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2024-1-241第一章緒論軟體工程產(chǎn)生的背景軟體工程的有關(guān)概念軟體生存週期及軟體過程模型軟體開發(fā)方法軟體開發(fā)工具2024-1-2421.1軟體的特點(diǎn)、發(fā)展及軟體危機(jī)⒈軟體的概念及其特點(diǎn)◆軟體是⑴當(dāng)它被執(zhí)行時(shí)提供希望功能和性能的程式，⑵使得程式能夠適當(dāng)?shù)牟僮髻Y訊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及⑶描述程式被開發(fā)和運(yùn)行過程中有關(guān)功能、結(jié)構(gòu)、操作和使用的文檔?！糗涹w特徵：

?軟體是邏輯的而不是有形的產(chǎn)品，它是被開發(fā)或設(shè)計(jì)出的，而非傳統(tǒng)意義上的被製造的。軟體成本和軟體品質(zhì)集中於開發(fā)上。

?軟體不會(huì)“磨損”。軟體並不受到引起硬體磨損的環(huán)境因素的影響。2024-1-2432024-1-244

?軟體生產(chǎn)正走向基於構(gòu)件的組裝發(fā)展（如圖形用戶介面），但目前多數(shù)軟體仍是定做的。

?軟體的研製需要投入大量的、複雜的腦力勞動(dòng)，成本高。⒉軟體的發(fā)展◆雙重角色：它是一個(gè)產(chǎn)品，通過電腦硬體所體現(xiàn)的計(jì)算潛能，它產(chǎn)生、管理、獲取、修改、顯示或傳送資訊，這些資訊簡單到一個(gè)bit，複雜到一個(gè)多媒體資訊；它是產(chǎn)品交付使用的載體，是電腦控制的基礎(chǔ)（操作系統(tǒng)）、資訊通信的基礎(chǔ)及其它軟體的創(chuàng)建和控制的基礎(chǔ)（軟體工具和環(huán)境）。

2024-1-245

◆角色的演化：早期（50年代初-60年代中期）：

?自定義軟體

?面向批處理第二階段（60年代中期-70年代末期）：

?多用戶

?即時(shí)

?資料庫

?軟體產(chǎn)品軟體危機(jī)出現(xiàn)！2024-1-246

第三階段（70年代中期-80年代中期）：

?分佈式系統(tǒng)

?嵌入式“智能”軟體

?低成本硬體

?大眾化第四階段（80年代中期至今）：

?強(qiáng)大的桌面系統(tǒng)

?面向?qū)ο蠹夹g(shù)

?人工智慧

?神經(jīng)網(wǎng)路

?並行計(jì)算

…2024-1-247

3.軟體危機(jī)(crisis)

60年代中期，隨著硬體技術(shù)的發(fā)展，軟體應(yīng)用範(fàn)圍的擴(kuò)展，軟體越來越大型化、複雜化，產(chǎn)生了上萬行的根源程式。當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤是需要對這些程式進(jìn)行修改；當(dāng)用戶需求發(fā)生變化是需要修改；當(dāng)硬體環(huán)境更新時(shí)需要修改。這些活動(dòng)（稱為軟體維護(hù)）的費(fèi)用以驚人的速度增加。更糟糕的是，許多程式的個(gè)性化特性使得它們根本不能維護(hù)。“軟體危機(jī)”出現(xiàn)了!

2024-1-248

◆表現(xiàn)：

?

開發(fā)的軟體不能滿足用戶要求。

?

無完整、規(guī)範(fàn)的文檔，難以維護(hù)。

?

專案計(jì)畫不周，進(jìn)度拖延。

?

軟體品質(zhì)差。

◆原因：

?

缺乏正確的理論指導(dǎo)，開發(fā)人員各行其是。

?

軟體規(guī)模越來越大，無開發(fā)管理經(jīng)驗(yàn)。

?

軟體複雜度越來越高，而開發(fā)技術(shù)不相適應(yīng)。

?

缺少先進(jìn)的開發(fā)工具，開發(fā)方式落後。2024-1-2491.2軟體工程的有關(guān)概念

為了克服軟體危機(jī)，科學(xué)家們從其他產(chǎn)業(yè)(如機(jī)械製造、建築等）的工程化生產(chǎn)得到啟示，於1968年在北大西洋公約組織的學(xué)術(shù)會(huì)上提出了“軟體工程”的概念。工程是對技術(shù)（或社會(huì)）實(shí)體的分析、設(shè)計(jì)、構(gòu)造、驗(yàn)證和管理。這裏只針對一個(gè)實(shí)體—電腦軟體?！舳x根據(jù)IEEE(TheInstituteforElectricalandElectronicengineers)的定義：

軟體工程是使用系統(tǒng)化的、規(guī)範(fàn)的、可量化的方法指導(dǎo)軟體開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)的一門學(xué)科，它涉及到電腦科學(xué)、工程科學(xué)、管理科學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的綜合性知識(shí)及實(shí)踐的應(yīng)用，它的目的是為建造高質(zhì)量的軟體提供一個(gè)框架。2024-1-2410

◆軟體工程層次圖該圖展現(xiàn)了軟體工程研究的內(nèi)容及關(guān)注的焦點(diǎn)。

2024-1-2411

過程：定義了一系列活動(dòng):

技術(shù)方法的採用，工程產(chǎn)品（模型、文檔、數(shù)據(jù)）的產(chǎn)生，里程碑（milestone)的建立，品質(zhì)的保證及變化的管理。該層構(gòu)成了軟體專案的管理控制的基礎(chǔ)。

方法：提供了建造軟體在技術(shù)上“如何做”。方法覆蓋了一系列任務(wù)：需求分析、設(shè)計(jì)、編程、測試和支持（如糾錯(cuò)、適應(yīng)、增強(qiáng)、預(yù)防）。

工具：對過程和方法提供了自動(dòng)或半自動(dòng)的支持。2024-1-2412

如果不考慮應(yīng)用領(lǐng)域、專案規(guī)模和複雜性，與軟體工程相關(guān)的工作可分為三個(gè)一般的階段：

⑴定義階段集中於“做什麼”。搞清楚要處理什麼資訊，預(yù)期完成什麼功能和性能，系統(tǒng)將有什麼樣的行為，建立什麼樣的介面，有什麼設(shè)計(jì)約束，以及建立一個(gè)成功系統(tǒng)的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)是什麼。

⑵開發(fā)階段集中於“如何做”。即數(shù)據(jù)如何被結(jié)構(gòu)化，功能如何被表示於軟體體系結(jié)構(gòu)中，過程細(xì)節(jié)及介面如何實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)描述如何被翻譯成程式語言，如何進(jìn)新測試等活動(dòng)。⑶支持階段關(guān)注於“變化”。為糾正錯(cuò)誤而做的修改，為適應(yīng)環(huán)境的演化而做的修改，為增強(qiáng)用戶的需求而做的修改以及使軟體能被更好的維護(hù)而進(jìn)行的軟體再工程。2024-1-2413

軟體通過應(yīng)用這三個(gè)階段實(shí)現(xiàn)工程化生產(chǎn)。

還有一些庇護(hù)性活動(dòng)補(bǔ)充上述階段的工作並貫穿於整個(gè)軟體工程過程中，如：軟體專案跟蹤與控制、軟體品質(zhì)保證、軟體配置管理等等?！裟芰Τ墒於饶Ｐ虲MM

近年來，“過程成熟度”成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。美國Carnegie-Meilon大學(xué)的軟體工程研究所（SEI）提出了一個(gè)綜合模型，定義了當(dāng)一個(gè)組織達(dá)到不同的過程成熟度時(shí)應(yīng)該具有的軟體工程能力。這個(gè)綜合模型稱為能力成熟度模型（CapabilityMaturityModel,CMM)。2024-1-2414

該模型定義了5個(gè)級(jí)別及每個(gè)級(jí)別上所需的關(guān)鍵活動(dòng)：

⑴初始級(jí)(initial):無嚴(yán)格定義的活動(dòng)，專案的成功只依賴於關(guān)鍵人物的能力。⑵可重複級(jí)（repeatable):建立了基本的專案管理過程：需求管理、專案計(jì)畫與跟蹤、品質(zhì)管理、配置管理、合同管理。有類似專案成功的案例和經(jīng)驗(yàn)。⑶已定義級(jí)（defined):包含了第2級(jí)的所有特徵。要求制定組織內(nèi)部的工程化標(biāo)準(zhǔn)，包括管理和開發(fā)都需要一套文檔化的標(biāo)準(zhǔn)，並集成到內(nèi)部的軟體過程中去。即所有專案都使用統(tǒng)一的、文檔化的、組織過程認(rèn)可的版本來開發(fā)和維護(hù)軟體。2024-1-2415

