軟件過程教學文案

軟件過程2.1軟件過程的定義與內(nèi)涵軟件開發(fā)過程支持過程組織過程基本過程獲取過程供應(yīng)過程開發(fā)過程運作過程維護過程文檔編制過程配置管理過程質(zhì)量保證過程驗證過程確認過程聯(lián)合評審過程審核過程問題解決過程管理過程基礎(chǔ)設(shè)施過程改進過程培訓(xùn)過程2.1軟件過程的定義與內(nèi)涵內(nèi)涵在活動的時間進程上要遵循軟件工程原理實行分階段，實行階段評審和控制。在活動的執(zhí)行順序上可以有循環(huán)、往復(fù)、重疊、迭代、嵌套或者是有條件地引發(fā)，不一定都是線性順序。在活動的內(nèi)容上是遵循自頂向下、層層分解、逐步抽象與細化的思想。在構(gòu)建軟件的結(jié)構(gòu)上遵循模塊分解原理，可以自頂向下，也可自底向上。按基線與里程碑的目標進行總結(jié)、評審、調(diào)整和部署階段活動。軟件過程的活動集合和活動順序貫穿了軟件開發(fā)的方法論。即把軟件工程分階段、分層次、逐步細化、基線與里程碑、階段評審、變更管理、過程監(jiān)控等基本原理貫穿在整個活動當中。2.2軟件生命周期軟件生存周期：軟件產(chǎn)品從定義到開發(fā)、使用和維護，直到最終被棄用，要經(jīng)歷一個漫長的時期，通常把軟件經(jīng)歷的這個漫長的時期稱為生存周期。劃分階段的目的：把整個生存周期劃分為若干較小的階段，每個階段有明確的任務(wù)界限，能夠簡化每一步的工作內(nèi)容，使得因為軟件規(guī)模增長而帶來的軟件開發(fā)復(fù)雜性增大變得容易控制和管理。生存周期的基本劃分：分成三個大的階段也稱三個時期，即計劃時期、開發(fā)時期和運行時期。2.2軟件生命周期開發(fā)時期

(1)問題定義

(2)可行性研究(3)需求分析(4)總體設(shè)計(5)詳細設(shè)計(6)實現(xiàn)(7)測試(7)運行和維護上游(分析師設(shè)計師任務(wù))下游(程序員測試員任務(wù))計劃時期運行時期2.2軟件生命周期計劃時期：是軟件項目的初始階段。主要活動及順序是問題定義和可行性研究；活動內(nèi)容是搞清軟件的開發(fā)目的、規(guī)模、約束條件和技術(shù)方案，屬論證階段；目標是獲取軟件開發(fā)項目。開發(fā)時期：軟件開發(fā)的第二階段。包括的活動及順序是分析、設(shè)計和實現(xiàn)；活動內(nèi)容是逐步細化軟件模型、經(jīng)過編碼和測試，最終得到可運行的軟件。開發(fā)時期屬實質(zhì)性開發(fā)階段；目標是構(gòu)建高質(zhì)量的軟件。