第14章 統(tǒng)一軟件開發(fā)過程

統(tǒng)一軟件開發(fā)過程

14.1統(tǒng)一軟件開發(fā)過程概述什么是軟件開發(fā)過程統(tǒng)一軟件開發(fā)過程簡介統(tǒng)一軟件開發(fā)過程發(fā)展歷程什么是軟件開發(fā)過程工程化開發(fā)方法的需要：開發(fā)成本失控、可靠性低、人月神話軟件開發(fā)過程：指的是一款軟件從無到有，直到最后交付使用以及維護(hù)的全過程。這個過程包含了許多軟件開發(fā)方面的方法、技術(shù)、實(shí)踐，并且也包括一些軟件相關(guān)產(chǎn)物，如文檔、模型、代碼等等的制造和產(chǎn)生。什么是軟件開發(fā)過程現(xiàn)如今，業(yè)內(nèi)有許多成熟的軟件過程可供借鑒，例如：RationalUnifiedProcess（RUP，統(tǒng)一軟件開發(fā)過程）Object-OrientedSoftwareProcess（OOSP，面向?qū)ο箝_發(fā)過程）OPENProcessFramework（OPEN過程框架）Scrum（一種迭代式增量軟件開發(fā)過程，通常用于敏捷軟件開發(fā)）ExtremeProgramming（極限編程）DynamicSystemsDevelopmentMethod（DSDM，動態(tài)系統(tǒng)開發(fā)方法）統(tǒng)一軟件開發(fā)過程簡介統(tǒng)一軟件開發(fā)過程（簡稱RUP）是一套由IBM下屬的Rational分部提出的軟件工程方法，它由IvarJacobson的TheObjectoryProcess和TheRationalApproach發(fā)展而來。統(tǒng)一軟件開發(fā)過程將軟件開發(fā)過程按照時序組織成幾個階段，每個階段有當(dāng)前階段的最重要任務(wù)，并且根據(jù)這些任務(wù)的完成情況為下一個階段提供輸入，實(shí)現(xiàn)每個階段的邏輯連接。統(tǒng)一軟件開發(fā)過程發(fā)展歷程14.2過程總覽水平軸表示時間，從左到右看是從初始階段到接近完成階段的發(fā)展過程?？v軸上表示過程的某個靜態(tài)內(nèi)容，它們代表了一系列的工作活動。14.3階段和迭代——時間維度在RUP中，一個軟件的生命周期被分為許多輪，每一輪是一個子開發(fā)過程，其成品是當(dāng)前制作產(chǎn)品的新一版。并且RUP將每一輪又分為四個階段，它們是：起始階段（Inceptionphase）細(xì)化階段（Elaborationphase）構(gòu)建階段（Constructionphase）轉(zhuǎn)化階段（Transitionphase）起始階段起始階段是一個項(xiàng)目的開始，在這個階段中軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)需要建立好業(yè)務(wù)事例，并確定好該項(xiàng)目的范圍。首先，要識別出所有與系統(tǒng)存在交互的外部實(shí)體；其次，需要在高層次上來定義和說明這些交互的本質(zhì)特征。業(yè)務(wù)事例包含項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險評估、資源需求估計(jì)、階段計(jì)劃項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)定義了項(xiàng)目完成時應(yīng)當(dāng)達(dá)到的一些條件；風(fēng)險評估發(fā)掘在軟件開發(fā)過程中可能遇到的各種問題；資源需求估計(jì)是對完成這個項(xiàng)目所需要的資源消耗的估算；階段計(jì)劃需要提供與階段對應(yīng)的日期，并提出用于階段交接的里程碑。細(xì)化階段細(xì)化階段的主要目的是分析問題域，為整個項(xiàng)目計(jì)劃的執(zhí)行建立一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，以及消除一些風(fēng)險系數(shù)最高的因素。細(xì)化階段具有承前啟后的意義：一方面，細(xì)化階段的結(jié)果可能為整個項(xiàng)目的進(jìn)一步開展提供了重要的依據(jù)，也可能為這個項(xiàng)目宣判死刑；另一方面，在細(xì)化過程交付之后，項(xiàng)目將從前面的輕量級、低風(fēng)險的工作進(jìn)入高風(fēng)險、高投入的工作中。細(xì)化階段的重點(diǎn)控制對象是系統(tǒng)分析的穩(wěn)定性和開發(fā)的可行性。