軟件過(guò)程改進(jìn)與管理

軟件過(guò)程改進(jìn)與CMMI第一章緒論1.1本課題研究的背景21世紀(jì)是信息社會(huì)高速發(fā)展的世紀(jì)，軟件作為信息技術(shù)的核心，將在其中的支持，軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平已經(jīng)成為衡量信息技術(shù)發(fā)展水平的一個(gè)重要因素。力、物力和財(cái)力，多年來(lái)也取得了一些成效。但就全世界而言，軟件質(zhì)量問(wèn)題仍然非常嚴(yán)重，特別對(duì)于軍方來(lái)說(shuō)，更是一個(gè)致命的問(wèn)題。正因?yàn)槿绱?，美?guó)國(guó)防部不惜花費(fèi)重金，委托美國(guó)卡內(nèi)基梅龍軟件工程學(xué)院(SEI)研究制定軟件質(zhì)量保證規(guī)范。1991(CMM:CapabiliyMaturityModel)CMM作為一種軟件能力成熟度評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)在全發(fā)展。CMM的應(yīng)用雖然得到了很好的成效，但也存在一些缺陷，能力成熟度模型集成(CMMI:CapabilityMaturityModelIntegration)應(yīng)運(yùn)而生，它是在CMM基礎(chǔ)之上的發(fā)展和完善，2002年SEI正式推出CMMI,2005年開(kāi)始逐步取代CMM.進(jìn)，才能夠參與到國(guó)際化的競(jìng)爭(zhēng)中去。CMM和CMMI是軟件過(guò)程改進(jìn)領(lǐng)域的重要企業(yè)也興起了認(rèn)證熱潮，CMM受歡迎的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了ISO同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。中央和地方政府也出臺(tái)了一些優(yōu)惠政策支持軟件企業(yè)的CMM認(rèn)證:國(guó)務(wù)院出鼓勵(lì)軟件企業(yè)出口型企業(yè)通過(guò)GB/T19000-ISO9000系列質(zhì)量保證體系認(rèn)證和CMM認(rèn)證的軟件出口企業(yè)，可向外經(jīng)貿(mào)主管部門(mén)申請(qǐng)認(rèn)證費(fèi)用資助。本論文正是在這樣的背景下，研究分析了軟件過(guò)程改進(jìn)的CMM/CMMI理論，并理論聯(lián)系實(shí)際，以某公司為對(duì)象，對(duì)軟件企業(yè)基于CMMI的過(guò)程改進(jìn)實(shí)踐作了質(zhì)量、提高企業(yè)管理水平提供思路和借鑒。第二章軟件過(guò)程與軟件過(guò)程改進(jìn)2.1軟件過(guò)程2.1.1軟件過(guò)程概念1993年，過(guò)程理念的倡導(dǎo)者Hammer和Campy指出，過(guò)去200年來(lái)，人們所式來(lái)對(duì)待。在軟件領(lǐng)域，軟件過(guò)程理念的領(lǐng)袖WattsHumphery領(lǐng)導(dǎo)并完成了軟件過(guò)程改進(jìn)領(lǐng)域的巨大成果CMM,他認(rèn)為要解決軟件危機(jī)，首要的是把軟件活動(dòng)看作可控的、可度量的和可改進(jìn)的過(guò)程。一些低優(yōu)先級(jí)的活動(dòng)；在后一種組織里，認(rèn)為生產(chǎn)的“東西”只是過(guò)程的一個(gè)節(jié)典，它本身會(huì)通過(guò)反饋、評(píng)估等一系列活動(dòng)不斷取得改進(jìn)。致、協(xié)調(diào)，每個(gè)人都有自己的過(guò)程；過(guò)程可能是隨機(jī)并且在無(wú)規(guī)則的改進(jìn)著。對(duì)任何程序而不考慮他人等。當(dāng)然這是當(dāng)前盛行面向客戶的小組協(xié)作所不期望的。過(guò)程理念還在快速發(fā)展，2000年版的ISO9000的一大變化要求以過(guò)程為中心描述活動(dòng)，而CMM的最新版本CMMI已超越軟件的行業(yè)局限，成為可以適合多種行業(yè)的過(guò)程改進(jìn)模型。．1.2軟件過(guò)程定義國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)軟件工程研究所(SEI)在CMM將用戶需求轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行系統(tǒng)的的開(kāi)發(fā)和演化過(guò)程中所進(jìn)行的軟件工程活動(dòng)的經(jīng)典的、全面的定義，它包含了過(guò)程的三個(gè)方面的特性(過(guò)程定義、過(guò)程活動(dòng)、過(guò)程結(jié)果)：化(可以采用保存于紙介質(zhì)上也可以采用電子文檔的形式)；腦中都有對(duì)過(guò)程知識(shí)的深刻認(rèn)識(shí)，且以此來(lái)驅(qū)動(dòng)他們的行為活動(dòng)；第三，通過(guò)執(zhí)行過(guò)程中的活動(dòng)，獲得最終預(yù)期的過(guò)程結(jié)果。