運行時期：軟件生存周期的最后階段，軟件處在運行中，往往也是最長階段。主要活動就是維護；活動內(nèi)容是治療和進化軟件；目標是延長軟件的壽命。2.2軟件生命周期軟件生存周期與軟件過程的關(guān)系軟件過程：主要指軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程，關(guān)注加工過程所具有的方法論、活動集合和活動的時間順序生命周期：指軟件產(chǎn)品的壽命，關(guān)注軟件從誕生到消亡的生命歷程，實質(zhì)內(nèi)容也就是軟件過程；2.3軟件過程與軟件工程概念的產(chǎn)與關(guān)系對于一般的物理產(chǎn)品，分別稱為“產(chǎn)品過程”和“產(chǎn)品工程”產(chǎn)品過程：從原料(投入)到產(chǎn)品(產(chǎn)出)的加工過程(工藝流程/工作流程)，完成產(chǎn)品的加工，從工藝的角度考慮如何獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，關(guān)注產(chǎn)品加工的方法、工具，利用技術(shù)完成產(chǎn)品加工的具體活動和步驟；產(chǎn)品工程：講究的是管理，利用管理手段將產(chǎn)品加工過程中投入的資源進行有效調(diào)控和整合，以質(zhì)量為核心，追求投入產(chǎn)出的效益和效率最大化(目標)。主要開展質(zhì)量管理、成本管理、工程進度與資源管理等。對于軟件產(chǎn)品成為“軟件過程”和“軟件工程”2.3軟件過程與軟件工程軟件過程與軟件工程關(guān)系過程是生產(chǎn)加工的技術(shù)層面，工程是向過程要效益的管理層面。產(chǎn)品工程(計劃、協(xié)調(diào)、控制)產(chǎn)品過程(工藝流程)工序1工序2工序n產(chǎn)品原料人力資金設(shè)備原料工期質(zhì)量效益效率2.3軟件過程與軟件工程軟件過程≠軟件工程，軟件過程是軟件工程的子集。從軟件工程三要素看，“軟件過程”是三要素中的底層要素，在搞清過程所涉及的活動基礎(chǔ)上，才能進一步研究活動的方法和工具；從軟件工程的三維全景看，“軟件過程”是三維中的一個側(cè)面，但卻是軟件工程進行投入產(chǎn)出的實質(zhì)性活動的一面，只有按著過程進行才能邁向軟件工程的目標。工具方法過程質(zhì)量焦點圖1-4軟件工程三要素：過程、方法和工具圖1-5軟件工程的三維全景圖選取適宜的開發(fā)模型采用合適的設(shè)計方法高質(zhì)量的工程支持選取適宜的開發(fā)模型重視軟件工程的管理可用性正確性性合算基本過程支持過程組織過程過