⑷已管理級(jí)(managed):包含了第3級(jí)的所有特徵。該級(jí)的管理指量化的管理，即所有的過程需建立相應(yīng)的度量方式，所有產(chǎn)品的品質(zhì)要有明確的度量指標(biāo)。量化控制使軟體開發(fā)真正變成工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。⑸優(yōu)化級(jí)(optimizing):包含了第4級(jí)的所有特徵。能根據(jù)回饋資訊進(jìn)行不斷的過程改進(jìn)，這些回饋資訊來自於前期過程執(zhí)行或試驗(yàn)新方法新技術(shù)而得到。達(dá)到這一級(jí)表明該企業(yè)能夠根據(jù)實(shí)際的專案性質(zhì)、技術(shù)等因素，不斷調(diào)整軟體生產(chǎn)過程。

2024-1-2416

CMM對軟體企業(yè)有什麼指導(dǎo)作用？

CMM建立了軟體過程評(píng)價(jià)與改善及軟體生產(chǎn)能力評(píng)估的基礎(chǔ)，為軟體企業(yè)提供一整套提高其軟體生產(chǎn)能力的先進(jìn)思路和方法，並通過評(píng)估使企業(yè)可對外證明其在軟體產(chǎn)品提供方面具有的品質(zhì)保證能力，受到全球各軟體企業(yè)的重視和廣泛採用並實(shí)施評(píng)估。西安交大博通資訊股份有限公司於2002年12月獲得CMM3級(jí)認(rèn)證。

CMM用於改進(jìn)一個(gè)軟體企業(yè)的管理能力。另外TSP(TeamSoftwareProcess）以提高一個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的有效性；PSP（PersonalSoftwareProcess)則增強(qiáng)個(gè)人的技能與紀(jì)律。2024-1-24171.3軟體生存週期及軟體過程模型

軟體生存週期是指一個(gè)軟體從定義開始經(jīng)過開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)，直到最後被廢棄的全過程。引入此概念，可以把軟體生存週期劃分為若干階段。一般劃分為：軟體定義、需求分析、軟體設(shè)計(jì)、編碼、測試及軟體維護(hù)等幾個(gè)階段。每一階段有明確的任務(wù)，把規(guī)模大、結(jié)構(gòu)複雜、管理複雜的軟體開發(fā)變得容易控制和管理。各個(gè)階段的活動(dòng)如何銜接，開發(fā)過程中採用什麼樣的策略，應(yīng)遵守什麼樣的規(guī)定和制約，將這些活動(dòng)框架（忽略不必要的細(xì)節(jié)）用一種模型表示出來，稱為軟體過程模型（或軟體開發(fā)模型）。2024-1-2418

軟體過程模型的選擇基於專案和應(yīng)用的性質(zhì)、採用的方法工具以及需要的控制和交付的產(chǎn)品。幾種典型的模型：

⑴瀑布模型(線性順序模型）

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特點(diǎn)：

?

提供了軟體過程模型的基本框架。

?

強(qiáng)調(diào)了每一階段活動(dòng)的嚴(yán)格順序。

?

品質(zhì)保證觀點(diǎn)：以經(jīng)過評(píng)審確認(rèn)了的階段工作產(chǎn)品（文檔）驅(qū)動(dòng)下一階段的工作。

?

是一種整體開發(fā)模型，程式的物理實(shí)現(xiàn)集中在開發(fā)階段的後期，用戶在最後才能看到自己的產(chǎn)品。

?

適合於用戶需求明確、完整、無重大變化的軟體專案開發(fā)。

2024-1-2420

⑵原型模型

在用戶不能給出完整、準(zhǔn)確的需求說明，或者開發(fā)者不能確定演算法的有效性、操作系統(tǒng)的適應(yīng)性或人機(jī)交互的形式等許多情況下，可以根據(jù)用戶的一組基本需求，快速建造一個(gè)原型（可運(yùn)行的軟體），然後進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)一步精化、調(diào)整原型，使其滿足用戶的要求，也使開發(fā)者對將要做的事情有更好的理解。

2024-1-2421

原型的分類：

?

拋棄型：主要用於需求分析階段，針對開發(fā)目標(biāo)模糊、用戶與開發(fā)者對專案都缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況。建立原型的目的是為了搞清用戶的需求，確定所期望的特性，探索各種方案的可行性。產(chǎn)生完整、一致、準(zhǔn)確的需求說明。

?

實(shí)驗(yàn)型：主要用於設(shè)計(jì)階段，通過原型驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。原型或成為設(shè)計(jì)結(jié)果的一部分或拋棄。

?

演化型：用於整個(gè)開發(fā)階段。原型經(jīng)過不斷擴(kuò)充，演化為最終的軟體系統(tǒng)。2024-1-2422

存在的問題：

⑴為了使原型儘快的工作，沒有考慮軟體的總體品質(zhì)和長期的可維護(hù)性。

⑵為了演示，可能採用不合適的操作系統(tǒng)、編程語言、效率低的演算法，這些不理想的選擇成了系統(tǒng)的組成部分。

⑶開發(fā)過程不便於管理。

有效的使用原型模式是：建造原型僅是為了定義需求，之後就被拋棄（或被部分拋棄），實(shí)際的軟體在充分考慮了品質(zhì)和可維護(hù)性之後才被開發(fā)。2024-1-2423

⑶增量模型

是一種漸進(jìn)地開發(fā)逐步完善的軟體版本的模型。

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特點(diǎn)：

?

反復(fù)的應(yīng)用瀑布模型的基本成分和原型模型的迭代特徵，每一個(gè)線型過程產(chǎn)生一個(gè)“增量”的發(fā)佈或提交，該增量均是一個(gè)可運(yùn)行的產(chǎn)品。

?

早期的版本實(shí)現(xiàn)用戶的基本需求，並提供給用戶評(píng)估的平臺(tái)。

⑷螺旋模型

對於複雜的大型軟體，開發(fā)一個(gè)原型往往達(dá)不到要求。螺旋模型將瀑布模型和增量模型結(jié)合起來，加入了風(fēng)險(xiǎn)分析。在該模型中，軟體開發(fā)使一系列的增量發(fā)佈，早期的迭代中，發(fā)佈的增量可能是一個(gè)紙上的模型或原型，在以後的迭代中，逐步產(chǎn)生系統(tǒng)更加完善的版本。螺旋模型將開發(fā)過程劃分為幾個(gè)螺旋週期，每個(gè)週期有三到六個(gè)任務(wù)區(qū)域，見下圖。2024-1-2425

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螺旋的第一圈可能產(chǎn)生產(chǎn)品的規(guī)格說明，再下麵的螺旋可能用於開發(fā)一個(gè)原型，隨後可能是軟體的更完善的版本。每一圈還要根據(jù)用戶評(píng)估的回饋對專案計(jì)畫（包括進(jìn)度、費(fèi)用）進(jìn)行調(diào)整。特點(diǎn)：

?

適合於大型系統(tǒng)的軟體開發(fā)，隨著過程的進(jìn)展演化，開發(fā)者和用戶能夠更好的識(shí)別和對待每一個(gè)演化級(jí)別上的風(fēng)險(xiǎn)。

?

需要相當(dāng)豐富的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)和專門知識(shí)，使該模型的應(yīng)用受到一定限制。

?

隨著迭代次數(shù)的增加，工作量加大，軟體開發(fā)成本增加。2024-1-2427

⑸形式化方法模型

是基於形式化語言和程式變換的模型，因此，也稱變換模型。從軟體需求形式化說明開始，經(jīng)過一系列的數(shù)學(xué)變換和正確性證明，最終得到系統(tǒng)的目標(biāo)程式。形式化方法使開發(fā)者應(yīng)用一個(gè)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)符號(hào)體系來表示、構(gòu)造和驗(yàn)證系統(tǒng)，從而大大提高軟體的可靠性。模型見下圖：2024-1-2428

變換模型

形式化規(guī)格說明與需求比較後修正形式化開發(fā)記錄變換n變換2變換1測試系統(tǒng)需求目標(biāo)系統(tǒng)…2024-1-2429

兩種技術(shù)：

?

基於模型的規(guī)格說明及其變換技術(shù)基於模型的技術(shù)使用數(shù)學(xué)上的結(jié)構(gòu)如集合和函數(shù)為系統(tǒng)建模。它們能展現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)以簡化對某些行為的描述?；赌Ｐ偷拿枋稣Z言及方法如Z、VDM(ViennaDefinitionMethod)、B、PetriNets等。

?

