第9章 軟件工程標準化及軟件工程環(huán)境

1、1第第9章章 軟件工程標準化及軟件工程環(huán)境軟件工程標準化及軟件工程環(huán)境 學習目標n軟件工程標準化的概念及意義nISO 9000 系列標準及在質(zhì)量認證中的實施nCMM模型的等級劃分與評價標準n軟件工程環(huán)境的概念、分類、構(gòu)成及特性nCASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)2 教學內(nèi)容教學內(nèi)容 9.1 軟件工程標準化軟件工程標準化 9.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證 9.3 CMM模型模型 9.4 軟件工程環(huán)境軟件工程環(huán)境 9.5 CASE環(huán)境環(huán)境 本章小結(jié)本章小結(jié) 第第9章章 軟件工程標準化及軟件工程環(huán)境軟件工程標準化及軟件工程環(huán)境39.1 軟件工程標準化軟件工程標準化主要教學內(nèi)容：主要教學內(nèi)容： 9.1.1 軟件

2、工程標準化的概念軟件工程標準化的概念 9.1.2 軟件工程標準化的意義軟件工程標準化的意義 49.1 軟件工程標準化軟件工程標準化 9.1.1 軟件工程標準化的概念軟件工程標準化的概念 軟件工程標準的類型也是多方面的，例產(chǎn)品標準，包括需求、設(shè)計、部件、描述、報告等；過程標準，包括方法、技術(shù)、檢驗、質(zhì)量等；記法標準，包括表示法、語言等； GB/T 15538-1995軟件工程標準分類：n過程標準 n產(chǎn)品標準n專業(yè)標準 n記號59.1 軟件工程標準化軟件工程標準化9.1.2 軟件工程標準化的意義軟件工程標準化的意義（1）減少開發(fā)人員間聯(lián)系的差錯和誤解，提高軟件的生產(chǎn)效率，縮短軟件開發(fā)周期。（2）有

3、利于軟件管理，降低開發(fā)和運行成本（3）提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量（可靠性、可維護性和可移植性）（4）可提高軟件人員的技術(shù)水平69.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證主要教學內(nèi)容：主要教學內(nèi)容： 9.2.1 ISO 9000系列標準系列標準 9.2.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證 9.2.3 ISO 9000-3的要點的要點 79.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證 質(zhì)量保證貫穿整個軟件開發(fā)過程，確保產(chǎn)品達到規(guī)定的質(zhì)量水平。 質(zhì)量認證，檢驗整個企業(yè)的質(zhì)量水平，注重軟件企業(yè)的整體資質(zhì)，全面考察企業(yè)的質(zhì)量體系，檢驗它是否具有設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的軟件產(chǎn)品的能力。89.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證9.2.1 ISO

4、 9000系列標準系列標準 ISO 9000系列標準包括：nISO 9000質(zhì)量管理與質(zhì)量保證標準nISO 9001質(zhì)量體系nISO 9002質(zhì)量體系nISO 9003質(zhì)量體系nISO 9004質(zhì)量管理與質(zhì)量體系要素99.2.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證n質(zhì)量認證又稱為合格認證。1986年國際標準化組織（ISO）定義質(zhì)量認證為：由可以充分信任的第三方證實某一經(jīng)鑒定的產(chǎn)品或服務(wù)符合特定標準或其他技術(shù)規(guī)范的活動。n質(zhì)量認證的特點：1、質(zhì)量認證的對象是產(chǎn)品或服務(wù)，主要針對、質(zhì)量認證的對象是產(chǎn)品或服務(wù)，主要針對的是產(chǎn)品。的是產(chǎn)品。其中對產(chǎn)品的質(zhì)量認證分為對產(chǎn)品本身的質(zhì)量認證和對產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量認證。

5、109.2.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證2、認證的依據(jù)是標準。、認證的依據(jù)是標準。標準常常是被公認的或具有權(quán)威性的有關(guān)質(zhì)量管理的國際標準或國家標準，也可能是行業(yè)標準或其他標準。3、通過審核、取得認證的標志是給予合格證書、通過審核、取得認證的標志是給予合格證書或準許使用合格標志?；驕试S使用合格標志。4、質(zhì)量認證是第三方開展的活動。、質(zhì)量認證是第三方開展的活動。由具有專門技術(shù)、設(shè)備和人員的第三方，作為專門從事質(zhì)量認證的機構(gòu)，可以由國家權(quán)威機構(gòu)授權(quán)，進行公正的、科學的質(zhì)量審核和認證，因而是可以信賴的。供方和需方出具合格證明都不屬于認證。119.2.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證 質(zhì)量認證標準，從198