程目標(高質(zhì)量高效益)原則軟件過程2.4軟件開發(fā)模型瀑布模型活動及流程：瀑布模型安排的活動就如同流水一樣拾階而下，意味著沒有回頭路，從問題定義到運行維護整個生存周期所經(jīng)歷的活動是順序的、流過式的，也稱線性順序模型。問題定義需求分析設(shè)計編碼運行維護測試計劃階段(Why，What)運行階段(Change)可行性研究開發(fā)階段(How)2.4軟件開發(fā)模型瀑布模型的特點：活動間具有順序性和依賴性。前一個活動的輸出是下一活動的輸入，必須等前一階段的工作完成之后，才能開始后一階段的工作；推遲實現(xiàn)的觀點。充分做好前期的分析和設(shè)計工作，將邏輯設(shè)計與物理實現(xiàn)分離，不要急于編碼，盡可能推遲程序的物理實現(xiàn)，減少返工量；質(zhì)量保證的觀點瀑布模型局限性：需求分析是成敗關(guān)鍵；不適合需求模糊的系統(tǒng)；很難適應(yīng)需求變化；2.4軟件開發(fā)模型原型模型活動及流程：快速原型法就是根據(jù)用戶的初步需求，開發(fā)人員利用某種圖形工具，將軟件要實現(xiàn)的功能，通過人機交互界面呈現(xiàn)給用戶，雙方在此基礎(chǔ)上討論、修改、完善軟件要實現(xiàn)的功能、操作和數(shù)據(jù)，最后雙方取得一致，作為進一步開發(fā)的依據(jù)。運行維護生成原型系統(tǒng)設(shè)計程序設(shè)計測試編碼分析用戶需求原型化含原型化的軟件生存期聽取用戶意見2.4軟件開發(fā)模型快速原型模型的特點：借助原型開發(fā)工具可較容易地做出系統(tǒng)原型，及早向用戶展示系統(tǒng)要實現(xiàn)的界面及功能，增強用戶的合作信心；直觀化的表達，容易交流，消除理解上的歧義；修改集中在前期的原型確認上，較大程度減少后期實施中的返工。后續(xù)活動遵循瀑布模型；入手快，加快開發(fā)進度；2.4軟件開發(fā)模型增量模型活動及流程：先完成一個系統(tǒng)子集的開發(fā)，再按同樣的開發(fā)步驟增加子集,如此遞增下去直至滿足全部系統(tǒng)需求。每個增量可按快速原型法進行。增量1分析設(shè)計編碼測試分析設(shè)計編碼測試分析設(shè)計編碼測試分析設(shè)計編碼測試增量2增量3增量n增量1交付客戶增量2交付客戶增量3交付客戶增量n交付客戶日歷時間……2.4軟件開發(fā)模型增量模型的特點：對于需求不能完全被掌握和了解的系統(tǒng)，無須等待做出完整的需求就可入手，使用戶盡快見到開發(fā)的成果，增強雙方信心；分步驟分塊開發(fā)，降低開發(fā)的復(fù)雜性和難度，減少技術(shù)風險，并可并行開發(fā)；邊開發(fā)邊投入，可及早發(fā)現(xiàn)問題，減少投資風險；各個子集是逐漸并入已有的系統(tǒng)中，加入子集不能破壞已構(gòu)造好的部分，這需要軟件具備開放式的體系結(jié)構(gòu)；適用于需求不完整的軟件開發(fā)，指的是需求逐漸摸清、逐步完善，并非隨意改變，需求改變過大會導(dǎo)致整體性失控。2.4軟件開發(fā)模型螺旋模型