基於代數(shù)結(jié)構(gòu)及其變換技術(shù)代數(shù)方法適合於對接口的描述。這裏介面被定義為一組對象類或抽象數(shù)據(jù)類型的集合，用介面操作之間的關(guān)係來刻畫系統(tǒng)。2024-1-2430

特點(diǎn)：

?

該模型迫使對系統(tǒng)需求的分析在軟體開發(fā)的早期階段完成。在這個(gè)階段改正錯(cuò)誤比在系統(tǒng)被交付之後修改錯(cuò)誤要經(jīng)濟(jì)得多。

?

形式化描述是對非形式化描述技術(shù)的補(bǔ)充。可以用來精化非形式化的詳細(xì)的系統(tǒng)需求描述。描述是精確的和無二義的，避免了由於語言誤解而產(chǎn)生的一些問題。

?

最適合用於安全性、可靠性和保密性等性能要求極高的系統(tǒng)。

?

開發(fā)成本較高。

?

需要嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論和開發(fā)環(huán)境的支持。

?

難以與用戶進(jìn)行通信。2024-1-2431

形式化過程模型的一個(gè)擴(kuò)展，稱為淨(jìng)室軟體工程（cleanroomsoftwareengineering)或淨(jìng)室模型，它除了強(qiáng)調(diào)分析和設(shè)計(jì)上的嚴(yán)格性，以及使用基於數(shù)學(xué)的正確性證明來對設(shè)計(jì)模型的每個(gè)元素進(jìn)行形式化驗(yàn)證外，還強(qiáng)調(diào)了統(tǒng)計(jì)品質(zhì)控制技術(shù)?；舅枷耄毫η笤诜治龊驮O(shè)計(jì)階段就消除錯(cuò)誤，確保正確，然後在無缺陷或“潔淨(jìng)”的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)軟體的製作。關(guān)鍵技術(shù)：

?

基於統(tǒng)計(jì)過程控制之下的增量開發(fā)

?

基於函數(shù)的規(guī)範(fàn)、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證

?

統(tǒng)計(jì)測試和軟體認(rèn)證模型見下圖：2024-1-2432

淨(jìng)室模型盒結(jié)構(gòu)規(guī)約需求收集形式化設(shè)計(jì)正確性驗(yàn)證代碼檢查測試計(jì)畫統(tǒng)計(jì)性使用測試驗(yàn)證增量#1盒結(jié)構(gòu)規(guī)約需求收集形式化設(shè)計(jì)正確性驗(yàn)證代碼檢查測試計(jì)畫統(tǒng)計(jì)性使用測試驗(yàn)證增量#2盒結(jié)構(gòu)規(guī)約需求收集形式化設(shè)計(jì)正確性驗(yàn)證代碼檢查測試計(jì)畫統(tǒng)計(jì)性使用測試驗(yàn)證增量#1............2024-1-2433

⑹構(gòu)件組裝模型

構(gòu)件（component)也稱為組件，是一段實(shí)現(xiàn)一系列有確定介面的程式體，具有自己的功能和邏輯，能同其他構(gòu)件組裝起來協(xié)調(diào)工作。該模型支持軟體重用，對縮短軟體開發(fā)週期、降低專案成本有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，建造符合某應(yīng)用領(lǐng)域體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件，可以用來搭建分佈式的、跨越不同操作平臺(tái)的軟體，擴(kuò)展了軟體的應(yīng)用前景，促進(jìn)了軟體標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的發(fā)展。因此，在此基礎(chǔ)上專家們又提出了“基於構(gòu)件的軟體工程”(CBSE)。構(gòu)件組裝模型如下圖所示：

2024-1-2434

構(gòu)件組裝模型2024-1-2435

軟體體系結(jié)構(gòu)被建立後，必須用構(gòu)件去充實(shí)，這些構(gòu)件可從複用庫中獲得，或者根據(jù)專門需要而開發(fā)。整個(gè)過程可以演化地進(jìn)行，面向?qū)ο蠓椒ńo予技術(shù)上的支持。構(gòu)件技術(shù)目前主要有三種流行標(biāo)準(zhǔn)：

?OMG的CORBA：

對象管理組織發(fā)佈的公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)(CommonObjectRequestBrokerArchitecture)。一個(gè)對象請求代理（ORB)提供一系列服務(wù)，使得一個(gè)構(gòu)件和其他構(gòu)件通信，而不管它們在系統(tǒng)中的位置，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對象通過介面進(jìn)行通信的機(jī)制。

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微軟的COM/DCOM：微軟開發(fā)了構(gòu)件對象模型（ComponentObjectModel)，它提供了運(yùn)行於windows之上的單個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)使用不同廠商生產(chǎn)的構(gòu)件的規(guī)約?；斗謥咽江h(huán)境下的COM稱為DCOM(DistributeCOM)。

?SUN的EJB(EnterpriseJavaBean)：隨著Java在企業(yè)級(jí)應(yīng)用的地位日趨重要，Sun提出了一個(gè)統(tǒng)一的企業(yè)級(jí)Java平臺(tái)—J2EE。在J2EE中，EJB負(fù)責(zé)最核心的業(yè)務(wù)處理。它為伺服器端的應(yīng)用程式提供了一種與廠商無關(guān)的Java介面，讓任何符合EJB規(guī)範(fàn)的構(gòu)件都可以運(yùn)行在每一臺(tái)這樣的伺服器上。2024-1-2437

⑺統(tǒng)一軟體開發(fā)過程

是由Rational公司的Booch、Jacobson、Rumbaugh提出的軟體過程模型，也稱RUP(RationalUnifiedProcess)。RUP重複一系列週期，每個(gè)週期由一個(gè)交付給用戶的產(chǎn)品結(jié)束。每個(gè)週期劃分為初始、細(xì)化、構(gòu)造和移交四個(gè)階段，每個(gè)階段圍繞著五個(gè)核心工作流（需求、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測試）分別迭代。模型見下圖：

2024-1-24382024-1-2439

初始階段：進(jìn)行問題定義，確定目標(biāo)，評(píng)估其可行性，降低關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)。

細(xì)化階段：制定專案計(jì)畫、配置各類資源、建立系統(tǒng)架構(gòu)（包括各類視圖）。

構(gòu)造階段：開發(fā)整個(gè)產(chǎn)品，並確保產(chǎn)品可移交給用戶。

移交階段：產(chǎn)品發(fā)佈、安裝、用戶培訓(xùn)。在每個(gè)階段的每次迭代的最後，用例模型、分析模型、設(shè)計(jì)模型、實(shí)現(xiàn)模型都會(huì)增量，每個(gè)階段結(jié)束的里程碑處，管理層做出是否繼續(xù)、進(jìn)度、預(yù)算、是否給下一階段提供資助等決定。不同階段工作流的側(cè)重點(diǎn)不同，前兩階段大部分工作集中在需求、分析和架構(gòu)設(shè)計(jì)上；在構(gòu)造階段，重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到詳細(xì)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測試上。

2024-1-24401.4軟體開發(fā)方法

1.

結(jié)構(gòu)化方法（SA、SD、IDEF)2.面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法（Jackson、Warnier-On)3.形式化開發(fā)方法（VDM)4.面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法

Coad-Yourdon、Booch、Rumbaugh、Jacobson5.

敏捷（agile)開發(fā)方法極限編程

(ExtremeProgramming，XP)是其中的一種主要方法。支持需求變化、遞增式開發(fā)。每一遞增週期的代碼必須充分測試（單元測試），用戶和開發(fā)組在一起，隨時(shí)保證做出的功能滿足用戶的需求，專案組成員在同一地點(diǎn)工作，保證高效的面對面交流，要經(jīng)常性的（如每個(gè)週期結(jié)束）進(jìn)行回顧，隨時(shí)調(diào)整方法與過程以達(dá)到最有效的開發(fā)。2024-1-24411.5軟體開發(fā)工具

軟體開發(fā)工具對軟體過程和方法提供了自動(dòng)的或半自動(dòng)的支持。

1.工具箱：各種工具的組合，介面不統(tǒng)一。

2.軟體開發(fā)環(huán)境：各階段使用的軟體工具集合成一個(gè)完整的整體，支持軟體開發(fā)的全過程。如Delphi。

3.