6、7年國際標準化組織公布的ISO 9000系列質(zhì)量管理標準開始得到確立，軟件行業(yè)的質(zhì)量認證也得到廣泛關(guān)注。（1）為保證產(chǎn)品質(zhì)量，ISO 9000要求在生產(chǎn)過程中，對影響產(chǎn)品質(zhì)量的所有因素要全面控制與管理。（2）ISO 9000標準要求實現(xiàn)（3）質(zhì)量管理必須堅持進行質(zhì)量改進,貫徹執(zhí)行ISO9000標準，就是企業(yè)加強質(zhì)量管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量的過程。129.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證9.2.3 ISO 9000-3的要點的要點（1）ISO 9000-3標準僅適用于依照合同進行的單獨的訂貨開發(fā)軟件，不適用于面向多數(shù)用戶銷售的程序軟件包。（2）在包括合同在內(nèi)的全部工序中進行審查，并要求一切文檔化。（3）I

7、SO 9000-3對合同雙方的責任均做出了明確規(guī)定，需方應(yīng)收集使用部門意見，歸納形成需方需求，詳細傳達給供方，明確所要求的技術(shù)條件，才可能對供方提出實施質(zhì)量保證的要求。139.2 軟件質(zhì)量認證軟件質(zhì)量認證（4）將質(zhì)量制作入產(chǎn)品之中是ISO 9000-3最重要的質(zhì)量保證體系。（5）供方應(yīng)建立與實施全面質(zhì)量審核制度149.3 CMM模型模型主要教學內(nèi)容：主要教學內(nèi)容： 9.3.1 軟件過程成熟度模型軟件過程成熟度模型 9.3.2 關(guān)鍵過程域關(guān)鍵過程域 9.3.3 成熟度提問單成熟度提問單 159.3 CMM模型模型 軟件開發(fā)的風險之所以大，是由于軟件過程能力低。其中最關(guān)鍵的問題在于軟件開發(fā)機構(gòu)不能

8、很好地管理其軟件過程，從而使得一些好的開發(fā)方法和技術(shù)起不到預期的作用。 通常用軟件過程能力來描述軟件企業(yè)遵循其軟件過程能夠?qū)崿F(xiàn)的預期結(jié)果。 軟件過程成熟度用于描述軟件過程被明確和有效地定義、管理、測量和控制的程度。169.3 CMM模型模型9.3.1 軟件過程成熟度模型軟件過程成熟度模型 軟件過程能力成熟度模型軟件過程能力成熟度模型CMM（Capability Maturity Model），是在1987年，由美國卡內(nèi)基-梅隆大學軟件工程研究院（SEI）根據(jù)聯(lián)邦政府的要求，研究提出的模型，用于評估軟件供應(yīng)商的能力。 為了刻畫具體的成熟度，CMM將軟件過程的能力成熟度分成不同的等級，CMM模型把

9、成熟度等級分為五級，共包括18個關(guān)鍵過程域，52個過程目標，3168種關(guān)鍵實踐。179.3 CMM模型模型 以下給出5個等級的軟件企業(yè)過程成熟度的特征：（1）初始級（）初始級（Initial）l 軟件過程是無序的，規(guī)劃落實得不到保障。l 管理無章,對過程幾乎沒有定義,缺乏健全的管理制度l 開發(fā)項目成效不穩(wěn)定，成功取決于個人努力，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量依賴于個人的能力。（2）可重復級（）可重復級（Repeatable）l 管理制度化，建立了基本的項目管理過程來管理費用、進度等。l 初步實現(xiàn)標準化，制定了必要的過程規(guī)劃和章程l 能重復早先類似項目取得的成功189.3 CMM模型模型（3）已定義級（）已定