計劃下一階段2.4軟件開發(fā)模型演進過程：每圈對應(yīng)線性順序模型中的一個開發(fā)活動，每圈演進一個活動層次：第一圈：提出產(chǎn)品概念，做計劃(問題定義，可行性研究)；第二圈：產(chǎn)生產(chǎn)品規(guī)格說明(需求分析)；第三圈：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(總體設(shè)計)；第四圈：產(chǎn)生軟件產(chǎn)品比較完善的新版本(詳細設(shè)計，編碼，測試)；2.4軟件開發(fā)模型每圈按順時針運行分四個象限，這四個象限要完成這一圈的制定計劃、風險分析、實施工程、客戶評估四個步驟。從II象限開始：第Ⅱ象限：制定計劃—確定目標，選定方案，弄清開發(fā)的限制條件，確定完成本周期目標的策略；第Ⅰ象限：風險分析—評估方案，識別和消除風險，必要時做出對應(yīng)的原型，可確定、修改或終止項目；第Ⅳ象限：實施工程—對應(yīng)該圈的具體任務(wù)實施。如在分析圈，風險評估通過后，就可以實施需求分析活動；第Ⅲ象限：客戶評估—用戶參與評價前一步開發(fā)工作，提出修正建議，制定下一步計劃。2.4軟件開發(fā)模型螺旋模型特點：多種模型結(jié)合的一種演進模型，融合了瀑布模型、快速原型和增量模型的所有特點，融進了循環(huán)往復(fù)、迭代演進的思想；增加前三種模型所忽略的風險分析，一旦風險成立，原方案應(yīng)終止、修訂，力求風險可控，客戶始終參與每個階段的開發(fā),每個階段的成果需客戶確認，避免錯誤的積累。2.4軟件開發(fā)模型RUP模型RUP模型全面應(yīng)用了軟件開發(fā)分段、分層、細化、往復(fù)、循環(huán)、迭代、并發(fā)、重疊、演進、基線、里程碑、評審、控制等方法論。2.4軟件開發(fā)模型RUP的二維模型：RUP分為時間軸(橫軸)和活動內(nèi)容軸(縱軸)。橫軸是過程展開的生命周期特征，體現(xiàn)開發(fā)過程的動態(tài)結(jié)構(gòu)，用來描述它的術(shù)語主要包括周期(Cycle)、階段(Phase)、迭代(Iteration)、基線（BaseLine）和里程碑(Milestone)；縱軸是開發(fā)活動，體現(xiàn)開發(fā)過程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，用來描述它的術(shù)語主要包括活動(Activity)、產(chǎn)物(Artifact)、工作者(Worker)和工作流(Workflow)2.4軟件開發(fā)模型橫軸的時間組織，劃分四個階段、四個里程碑。初始階段(Inception)，該階段主要完成商業(yè)需求并確定項目的邊界，相當于三段生命周期模型中的計劃時期。細化階段(Elaboration)，該階段主要完成領(lǐng)域問題分析和軟件的設(shè)計。構(gòu)造階段(Construction)，該階段是產(chǎn)品的制造過程，以系統(tǒng)實現(xiàn)和測試為主，其重點放在管理資源及控制運作以優(yōu)化成本、進度和質(zhì)量。交付階段(Transition)，該階段的重點是確保軟件對最終用戶是可用的?？v軸是活動內(nèi)容組織?；顒觾?nèi)容就是軟件過程中的活動集合。共有9個核心工作流，分為6個核心過程工作流(CoreProcessWorkflows)和3個核心支持工作流(CoreSupportingWorkflows)2.4軟件開發(fā)模型6個核心過程工作流(CoreProcessWorkflows)是加工軟件進行投入產(chǎn)出的實質(zhì)性活動集。商業(yè)建模(BusinessModeling)商業(yè)建模是商務(wù)層面的活動，弄清項目邊界和約束，做出計劃。需求(Requirements)需求的目標是描述系統(tǒng)應(yīng)該做什么，并使開發(fā)人員和用戶就這一描述達成共識。分析和設(shè)計(Analysis&Design)分析和設(shè)計將需求轉(zhuǎn)化成計算機可以實現(xiàn)的模型，是將客觀世界虛擬到計算機世界的逐步細化過程。實現(xiàn)(Implementation)實現(xiàn)是用計算機可以理解的語言將設(shè)計模型組織成可執(zhí)行的文件、數(shù)據(jù)，俗稱編程。測試(Test)測試是發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤，在實驗環(huán)境下驗證所有的需求是否被正確的實現(xiàn)。部署(Deployment)部署是將軟件分發(fā)給最終用戶，安裝在真實的環(huán)境下，由用戶操作運行。2.4軟件開發(fā)模型3個核心支持工作流(CoreSupportingWorkflows)是對核心過程工作流的配套支持和管理，保障核心過程工作流順暢、高效運行。配置和變更管理(Configuration&ChangeManagement)項目管理(ProjectManagement)對核心過程工作流進行資源配置、評估監(jiān)控、風險控制、計劃調(diào)整等管理工作，做到投入產(chǎn)出的效益最大化。環(huán)境(Environment)環(huán)境是向軟件開發(fā)組織提供軟件開發(fā)環(huán)境，包括人員、設(shè)備、過程和工具，以及各種規(guī)范、指導(dǎo)手冊和保障措施。2.4軟件開發(fā)模型RUP模型體現(xiàn)的思想重疊思想的表達更合理的生命周期模型結(jié)束關(guān)于RUP沒有維護活動的爭論完美的增量開發(fā)—雙重迭代基線與里程牌

