SW-CMM相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)：ISO/IEC

12207（軟件生存周期過程）、ISO/IEC

15288（系統(tǒng)生存周期過程）、ISO/IEC

15504（軟件過程評估）模型的繁衍導(dǎo)致模型框架、術(shù)語等方面的矛盾和不一致包含在當(dāng)代工程中各種各樣的學(xué)科和工程是密切交叉在一起的，應(yīng)用不同模型時效率低下且容易混淆，常常要付出極其昂貴的代價美國國防部、美國國防工業(yè)委員會和SEI/CMU于1998年啟動CMMI項目，希望CMMI是若干過程模型的綜合和改進(jìn)，是支持多個工程學(xué)科和領(lǐng)域的系統(tǒng)的、一致的過程改進(jìn)框架，能適應(yīng)現(xiàn)代工程的特點和需要，能提高過程的質(zhì)量和工作效率軟件工程課程概論802000年發(fā)布第一個CMMI模型CMMI-SE/SW/IPPD

V1.0：集成了SW-CMM、EIA/IS

731、IPD

CMM

V0.982002年1月發(fā)布CMMI-SE/SW/IPPDV1.1，美國國防工業(yè)委員會在第一屆CMMI國際研討會上宣布，CMMI

V1.1將至少穩(wěn)定五年不變CMMI模型為每個學(xué)科的組合都提供兩種表示法：階段式模型和連續(xù)式模型軟件工程課程概論81階段式模型軟件工程課程概論82階段式模型的結(jié)構(gòu)類同于軟件CMM，它

關(guān)注組織的成熟度，其成熟度等級如下圖所示集中于過程改進(jìn)

5．優(yōu)化的過程已度量和控制

4．定量管理的過程為組織服務(wù)

3．已定義的過程為項目服務(wù)

2．已管理的過程不可預(yù)測且缺乏控制

1．初始的階段式成熟度等級階段式模型的成熟度等級結(jié)構(gòu)過程域2過程域n成熟度等級過程域1執(zhí)行的能力執(zhí)行的承諾定向?qū)崿F(xiàn)驗證實現(xiàn)特定目標(biāo)共性目標(biāo)特定實踐共性實踐公共特征軟件工程課程概論83CMMI

V1.1的24個過程域的分組如下：成熟度等級 過程域軟件工程課程概論84已管理的需求管理REQM，項目計劃PP，項目監(jiān)督和控制PMC，供應(yīng)商合同管理SAM，度量和分析MA，過程和產(chǎn)品質(zhì)量保證PPQA，配置管理CM已定義的需求開發(fā)RD，技術(shù)解決方案TS，產(chǎn)品集成PI，驗證VER，確認(rèn)VAL，組織級過程焦點OPF，組織級過程定義OPD，組織級培訓(xùn)OT，集成化項目管理IPM，風(fēng)險管理RSKM，集成化建組IT，決策分析和解決方案DAR，組織級集成環(huán)境OEI定量管理的組織級過程性能OPP，項目定量管理QPM優(yōu)化的組織級改革和實施OID，因果分析和解決方案CAR連續(xù)式模型軟件工程課程概論85連續(xù)式模型關(guān)注每個過程域的能力，一個組織對不同的過程域可以達(dá)到不同的過程域能力等級（Capability

level，CL）。CMMI中包括六個過程域能力等級，等級號為0～5。能力等級表明了單個過程域中組織執(zhí)行的好壞程度。允許組織對連續(xù)式模型的過程域進(jìn)行剪裁，也允許對不同的過程域采用不同的能力等級下圖給出了某組織的過程域能力等級能力等級特征示意圖CL5優(yōu)化的CL4定量管理的CL3已定義的

CL2已管理的

CL1已執(zhí)行的

CL0未完成的過程域RSKMIPMSAMPMCPPITQPM軟件工程課程概論86能力等級包括共性目標(biāo)及相關(guān)的共性實踐，這些實踐在過程域內(nèi)被添加到特定目標(biāo)和實踐中。當(dāng)組織滿足過程域的特定目標(biāo)和共性目標(biāo)時，就說該組織達(dá)到了那個過程域的能力等級。能力等級2～5的名字與成熟度等級2～5同名，但含義不同。能力等級可以獨立地應(yīng)用于任何單獨的過程域，任何一個能力等級都必須滿足比它等級低的能力等級的所有準(zhǔn)則，各能力等級的含義簡述如下：軟件工程課程概論87CL0未完成的：過程域未執(zhí)行或未達(dá)到