該過(guò)程定義的三個(gè)方面都很重要，它們之間的關(guān)系是相輔相成的；第一，任何過(guò)程只有被大家學(xué)習(xí)、理解并且執(zhí)行，才能解決實(shí)際問(wèn)題。如果一個(gè)過(guò)程只停留在定義階段，那么這個(gè)過(guò)程只能永遠(yuǎn)停留在文本階段?；顒?dòng)，那么該過(guò)程就是一個(gè)真正的、完整的、有效的過(guò)程。2.2軟件過(guò)程改進(jìn)2.2.1軟件過(guò)程為什么要改進(jìn)提高軟件過(guò)程能力的實(shí)踐稱為軟件過(guò)程改進(jìn)。軟件過(guò)程改進(jìn)的根本目的是：作比較，人在成長(zhǎng)的過(guò)程中，存在不同的成熟狀態(tài)。同樣，我們也可以把軟件過(guò)程分為不成熟的過(guò)程、成熟的過(guò)程和制度化的過(guò)程。不成熟的軟件過(guò)程一般具有以下特點(diǎn)：?過(guò)程未被嚴(yán)格的遵循和實(shí)施；?特別依賴于英雄人物，人離開(kāi)了過(guò)程就丟了；?過(guò)程是臨時(shí)拼湊而成的；?過(guò)程和質(zhì)量的可見(jiàn)度低；?質(zhì)量難于預(yù)測(cè)；?功能和質(zhì)量為了滿足進(jìn)度而妥協(xié)。?成熟的軟件過(guò)程具有以下特點(diǎn)：?很好地進(jìn)行了文檔化；?持續(xù)地進(jìn)行改進(jìn)；?正規(guī)、嚴(yán)格地使用；?良好的控制；?對(duì)產(chǎn)品和過(guò)程進(jìn)行了度量；制度化的過(guò)程具有的特點(diǎn)：?過(guò)程成為人們的做事方法，即使最初定義過(guò)程的人員離開(kāi)也不會(huì)改變。從以上的比較可以看出，成熟的過(guò)程對(duì)于開(kāi)發(fā)出良好的產(chǎn)品顯然是有利的，進(jìn)一次就夠了，而是要持續(xù)不斷地進(jìn)行改進(jìn)。這是因?yàn)椋菏紫?，人們?duì)事物認(rèn)識(shí)人相關(guān)的，過(guò)程的成熟有賴于人的成熟，而人的成熟是緩慢的；第三，在知識(shí)經(jīng)術(shù)創(chuàng)新不斷加速，產(chǎn)品生命周期不斷縮短，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。2.2.2軟件過(guò)程改進(jìn)的基本思路軟件開(kāi)發(fā)組織的軟件過(guò)程能力，體現(xiàn)了軟件開(kāi)發(fā)組織的實(shí)力。這種實(shí)力的程能力的提高同樣是一個(gè)需求認(rèn)真策劃的復(fù)雜過(guò)程。由前面的論述可知，軟件過(guò)程能力是是指把企業(yè)從事軟件開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的過(guò)該指標(biāo)是對(duì)能力的一種衡量，用它可以預(yù)測(cè)一個(gè)組織在承接下一個(gè)軟件項(xiàng)目時(shí)，的軟件過(guò)程；然后，對(duì)其不斷進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化，使得過(guò)程能力不斷提高。目前流行的過(guò)程改進(jìn)模型是IDEAL模型。IDEAL模型以過(guò)程改進(jìn)環(huán)的形式表示，如圖2-2所示。IDEAL模型將軟件過(guò)程改進(jìn)的過(guò)程分為五個(gè)階段：初始化、IDEAL取自五個(gè)單詞的縮寫(xiě)。通過(guò)該模型，我們可以清楚地看到軟件過(guò)程改進(jìn)的基本思路與主要流程。準(zhǔn)備階段為IDEAL始的過(guò)程改進(jìn)組織結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，制定戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃和改進(jìn)目標(biāo)等。企業(yè)遠(yuǎn)景目標(biāo)和當(dāng)前的軟件過(guò)程能力，完善軟件過(guò)程改進(jìn)行動(dòng)計(jì)劃草案。義度量標(biāo)準(zhǔn)、分配必要的資源。行動(dòng)階段的任務(wù)是創(chuàng)建、指導(dǎo)、實(shí)施行動(dòng)計(jì)劃。