構(gòu)建階段在構(gòu)建階段中，我們將要開發(fā)和整合所有剩余的組件和應(yīng)用特性，然后對所有的功能和特性進(jìn)行完全的測試。在這個過程中，我們應(yīng)當(dāng)著重管理資源和控制活動，以求優(yōu)化資金和時間成本，并力保產(chǎn)品質(zhì)量在已有的資源條件下達(dá)到最高。構(gòu)建流程可以是線性的也可以是并行的。轉(zhuǎn)化階段轉(zhuǎn)化階段又稱為交付階段，因?yàn)槠渲饕康木褪前阎谱鞒鰜淼能浖a(chǎn)品交付給用戶使用。轉(zhuǎn)化過程的核心任務(wù)可以總結(jié)成三個：使用戶可以在無幫助環(huán)境下自由使用產(chǎn)品；使投資者認(rèn)同這個項(xiàng)目確實(shí)已經(jīng)部署完畢，并且符合評估標(biāo)準(zhǔn)；盡可能有效率地使產(chǎn)品達(dá)到最終產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。迭代RUP中的每一個階段都可以進(jìn)一步分解為多個迭代。一次迭代定義為一個完整的循環(huán)開發(fā)過程，在每一輪過程中需要有內(nèi)部或外部的產(chǎn)出。迭代過程具有以下幾個顯著優(yōu)點(diǎn)：可以更早地弱化風(fēng)險；更靈活地處理各種變化；更高層次的復(fù)用；開發(fā)團(tuán)隊(duì)不必一次完成所有工作，可以在工作的過程中學(xué)習(xí)和調(diào)整；通常提供了更高的產(chǎn)品質(zhì)量。14.4過程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)“誰”——工作者“什么方法”——活動“做什么”——制品“什么時候”——工作流工作者工作者定義了軟件開發(fā)工作中某個工作單位的行為和責(zé)任，這個工作單位可能指某個個體，或者某個工作小組。工作者更像是一種角色：在不同的時刻（也可能同時），同一個個體可能擔(dān)任著不同的工作者角色。確定的工作者角色擔(dān)任著確定的任務(wù)和責(zé)任，它要親力親為地完成那些任務(wù)?；顒踊顒佣x了一件事或一個動作，并且必須存在一個特定的工作者角色負(fù)責(zé)執(zhí)行這個活動。一些常見的活動舉例：設(shè)計(jì)一輪迭代（工作者：項(xiàng)目主管）發(fā)現(xiàn)用例和參與者（工作者：系統(tǒng)分析師）檢查軟件設(shè)計(jì)（工作者：設(shè)計(jì)檢查員）運(yùn)行性能測試（工作者：性能測試員）制品制品描述了一個過程中產(chǎn)生、修改或使用的事物。制品是一個工作者執(zhí)行某件活動的工具（輸入），也是一個工作者執(zhí)行活動后的成果（輸出）。一些常見的制品：模型：用例模型、設(shè)計(jì)模型、分析類模型等模型中的元素：類、用例、參與者、子系統(tǒng)等文檔：需求分析文檔、可行性分析文檔、用戶手冊等代碼可執(zhí)行文件工作流當(dāng)活動具備了工作者、活動、制品三個核心元素之后，需要使用工作流來對活動的操作順序進(jìn)行描述。除此之外，工作流還可以展示工作者之間的交互關(guān)系。工作流就是展示一個活動的可見價值的流程，其最重要的意義是它為活動設(shè)計(jì)者對于活動進(jìn)度宏觀掌控提供了可能。14.5核心工作流六個核心工程工作流:業(yè)務(wù)建模工作流需求工作流分析與設(shè)計(jì)工作流實(shí)現(xiàn)工作流測試工作流部署工作流三個屬于核心支持工作流：項(xiàng)目管理工作流配置與變更管理工作流環(huán)境工作流業(yè)務(wù)建模工作流在業(yè)務(wù)建模階段我們對一些鮮明的業(yè)務(wù)過程進(jìn)行建模，這種模型也就是本書第二部分中著重介紹過的業(yè)務(wù)用例模型。分析業(yè)務(wù)用例的過程就是幫助設(shè)計(jì)人員理解業(yè)務(wù)的過程。需求工作流在需求工作流中，首要任務(wù)是讓開發(fā)者與客戶經(jīng)過反復(fù)地磋商，最終確定這個系統(tǒng)究竟應(yīng)該做什么。對于需求調(diào)研得到的文檔，我們應(yīng)首先對其進(jìn)行需求分析。簡而言之，就是獲取參與者和用例的過程。分析和設(shè)計(jì)工作流在分析和設(shè)計(jì)工作流中，我們主要關(guān)心這個系統(tǒng)將如何被實(shí)現(xiàn)。對于這個問題，我們考慮三個方面：系統(tǒng)在某個環(huán)境下運(yùn)行時的性能；對于用戶需求的滿足程度；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。