CL1中定義的所有目標(biāo)。CL1已執(zhí)行的：其共性目標(biāo)是過程將可標(biāo)識的輸入工作產(chǎn)品轉(zhuǎn)換成可標(biāo)識的輸出工作產(chǎn)品，以實現(xiàn)支持過程域的特定目標(biāo)。CL2已管理的：其共性目標(biāo)集中于已管理的過程的制度化。根據(jù)組織級政策規(guī)定過程的運(yùn)作將使用哪個過程，項目遵循已文檔化的計劃和過程描述，所有正在工作的人都有權(quán)使用足夠的資源，所有工作任務(wù)和工作產(chǎn)品都被監(jiān)控、控制和評審。軟件工程課程概論88CL3

已定義的：其共性目標(biāo)集中于已定義的過程的制度化。過程是按照組織的剪裁指南從組織的標(biāo)準(zhǔn)過程集中剪裁得到的，還必須收集過程資產(chǎn)和過程的度量，并用于將來對該過程的改進(jìn)上。CL4

定量管理的：其共性目標(biāo)集中于可定量管理的過程的制度化。使用測量和質(zhì)量保證來控制和改進(jìn)過程域，建立和使用關(guān)于質(zhì)量和過程執(zhí)行的定量目標(biāo)作為管理準(zhǔn)則。CL5

優(yōu)化的：使用量化（統(tǒng)計學(xué)）手段改編和優(yōu)化過程域，以對付客戶要求的改變和持續(xù)改進(jìn)計劃中的過程域的功效。軟件工程課程概論89連續(xù)式模型將24個過程域劃分為過程管理、項目管理、工程和支持四個過程組：連續(xù)式分組 過程域過程管理組織級過程焦點OPF，組織級過程定義OPD，組織級培訓(xùn)OT，組織級過程性能OPP，組織級改革和實施OID項目管理項目計劃PP，項目監(jiān)督和控制PMC，供應(yīng)商合同管理SAM，集成化項目管理IPM，風(fēng)險管理RSKM，集成化建組IT，項目定量管理QPM工程需求管理REQM，需求開發(fā)RD，技術(shù)解決方案TS，產(chǎn)品集成PI，驗證VER，確認(rèn)VAL支90配置管理CM，過程和產(chǎn)品質(zhì)量保證PPQA，度持 量和分析MA，決策分析和解決方案DAR，組織級集成環(huán)境軟O件E工I，程課因程果概分論析和解決方案CAR內(nèi)容摘要計算機(jī)軟件軟件工程軟件過程軟件過程模型敏捷軟件開發(fā)CASE工具與環(huán)境軟件工程課程概論91軟件過程模型軟件工程課程概論92軟件過程模型是軟件開發(fā)全部過程、活動和任務(wù)的結(jié)構(gòu)框架也稱軟件開發(fā)模型或軟件生存周期模型軟件過程模型軟件工程課程概論93典型的軟件過程模型有：瀑布模型（waterfall