10、義級（Defined）l軟件管理和工程兩個方面，均實現(xiàn)標準化和文檔化。l建立了完善的評審和培訓制度。l技術(shù)活動和管理活動得到穩(wěn)定實施。l項目的質(zhì)量、進度和費用均可控制。l使用經(jīng)過批準和論證的標準軟件過程來開發(fā)和維護軟件。199.3 CMM模型模型（4）已管理級（）已管理級（Managed）l對軟件過程和產(chǎn)品有定量的理解和控制l軟件過程中活動的質(zhì)量可度量l已實現(xiàn)項目產(chǎn)品和過程的控制l可預測過程和產(chǎn)品質(zhì)量趨勢（5）優(yōu)化級（）優(yōu)化級（Optimizing）l可采用新思想、新技術(shù)使過程不斷改進l對過程可量化，并可據(jù)此進行分析，提出改進過程的有效方法209.3 CMM模型模型9.3.2 關(guān)鍵過程域關(guān)鍵過

11、程域 過程域是指互相關(guān)聯(lián)的若干軟件實踐活動和有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的一個集合。除初始級外，其他4級均有若干指示軟件機構(gòu)改進軟件過程的要點，稱為關(guān)鍵過程域（Key Process Area,KPA）,為了確保不同等級的軟件過程能力成熟度達到各自的目標，成功地完成這些對實現(xiàn)該等級的目標起關(guān)鍵性作用的過程域十分重要，對實施關(guān)鍵過程域起關(guān)鍵作用的措施、活動、規(guī)程等，又稱為關(guān)鍵實踐（Key Practice）,關(guān)鍵過程域的目標就是通過關(guān)鍵實踐的實施來達到。219.3 CMM模型模型9.3.3 成熟度提問單成熟度提問單 提問單涉及到軟件企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)資源、人員及培訓技術(shù)、文檔管理標準化、工作過程數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析過

12、程控制等方面，由于涉及5個等級的提問單內(nèi)容較多，以下僅給出各個等級的部分提問單的問題。（1）二級的問題（2）三級的問題（3）四級的問題（4）五級的問題229.4 軟件工程環(huán)境軟件工程環(huán)境 主要教學內(nèi)容：主要教學內(nèi)容： 9.4.1 什么是軟件工程環(huán)境什么是軟件工程環(huán)境 9.4.2 軟件開發(fā)環(huán)境的特點軟件開發(fā)環(huán)境的特點 9.4.3 軟件開發(fā)環(huán)境的模型軟件開發(fā)環(huán)境的模型239.4 軟件工程環(huán)境軟件工程環(huán)境n軟件工程環(huán)境(SoftWare Engineering Environment ，簡稱SEE)是指以軟件工程為依據(jù)，支持典型軟件生產(chǎn)的系統(tǒng)。n軟件工程環(huán)境的核心是軟件開發(fā)工具。249.4.1 什么

13、是軟件工程環(huán)境什么是軟件工程環(huán)境n關(guān)于“環(huán)境”的概念： 對不同的用戶，“環(huán)境”的概念往往具有不同的含義，就一般意義而言，“環(huán)境”是指所面臨的各種事實和狀態(tài)。 對最終用戶來說，“環(huán)境”就是運行程序所使用的硬件和操作系統(tǒng)所組成的計算機系統(tǒng)。 對軟件工程設(shè)計而言，“環(huán)境”包括設(shè)計人員的數(shù)量、每個人的個性特點和能力以及對軟件工程方法熟悉的程度、使用何種程序設(shè)計語言和操作系統(tǒng)等。259.4.1 什么是軟件工程環(huán)境什么是軟件工程環(huán)境n軟件工程環(huán)境的定義： 軟件工程環(huán)境軟件工程環(huán)境就是指支持軟件產(chǎn)品開發(fā)、維護和管理的軟件系統(tǒng)，它在統(tǒng)一的集成機制下由一系列軟件工具組成。 這里主要討論軟件開發(fā)環(huán)境。 軟件工具軟

14、件工具是指支持計算機軟件的開發(fā)、維護、模擬、移植或管理而設(shè)計的程序系統(tǒng)。軟件工具的開發(fā)對軟件工程環(huán)境的支持是至關(guān)重要的。269.4.1 什么是軟件工程環(huán)境什么是軟件工程環(huán)境n軟件工具分為工具箱、工作臺和方法指南3種類型。（1）工具箱。能自動執(zhí)行某類軟件生存期任務(wù)的一組集成化工具。（2）工作臺。實現(xiàn)整個軟件生存期各種任務(wù)自動的一組集成化工具。（3）方法指南。為某種具體軟件提供計算機化的輔助手段。279.4.2 軟件工程環(huán)境的特點軟件工程環(huán)境的特點 軟件工程環(huán)境是軟件工程學科各方面研究發(fā)展的物化表現(xiàn)，具有以下特點：（1）軟件工程環(huán)境強調(diào)支持軟件生產(chǎn)的全過程（2）軟件工程環(huán)境強調(diào)大型軟件的工業(yè)化生產(chǎn)