分析和設(shè)計(jì)工作流的輸出主要是設(shè)計(jì)模型，還可能有一套分析模型。設(shè)計(jì)模型包含一系列包，和其中的設(shè)計(jì)類與子系統(tǒng)，對于各個組件應(yīng)當(dāng)有良好的接口定義，并且應(yīng)當(dāng)包含一些說明描述這些設(shè)計(jì)類應(yīng)當(dāng)如何協(xié)作以完成特定的用例任務(wù)。實(shí)現(xiàn)工作流實(shí)現(xiàn)工作流就是編程實(shí)現(xiàn)各個設(shè)計(jì)組件的過程。實(shí)現(xiàn)工作流的主要任務(wù)目標(biāo)是：通過子系統(tǒng)等模型確認(rèn)代碼結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)各個組件中的類；對組件進(jìn)行單元測試；將實(shí)現(xiàn)的成果整合進(jìn)已有的可運(yùn)行系統(tǒng)中。測試工作流測試工作流將要貫穿開發(fā)過程的始終，在測試時我們使用三個標(biāo)準(zhǔn)來評價當(dāng)前的制品，即可靠性、功能性和性能，其中性能又分為應(yīng)用性能和系統(tǒng)性能。核心任務(wù)可以列舉為：確認(rèn)對象間交互可用；確認(rèn)組件與其余系統(tǒng)部分整合良好；確認(rèn)當(dāng)前組件的所有需求已經(jīng)滿足；確認(rèn)缺陷已經(jīng)在軟件部署之前被解決。部署工作流部署工作流的主要工作就是輸出可用的完整產(chǎn)品，并將產(chǎn)品交付到用戶手中。部署工作流可能涉及以下幾個活動：生成軟件的release版本；打包軟件；分發(fā)軟件；安裝軟件；為用戶提供必要幫助。項(xiàng)目管理工作流在項(xiàng)目管理工作流中，我們主要關(guān)心迭代開發(fā)過程當(dāng)中某些特定的方面，其目標(biāo)是為了使任務(wù)更容易高質(zhì)量地完成。在這個階段中我們需要提供：一個用于管理軟件密集型項(xiàng)目的框架；開發(fā)過程中計(jì)劃、執(zhí)行、人員調(diào)配和項(xiàng)目監(jiān)控等過程的實(shí)用指導(dǎo)；風(fēng)險管理框架。配置和變更管理工作流配置和變更管理工作流描述了開發(fā)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)如何掌控數(shù)量龐大的制品。為什么需要控制制品：同時更新導(dǎo)致出錯——幾個不同的工作者分別對同一制品進(jìn)行更改，后提交的一方將先提交的制品覆蓋；交流不及時——制品中某些部分已經(jīng)被修改或修復(fù)，但某些制品的分享者并不知情，仍然在進(jìn)行修改；版本混淆——版本混淆表現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)了某個版本下某個模塊的問題，卻無法找到對應(yīng)版本的制品去做修復(fù)。環(huán)境工作流環(huán)境工作流的目的是給予開發(fā)人員以足夠的編碼工具、第三方庫等等各類資源，這些工作資源統(tǒng)稱為環(huán)境。這個工作流關(guān)注那些使得項(xiàng)目進(jìn)程得以順利進(jìn)行的輔助活動，此工作流需要及時地提供一些指導(dǎo)原則、開發(fā)包、實(shí)用庫，以便開發(fā)人員保持高效率的工作。14.6在統(tǒng)一軟件開發(fā)過程中使用UML起始階段常用UML圖細(xì)化階段常用UML圖構(gòu)建階段常用UML圖轉(zhuǎn)化階段常用UML圖起始階段常用UML圖在起始階段，通常有用例圖、類圖、活動圖、順序圖等UML圖的參與。獲取用戶需求之后首先要將這些需求轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的頂層用例圖。在確定了用例之后，需要為重要用例添加事件流描述。有了事件流描述之后就可以為一些用例中使用到的系統(tǒng)功能來指定分析類。對于一些重點(diǎn)用例，可以繪制它們的動態(tài)模型。細(xì)化階段常用UML圖在細(xì)化階段經(jīng)常需要使用到類圖、包圖、組件圖幾種靜態(tài)視圖，以及所有動態(tài)視圖。靜態(tài)視圖中，細(xì)化階段的類圖主要描述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類。動態(tài)視圖用來確定任意時