電腦輔助軟體工程（ComputerAidedSoftwareEngineering,CASE)：方法與工具的結(jié)合，支持某種方法論，支持某種過程模型，幫助軟體開發(fā)人員進(jìn)一步提高軟體開發(fā)的效率和品質(zhì)。CASE可以簡單到輔助某特定的軟體工程活動(dòng)（如分析建模），也可以複雜到一個(gè)完整的環(huán)境，它包含工具、資料庫、人員、硬體、網(wǎng)路、操作系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)及其它部件。2024-1-2442

CASE的構(gòu)造積木塊如圖所示：

2024-1-2443

⑴

環(huán)境體系結(jié)構(gòu)：由硬體平臺(tái)和系統(tǒng)支持（包括網(wǎng)路軟體、資料庫管理和對象管理服務(wù)）構(gòu)成，是CASE的基石。

⑵可移植服務(wù)：提供了工具及其集成框架與環(huán)境體系結(jié)構(gòu)的橋樑，即允許工具及其集成框架能跨越不同硬體平臺(tái)和操作系統(tǒng)使用，而不需要做大量的適應(yīng)性修改。

⑶集成框架：是一組專用程式，它們使得個(gè)體的CASE工具可以和其他工具相互通信，能夠建立專案數(shù)據(jù)庫，以及向開發(fā)人員展示相同的介面。

2024-1-2444

集成框架有如下結(jié)構(gòu)：

?

用戶介面層：包含標(biāo)準(zhǔn)的介面工具箱和公共的表示協(xié)議（給予CASE工具相同介面的一組指導(dǎo)原則：螢?zāi)粊丫旨s定、菜單名和組織、圖符、對象名、鍵盤和滑鼠的使用以及工具訪問機(jī)制等表示協(xié)議）。

?

工具管理層：協(xié)調(diào)工具的使用。

?

對象管理層：提供配置管理服務(wù)。

?

共用資料庫層：完成對象管理層與資料庫的訪問控制。

⑷

工具：專案管理工具、分析與設(shè)計(jì)工具、編程工具、測試工具、原型建造工具、介面開發(fā)工具、風(fēng)險(xiǎn)分析工具、文檔工具以及再工程工具等。西安交通大學(xué)劉海巖45第2章軟體專案管理軟體專案管理的概念軟體度量軟體專案計(jì)畫專案進(jìn)度安排與跟蹤軟體品質(zhì)管理軟體配置管理西安交通大學(xué)劉海巖462.1軟體專案管理的概念

?

專案：以一套獨(dú)特而相互聯(lián)繫的任務(wù)為前提，有效的利用資源，為實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定目標(biāo)所作的工作。專案的成功受以下幾個(gè)因素的制約：技術(shù)範(fàn)圍、成本、進(jìn)度、用戶滿意度、人員等。

?

專案管理的職責(zé)：確保專案目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，即在預(yù)算內(nèi)按時(shí)完成品質(zhì)合格的產(chǎn)品。

?

軟體專案管理：是對傳統(tǒng)專案管理進(jìn)行軟體工程化的一種擴(kuò)展與拓延，是它在軟體工程的任何技術(shù)活動(dòng)之前開始，並持續(xù)貫穿於整個(gè)軟體定義、開發(fā)和支持階段的庇護(hù)性活動(dòng)，是決定一個(gè)產(chǎn)品或?qū)０改芊癯晒ψ钪匾闹笜?biāo)之一。

西安交通大學(xué)劉海巖474個(gè)P（People、Product、Process、Project）對軟體專案管理有實(shí)質(zhì)性的影響：

人員必須被組織成有效的開發(fā)團(tuán)隊(duì)。

產(chǎn)品需求被劃分成較小的組成部分，便於分配給軟體開發(fā)小組。開發(fā)過程應(yīng)根據(jù)人員和產(chǎn)品選擇合適的開發(fā)模型。

專案必須被組織成便於控制和管理的方式，使有計(jì)畫的進(jìn)行。西安交通大學(xué)劉海巖48◆

人員：人員是一個(gè)成功軟體專案中最重要的因素?？煞譃?類：⑴高級(jí)管理者：負(fù)責(zé)定義業(yè)務(wù)問題，影響著專案。⑵技術(shù)管理者：組織、激勵(lì)和控制開發(fā)人員。⑶開發(fā)人員：負(fù)責(zé)開發(fā)一個(gè)產(chǎn)品或應(yīng)用所需的技術(shù)。⑷客戶（customer)：負(fù)責(zé)說明待開發(fā)的軟體需求。⑸最終用戶（user)：直接使用發(fā)佈的軟體。西安交通大學(xué)劉海巖49

每一個(gè)軟體專案都有上述的人員參與。必須被組織成有效的小組，最大限度的發(fā)輝每個(gè)人的技術(shù)和能力，激勵(lì)他們進(jìn)行高質(zhì)量的工作，並協(xié)調(diào)他們實(shí)現(xiàn)有效的通信。Constantine提出4個(gè)“組織範(fàn)型”：(1)封閉式範(fàn)型：傳統(tǒng)的控制層次，垂直通信，難以創(chuàng)新。(2)隨機(jī)式範(fàn)型：小組管理較鬆散，依賴於成員個(gè)人的主動(dòng)性。不適合“有次序地完成”。(3)開放式範(fàn)型：具有封閉式範(fàn)型的控制性，又包含隨機(jī)式範(fàn)型的創(chuàng)新性。適合於解決複雜問題?？赡懿幌衿渌愋托〗M那麼有效率。(4)同步式範(fàn)型：依賴於問題的自然劃分，小組成員各自解決問題的獨(dú)立部分。主動(dòng)通信差。建立一個(gè)有凝聚力的小組，要有團(tuán)隊(duì)精神。西安交通大學(xué)劉海巖50

◆

產(chǎn)品：進(jìn)行專案計(jì)畫之前，應(yīng)該首先定義產(chǎn)品的目的和範(fàn)圍，考慮可選的解決方案，標(biāo)識(shí)技術(shù)和管理的約束。無這些資訊，就不可能進(jìn)行合理的、準(zhǔn)確的成本估算、有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、適當(dāng)?shù)膶０溉蝿?wù)劃分、可管理的專案進(jìn)度安排。

“目的”指從用戶的角度標(biāo)識(shí)出該產(chǎn)品的總體目標(biāo)而不考慮這些目標(biāo)如何實(shí)現(xiàn)。

“範(fàn)圍”指標(biāo)識(shí)出與產(chǎn)品相關(guān)的主要數(shù)據(jù)、功能和行為。確定了目的和範(fàn)圍，就可以根據(jù)產(chǎn)品交付的期限、預(yù)算的限制、可用的人員、技術(shù)介面及各種其他因素，選擇最好的解決方案途徑。

西安交通大學(xué)劉海巖51◆過程

根據(jù)以下條件選擇一個(gè)合適的軟體過程模型：⑴開發(fā)人員及需要該產(chǎn)品的用戶⑵產(chǎn)品本身的特徵⑶專案組的工作環(huán)境採用如下的框架活動(dòng)集合：客戶交流、計(jì)畫、風(fēng)險(xiǎn)分析、工程實(shí)施、構(gòu)造及發(fā)佈、用戶評(píng)估。這些活動(dòng)可被修改以適應(yīng)不同軟體專案的特徵和專案組的需求。每個(gè)活動(dòng)可被分解為更詳細(xì)的工作任務(wù)。如客戶交流活動(dòng)可能需要下列任務(wù)：西安交通大學(xué)劉海巖52

⑴列出需要澄清問題的清單⑵安排與用戶進(jìn)行討論的會(huì)議⑶評(píng)審用戶要求及範(fàn)圍的陳述⑷研究推薦的解決方案⑸為正式的會(huì)議準(zhǔn)備工作文檔⑹共同制訂能反映軟體的數(shù)據(jù)、功能和行為特征的規(guī)約，形成軟體範(fàn)圍的文檔⑺評(píng)審文檔⑻根據(jù)需求修改文檔

……庇護(hù)性活動(dòng)貫穿於整個(gè)過程。西安交通大學(xué)劉海巖53

◆專案有計(jì)畫的控制軟體專案，Boehm提出了一種方法，強(qiáng)調(diào)專案目標(biāo)、里程碑、進(jìn)度、責(zé)任、管理和技術(shù)方法以及需要的資源,稱之為W5H2原則。通過下麵一系列的提問和回答,可以導(dǎo)出專案的關(guān)鍵特徵並產(chǎn)生專案計(jì)畫的大綱：⑴為什麼（Why)該系統(tǒng)被開發(fā)？值得嗎？⑵將做什麼（What)？什麼時(shí)候(When)做？建立專案進(jìn)度，標(biāo)識(shí)關(guān)鍵的專案任務(wù)和里程碑。⑶某功能由誰（Who)負(fù)責(zé)？開發(fā)人員的角色和責(zé)任。⑷哪里需要（Where)?客戶、用戶和其他投資者也有責(zé)任。⑸工作將如何（How)進(jìn)行？定義專案的管理和技術(shù)策略。⑹資源需要多少(Howmuch)？

西安交通大學(xué)劉海巖54

軟體專案管理中的主要元素及之間的關(guān)係

開發(fā)人員、小組、角色、任務(wù)、工作產(chǎn)品、進(jìn)度表（UML類圖）之間的關(guān)係西安交通大學(xué)劉海巖55

軟體專案管理的主要內(nèi)容：

?定義問題(確定新系統(tǒng)的作用域-目標(biāo)）

?確認(rèn)專案的可行性

?建立專案的進(jìn)度計(jì)畫

?建立專案的品質(zhì)保證體系

?建立專案配置管理體系和準(zhǔn)則

?專案版本變更管理?