model）演化模型（evolutionary

model）增量模型（incremental

model）原型模型（prototyping

model)螺旋模型（spiral

model）噴泉模型（water

fountain

model）基于構(gòu)件的開發(fā)模型（component-baseddevelopment

model）形式方法模型（formal

methods

model）瀑布模型系統(tǒng)工程需求分析與規(guī)約設(shè)計與規(guī)約編碼與單元測試集成測試系統(tǒng)測試運(yùn)行與維護(hù)軟件工程課程概論941970年W.Royce提出瀑布模型特征軟件工程課程概論95???接受上一階段的結(jié)果作為本階段的輸入利用這一輸入實施本階段應(yīng)完成的活動對本階段的工作進(jìn)行評審將本階段的結(jié)果作為輸出，傳遞給下一階段缺點缺乏靈活性，難以適應(yīng)需求不明確或需求經(jīng)常變化的軟件開發(fā)開發(fā)早期存在的問題往往要到交付使用時才發(fā)現(xiàn)，維護(hù)代價大許多軟件項目在開發(fā)早期對軟件需求的認(rèn)識是模糊的、不確定的，因此軟件很難一次開發(fā)成功?？梢栽讷@取了一組基本的需求后，通過快速分析構(gòu)造出該軟件的一個初始可運(yùn)行版本，稱之謂原型（prototype），然后根據(jù)用戶在試用原型的過程中提出的意見和建議、或者增加新的需求，對原型進(jìn)行改造，獲得原型的新版本，重復(fù)這一過程，最終得到令客戶滿意的軟件產(chǎn)品。演化模型的開發(fā)過程就是從構(gòu)造初始的原型出發(fā)，逐步將其演化成最終軟件產(chǎn)品的過程。演化模型適用于對軟件需求缺乏準(zhǔn)確認(rèn)識的情況。典型的演化模型有：增量模型、原型模型、螺旋模型。演化模型軟件工程課程概論96增量模型項目日歷時間軟件功能性和特征12345第2次增量發(fā)布12345第n次增量發(fā)布增量n12345第1次增量發(fā)布增量1┇5軟件工程課程概論97部署（發(fā)布，反饋）增量24構(gòu)造（編碼，測試）3建模（分析，設(shè)計）2計劃1交流增量模型將軟件的開發(fā)過程分成若干個日程時間交錯的線性序列，每個線性序列產(chǎn)生軟件的一個可發(fā)布的“增量”版本，后一個版本是對前一版本的修改和補(bǔ)充，重復(fù)增量發(fā)布的過程，直至產(chǎn)生最終的完善產(chǎn)品。增量模型融合了瀑布模型的基本成分（重復(fù)地應(yīng)用）和演化模型的迭代特征增量模型強(qiáng)調(diào)每一個增量都發(fā)布一個可運(yùn)行的產(chǎn)品軟件工程課程概論98增量模型特別適用于：軟件工程課程概論99?需求經(jīng)常變化的軟件開發(fā)市場急需而開發(fā)人員和資金不能在設(shè)定的市場期限之前實現(xiàn)一個完善的產(chǎn)品的軟件開發(fā)增量模型能有計劃地管理技術(shù)風(fēng)險，如早期增量版本中避免采用尚未成熟的技術(shù)原型模型原型（prototype）是預(yù)期系統(tǒng)的一個可執(zhí)行版本，它反映了系統(tǒng)性質(zhì)（如功能、計算結(jié)果等）的一個選定的子集。一個原型不必滿足目標(biāo)軟件的所有約束，其目的是能快速、低成本地構(gòu)建原型。原型方法從軟件工程師與客戶的交流開始，其目的是定義軟件的總體目標(biāo)，標(biāo)識需求。然后快

速制訂原型開發(fā)的計劃，確定原型的目標(biāo)和范圍，采用快速設(shè)計的方式對其建模，并構(gòu)建原型。被開發(fā)的原型應(yīng)交付給客戶試用，并收集客戶的反饋意見，這些反饋意見可在下一輪迭代中對原型進(jìn)行改進(jìn)。在前一個原型需要改進(jìn)，或者需要擴(kuò)展其范圍的時軟候件工，程課進(jìn)程入概論下一輪原型的迭代開100部署交付和反饋軟件工程課程概論101構(gòu)建原型交流快速設(shè)計方式建模快速計劃原型模型原型的類型：探索型（exploratoryprototyping） 其目的是要弄清目標(biāo)系統(tǒng)的要求，確定所希望的特性，并探討多種方案的可行性實驗型（experimentalprototyping） 其目的是驗證方案或算法的合理性，它是在大規(guī)模開發(fā)和實現(xiàn)前，用于考核方案是否合適，規(guī)格說明是否可靠。演化型（evolutionaryprototyping） 其目的是將原型作為目標(biāo)系統(tǒng)的一部分，通過對原型的多次改進(jìn)，逐步將原型演化成最終的目標(biāo)系統(tǒng)。軟件工程課程概論102原型的使用策略：廢棄（throw

away）策略主要用于探索型和實驗型原型的開發(fā)。這些原型關(guān)注于目標(biāo)系統(tǒng)的某些特性，而不是全部特性，開發(fā)這些原型時通常不考慮與探索或?qū)嶒災(zāi)康臒o關(guān)的功能、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)等因素，這種原型通常被廢丟，然