15、（3）多維性（4）標準化289.4.2 軟件工程環(huán)境的特點軟件工程環(huán)境的特點 從環(huán)境工具和用戶界面兩個方面，進一步說明軟件工程環(huán)境的特點：1 1集成化的軟件工具集成化的軟件工具 工具的集成化主要包括數(shù)據(jù)集成、界面集成、控制集成和過程集成、平臺集成等方面。（1）數(shù)據(jù)集成 所有的工具統(tǒng)一建立在公共的文件庫或信息庫之上。（2）界面集成 各個工具使用統(tǒng)一的用戶界面，采用公共的交互方式。29（3）控制集成 能支持開發(fā)環(huán)境中的一個工具控制另一個工具，或調(diào)用某個工具的特定服務(wù)。（4）過程集成 這類開發(fā)環(huán)境了解軟件過程中各個活動的時序、約束等，能主動地調(diào)度這些活動，保持它們合適的順序。（5）平臺集成 指工具運

16、行在相同的硬件和操作系統(tǒng)下。9.4.2 軟件工程環(huán)境的特點軟件工程環(huán)境的特點302友善和統(tǒng)一的用戶界面友善和統(tǒng)一的用戶界面 現(xiàn)代的開發(fā)環(huán)境常采用以下的技術(shù)來改善用戶接口的友善性： （1）具有拉出（Pull-Out）功能的多級菜單 （2）屏幕提示和在線幫助（On-Line HELP）技術(shù) （3）采用多窗口（Multi-Windows）技術(shù) （4）采用向?qū)В╓izard）技術(shù) 菜單、多窗口、向?qū)Ш蛶椭畔ⅲ怯脩艚缑娴闹匾獌?nèi)容，被稱為四大友善技術(shù)。9.4.2 軟件工程環(huán)境的特點軟件工程環(huán)境的特點31 R.N.Charette在軟件工程環(huán)境：概念與技術(shù)一書中，將軟件開發(fā)環(huán)境抽象為一個模型，并給出了開

17、發(fā)環(huán)境的定義：生產(chǎn)一個軟件系統(tǒng)所需要的過程（Process）、方法（Methods）與自動化（Automation）。把開發(fā)環(huán)境模型分為由底向上的3個層次，過程、方法和自動化，并將“理想”的軟件開發(fā)環(huán)境描述為“過程由充分自動化了的方法所支持的完整的過程模型（Process Model）”。 按照Charette的觀點，建立一個軟件工程環(huán)境，首先要確定一種開發(fā)模型，提出成套的、有效的開發(fā)方法，然后在這一基礎(chǔ)上利用各種手段實現(xiàn)開發(fā)活動的完全自動化。9.4.3 軟件開發(fā)環(huán)境的模型軟件開發(fā)環(huán)境的模型329.5 CASE環(huán)境環(huán)境主要教學內(nèi)容：主要教學內(nèi)容： 9.5.1 CASE環(huán)境環(huán)境 9.5.2 CA

18、SE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu) 9.5.3 CASE環(huán)境的類型環(huán)境的類型339.5 CASE環(huán)境環(huán)境9.5.1 CASE環(huán)境環(huán)境 CASE（Computer Aided Software Engineering，計算機輔助軟件工程計算機輔助軟件工程）是一套方法和工具，可根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)商規(guī)定的應(yīng)用規(guī)則，由計算機自動生成合適的計算機程序。 CASE環(huán)境、CASE工具及集成CASE（Integrated CASE,簡稱I-CASE）等，幾乎都成了軟件工程環(huán)境的代名詞。349.5.1 CASE環(huán)境環(huán)境 CASE環(huán)境的總目標，是通過一組集成化的工具，建立軟件開發(fā)平臺，使軟件開發(fā)人員實現(xiàn)各項開發(fā)活動的