跟蹤、監(jiān)控專案的進(jìn)展

?風(fēng)險(xiǎn)管理

?團(tuán)隊(duì)建設(shè)（人員管理，包括績效評(píng)估等）

西安交通大學(xué)劉海巖562.2可行性研究

1、可行性研究的任務(wù)和目的GB8566-88《電腦軟體開發(fā)規(guī)範(fàn)》中指出：

可行性研究的主要任務(wù)是瞭解客戶的要求及現(xiàn)實(shí)環(huán)境，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素等方面研究並論證本軟體專案的可行性，編寫可行性研究報(bào)告供專案管理人員評(píng)審，以便作出是否開發(fā)軟體專案的決策。西安交通大學(xué)劉海巖57◆技術(shù)可行性

度量一個(gè)系統(tǒng)解決方案的實(shí)用性及技術(shù)資源的可用性?？紤]的問題：(1)開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)分析(2)資源分析(3)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展（現(xiàn)有技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)新系統(tǒng)、技術(shù)難點(diǎn)、建議採用技術(shù)的先進(jìn)性）西安交通大學(xué)劉海巖58◆經(jīng)濟(jì)可行性

主要內(nèi)容：成本/效益分析不可能得到精確的分析結(jié)果?系統(tǒng)成本：①軟體開發(fā)費(fèi)用②購置並安裝軟硬體機(jī)有關(guān)設(shè)備的費(fèi)用估算③系統(tǒng)安裝、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用④人員培訓(xùn)費(fèi)用?系統(tǒng)效益包括經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益經(jīng)濟(jì)效益:可通過直接的或統(tǒng)計(jì)的方法估算社會(huì)效益：定性的方法估算西安交通大學(xué)劉海巖59◆社會(huì)因素可行性

政策、法律、使用、環(huán)境等2、可行性研究的步驟(1)復(fù)查確認(rèn)系統(tǒng)目標(biāo)、規(guī)模(2)研究現(xiàn)行系統(tǒng)的工作流程(3)導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)高層邏輯模型(4)導(dǎo)出和評(píng)價(jià)供選擇的方案(5)推薦可行的方案(6)編寫可行性研究報(bào)告，送審西安交通大學(xué)劉海巖603、可行性研究報(bào)告的編寫提示（1）引言：編寫目的、背景、定義、參考資料；（2）可行性研究的前提：要求、目標(biāo)、條件、假定和限制、進(jìn)行可行性研究的方法、評(píng)價(jià)尺度；（3）對現(xiàn)有系統(tǒng)的分析：工作流程、工作負(fù)荷、費(fèi)用開支、人員、設(shè)備、局限性；（4）所建議的系統(tǒng)：說明、數(shù)據(jù)流程和處理流程、改進(jìn)之處、影響、局限性、技術(shù)條件的可行性；（5）可選擇的其他系統(tǒng)方案；（6）投資及收益分析：支出、收益、收益/投資比、投資回收期等；（7）社會(huì)條件方面的可行性（法律、使用）。

西安交通大學(xué)劉海巖61例：一個(gè)軟體系統(tǒng)的開發(fā)費(fèi)用（一次）：人員：2名系統(tǒng)分析員(450小時(shí)/名,45美元/小時(shí))$40,500

5名系統(tǒng)開發(fā)人員(275小時(shí)/名,36美元/小時(shí)）$49,5001名數(shù)據(jù)通訊專家(60小時(shí)/名,42美元/小時(shí))$2,520

1名數(shù)據(jù)庫管理員(30小時(shí)/名,42美元/小時(shí))$1,2602名技術(shù)寫作者(120小時(shí)/名,25美元/小時(shí))$6,0001名秘書(160小時(shí)/名,15美元/小時(shí))$2,4002名在轉(zhuǎn)換期間數(shù)據(jù)輸入人員$960（40小時(shí)/名,12美元/小時(shí))

西安交通大學(xué)劉海巖62培訓(xùn)：三天的開發(fā)人員內(nèi)部培訓(xùn)課程$7,00030個(gè)用戶，三天的內(nèi)部培訓(xùn)課程$10,000複印$500磁片、紙張等消耗品$650購買硬體、軟體：20臺(tái)工作站W(wǎng)indows軟體$1,00020臺(tái)工作站記憶體升級(jí)$8,000網(wǎng)路軟體$17,50020臺(tái)工作站辦公軟體產(chǎn)品$20,000系統(tǒng)開發(fā)總費(fèi)用$167,790（成本）西安交通大學(xué)劉海巖63

一個(gè)系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用（每年）：人員：維護(hù)程式員/分析員(250小時(shí)/年,42美元/小時(shí))$10,500網(wǎng)路管理員(300小時(shí)/年,50美元/小時(shí))$15,000購買硬體、軟體升級(jí)：硬體$5,000軟體$6,000物資和雜項(xiàng)$3,500每年總運(yùn)行費(fèi)用$40,000西安交通大學(xué)劉海巖642.3軟體度量

軟體度量（metrics)域分為過程度量、專案度量和產(chǎn)品度量。對過程、專案及產(chǎn)品的特定屬性進(jìn)行度量產(chǎn)生指導(dǎo)管理及技術(shù)動(dòng)作的指標(biāo)，使得管理者和開發(fā)者能夠：

?

改善軟體過程

?

輔助軟體專案計(jì)畫

?

跟蹤及控制軟體專案的進(jìn)展

?

評(píng)價(jià)軟體產(chǎn)品的品質(zhì)西安交通大學(xué)劉海巖65

軟體度量的方式：直接度量間接度量

?軟體工程過程的直接度量包括所投入的成本和工作量。

?軟體產(chǎn)品的直接度量包括產(chǎn)生的代碼行數(shù)（LOC）、執(zhí)行速度、存儲(chǔ)量大小、在某種時(shí)間週期中所報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)。

?軟體產(chǎn)品的間接度量包括功能性、複雜性、效率、可靠性、可維護(hù)性和許多其他的品質(zhì)特性。西安交通大學(xué)劉海巖661.過程和專案的度量

◆過程度量：

使一個(gè)組織從戰(zhàn)略上考察已有過程的功效，如開發(fā)範(fàn)型、工程任務(wù)的劃分、工作產(chǎn)品、里程碑等，使管理者評(píng)估那些部分起了作用。度量數(shù)據(jù)的收集跨越所有的專案，經(jīng)歷較長的時(shí)間，目的是改善軟體過程。間接的度量一個(gè)軟體過程的功效：

?軟體發(fā)佈之前發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)

?交付給用戶後報(bào)告的缺陷數(shù)

?花費(fèi)的工作量、時(shí)間、成本

?與進(jìn)度計(jì)畫是否一致

西安交通大學(xué)劉海巖67

個(gè)體軟體過程（如PSP）提供了表格、腳本、標(biāo)準(zhǔn)以幫助開發(fā)人員估算、計(jì)畫以及度量、跟蹤自己工作的方法。過程度量對於一個(gè)組織（如企業(yè)）提高其總體的過程成熟度能提供很大的幫助。如一個(gè)產(chǎn)品中，需求規(guī)約缺陷占了25.5%，原因如圖所示。通過分析一個(gè)完整的魚骨圖可以導(dǎo)出能改進(jìn)軟體過程以降低錯(cuò)誤和缺陷率的頻率。

西安交通大學(xué)劉海巖68

◆專案度量：

是戰(zhàn)術(shù)的，使專案管理者能夠以即時(shí)的方式改進(jìn)專案的工作流程及技術(shù)方法，如軟體專案的工作量及時(shí)間的估算。