RUP可靈活應(yīng)用2.4軟件開發(fā)模型基本過程商業(yè)建模需求分析和設(shè)計實現(xiàn)部署支持過程配置與變更管理項目管理環(huán)境初步細化構(gòu)造交付........................產(chǎn)品目標軟件結(jié)構(gòu)初始功能產(chǎn)品發(fā)布2.4軟件開發(fā)模型產(chǎn)品發(fā)布初始功能軟件結(jié)構(gòu)產(chǎn)品目標初始階段精化階段構(gòu)造階段交付階段下一個周期主要里程牌第一次迭代第二次迭代第N次迭代輔助里程牌版本1基線版本0基線2.4軟件開發(fā)模型敏捷開發(fā)(AgileDevelopment):敏捷開發(fā)是一種以人為核心、客戶全面參與、以快為特點的迭代、循序漸進的開發(fā)方法。敏捷開發(fā)的觀點：個體和交互勝過過程和工具可以工作的軟件勝過面面俱到的文檔客戶合作勝過合同談判響應(yīng)變化勝過遵循計劃敏捷開發(fā)方法SCRUMCrystalFDD(FeatureDrivenDevelopment)ASD(AdaptiveSoftwareDevelopment)XP(eXtremeProgramming)2.4軟件開發(fā)模型敏捷開發(fā)方法遵循一些共同原則：持續(xù)的交付有價值的軟件來使客戶滿意。交付的間隔越短越好?？梢怨ぷ鞯能浖鞘滓倪M度度量標準。歡迎改變需求。業(yè)務(wù)人員和開發(fā)人員必須天天都在一起工作。對團隊開發(fā)人員充分信任。在團隊內(nèi)部提倡面對面的交談。保持一個長期的、恒定的開發(fā)速度。優(yōu)秀的技能和好的設(shè)計會增強敏捷能力。最好的構(gòu)架、需求和設(shè)計出于自組織團隊。簡單是最根本的。2.4軟件開發(fā)模型XP過程模型:極限編程(XP)是敏捷方法中一組輕量級的軟件開發(fā)實踐。其主要特征是要適應(yīng)環(huán)境變化和需求變化，讓客戶全面參與軟件的開發(fā)設(shè)計，充分發(fā)揮開發(fā)人員的主動精神，降低軟件項目風險，改善業(yè)務(wù)變化的反應(yīng)能力，提高開發(fā)期間的生產(chǎn)力。聆聽測試編碼設(shè)計反饋迭代2.4軟件開發(fā)模型XP把軟件開發(fā)過程重新定義為聆聽、測試、編碼、設(shè)計的迭代循環(huán)過程。聆聽客戶需求測試驅(qū)動開發(fā)TDD(Test-DrivenDevelopment)文獻【13】介紹了測試驅(qū)動開發(fā)的基本過程如下：快速新增一個測試；運行所有的測試，發(fā)現(xiàn)新增的測試不能通過做一些小小的改動；運行所有的測試，并且全部通過；重構(gòu)代碼，以消除重復(fù)設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)測試驅(qū)動開發(fā)是有條件的開放性軟件結(jié)構(gòu)；開發(fā)團隊擁有“系統(tǒng)隱喻”；具備團隊開發(fā)環(huán)境和配套的測試工具2.4軟件開發(fā)模型