IDEAL模型的下一次循環(huán)奠定良好的基礎(chǔ)。2.3過(guò)程改進(jìn)的方法軟件過(guò)程改進(jìn)是軟件過(guò)程管理不斷改進(jìn)和不斷完善的過(guò)程。它是一項(xiàng)綜合20世紀(jì)90年代前后，軟件界針對(duì)如何進(jìn)行軟件ISO9001SPICE,CMM/CMMI使用廣泛，具有一定代表性。所以在這里，對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)和模型作簡(jiǎn)要介紹。2.3.1ISO9001ISO9000化組織(ISO)于1987領(lǐng)域。ISO9001是ISO9000族中一個(gè)重要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)符合軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)。它于1994年由ISO公布，明確規(guī)定了質(zhì)量體系的要求。如果軟件企售后服務(wù)的所有階段，可防止出現(xiàn)不合適格的產(chǎn)品，使用戶對(duì)產(chǎn)品滿意。ISO9001標(biāo)準(zhǔn)已有了新的版本ISO9001：2000，在2000版本中，標(biāo)準(zhǔn)所重94版的20個(gè)要素分別歸類(lèi)于管理職責(zé)、資源管理、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)及測(cè)量、分析和改進(jìn)四大類(lèi)，構(gòu)成一種過(guò)程方法模式的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了以過(guò)程的連續(xù)性替代了20個(gè)要素的不連續(xù)，符合PDCA循環(huán)規(guī)則，且通過(guò)持續(xù)改進(jìn)的環(huán)節(jié)使質(zhì)量管理體系的水平達(dá)到螺旋式上升很大氣力去識(shí)別質(zhì)量活動(dòng)與要素的對(duì)應(yīng)關(guān)系。ISO9000-3是軟件企業(yè)實(shí)施ISO9001的指南，它從軟件的角度對(duì)ISO90001的內(nèi)容進(jìn)行具體解釋。ISO9001標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了20個(gè)質(zhì)量體系要素，而ISO9000-3則對(duì)每一個(gè)要素進(jìn)行逐一說(shuō)明。ISO9000-3敘述了需方和供應(yīng)方應(yīng)如何進(jìn)行有組ISO9000-3要求影響軟件質(zhì)量的各個(gè)因素都要采取有力措施，做出如何加強(qiáng)管理和控制的決定?？刂?。2.3.2SPICE20世紀(jì)90年代初，ISO/IEC第一聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)注意到軟件過(guò)程改進(jìn)和評(píng)估的重要性以及由于缺乏統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)給軟件產(chǎn)業(yè)造成的困境，于1993年設(shè)ISO/IEC15504SPICE1998年出版了ISO/IECTR15504運(yùn)行、進(jìn)化及支持的組織所使用。SPICE價(jià)達(dá)到兩個(gè)目的：其一，確定被評(píng)價(jià)企業(yè)的軟件過(guò)程能力；其二，對(duì)被評(píng)價(jià)的軟件過(guò)程加以改進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，人們要求該標(biāo)準(zhǔn)提供國(guó)際公用的過(guò)程評(píng)估模型，使大度上可以比較。ISO/IECTR15504標(biāo)準(zhǔn)包含9個(gè)組成部分，包括：概念和介紹性指南、過(guò)程和過(guò)程能力的參考模型、實(shí)施評(píng)估、實(shí)施和指標(biāo)指南、過(guò)程評(píng)估模型、評(píng)估員資格指南、用于過(guò)程改進(jìn)指南、詞匯第三章軟件過(guò)程改進(jìn)模型分析采用的軟件過(guò)程改進(jìn)模型有CMM、ISO9000-3、ISO/IEC15504、SPICE以及CMMI等。本次我們選定CMMI作為本次工作的指導(dǎo)模型，本章將簡(jiǎn)要介紹CMMI以及CMMI所涉及的度量分析。3.1CMMI模型概述3.1.1CMMI的發(fā)展概況在20世紀(jì)70到80年代，軟件工程的研究重點(diǎn)是需求分析、設(shè)計(jì)、編程、測(cè)試、維護(hù)等領(lǐng)域的方法技術(shù)和工具，我們稱之為經(jīng)典軟件工程。