專案度量的基礎(chǔ)是歷史專案中收集的數(shù)據(jù)。隨著專案的進(jìn)展，所花費(fèi)的工作量及時(shí)間和預(yù)算的值進(jìn)行比較，從而控制專案的進(jìn)展。另外，可根據(jù)文檔的頁數(shù)、評(píng)審的時(shí)間、功能點(diǎn)及源代碼行數(shù)來度量軟體的生產(chǎn)率。

西安交通大學(xué)劉海巖69

專案度量可在專案進(jìn)行的基礎(chǔ)上評(píng)估產(chǎn)品的品質(zhì)，以指導(dǎo)在必要時(shí)修改技術(shù)方法以改進(jìn)品質(zhì)。軟體專案度量建議每個(gè)專案都應(yīng)該測量：

?輸入：完成工作所需要的資源（如人員、環(huán)境）；

?輸出：軟體工程過程中產(chǎn)生的工作產(chǎn)品；

?結(jié)果：最終產(chǎn)品的有效性。專案度量集成起來產(chǎn)生對整個(gè)軟體組織公用的過程度量。

西安交通大學(xué)劉海巖702.軟體度量的方法

（1）面向規(guī)模的度量

是對軟體和軟體開發(fā)過程的直接度量。可以建立一個(gè)面向規(guī)模的數(shù)據(jù)表格來記錄專案的某些資訊。該表格列出了在過去幾年完成的每一個(gè)軟體開發(fā)專案和關(guān)於這些專案的相應(yīng)面向規(guī)模的數(shù)據(jù)。

西安交通大學(xué)劉海巖71

基於所生產(chǎn)軟體的“規(guī)?！?，使用代碼行作為其他計(jì)算的規(guī)範(fàn)化因數(shù)。計(jì)算：

?每千行代碼（KLOC)的錯(cuò)誤數(shù)。

?每KLOC

的缺陷數(shù)。

?每個(gè)LOC的花費(fèi)成本。

?每KLOC的文檔頁數(shù)

?每人月的錯(cuò)誤數(shù)。

?每人月的代碼行。

?每頁文檔的成本。

西安交通大學(xué)劉海巖72

可製作一個(gè)如下的表：

對該方法的有效性有爭議：

支持：易計(jì)算，很多軟體估算模型以它為關(guān)鍵的輸入。

反對：LOC依賴於語言，不適用於非過程化語言，在分析與設(shè)計(jì)完成之前難以估算。專案名KLOC工作量（人月）成本（萬元）文檔頁數(shù)錯(cuò)誤缺陷人員BETA1236101556085西安交通大學(xué)劉海巖73

（2）面向功能的度量

“功能”不能直接測量，利用其他的測量數(shù)據(jù)間接地導(dǎo)出。Albrecht提出來的一種稱為功能點(diǎn)的度量。用下表計(jì)算5個(gè)資訊域的值：

西安交通大學(xué)劉海巖74其中：

?用戶輸入數(shù)：每個(gè)用戶向系統(tǒng)提供的不同應(yīng)用的輸入數(shù)據(jù)。

?用戶輸出數(shù)：系統(tǒng)向每個(gè)用戶提供的資訊，如報(bào)表、螢?zāi)毁Y訊、出錯(cuò)資訊等。

?用戶查詢數(shù)：每個(gè)不同的詢問/回應(yīng)的交互操作。

?檔數(shù)：可以是資料庫的一部分或是一個(gè)獨(dú)立的檔。

?外部介面數(shù)：與系統(tǒng)中其他設(shè)備通過外部介面讀寫信息的次數(shù)。

“簡單、平均、複雜”中的常量值是加權(quán)因數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。

西安交通大學(xué)劉海巖75

利用以下公式計(jì)算功能點(diǎn)（FP）：FP=總計(jì)數(shù)值×（0.65+0.01×

Fi）

其中Fi（i=1~14）是回答14個(gè)方面問題而得到的複雜度調(diào)整值（值域?yàn)?~5），如輸入、輸出、查詢及內(nèi)部處理複雜嗎？代碼複用嗎？有分佈處理嗎等等（詳見p64）。計(jì)算出功能點(diǎn)。就可進(jìn)行以下度量：

?每個(gè)功能點(diǎn)的錯(cuò)誤數(shù)。

?每個(gè)功能點(diǎn)的缺陷數(shù)。

?每個(gè)功能點(diǎn)的成本。

?每個(gè)功能點(diǎn)的文檔頁數(shù)。

?每人月完成的功能點(diǎn)數(shù)。西安交通大學(xué)劉海巖76代碼行和功能點(diǎn)度量之間的關(guān)係依賴於實(shí)現(xiàn)軟體所採用的程式設(shè)計(jì)語言及設(shè)計(jì)的品質(zhì)。下麵給出了在不同的程式設(shè)計(jì)語言中建造一個(gè)功能點(diǎn)所需的平均代碼行數(shù)的統(tǒng)計(jì)：程式設(shè)計(jì)語言LOC/FP

組合語言320

C128FORTRAN106Pascal90C++64Java46VisualBASIC32PowerBuilder16SQL12

西安交通大學(xué)劉海巖77

3、軟體品質(zhì)度量

軟體工程的目標(biāo)是產(chǎn)生高質(zhì)量的系統(tǒng)或產(chǎn)品。品質(zhì)依賴於描述問題的需求、建模、設(shè)計(jì)、編碼、測試。品質(zhì)度量貫穿於軟體工程的全過程中以及軟體交付用戶使用之後。應(yīng)評(píng)估分析與設(shè)計(jì)模型、源代碼、測試案例的品質(zhì)。

西安交通大學(xué)劉海巖78

在軟體交付之前得到的度量數(shù)據(jù)可作為判斷設(shè)計(jì)和測試品質(zhì)好壞的依據(jù)。這一類度量包括程式複雜性、有效的模組性和總的程式規(guī)模。

在軟體交付之後的度量數(shù)據(jù)則把注意力集中於還未發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)和系統(tǒng)的可維護(hù)性方面。

McCall提出了影響軟體品質(zhì)的11個(gè)因素(詳見P367)，其中重要的有以下幾點(diǎn)：

?正確性：軟體完成所需功能的程度，最常用

“缺陷數(shù)/kLoc”來測量。西安交通大學(xué)劉海巖79

?可維護(hù)性：遇到錯(cuò)誤時(shí)程式能被修改的容易程度、環(huán)境變化時(shí)程式能被適應(yīng)的容易程度、用戶希望改變需求時(shí)程式能被增強(qiáng)的容易程度，一種最簡單的測量方法是計(jì)算平均修改時(shí)間（MTTC）。

?完整性：測量系統(tǒng)在安全方面的抗攻擊性。

完整性＝Σ[(1-威脅)×(1-安全性)]

其中威脅是某個(gè)特定類型的攻擊在給定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的可能性。安全性是某個(gè)特定類型的攻擊將被擊退的可能性。

?可用性：用戶友好性。另外還有可靠性、效率、可測試性、可移植性、可複用性等等。

西安交通大學(xué)劉海巖802.4軟體專案計(jì)畫

專案計(jì)畫既指出了專案組織未來努力的方向和奮鬥目標(biāo)，又是當(dāng)前行動(dòng)的準(zhǔn)則。針對不同工作目標(biāo)，軟體專案計(jì)畫有：

?專案實(shí)施計(jì)畫（軟體開發(fā)計(jì)畫）這是軟體開發(fā)的綜合性計(jì)畫，通常應(yīng)包括任務(wù)、進(jìn)度、人力、環(huán)境、資源、組織等多個(gè)方面。

?品質(zhì)保證計(jì)畫把軟體開發(fā)的品質(zhì)要求具體規(guī)定為每個(gè)開發(fā)階段可以檢查的品質(zhì)保證活動(dòng)。

?軟體測試計(jì)畫規(guī)定測試活動(dòng)的任務(wù)、測試方法、進(jìn)度、資源、人員職責(zé)等。

西安交通大學(xué)劉海巖81

?文檔編制計(jì)畫規(guī)定所開發(fā)專案應(yīng)編制的文檔種類、內(nèi)容、進(jìn)度、人員職責(zé)等。

?用戶培訓(xùn)計(jì)畫規(guī)定對用戶進(jìn)行培訓(xùn)的目標(biāo)、要求、進(jìn)度、人員職責(zé)等。

?綜合支持計(jì)畫規(guī)定軟體開發(fā)過程中所需要的支持，以及如何獲取和利用這些支持。

?軟體發(fā)佈計(jì)畫軟體開發(fā)專案完成後，如何提交給用戶。這裏，主要針對綜合計(jì)畫來介紹。西安交通大學(xué)劉海巖82專案管理是一個(gè)創(chuàng)造的過程，專案早期的不確定性因素，使計(jì)畫不可能在啟動(dòng)階段就全部一次完成，需逐步展開和不斷修正，這又取決於計(jì)畫執(zhí)行情況的回饋與及時(shí)的資訊交流。制訂專案基準(zhǔn)計(jì)畫(BaselinePlan)的步驟：①定義專案目標(biāo)，確定軟體範(fàn)圍②把專案按專案範(fàn)圍分解為多個(gè)任務(wù)③確定對應(yīng)每個(gè)任務(wù)必須執(zhí)行的活動(dòng)④將每個(gè)任務(wù)分配給一個(gè)小組，並為每個(gè)開發(fā)者分配角色和職責(zé)⑤用Gantt圖或PERT圖表示出項(xiàng)目的進(jìn)度

西安交通大學(xué)劉海巖831、軟體專案估算專案計(jì)畫的一個(gè)重要的前提是專案估算（有時(shí)在可行性研究階段完成），一般以團(tuán)隊(duì)的歷史經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，讓團(tuán)隊(duì)中的一線人員參與估算，才能保證專案計(jì)畫的可行性。成本及工作量的估算不是一門精確的科學(xué)，有幾種選擇：

?