后根據(jù)探索或?qū)嶒灥慕Y(jié)果用良好的結(jié)構(gòu)和設(shè)計思想重新設(shè)計目標(biāo)系統(tǒng)。追加（add

on）策略主要用于演化型原型的開發(fā)。這種原型通常是實現(xiàn)了目標(biāo)系統(tǒng)中已明確定義的特性的一個子集，通過對它的不斷修改和擴(kuò)充，逐步追加新的要求，最

后使其演化成最終的目標(biāo)系統(tǒng)。原型可作為單獨的過程模型使用，它也常被作為一種方法或?qū)崿F(xiàn)技術(shù)應(yīng)用于其它的過程模型中。軟件工程課程概論103螺旋模型B.Boehm于1988年提出是瀑布模型和演化模型的結(jié)合，并增加了風(fēng)險分析螺旋模型沿著螺線旋轉(zhuǎn)，在四個象限上分別表達(dá)四個方面的活動，即：制定計劃：確定軟件目標(biāo)，選定實施方案，弄清項目開發(fā)的限制條件風(fēng)險分析：評價所選的方案，識別風(fēng)險，消除風(fēng)險工程實施：實施軟件開發(fā)，驗證工作產(chǎn)品客戶評軟估件工：程課評程價概開論

發(fā)工作，提出修正104建議軟件工程課程概論105螺旋模型出現(xiàn)了一些變種，它可以有3到6個任務(wù)區(qū)域。螺旋模型指引的軟件項目開發(fā)沿著螺線自內(nèi)向外旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一圈，表示開發(fā)出一個更為完善的新軟件版本。如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)險太大，開發(fā)者和客戶無法承受，則項目就可能因此而終止。多數(shù)情況下沿著螺線的活動會繼續(xù)下去，自內(nèi)向外，逐步延伸，最終得到所期望的系統(tǒng)。軟件工程課程概論106噴泉模型軟件工程課程概論107噴泉模型是一種支持面向?qū)ο箝_發(fā)的模型體現(xiàn)迭代和無間隙特征迭代：各開發(fā)活動常常重復(fù)工作多次，相關(guān)的功能在每次迭代中隨之加入演進(jìn)的系統(tǒng)無間隙：開發(fā)活動之間不存在明顯的邊界軟件工程課程概論108支持軟件復(fù)用（reuse）利用預(yù)先包裝好的軟件構(gòu)件（包括組織內(nèi)部開發(fā)的構(gòu)件和現(xiàn)存商品化構(gòu)件

COTS）來構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)基于構(gòu)件的開發(fā)模型軟件工程課程概論109領(lǐng)域分析構(gòu)件可變性分析構(gòu)建可復(fù)用構(gòu)件領(lǐng)域模型領(lǐng)域基準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖可復(fù)用構(gòu)件庫軟件工程課程概論110分析體系結(jié)構(gòu)設(shè)計獲取構(gòu)件構(gòu)件特化和修改評價構(gòu)件組裝和測試開發(fā)未找到構(gòu)件的部分應(yīng)用系統(tǒng)工程應(yīng)用系統(tǒng)領(lǐng)域工程領(lǐng)域工程的目的是構(gòu)建領(lǐng)域模型、領(lǐng)域基準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和可復(fù)用構(gòu)件庫。領(lǐng)域分析分析該領(lǐng)域中各種應(yīng)用系統(tǒng)的公共部分或相似部分，構(gòu)建領(lǐng)域模型和領(lǐng)域基準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)（referencearchitecture），標(biāo)識領(lǐng)域的候選構(gòu)件。對候選構(gòu)件進(jìn)行可變性分析，以適應(yīng)多個應(yīng)用系統(tǒng)的需要。構(gòu)建可復(fù)用構(gòu)件，經(jīng)嚴(yán)格測試和包裝后存入可復(fù)用構(gòu)件庫（稱為構(gòu)件工