從20世紀(jì)90率得以提高。CMMI模型是CMM模型的替代模型，1998年美國(guó)卡內(nèi)基-梅隴大學(xué)軟件工程研究所(SEI)啟動(dòng)的CMMISEI已經(jīng)存在的各種模型。CMMI模型目前已經(jīng)成為業(yè)界主要的過(guò)程管理模型。CMMI被看作是把各種CMM的過(guò)程提供了可參照的行業(yè)基準(zhǔn)。2000年CMM演化成CMMI,CMM2.0成為CMMI1.0的主要組成部分。3.1.2CMMI的基本內(nèi)容CMMI是一套融合多學(xué)科的、可擴(kuò)充的產(chǎn)品集合，其研制的初步動(dòng)機(jī)是為了利用兩個(gè)或者多個(gè)單一學(xué)科模型實(shí)現(xiàn)一個(gè)組織的集成化過(guò)程改進(jìn)。從長(zhǎng)期考慮，CMMI產(chǎn)品開(kāi)發(fā)群組建立了一個(gè)自動(dòng)的、可擴(kuò)充的框架，以便于以后將其他一些學(xué)科的過(guò)程改進(jìn)模型也逐步添加到CMMI產(chǎn)品集中?？偟膩?lái)說(shuō)，以便于以后將其他一些學(xué)科的過(guò)程改進(jìn)模型也逐步添加到CMMI產(chǎn)品集中?？偟膩?lái)說(shuō)，CMMI集成了過(guò)程域的總數(shù)量。①CMMI模型系列現(xiàn)在業(yè)界使用的CMMI最新模型是2002年發(fā)布的1.1版本系列，它們是CMMI-SE/SW/IPPD/SSCMMI=SE/SW/IPPDCMMI-SE/SWCMMI-SW.由于CMMI是可CMMI模型生命力的強(qiáng)大。CMMI-SWCMMI-SE/SW,CMMI-SE/SW/IPPD是系統(tǒng)工程，軟件工程，集成化產(chǎn)品和過(guò)程開(kāi)發(fā)能力模產(chǎn)品和過(guò)程開(kāi)發(fā)相關(guān)的一些問(wèn)題提供了解決方案模型。CMMI-SE/SW/IPPD/SS是系統(tǒng)工程，軟件工程，集成化產(chǎn)品和過(guò)程開(kāi)發(fā)，供應(yīng)商管理能力模型集成，該模出了詳盡描述。在上述4個(gè)CMMI模型中，它們之間是有關(guān)系的。CMMI-SE/SW是CMMI-SW的擴(kuò)充，CMMI-SE/SW/IPPD的擴(kuò)充。②CMMI模型的過(guò)程域CMMICMMI模型也只是選擇對(duì)過(guò)程改進(jìn)最重要的一些題目，并將其編組到“域”中。在CMMI中，CMMI-SW共有22個(gè)過(guò)程域，CMMI-SE/SW共有22個(gè)過(guò)程域，CMMI-SE/SW/IPPD共有24個(gè)過(guò)程域，CMMI-SE/SW/SS共有25個(gè)過(guò)程域。CMMI-SW和CMMI-SE/SW的過(guò)程域數(shù)量和名稱均相同，僅在某些過(guò)程域中所提供信息材料有所不同。CMMI-SE/SW/IPPD比CMMI-SE/SW增加了2個(gè)過(guò)程域，并擴(kuò)充了CMMI-SE/SW的一個(gè)過(guò)程域，所以CMMI-SE/SW/IPPD共有24個(gè)過(guò)程域。CMMI-SE/SW/IPPD/SS比CMMI-SE/SW/IPPD增加了一個(gè)過(guò)程域，所以CMMI-SE/SW/IPPD/SS共有25個(gè)過(guò)程域。3.2CMMI的表示方法CMMI是以過(guò)程域PA為綱，以特定目標(biāo)SG、特定實(shí)踐SP、共性目標(biāo)GG、共性實(shí)踐GPCMMI模型中，軟件能力成熟度模型(SW-CMM)是“階段式”模型，系統(tǒng)工程能力模型(SE-CMM)是連續(xù)式模型，而集成化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)(IPD-CMM)是“混合”模型，組合了連續(xù)式表示和階段式表示的特點(diǎn)。3.2.1CMMI的階段式表示1、模型部件結(jié)構(gòu)在階段式表示中，過(guò)程域的組織方式是成熟度等級(jí)，其中每個(gè)過(guò)程域包含5個(gè)成熟度等級(jí)，分別是初始級(jí)、已管理級(jí)、已定義級(jí)、定量管理和優(yōu)化級(jí)。圖3-1描述了CMMI階段式模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2、成熟度等級(jí)本表示法集中于組織可以用于改進(jìn)過(guò)程的最佳實(shí)踐。在開(kāi)始使用CMMI模型來(lái)改進(jìn)過(guò)程之前，你必須首先把自己的過(guò)程映射到相應(yīng)的CMMI過(guò)程域。通過(guò)跟蹤與CMMI模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種映射使得你可以控制組織的過(guò)程改進(jìn)。