軟件工程化和CMM

1、軟件工程化和CMM解決軟件危機(jī)的一種方法1軟件危機(jī)的產(chǎn)生1.正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件的數(shù)量正以驚人的速度急劇膨脹，軟件規(guī)模龐大，耗資巨大。2.微電子技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)軟件已經(jīng)成為限制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵因素。3.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)早期時(shí)代所形成的一些錯(cuò)誤觀點(diǎn)和做法，已嚴(yán)重的影響了計(jì)算機(jī)的開發(fā)，更嚴(yán)重的是用錯(cuò)誤的方法開發(fā)出來的許多大型軟件幾乎根本無法維護(hù)，只好提前報(bào)廢，造成大量人力、物力的浪費(fèi)。2軟件危機(jī)的具體表現(xiàn)1.對(duì)軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計(jì)常常很不準(zhǔn)確。2.用戶對(duì)“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的情況經(jīng)常發(fā)生。3.軟件產(chǎn)品質(zhì)量往往靠不住。4.軟件常常是不可維護(hù)的。5.軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料。6.軟件

2、成本在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升。7.軟件開發(fā)成本生產(chǎn)率提高速度遠(yuǎn)跟不上計(jì)算機(jī)應(yīng)用迅速普及深入的趨勢(shì)。3 由于軟件所引起的后果海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，一枚飛毛腿導(dǎo)彈刺入愛國(guó)者反導(dǎo)彈的外殼中，打中了位于沙特的一座軍營(yíng)，造成28名美國(guó)軍人死亡，98人受傷，其原因是愛國(guó)者導(dǎo)彈的軟件包含一個(gè)累加計(jì)時(shí)故障，其導(dǎo)彈在設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定運(yùn)行幾小時(shí)，時(shí)鐘將復(fù)位。該故障從未產(chǎn)生重大影響，因而沒有被發(fā)現(xiàn)，而在戰(zhàn)爭(zhēng)中，此導(dǎo)彈的電池連續(xù)運(yùn)行100多個(gè)小時(shí)，這使累計(jì)時(shí)間差變的太大，導(dǎo)致系統(tǒng)錯(cuò)誤。在戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美軍將愛國(guó)者導(dǎo)彈運(yùn)往以色列，防衛(wèi)飛毛腿導(dǎo)彈。以色列軍隊(duì)8小時(shí)就發(fā)現(xiàn)了此錯(cuò)誤，立即向美國(guó)導(dǎo)彈生產(chǎn)商報(bào)告。后者以最快的速度修正了

3、錯(cuò)誤，但新軟件在軍營(yíng)被飛毛腿導(dǎo)彈擊中后一天才到達(dá)。4軟件工程的基本原理1.用分階段的生命周期計(jì)劃嚴(yán)格管理2.堅(jiān)持進(jìn)行階段評(píng)審3.實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制4.采用現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)5.結(jié)果應(yīng)能清楚的審查6.開發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精7.承認(rèn)不斷改進(jìn)軟件工程實(shí)踐的必要性5軟件生命周期模型1.邊做邊改模型2.瀑布模型3.快速原型模型4.增量模型5.螺旋模型6軟件工程研究的新領(lǐng)域1.CASE2.CMM3.軟件構(gòu)件技術(shù)4.面向?qū)ο蠹夹g(shù)5.UML6.XML7.可移植軟件系統(tǒng)的開發(fā)7工程化軟件的開發(fā)與研究8軟件工程化產(chǎn)生的背景解決軟件危機(jī)的有效途徑傳統(tǒng)建模方法的弊端軟件工程化研究的內(nèi)容軟件工程化的研究意義9失之毫厘，

4、謬之千里由于軟件開發(fā)過程中存在錯(cuò)誤而導(dǎo)致的積累與放大效應(yīng)原始要求正確的規(guī)格說明 錯(cuò)誤的規(guī)格說明需求分析設(shè)計(jì)正確的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤的設(shè)計(jì) 對(duì)錯(cuò)誤說明的設(shè)計(jì)編碼正確編碼 對(duì)錯(cuò)誤說明的編碼 錯(cuò)誤編碼 對(duì)錯(cuò)誤設(shè)計(jì)的編碼測(cè)試正確功能 潛伏的錯(cuò)誤 不可改正的錯(cuò)誤 可改正的錯(cuò)誤不完善的軟件10軟件危機(jī)的形成高 中 低分析 設(shè)計(jì) 編程 測(cè)試 維護(hù)修改錯(cuò)誤的階段代價(jià)（成本、質(zhì)量、效率）原始要求正確的規(guī)格說明 錯(cuò)誤的規(guī)格說明需求分析設(shè)計(jì)正確的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤的設(shè)計(jì) 對(duì)錯(cuò)誤說明的設(shè)計(jì)編碼正確編碼 對(duì)錯(cuò)誤說明的編碼錯(cuò)誤編碼對(duì)錯(cuò)誤設(shè)計(jì)的編碼測(cè)試正確功能 潛伏的錯(cuò)誤 不可改正的錯(cuò)誤 可改正的錯(cuò)誤不完善的軟件軟件危機(jī)的形成11實(shí)體-關(guān)