19、全部自動化，保證軟件產(chǎn)品在整個生存周期內(nèi)的質(zhì)量，借以提高軟件開發(fā)和維護的質(zhì)量和生產(chǎn)率。 35 CASE環(huán)境是一個總稱，它也代表了集成化項目支持（IPSE）和集成CASE（I-CASE）環(huán)境。以下主要介紹CASE環(huán)境的組成和結(jié)構(gòu)兩個方面的內(nèi)容。1CASE環(huán)境的組成環(huán)境的組成 一個完整的CASE環(huán)境由宿主機和工具軟件組成，可以歸納為6個部分，3個層次，如圖9.1所示 9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)36圖9.1 CASE環(huán)境的組成9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)37 由硬件平臺和操作系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）組成的體系結(jié)構(gòu)，是CASE環(huán)境的基礎(chǔ)（地層）

20、。 集成化框架（Integration Framework）由一組專門程序組成，用于建立單個工具之間的通信，建立環(huán)境信息庫，以及向軟件開發(fā)者提供一致的界面，它們與CASE工具集成在一起，構(gòu)成環(huán)境的頂層。 余下的一層是服務(wù)于“可移植性”的機構(gòu)。它介于集成化工具與環(huán)境基礎(chǔ)軟、硬件之間，使集成后的工具無需作重大的修改即可與環(huán)境的軟、硬件平臺相適應(yīng)。9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)38（1）CASE工具工具 CASE工具是指“用于輔助軟件開發(fā)、運行、維護、管理和支持等過程中的活動的軟件”。 CASE按軟件過程的活動來分類，歸納為以下三類：n 支持軟件開發(fā)過程的工具：包括需求分析工具

21、、軟件設(shè)計工具、編碼工具、測試工具和糾錯工具等。n 支持軟件維護的工具：包括版本控制工具、文檔分析工具、開發(fā)信息庫工具、逆向工程工具和再工程工具等。n 支持軟件管理過程和支持過程的工具：主要包括項目管理工具、配置管理工具和軟件評價工具等。9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)39（2）CASE環(huán)境信息倉庫環(huán)境信息倉庫 環(huán)境信息倉庫具有類似數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能，F(xiàn)orte在1989年給出了其功能定義，其功能主要有以下幾個方面：l 數(shù)據(jù)完整性l 信息共享l 數(shù)據(jù)-工具集成l 數(shù)據(jù)-數(shù)據(jù)集成l 文檔資料標準化 9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)402CASE 環(huán)境結(jié)構(gòu)

22、環(huán)境結(jié)構(gòu) 在集成CASE環(huán)境中，各構(gòu)件有機地結(jié)合在一起，構(gòu)成層次式的環(huán)境體系結(jié)構(gòu)。 Sharon和Bell在1995年提出的CASE集成框架的層次結(jié)構(gòu)模型（如圖9.2所示），具有一定的代表性。它把組成CASE環(huán)境的構(gòu)件分成4個層次，從上到下分別是：用戶界面層、工具層、對象管理層和共享中心庫層。9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)41圖9.2 CASE集成框架的層次結(jié)構(gòu)模型 9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)42 最上層是用戶界面層，它包括標準的界面工具箱和公共的表示協(xié)議。界面工具箱包含人機界面管理軟件和顯示對象庫，提供了必要的界面元素和工具，能使集成環(huán)境的用戶

23、界面顯示風格一致。表示協(xié)議提供一組界面約定，包括一致的屏幕布局約定、菜單名和組織、圖符、對象名、鍵盤和鼠標的使用等。9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)439.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu) 工具層除了CASE工具本身外還包括一組工具管理服務(wù)。 工具管理服務(wù)（TMS）負責管理工具的執(zhí)行中多任務(wù)操作，包括同步和通信、協(xié)調(diào)從中心庫和對象管理系統(tǒng)到工具的信息流，以及收集關(guān)于工具使用的度量等。44 對象管理層（OML）完成集成服務(wù)和配置管理功能。在框架體系結(jié)構(gòu)這層的軟件提供了CASE工具集成的機制，每個軟件工具被“插入”到對象管理層，并通過一組將工具和中心庫藕合在一起。OML的配置管理服務(wù)用于標識配置對象，完成版本控制，并提供對變化控制、審計以及狀態(tài)說明和報告的支持。9.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)459.5.2 CASE環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)環(huán)境的組成與結(jié)構(gòu)n最底層是共享中心庫層，它使得對象管理層能夠與CASE數(shù)據(jù)庫交互并完成對CASE數(shù)據(jù)庫的訪問控制。469.5.3 CASE環(huán)境的類型環(huán)境的類型（1）按環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)分類）按環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)分類 按照宿主機體系結(jié)構(gòu)的不同構(gòu)成，一般把CASE分為單機CASE、協(xié)同