程）。軟件工程課程概論111應(yīng)用系統(tǒng)工程的目的是使用可復(fù)用構(gòu)件組裝應(yīng)用系統(tǒng)。分析待開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)，設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，標(biāo)識應(yīng)用系統(tǒng)所需的構(gòu)件。在可復(fù)用構(gòu)件庫中查找合適的構(gòu)件（也可購買第三方的構(gòu)件）。特化選中的構(gòu)件，必要時作適當(dāng)?shù)男薷模赃m應(yīng)該應(yīng)用系統(tǒng)的需要。開發(fā)那些未找到合適構(gòu)件的應(yīng)用部分。組裝應(yīng)用系統(tǒng)。評價構(gòu)件的復(fù)用情況，以改進(jìn)可復(fù)用構(gòu)件，同時對新開發(fā)的部分進(jìn)行評價，并向構(gòu)件工程推薦候選構(gòu)件。軟件工程課程概論112根據(jù)AT&T、Ericsson、HP公司的經(jīng)

驗，有的軟件復(fù)用率高達(dá)90%以上，產(chǎn)品上市時間可縮短2～5倍，錯誤率減少

5～10倍，開發(fā)成本減少15%～75%。僅管這些結(jié)論出自一些較好使用基于構(gòu)件開發(fā)的實例，但毫無疑問，基于構(gòu)件的開發(fā)模型對提高軟件生產(chǎn)率、提高軟件質(zhì)量、降低成本、提早上市時間起到很大的作用。軟件工程課程概論113形式方法模型軟件工程課程概論114形式化方法（formal

methods）是建立在嚴(yán)格數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的一種軟件開發(fā)方法。軟件開發(fā)的全過程中，從需求分析、規(guī)約、設(shè)計、編程、系統(tǒng)集成、測試、文檔生成、直至維護(hù)各個階段，凡是采用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)語言，具有精確的數(shù)學(xué)語義的方法，都稱為形式化方法。形式化方法用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)語言和語義描述功能規(guī)約和設(shè)計規(guī)約，通過數(shù)學(xué)的分析和推導(dǎo)，易于發(fā)現(xiàn)需求的岐義性、不完整性和不一致性，易于對分析模型、設(shè)計模型和程序進(jìn)行驗證。通過數(shù)學(xué)的演算，使得從形式化功能規(guī)約到形式化設(shè)計規(guī)約，以及從形式化設(shè)計規(guī)約到程序代碼的轉(zhuǎn)換成為可能。凈室過程模型軟件工程課程概論115系統(tǒng)需求收集代碼審查盒結(jié)構(gòu)

形式化

正確性規(guī)約

設(shè)計

驗證代碼生成統(tǒng)計使用測試認(rèn)證測

試

計

劃增量1盒結(jié)構(gòu)形式化正確性代碼代碼需求收集規(guī)約設(shè)計驗證生成審查統(tǒng)計使用測試認(rèn)證增量2工測試計劃增量3程盒結(jié)構(gòu)形式化正確性代碼代碼需求規(guī)約設(shè)計驗證生成審查統(tǒng)計使收集用測試

認(rèn)證測試

計劃內(nèi)容摘要計算機(jī)軟件軟件工程軟件過程軟件過程模型敏捷軟件開發(fā)CASE工具與環(huán)境軟件工程課程概論116敏捷軟件開發(fā)軟件工程課程概論117軟件開發(fā)的新挑戰(zhàn)快速的市場進(jìn)入時間，要求高生產(chǎn)率快速變化的需求快速發(fā)展的技術(shù)傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法強(qiáng)調(diào)過程強(qiáng)調(diào)文檔開發(fā)人員負(fù)擔(dān)過重稱為重載(Heavyweight)方法針對上述問題，產(chǎn)生了一系列輕載

(Lightweight)方法，如XP、SCRUM等。2001年2月，新方法的一些創(chuàng)始人在美國猶他州成立了敏捷軟件開發(fā)聯(lián)盟，簡稱