5、系圖數(shù)據(jù)流圖設(shè)計(jì)方案分析結(jié)果OO程序非OO設(shè)計(jì)方案?jìng)鹘y(tǒng)建模方法面臨嚴(yán)重困境 三條難以逾越的鴻溝12軟件產(chǎn)業(yè)自身的特點(diǎn)我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀解決傳統(tǒng)的軟件開發(fā)的弊端解決軟件危機(jī)的需要軟件工程化產(chǎn)生的背景作用13軟件復(fù)用技術(shù)工程環(huán)境技術(shù)軟件實(shí)用技術(shù)軟件規(guī)范化技術(shù)軟件過程化技術(shù)軟件工程化的研究?jī)?nèi)容典型應(yīng)用14CMM軟件能力成熟度模型15軟件能力成熟度模型概念產(chǎn)生的背景研究CMM的意義國(guó)外的發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀16國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀CMM分為五個(gè)等級(jí)，目前世界上通過CMM認(rèn)證的軟件企業(yè)共有400多家，其中通過二級(jí)認(rèn)證有243個(gè)三級(jí)認(rèn)證的有100個(gè)四級(jí)認(rèn)證的有60個(gè)五級(jí)認(rèn)證的有13個(gè)返回17國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀目前，我

6、國(guó)的軟件企業(yè)通過CMM二級(jí)認(rèn)證的軟件企業(yè)不超過10家，而通過三級(jí)認(rèn)證的企業(yè)僅有1家（由IBM公司和清華大學(xué)共同支柱的鼎新軟件開發(fā)公司），同印度的軟件企業(yè)相比，我們雖然比他們?cè)缙鸩搅?0年，但是目前我國(guó)的軟件產(chǎn)品出口僅為印度的1%。印度有7家軟件企業(yè)通過了五級(jí)認(rèn)證。返回18產(chǎn)生的背景CMM在1996年由Carnegie-Mellon大學(xué)軟件工程研究所SEI的Watts Humpherey提出的。CMM的基本思想是：由于許多的軟件開發(fā)過程中的問題是由管理軟件過程方法引起的，所以新軟件的技術(shù)的運(yùn)用不會(huì)自動(dòng)提高生產(chǎn)率和利潤(rùn)率。191987年誕生于美國(guó)； 5層的分層進(jìn)化結(jié)構(gòu)；使用過程成熟度的概念來標(biāo)志軟

7、件組織開發(fā)軟件產(chǎn)品的能力；1初始級(jí)1初始級(jí)過程能力不可預(yù)知5優(yōu)化級(jí) 軟件過程持續(xù)改進(jìn)2可重復(fù)級(jí)可以重復(fù)以前的成功3已定義級(jí)組織的標(biāo)準(zhǔn)軟件過程4 定量管理級(jí)軟件過程可預(yù)測(cè)和控制返回20引進(jìn)CMM的目的1.在軟件生命周期的維護(hù)階段花費(fèi)的比例接近70%。（HP公司大約有60%-80%的研究人員和開發(fā)人員都涉及到維護(hù)工作）2.軟件產(chǎn)品的特殊性。3.目前世界范圍內(nèi)的的軟件開發(fā)現(xiàn)狀（維護(hù)費(fèi)用高、軟件開發(fā)周期過長(zhǎng)、軟件產(chǎn)品不能按期的交付使用）返回21軟件能力成熟度模型的概念CMM（Capability Maturity Model)。它與傳統(tǒng)的軟件生命周期模型不同，它不是一個(gè)軟件生命周期模型，而是一種改進(jìn)軟