基於已完成的類似專案進(jìn)行估算；

?使用分解技術(shù)以生成專案成本及工作量的估算；

?使用一個(gè)或多個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/p>

（1）分解技術(shù)分解技術(shù)採用“分而治之”的策略進(jìn)行軟體專案估算。將專案分解成若干主要功能及相關(guān)的軟體過程活動(dòng)，通過逐步求精的方式進(jìn)行成本及工作量估算。具體方法為：

西安交通大學(xué)劉海巖84

劃分主要的軟體功能，接著估算：①Loc的數(shù)量②對於FP，估算每個(gè)資訊域特徵（輸入、輸出、數(shù)據(jù)檔、查詢、外部介面）及14個(gè)複雜度調(diào)整值③實(shí)現(xiàn)每個(gè)功能所需的人月數(shù)④每個(gè)軟體過程活動(dòng)所需人月數(shù)基本的估算方法：

?自頂向下估算：總成本按階段、步驟、工作單元?自底向上估算：先劃分，分別估算每個(gè)子任務(wù)所需的工作量，然後∑。

西安交通大學(xué)劉海巖85?差別估算法：與類似專案比較，估算每個(gè)不同之處對成本的影響。還有專家估算法等等。（2）經(jīng)驗(yàn)估算模型經(jīng)驗(yàn)估算模型可用於補(bǔ)充分解技術(shù)，並提供一種潛在有價(jià)值的估算方法。該模型是基於經(jīng)驗(yàn)（歷史數(shù)據(jù)）的，可以用下麵的形式表示：

=?（

）其中

是要估算的值（如工作量、成本、專案持續(xù)時(shí)間）之一，

是選擇出來的獨(dú)立參數(shù)（如被估算的Loc或FP）。西安交通大學(xué)劉海巖86

由經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出的公式，最著名的是COCOMO模型，構(gòu)造型成本模型（COnstructiveCOstMOdel）。初期的模型廣泛的使用於軟體成本估算，發(fā)展到反映不同階段的成本。

初始模型的分類：?基本COCOMO模型是靜態(tài)單變數(shù)模型，用源代碼行數(shù)(LOC)為引數(shù)的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)計(jì)算軟體開發(fā)工作量。?中間COCOMO模型該模型在用LOC為引數(shù)的函數(shù)計(jì)算軟體開發(fā)工作量的基礎(chǔ)上，用涉及產(chǎn)品、硬體、人員、專案等方面的影響因素調(diào)整工作量估算。?詳細(xì)COCOMO模型該模型包括中間COCOMO模型的所有特性，但用上述各種影響因素調(diào)整工作量估算時(shí)，還要考慮對軟體工程過程中每一步驟（分析、設(shè)計(jì)等）的影響。

西安交通大學(xué)劉海巖87

模型的擴(kuò)展：COCOCOMⅡ使用對象點(diǎn)、功能點(diǎn)、源代碼行作為不同層次模型的參數(shù)。

對象點(diǎn)只是一種間接軟體測量數(shù)，使用以下計(jì)數(shù)：①用戶介面上的螢?zāi)粩?shù)②報(bào)表數(shù)③建立應(yīng)用軟體需要的構(gòu)件數(shù)。每個(gè)對象實(shí)例（如一個(gè)螢?zāi)换蛞粋€(gè)報(bào)表）給出三個(gè)複雜度權(quán)數(shù)（簡單、中等、複雜），如一個(gè)螢?zāi)坏臋?quán)簡單為1，中等為2，複雜為3。通過以下公式計(jì)算總對象點(diǎn)數(shù)：西安交通大學(xué)劉海巖88Σ（初始的對象實(shí)例數(shù)×加權(quán)因數(shù)）＝總的對象點(diǎn)（NOP）當(dāng)應(yīng)用基於構(gòu)件的開發(fā)時(shí)，對象點(diǎn)計(jì)數(shù)調(diào)整為：NOP＝NOP×[(100-%複用)/100]進(jìn)而計(jì)算：生產(chǎn)率＝NOP/人月針對不同級(jí)別的開發(fā)者經(jīng)驗(yàn)和開發(fā)環(huán)境成熟度，給出對象點(diǎn)的生產(chǎn)率：非常低低額定高非常高47132550專案工作量＝NOP/生產(chǎn)率西安交通大學(xué)劉海巖89

2、專案進(jìn)度安排專案計(jì)畫中的一個(gè)重要內(nèi)容是建立進(jìn)度表，該表對專案進(jìn)度進(jìn)行科學(xué)度量、調(diào)整專案計(jì)畫起很重要的作用。在眾多軟體專案中，缺乏合理的進(jìn)度安排是造成專案泄後的最主要原因。進(jìn)度安排為專案管理者和開發(fā)者建立了一張行路圖。

（1）進(jìn)度安排的指導(dǎo)原則：

?劃分：專案分解成若干易於管理的任務(wù)。如何進(jìn)行任務(wù)的分解呢？可從兩個(gè)方面獲得幫助：①軟體開發(fā)模型：模型幫助將整個(gè)專案進(jìn)行階段性的劃分，這些階段可以做計(jì)畫中很重要的里程碑。

②

軟體開發(fā)需求：開發(fā)模型只給專案計(jì)畫提供了個(gè)框架，需求的整理與規(guī)格化，是細(xì)化專案計(jì)畫的基礎(chǔ)。

西安交通大學(xué)劉海巖90

?

相互依賴性：各個(gè)被劃分的活動(dòng)或任務(wù)之間的相互關(guān)係必須是確定的。有些任務(wù)必須順序進(jìn)行，有些可以併發(fā)進(jìn)行。

?

時(shí)間分配：必須為每個(gè)被調(diào)度的任務(wù)分配一定數(shù)量的工作單位（如，人天、人月），並指定開始和結(jié)束日期。

?

工作量確認(rèn)：每個(gè)專案都有預(yù)定數(shù)量的人員參與。在進(jìn)行時(shí)間分配時(shí)，必須確保在任意時(shí)段中分配給任務(wù)的人員數(shù)量不會(huì)超過專案組中的人員總量。

?

定義的責(zé)任：每個(gè)被調(diào)度的任務(wù)都應(yīng)該指定某個(gè)特定的小組成員來負(fù)責(zé)。

?

定義的結(jié)果：每個(gè)被調(diào)度的任務(wù)都應(yīng)該有一個(gè)定義好的輸出結(jié)果，輸出結(jié)果通常是一個(gè)工作產(chǎn)品或某個(gè)工作產(chǎn)品的一部分。

?

定義的里程碑：每個(gè)任務(wù)或任務(wù)組都應(yīng)該與一個(gè)專案里程碑相關(guān)聯(lián)。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)工作產(chǎn)品經(jīng)過品質(zhì)評(píng)審並且得到認(rèn)可時(shí)，標(biāo)誌著一個(gè)里程碑的完成。

西安交通大學(xué)劉海巖91（2）工作量分配(指導(dǎo)原則）計(jì)畫需求分析設(shè)計(jì)編碼測試

2％~3%10%~25%20%~25%15%~20%30%~40%(3)進(jìn)度表（圖）

?

甘特圖（GanttChart)

也稱時(shí)間表，所有的專案任務(wù)都在左邊的欄目中列出。水準(zhǔn)條表示每個(gè)任務(wù)的持續(xù)時(shí)間，當(dāng)同一時(shí)間段中存在多個(gè)水準(zhǔn)條時(shí)，表示任務(wù)之間存在併發(fā)。

?