Agile聯(lián)盟。Agile聯(lián)盟起草了一個敏捷軟件開發(fā)宣言，該宣言由四個價值觀聲明組成，并提煉出敏捷軟件開發(fā)方法必須遵循的12條原則。Agile方法是在保證軟件開發(fā)有成功產(chǎn)出的前提下，盡量減少開發(fā)過程中的活動和制品的方法?；\統(tǒng)的講就是，“剛剛好”（Just

enough），即開發(fā)中的活動及制品既不要太多也不要太少。軟件工程課程概論118Agile方法的價值觀軟件工程課程概論119個人和交互高于過程和工具不是否定過程和工具的重要性，而是更強(qiáng)調(diào)軟件開發(fā)中人的作用和交流的作用。軟件是由人組成的團(tuán)隊來開發(fā)的，與軟件項目相關(guān)的各類人員通過充分的交流和有效的合作，才能成功地開發(fā)出得到用戶滿意的軟件。如果光有定義良好的過程和先進(jìn)的工具，而人員的技能很差，又不能很好地交流和協(xié)作，軟件是很難成功地開發(fā)的?？蛇\(yùn)行軟件高于詳盡的文檔通過執(zhí)行一個可運(yùn)行的軟件來了解軟件

做了什么，遠(yuǎn)比閱讀厚厚的文檔要容易得多。敏捷軟件開發(fā)強(qiáng)調(diào)不斷地快速地向用戶

提交可運(yùn)行的軟件（不一定是完整的軟件），以得到用戶的認(rèn)可。好的必要的文檔仍是需要的，它能幫助

我們理解軟件做什么，怎么做以及如何使用，但軟件開發(fā)的主要目標(biāo)是創(chuàng)建可運(yùn)行的軟件。軟件工程課程概論120與客戶協(xié)作高于合同（契約）談判只有客戶才能明確說明需要什么樣的軟件，然而，大量的實踐表明，在開發(fā)的早期客戶常常不能完整地表達(dá)他們的全部需求，有些早期確定的需求，以后也可能會改變。要想通過合同談判的方式，將需求固定下來常常是困難的。敏捷軟件開發(fā)強(qiáng)調(diào)與客戶的協(xié)作，通過與客戶的交流和緊密合作來發(fā)現(xiàn)用戶的需求。軟件工程課程概論121對變更及時做出反應(yīng)高于遵循計劃任何軟件項目的開發(fā)都應(yīng)該制訂一個項目計劃，以確定各開發(fā)任務(wù)的優(yōu)先順序和起止日期。然而，隨著項目的進(jìn)展，需求、業(yè)務(wù)環(huán)境、技術(shù)等都可能變化，任務(wù)的優(yōu)先順序和起止日期也可能因種種原因會改變。因此，項目計劃應(yīng)具有可塑性，有變動的余地。當(dāng)出現(xiàn)變化時及時做出反應(yīng)，修訂計劃以適應(yīng)變化。軟件工程課程概論122Agile方法的指導(dǎo)原則軟件工程課程概論123最優(yōu)先的是通過盡早地和不斷地提交有價值的軟件使客戶滿意歡迎變化的需求，即使該變化出現(xiàn)在開發(fā)的后期，為了提升對客戶的競爭優(yōu)勢，Agile過程利用變化作為動力以幾周到幾個月為周期，盡快、不斷地發(fā)布可運(yùn)行軟件在整個項目過程中，業(yè)務(wù)人員和開發(fā)人員必須天天一起工作以積極向上的員工為中心建立項目組，給予他們所需的環(huán)境和支持，對他們的工作予以充分的信任項目組內(nèi)效率最高、最有效的信息傳遞方式是面對面的交流測量項目進(jìn)展的首要依據(jù)是可運(yùn)行的軟件敏捷過程提倡可持續(xù)的開發(fā)，項目發(fā)起者、開發(fā)者和用戶應(yīng)能長期保持恒定的速度軟件工程課程概論124應(yīng)時刻關(guān)注技術(shù)上的精益求精和好的設(shè)計，以增強(qiáng)敏捷性簡單化是必不可少的，這是盡可能減少不必要工作的藝術(shù)最好的構(gòu)架、需求和設(shè)計出自于自我組織的團(tuán)隊團(tuán)隊要定期反思怎樣才能更有效，并據(jù)此調(diào)整自己的行為軟件工程課程概論125Agile方法的適用范圍軟件工程課程概論126Martin

Fowler認(rèn)為：新方法不是到處可適用的適合采用Agile方法的情況：需求不確定、易揮發(fā)（Volatile,意指今天的要求明天就不需要了）有責(zé)任感和積極向上的開發(fā)人員用戶容易溝通并能參與Agile的典型方法軟件工程課程概論127Extreme