8、件過程的策略。它與實(shí)際的使用的模型無關(guān)。221.CMM明確的定義了五個(gè)不同的成熟的等級(jí)。（國(guó)外的情況）2.CMM 的軟件過程完善是不可能在一夜之間完成的。（尤其是從第一級(jí)到第二級(jí)的過度）3.CMM是以增量方式逐步引入變化的。返回23意義自從人類發(fā)明數(shù)字計(jì)算機(jī)以后，計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)一直是廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)的瓶頸。研究新的軟件開發(fā)方法和技術(shù)以提高計(jì)算機(jī)軟件的生產(chǎn)率和質(zhì)量一直是軟件工程研究的焦點(diǎn)。大約在1987年前后，美國(guó)工業(yè)界和政府部門開始認(rèn)識(shí)到，在軟件開發(fā)過程中，最關(guān)鍵的問題是軟件開發(fā)組織不能很好的定義和管理其軟件過程，從而使一些好的開發(fā)方法和技術(shù)都得不到所期望的作用。而CMM是一個(gè)分級(jí)的模型，其分

9、層結(jié)構(gòu)基于已有60多年歷史的產(chǎn)品質(zhì)量原理建立起來的。該框架為軟件過程的定量控制建立了項(xiàng)目管理和項(xiàng)目工程的基本原則，這是軟件過程得以不斷改進(jìn)的基礎(chǔ)。返回24200000行的數(shù)據(jù)處理產(chǎn)品由CMM的第一級(jí)到第五級(jí)的組織開發(fā)時(shí)的數(shù)據(jù)25CSCMM能力成熟度模型0.初始級(jí)（Initial)1.基本級(jí)（basic)2.可重復(fù)級(jí)（Repeatable)3.已定義級(jí)（Defined)4.已管理級(jí)（Managed)5.優(yōu)化級(jí)（Optimizing)26 CMM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)CMM的相關(guān)概念CMM的關(guān)鍵過程域運(yùn)用CMM進(jìn)行軟件過程改進(jìn)時(shí)的注意事項(xiàng)CMM的相關(guān)知識(shí)27CMM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)成熟度等級(jí)度等級(jí)過程能力關(guān)鍵關(guān)鍵過程

10、域過程域目標(biāo)標(biāo)關(guān)鍵實(shí)踐類有關(guān)職責(zé)和目的 關(guān)鍵實(shí)踐關(guān)鍵實(shí)踐 基礎(chǔ)設(shè)施或活動(dòng)指示包含含達(dá)到 組織成一些織成一些闡述包含若干描述28 關(guān)鍵過程域：每個(gè)關(guān)鍵過程域只與特定的成熟度等級(jí)直接相關(guān)，它指明一組相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，當(dāng)這些活動(dòng)全部完成時(shí)，就能達(dá)到對(duì)增強(qiáng)過程能力至關(guān)重要的若干個(gè)目標(biāo)。關(guān)鍵實(shí)踐：一個(gè)關(guān)鍵過程域的關(guān)鍵實(shí)踐表示，實(shí)施這些關(guān)鍵實(shí)踐是實(shí)現(xiàn)該關(guān)鍵過程域目標(biāo)的必要條件關(guān)鍵實(shí)踐類：制定方針政策、確保必備條件、實(shí)施軟件過程和檢查實(shí)施情況相關(guān)概念29CMM的關(guān)鍵過程域30過程改進(jìn)時(shí)需要注意的事項(xiàng)1、對(duì)改進(jìn)模型的充分理解（能力成熟度模型和包括于每一個(gè)關(guān)鍵過程域中的關(guān)鍵實(shí)踐）；2、理解自己組織的實(shí)際的實(shí)踐活動(dòng)

11、和模型所要求的實(shí)踐活動(dòng)之間的差異；3、定義滿足改進(jìn)目標(biāo)的必要過程；4、確保改進(jìn)過程被實(shí)施并且能夠持續(xù)的改進(jìn)。31不斷改進(jìn)的軟件開發(fā)過程是軟件工程的基本原理之一；軟件過程改進(jìn)是軟件生存周期的基本過程之一；目前軟件過程改進(jìn)技術(shù)有三大流派；CMM得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界公認(rèn)；用工程化的思想推動(dòng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展；達(dá)到與世界軟件水平同步的目標(biāo)；研究基于CMM軟件過程改進(jìn)的意義特點(diǎn)32建立了軟件過程改善組織提出了基于CMM的評(píng)估剖面圖提出了環(huán)境對(duì)過程改進(jìn)的影響模型和支持工具模型設(shè)計(jì)了基于CMM的教務(wù)系統(tǒng)方案形成了與傳統(tǒng)的開發(fā)方法不同的教務(wù)系統(tǒng)改進(jìn)框架利用PSP設(shè)計(jì)了詳細(xì)的開發(fā)流程制定了保證軟件過程改進(jìn)順利實(shí)施的條