但是，不要求每個(gè)CMMI過(guò)程域都逐一映射到組織過(guò)程。成熟度等級(jí)提供了在特定學(xué)科或者學(xué)科集合中預(yù)測(cè)組織未來(lái)性能的手段，賴的，上層包含下層的目標(biāo)和實(shí)踐。每個(gè)等級(jí)是連續(xù)的，不存在隔閡，進(jìn)行連續(xù)2直接跳到成熟度等級(jí)33-2是階段式成熟度等級(jí)的結(jié)構(gòu)圖。3、成熟度等級(jí)和過(guò)程域下表3-1是每個(gè)成熟度等級(jí)所包含的過(guò)程域。過(guò)程域組織改革與實(shí)施因果分析和解決方案組織過(guò)程性能項(xiàng)目定量管理需求開(kāi)發(fā)定量管理驗(yàn)證集成化項(xiàng)目管理集成化供應(yīng)商管理風(fēng)險(xiǎn)管理決策分析和解決方案集成化組織環(huán)境集成化群組（IPPD）（IPPD）需求管理項(xiàng)目計(jì)劃項(xiàng)目監(jiān)督和控制供應(yīng)商合同管理度量和分析過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量管理配置管理1初始級(jí)無(wú)一個(gè)過(guò)程域不能在多個(gè)成熟度等級(jí)中重復(fù)出現(xiàn)。3.2.2CMMI的連續(xù)式表示1、模型部件結(jié)構(gòu)連續(xù)式表示使用62.3描述了CMMI連續(xù)式模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由圖可以了解到，特定目標(biāo)組織特定實(shí)踐，共性目標(biāo)組織共性實(shí)踐。每個(gè)程域。2、能力等級(jí)能力等級(jí)有6個(gè)，編號(hào)從0到5，分別是完成級(jí)、已執(zhí)行級(jí)、已管理級(jí)、已實(shí)現(xiàn)程度來(lái)度量。圖3-4是CMMI連續(xù)式表示的能力等級(jí)(CL)的順序圖。3、過(guò)程域能力剖面在連續(xù)式表示中，能力等級(jí)剖面是過(guò)程域及其對(duì)于能力等級(jí)的列表。該剖剖面使你不僅可以跟蹤組織的過(guò)程改進(jìn)進(jìn)度，而且可以驗(yàn)證組織的管理成績(jī)。過(guò)程能力剖面可以表示成兩維的點(diǎn)集，其中兩維分別是過(guò)程維和能力維，如圖3-5所示。(稱作能力等級(jí))。第四章總結(jié)相應(yīng)地成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。于CMMI的軟件過(guò)程改進(jìn)實(shí)施模型。該實(shí)施模型由前期準(zhǔn)備階段和過(guò)程改進(jìn)循環(huán)步快進(jìn)、持續(xù)改進(jìn)，強(qiáng)調(diào)內(nèi)部評(píng)估的作用，強(qiáng)調(diào)先試點(diǎn)后推廣。CMMI是目前國(guó)際上最流行、最實(shí)用的軟件過(guò)程改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，它的目的是幫助CMMI的基本內(nèi)容以及CMMI的表示方法以及CMMICMMI的過(guò)程改進(jìn)能夠有效地提高軟件過(guò)程能力，改善軟件質(zhì)量水平。參考文獻(xiàn)[1]中小軟件企業(yè)基于CMMI的軟件過(guò)程改進(jìn)研究[D].西北工業(yè)大學(xué),2007.[2].基于CMMI的國(guó)內(nèi)中小型軟件企業(yè)軟件過(guò)程改進(jìn)研究[D].中南大學(xué),2006.[3]基于CMMI軟件過(guò)程改進(jìn)度量模型研究與應(yīng)用[D].廣東工業(yè)大學(xué),2014.[4].基于CMMI的軟件過(guò)程改進(jìn)的研究[D].暨南大學(xué),2007.[5].基于CMMI軟件過(guò)程改進(jìn)的過(guò)程度量模型研究[D].大連海事大學(xué),2008.[6].基于敏捷與CMMI的安全關(guān)鍵軟件過(guò)程管理應(yīng)用研究[D].電子科技大學(xué),2013.[7].軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量與產(chǎn)品質(zhì)量度量方法研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2012.[8].基于CMMI的過(guò)程改進(jìn)實(shí)踐與分析[D].南京理工大學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