Programming(簡稱XP)SCRUMCrystal

Methodologies(簡稱Crystal)Feature

Driven

Development(簡稱FDD)Dynamic

Systems

DevelopmentMethodology(簡稱DSDM)Adaptive

Software

Development(簡稱

ASD)Pragmatic

Programming等XP方法軟件工程課程概論128由Kent

Beck提出，是Agile方法中最引人注目的一個XP最初實踐于1997年Crysler公司的C3項目

(Smalltalk開發(fā)）適用于10人以下項目組、開發(fā)地點集中的場合廣泛用于需求模糊和揮發(fā)性強(qiáng)的場合IONA公司的Obix技術(shù)支持小組在采用了XP方法后，軟件生產(chǎn)率提高了67%XP方法的4個價值觀軟件工程課程概論129交流（Communication）實踐表明，項目失敗的重要原因之一是交流不暢，使得客戶的需求不能準(zhǔn)確地傳遞給開發(fā)人員，造成開發(fā)人員不能充分理解需求；模型或設(shè)計的變動未能及時告知相關(guān)人員，造成系統(tǒng)的不一致和集成的困難所有項目相關(guān)人員之間充分的有效的交流是軟件開發(fā)成功所必不可少的XP方法提倡面對面的交流，這是一種有效的也是效率最高的交流方式簡單（Simplicity）指在確保得到客戶滿意的軟件的前提下，做最簡潔的工作（簡單的過程、模型、文檔、設(shè)計和實現(xiàn)）在開發(fā)中不斷優(yōu)化設(shè)計，時刻保持代碼簡潔、無冗余體現(xiàn)了敏捷開發(fā)的“剛剛好(Justenough)”思想，即開發(fā)中的活動及制品既不要太多也不要太少，剛好即可軟件工程課程概論130反饋（Feedback）及時有效的反饋能確定開發(fā)工作是否正確，及時發(fā)現(xiàn)開發(fā)工作的偏差并加以糾正。強(qiáng)調(diào)各種形式的反饋，如非正式的評審（走查，Walkthrough）、小發(fā)布等軟件工程課程概論131勇氣（Courage）采用敏捷軟件開發(fā)需要勇氣：信任合作的同事，也相信自己做能做到的最簡單的事只有在絕對需要的時候才創(chuàng)建文檔讓業(yè)務(wù)人員制定業(yè)務(wù)決策，技術(shù)人員制定技術(shù)決策用可能的最簡單的工具，例如白板和紙，只有在復(fù)雜建模工具能提供可能的最好價值時才去使用它們相信程序員能制定設(shè)計決策，不需要給他們提供過多的細(xì)節(jié)需要勇氣來承認(rèn)自己是會犯錯誤的，需要勇氣來相信自己明天能克服明天出現(xiàn)的問題。軟件工程課程概論132XP方法的12個核心實踐完整的團(tuán)隊（Whole

Team）所有的小組成員應(yīng)在同一個工作地點工作成員中必須有一個現(xiàn)場用戶（On-siteUser）由他提出需求，確定開發(fā)優(yōu)先級通常還設(shè)一個“教練”（Coach）角色 教練指導(dǎo)XP方法的實施，以及與外部的溝通和協(xié)調(diào)計劃對策（Planning

Game）包括兩類：發(fā)布計劃和迭代（Iteration）計劃軟件工程課程

概論

1333.系統(tǒng)比喻（Metaphor）系統(tǒng)比喻是待開發(fā)軟件的一個每個成員都熟悉的形象化比喻，相當(dāng)于一個粗略的軟件體系結(jié)構(gòu)小發(fā)布（Small

release）經(jīng)常、不斷地發(fā)布可運(yùn)行的、具有商業(yè)價值的小軟件版本，供現(xiàn)場用戶評估或最終使用測試（testing）XP方法提倡測試優(yōu)先，即先寫測試后編代碼（testing

then

coding）簡單設(shè)計（Simple

Design）設(shè)計只考慮當(dāng)前定義的功能而不考慮以后需求的變化該設(shè)計是軟完件工成程課目程

前概論功能所需的最簡潔1的347.結(jié)對編程（Pair

Programming）軟件工程課程概論135一個程序員編程的同時，另