PERT(ProgramEvaluationReviewTechnique)圖也稱任務(wù)網(wǎng)路圖，表示一個(gè)專案的任務(wù)流程，刻畫了各項(xiàng)任務(wù)、任務(wù)之間的依賴關(guān)係及任務(wù)的持續(xù)時(shí)間。它的最簡單形式可當(dāng)作宏觀進(jìn)度表使用。西安交通大學(xué)劉海巖92

Gantt圖Gantt圖可清晰的表達(dá)每個(gè)任務(wù)活動(dòng)的進(jìn)展以及併發(fā)活動(dòng)。水準(zhǔn)條的顏色既可以表示概要任務(wù)和詳細(xì)任務(wù)的分解，也可以表示任務(wù)完成的情況。用一個(gè)特定的符號(hào)（如黑菱形）表示一個(gè)活動(dòng)的結(jié)束（里程碑），以便檢查階段成果和最後成果。

西安交通大學(xué)劉海巖93

PERT圖PERT圖另一個(gè)重要的用途是用來判斷關(guān)鍵路徑，關(guān)鍵路徑表明了完成該專案可能需要的最小時(shí)間，並能識(shí)別最有可能成為瓶頸的活動(dòng),該路徑上的活動(dòng)是專案負(fù)責(zé)人或小組長抓的主要工作。非關(guān)鍵路徑上的活動(dòng)延遲，不會(huì)導(dǎo)致專案總體進(jìn)度偏離。下圖是一個(gè)專案的總的PERT圖。

西安交通大學(xué)劉海巖94西安交通大學(xué)劉海巖95說明：①考慮進(jìn)度表中的變化：建立進(jìn)度表時(shí)，專案分解為哪些任務(wù)以及任務(wù)持續(xù)的時(shí)間往往根據(jù)歷史數(shù)據(jù)估算而來，專案進(jìn)展過程中未預(yù)料到的事件，如需求的變化或較晚發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)缺陷，都會(huì)打亂進(jìn)度表，因此在進(jìn)度表中為將來可能的變化留有餘地。②進(jìn)度表可有不同的抽象層次：高層進(jìn)度表反映整個(gè)專案的進(jìn)度，應(yīng)包括所有可交付產(chǎn)品的期限，底層進(jìn)度表是任務(wù)和時(shí)間的分解?？裳u作短期內(nèi)的進(jìn)度表，其餘部分在專案進(jìn)行過程中完成。底層進(jìn)度表可用於指導(dǎo)每個(gè)小組的進(jìn)度。③每個(gè)里程碑可以附帶一個(gè)標(biāo)識(shí)進(jìn)度值的百分比，用來說明專案完成了多少，如：30％。

西安交通大學(xué)劉海巖96

專案開展階段管理活動(dòng)圖（UML活動(dòng)圖）

2.5專案進(jìn)度的跟蹤

西安交通大學(xué)劉海巖97

1、專案啟動(dòng)

進(jìn)行專案計(jì)畫

2、專案開展

專案的監(jiān)督與跟蹤

（1）收集狀況資訊的方式

?

定期報(bào)告：非正式的會(huì)議和交流，報(bào)告工作產(chǎn)品、進(jìn)度誤差等需要及早溝通的資訊。

?

里程碑的監(jiān)督與驗(yàn)證：里程碑可以是事件，也可以是工作產(chǎn)品，驗(yàn)證是否在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成。

?

專案檢查：正式會(huì)議，所有開發(fā)人員交換活動(dòng)進(jìn)展?fàn)顩r，比較各項(xiàng)任務(wù)實(shí)際開始日期與計(jì)畫開始日期。

?

代碼檢查：同事之間的正式代碼檢查。

?

原型示範(fàn)：原型是為了驗(yàn)證需求或?yàn)榱嗽u(píng)估技術(shù)和功能而部分實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，可用來估算初始進(jìn)度。

西安交通大學(xué)劉海巖98

?

度量：主要是修正錯(cuò)誤數(shù)目的度量,即還需要付出多少努力的估量。

（2）專案再計(jì)畫根據(jù)專案的變化動(dòng)態(tài)更新專案計(jì)畫，應(yīng)對一些新的需求、新的變化、突發(fā)因素做出回應(yīng)，或解決問題以適應(yīng)計(jì)畫，或調(diào)整計(jì)畫以保證最後按時(shí)交付產(chǎn)品。

（3）風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)是一些不利因素實(shí)際發(fā)生的可能性。如：人員跳槽，管理層變更，硬體缺乏，需求變化，描述延遲，低估了系統(tǒng)的規(guī)模，工具性能差，技術(shù)變更，產(chǎn)品竟?fàn)幍鹊取?/p>

西安交通大學(xué)劉海巖99風(fēng)險(xiǎn)管理的活動(dòng)有：

?風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別：確定風(fēng)險(xiǎn)的類型（管理、技術(shù)）。

?風(fēng)險(xiǎn)分析：評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的可能性及其後果。

?風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃：制定避免或降低風(fēng)險(xiǎn)的策略。

?風(fēng)險(xiǎn)控制：定期進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，及時(shí)修正緩解風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)畫。3、專案總結(jié)

?用戶驗(yàn)收：根據(jù)專案協(xié)議中規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，並通過場景演示，測試系統(tǒng)功能性和非功能性需求。

?安裝：在目標(biāo)環(huán)境下安裝、運(yùn)行系統(tǒng)並提交文檔。

?總結(jié)：總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，建立團(tuán)隊(duì)工作效率的歷史檔案，以便提高個(gè)人和團(tuán)隊(duì)整體的軟體工程能力。西安交通大學(xué)劉海巖1002.6軟體品質(zhì)保證

1、概述軟體品質(zhì)是軟體產(chǎn)品、體系或過程的一組固有特性滿足（顧客和其他相關(guān)方）要求的程度。軟體品質(zhì)保證(SoftwareQualityAssurance,SQA)是一種應(yīng)用於整個(gè)軟體過程的庇護(hù)性活動(dòng)，包含：

?品質(zhì)管理方法

?有效的軟體工程方法和工具

?過程中採用的正式技術(shù)評(píng)審

?多層次的測試策略

?對軟體文檔及其修改的控制

?保證與開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)符合的規(guī)程

?軟體度量及報(bào)告機(jī)制等等方面的內(nèi)容西安交通大學(xué)劉海巖101

軟體品質(zhì)保證的對象一般有三方面：產(chǎn)品、過程和品質(zhì)體系實(shí)施軟體品質(zhì)保證需運(yùn)用幾種支持過程作為品質(zhì)保證的手段。

?驗(yàn)證或確認(rèn)：通過提供客觀證據(jù)對規(guī)定要求已得到滿足的認(rèn)定。

?評(píng)審或?qū)徍耍捍_定主題事項(xiàng)達(dá)到規(guī)定目標(biāo)的適應(yīng)性、充分性和有效性所進(jìn)行的活動(dòng)。聯(lián)合評(píng)審是由任何兩方（評(píng)價(jià)方和被評(píng)價(jià)方）用來在適當(dāng)時(shí)機(jī)對專案的某個(gè)活動(dòng)的狀態(tài)和產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)並可能形成檔的過程。

西安交通大學(xué)劉海巖102

2、軟體品質(zhì)保證過程中的數(shù)據(jù)

SQA過程中必然產(chǎn)生有關(guān)產(chǎn)品、過程和體系品質(zhì)的多種數(shù)據(jù)，是進(jìn)行下一步工作的決策依據(jù)，對於提高品質(zhì)管理效果和改進(jìn)品質(zhì)管理過程至關(guān)重要。要收集、存儲(chǔ)、及時(shí)分析和使用這些數(shù)據(jù)，才能做好品質(zhì)保證工作。質(zhì)量數(shù)據(jù)有多種：

?專案規(guī)模：FP表示軟體大小，以功能點(diǎn)計(jì)數(shù);

?工作量E：表示專案的人力總投入，以人月計(jì)數(shù);

?生產(chǎn)率：

P=FP/E；

?缺陷數(shù)：D1表示軟體交付前發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)，D2表示交付後發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)；

?品質(zhì)：Q=D2/FP，表示每個(gè)功能點(diǎn)包含多少交付的缺陷，

?缺陷引入率：DI=(D1+D2)/FP，整個(gè)專案生存期中每個(gè)功能點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù);?缺陷排除率：

DR=D1/DI西安交通大學(xué)劉海巖103

3、SQA的實(shí)施