12、件CMM在教務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用33建立教務(wù)系統(tǒng)軟件過程改善組管理委員會(huì)SEPG工作組技術(shù)支持組培訓(xùn)組工具組信息組34環(huán)境因素對(duì)軟件過程改進(jìn)的影響當(dāng)前項(xiàng)目狀態(tài)前項(xiàng)目狀態(tài)有關(guān)項(xiàng)目的信息項(xiàng)目決策活動(dòng) 環(huán)境因素35基于CMM教務(wù)系統(tǒng)軟件過程改進(jìn)設(shè)計(jì)成熟度等級(jí)關(guān)鍵過程域域度等級(jí)建立軟件過程改善組善組善組目標(biāo)制定改制定活動(dòng)計(jì)劃進(jìn)活動(dòng)計(jì)劃較低的成熟度等級(jí)的成熟度等級(jí)等級(jí)較高的成熟度等級(jí)高的成熟度等級(jí)系統(tǒng)自身特點(diǎn)進(jìn)行軟件過程改進(jìn)環(huán)境因素評(píng)估當(dāng)前系統(tǒng)改進(jìn)過程是否滿足改進(jìn)要求要求形成過程改進(jìn)框架是否36形成教務(wù)系統(tǒng)軟件改進(jìn)框架高層設(shè)計(jì)高層設(shè)計(jì)評(píng)審循環(huán)開發(fā)詳細(xì)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)評(píng)審測(cè)試開發(fā)和評(píng)審實(shí)現(xiàn)和代碼評(píng)審編譯測(cè)試再評(píng)估和再

13、循環(huán)需求和計(jì)劃37利用PSP所形成的軟件開發(fā)流程需求分析高層設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)測(cè)試計(jì)劃集成計(jì)劃編碼產(chǎn)品單元測(cè)試驗(yàn)收測(cè)試集成系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估當(dāng)前系統(tǒng)文檔安裝 需求文檔 設(shè)計(jì)文檔 編碼文檔38教務(wù)系統(tǒng)改進(jìn)過程中的支持工具人員管理工具過程流程工具過程文檔工具評(píng)審工具明確責(zé)任人負(fù)責(zé)各項(xiàng)活動(dòng)支持審查并記錄39首先必須對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的過程改進(jìn)進(jìn)行評(píng)估，找出當(dāng)前系統(tǒng)的弱點(diǎn)，從而作為軟件過程改善的基礎(chǔ)。評(píng)估可以依據(jù)CMM所提供的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，由管理委員成員和軟件過程改善組的成員組成評(píng)估組對(duì)當(dāng)前的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。我們可以通過填寫的CMM提問單的來對(duì)當(dāng)前的系統(tǒng)進(jìn)行分析和響應(yīng)，根據(jù)響應(yīng)和分析的結(jié)果，召開座談會(huì)、對(duì)文檔資料進(jìn)行復(fù)審

14、，以便進(jìn)一步了解軟件開發(fā)所遵循的軟件過程，在這個(gè)過程中應(yīng)當(dāng)以CMM中的關(guān)鍵過程域和關(guān)鍵實(shí)踐作為基礎(chǔ)，以便更好的確定所考察的實(shí)踐與CMM之間存在的差異，同時(shí)形成文檔作為今后過程改進(jìn)的基礎(chǔ)和理論依據(jù)。另外評(píng)估組成員也可以根據(jù)評(píng)估結(jié)果制作KPA剖面圖，標(biāo)明該軟件開發(fā)組織以滿足和未滿足的其目標(biāo)的關(guān)鍵過程域，同時(shí)在評(píng)估的過程中我們也可以聘請(qǐng)一些有經(jīng)驗(yàn)的軟件過程改進(jìn)人員來參與軟件組織的評(píng)估活動(dòng)，進(jìn)而能夠確定過程改進(jìn)中關(guān)鍵過程域和關(guān)鍵實(shí)踐的優(yōu)先級(jí)。基于CMM的軟件過程評(píng)估過程40關(guān)于CMM調(diào)查單形式關(guān)于調(diào)查者的基本信息關(guān)于調(diào)查者的背景關(guān)于調(diào)查者回答問題的響應(yīng)方式關(guān)于關(guān)鍵過程域和關(guān)鍵實(shí)踐的響應(yīng)41教務(wù)系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)果42保證軟件過程改進(jìn)順利進(jìn)行的措施軟件開發(fā)組織負(fù)責(zé)人的支持始終將軟件的過程改進(jìn)放到首要的位置制定嚴(yán)格的時(shí)間管理軟件過程改進(jìn)出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)改正軟件質(zhì)量的保證策略43制定嚴(yán)