XP的13個實踐。這13個實踐分三個層面：

2.4軟件開發(fā)模型第一層面：XP的團隊組織與需求響應(yīng)，4個實踐：完整團隊(WholeTeam)現(xiàn)場客戶(CustomerTests)計劃游戲(PlanningGame)小版本(SmallReleases)第二層面：開發(fā)環(huán)境。XP之所以能實施以測試為驅(qū)動、以編碼為核心，與它的開發(fā)環(huán)境有關(guān)。XP環(huán)境建設(shè)有5個實踐：

隱喻(Metaphor)

持續(xù)集成(ContinuousIntegration)

代碼集體所有(Collectiveownership)

編碼標準(CodingStandard)可持續(xù)發(fā)展步伐(Sustainablepace)第三層面：XP的編程核心，4個實踐：

測試驅(qū)動開發(fā)(Test-DrivenDevelopment)

結(jié)隊編程(PairProgramming)

簡單設(shè)計(SimpleDesign)重構(gòu)(Refactoring/DesignImprovement)2.5軟件開發(fā)方法軟件開發(fā)的本質(zhì):軟件開發(fā)的本質(zhì)就是將“客觀世界”，映射(虛擬)到“計算機世界”。映射的過程也稱“軟件開發(fā)過程”或簡稱“軟件過程”。計算機世界映射(虛擬)客觀世界采用的方法有：面向過程面向?qū)ο竺嫦蚪M件逐步細化(軟件過程)2.5軟件開發(fā)方法軟件開發(fā)的方法:軟件開發(fā)方法至今已經(jīng)歷三個重要階段：傳統(tǒng)的開發(fā)方法、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法、面向組件的開發(fā)方法。正迎來的面向服務(wù)和未來面向云計算的演變過程，面向服務(wù)面向組件面向?qū)ο竺嫦蜻^程面向云計算？2.5軟件開發(fā)方法面向過程也稱傳統(tǒng)開發(fā)方法或結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法，該方法采用結(jié)構(gòu)化技術(shù)(結(jié)構(gòu)化分析、結(jié)構(gòu)化設(shè)計、結(jié)構(gòu)化編程和結(jié)構(gòu)化測試)來完成軟件開發(fā)的各項任務(wù)，并使用適當?shù)能浖ぞ呋蜍浖こ汰h(huán)境來支持結(jié)構(gòu)化技術(shù)的運用。面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法起源于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，進而發(fā)展出了面向?qū)ο蟮慕ＵZ言UML、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)過程RUP、面向?qū)ο蟮母鞣N開發(fā)平臺。面向組件也稱面向架構(gòu)。架構(gòu)為開發(fā)者提供了組件，并且提供了組件運行的組織和管理容器。開發(fā)者利用架構(gòu)就可以面向組件編程，然后將程序部署到容器上，由容器來管理組件的運行，克服了體系結(jié)構(gòu)設(shè)計和實現(xiàn)的困難。面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)采用服務(wù)請求的方式，通過將業(yè)務(wù)應(yīng)用功能以服務(wù)的形式提供給最終用戶或其他服務(wù)，使軟件系統(tǒng)向“柔性化”邁進了一大步。2.6軟件過程改進與CMM過程改進SPI：軟件過程要不斷修訂、逐步提高。過程改進是修煉內(nèi)功、追求新境界、自我提高的進化過程。過程改進普遍的原則和步驟是：改進建立在評價和度量基礎(chǔ)之上是一個持續(xù)過程活動本身應(yīng)作為一個過程改進項目完成將過程度量用于對改進過程進行監(jiān)控，及時對改進活動作必要的調(diào)整適當重復(fù)軟件過程的評價活動2.6軟件過程改進與CMMUML軟件工程組織下屬的北京火龍果軟件工程技術(shù)中心，提出了一個很有參考價值的MyProcess過程改進模型.MyProcess體現(xiàn)了實用性：

可行的才是有效的

基于當前過程基礎(chǔ)

關(guān)注現(xiàn)在過程問題

參考先進過程經(jīng)驗采用進化式的改進

改進永無止境2.6軟件過程改進與CMMSW-CMMSW-CMM是由美國卡內(nèi)基-梅隆大學軟件工程研究所(CMU/SEI)推出的評估軟件能力與成熟度的一套標準。并提供了軟件過程評估和軟件能力評價兩種評估方法和軟件成熟度框架。成熟度在各種行業(yè)中都有所體現(xiàn)，比如技術(shù)職稱、棋牌界和武術(shù)界的段位。評價成熟度的標準就是“成熟度模型”。一般成熟度等級與能力正相關(guān)，但也不一定相符。SW-CMM的定義SEI給出CMM的定義：是對于軟件組織在定義、實現(xiàn)、度量、控制和改善其軟件過程的各個發(fā)展階段的描述。CMM模型便于確定軟件組織的現(xiàn)有過程能力和查找出軟件質(zhì)量及過程改進方面的最關(guān)鍵問題，從而為選擇過程改進戰(zhàn)略提供指南。CMM為軟件企業(yè)的過程能力提供了一個階梯式的進化框架。指明了一個成熟的軟件組織在軟件開發(fā)方面需要管理的主要工作、這些工作之間的關(guān)系以及以怎樣的先后次序，一步一步的做好這些工作使軟件組織走向成熟。2.6軟件過程改進與CMM軟件組織的成熟度比較比較內(nèi)容不成熟的軟件組織成熟的軟件組織軟件過程臨時拼湊、不能貫徹有統(tǒng)一標準，且切實可行，并不斷改進；通過培訓(xùn)，全員