《軟件工程與開發(fā)技術(shù)》課件第21章

第21章能力成熟度模型21.1CMM的發(fā)展過程21.2CMM體系結(jié)構(gòu)21.3CMM關(guān)鍵過程域21.4小結(jié) 21.1CMM的發(fā)展過程

CMM的思想內(nèi)核及其結(jié)構(gòu)基于幾個(gè)推行產(chǎn)品質(zhì)量管理的科學(xué)家的理論。這些學(xué)者是：沃爾特·謝華特(WalterShewart)、埃華茨·丹明(EwardsDeming)、約瑟夫·佐蘭(Joseph

Juran)和菲力浦·克羅斯比(PhilipCrosby)。

20世紀(jì)30年代，謝華特在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)，最先提出了一套運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行質(zhì)量管理的控制原則。此后，統(tǒng)計(jì)學(xué)家丹明和佐蘭將其理論加以完善并付諸于實(shí)踐。后來丹明又揭示了一種號(hào)稱丹明鏈?zhǔn)椒从车默F(xiàn)象，內(nèi)容如下：

(1)一個(gè)企業(yè)改進(jìn)它的生產(chǎn)過程并且堅(jiān)持不懈地按此運(yùn)動(dòng)。

(2)質(zhì)量改進(jìn)了。

(3)因?yàn)闇p少了返工、錯(cuò)誤和延誤，設(shè)計(jì)的更好，更有效地使用了資源，成本下降了。

(4)因?yàn)樯仙说馁|(zhì)量和降低了的成本，產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率提高了。

(5)利潤(rùn)增加了。丹明、佐蘭以及其他學(xué)者的這種做法，被人們稱為“全面質(zhì)量管理”(TotalQualityManagement)。丹明也被人們譽(yù)為現(xiàn)代質(zhì)量思想理論的鼻祖。

后來，全面質(zhì)量管理的思想被IBM公司的羅恩·拉德斯(RonRadice)和瓦茨·漢佛萊(WatssHumphrey)應(yīng)用于軟件工程領(lǐng)域。1986年，漢佛萊從IBM退休后，加入了SEI。他帶去的思想與實(shí)踐就成為了以后的CMM的主要基礎(chǔ)。1987年，SEI發(fā)表了他們的第一份CMM研究報(bào)告。

1986年11月，SEI應(yīng)美國(guó)聯(lián)邦政府的要求，在Mitre公司的協(xié)助下開始進(jìn)行有關(guān)軟件能力成熟度的研究。1987年9月開發(fā)出了一套軟件能力成熟度框架和一套軟件能力成熟度問卷，用以評(píng)估軟件供應(yīng)商的工程能力，這就是最早用以探索軟件工程過程成熟度的一個(gè)工具。

四年之后的1991年，SEI自己總結(jié)了成熟度框架和初版成熟度問卷的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并以此為標(biāo)準(zhǔn)推出了CMM1.0版。

CMM1.0使用將近兩年之后，SEI在1992年4月舉行了一個(gè)CMM研討會(huì)，參加研討會(huì)的有200余名經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件專家。SEI在廣泛聽取他們的意見之后，又于1993年推出了CMM1.1版。這也是迄今世界上比較流行的、通用的CMM版本。

十余年來，CMM的應(yīng)用、改進(jìn)、提升工作一直在不斷地進(jìn)行。按照SEI原來的計(jì)劃，CMM的改進(jìn)版本CMM2.0版應(yīng)當(dāng)在1997年11月完成，在取得實(shí)踐反饋意見之后，于1999年正式推出(從已經(jīng)獲得的CMM2.0的討論稿來看，它與CMM1.1的實(shí)質(zhì)內(nèi)容并沒有大的變化)。但是，美國(guó)國(guó)防部辦公室要求SEI推遲發(fā)布CMM2.0版本，而要先完成一個(gè)更緊迫的項(xiàng)目——CMMI。

CMMI(CapabilityMaturityModelIntegration)即“能力成熟度模型集成”，這也是美國(guó)國(guó)防部的一個(gè)設(shè)想，他們想把現(xiàn)存所有的以及將被發(fā)展出來的各種能力成熟度模型集成到一個(gè)框架中去。這個(gè)框架有兩個(gè)功能，第一，軟件獲取方法的改革；第二，建立一種從集成產(chǎn)品與過程發(fā)展的角度出發(fā)，包含健全的系統(tǒng)開發(fā)原則的過程改進(jìn)方法。

隨著人們對(duì)CMM研究的不斷深入，其他一些學(xué)科也結(jié)合自身的特點(diǎn)，陸續(xù)推出了自己的CMM模型。例如人力資源能力成熟度模型P-CMM、系統(tǒng)集成能力成熟度模型SE-CMM等。為了便于區(qū)分，在有可能引起混淆的地方，將軟件成熟度模型用SW-CMM來稱呼。

21.2CMM體系結(jié)構(gòu)

21.2.1CMM的等級(jí)結(jié)構(gòu)

圖21.1CMM的等級(jí)結(jié)構(gòu)“初始級(jí)”的特點(diǎn)是無秩序的，有時(shí)甚至是混亂的。軟件過程定義幾乎處于無章法和步驟可循的狀態(tài)。處于這種狀態(tài)的開發(fā)組織也有可能開發(fā)出成功的產(chǎn)品，但是成功的取得完全依靠于個(gè)別精英的超常勞動(dòng)和特定的機(jī)遇。

“可重復(fù)級(jí)”已經(jīng)建立了基本的項(xiàng)目管理過程，可以用來對(duì)軟件工程的成本、進(jìn)度和功能特性進(jìn)行跟蹤。對(duì)于類似的應(yīng)用項(xiàng)目，開發(fā)過程有固定的章程可循并能夠重復(fù)以往的成功?！耙讯x級(jí)”的特點(diǎn)是用于管理方面的和工程方面的軟件過程均已文檔化、標(biāo)準(zhǔn)化，并形成了整個(gè)軟件開發(fā)組織的標(biāo)準(zhǔn)軟件過程。全部開發(fā)項(xiàng)目均采用和實(shí)際情況相吻合的、按照對(duì)方要求適當(dāng)裁剪后的標(biāo)準(zhǔn)軟件過程來進(jìn)行操作。在持續(xù)的開發(fā)過程中，組織的軟件過程數(shù)據(jù)和軟件財(cái)富數(shù)據(jù)不斷積累并得到有效使用。

“已管理級(jí)”的特點(diǎn)是軟件過程和產(chǎn)品質(zhì)量有詳細(xì)的度量標(biāo)準(zhǔn)。軟件產(chǎn)品的質(zhì)量和軟件工程過程得到了定量的認(rèn)識(shí)和管理?！俺掷m(xù)優(yōu)化級(jí)”是CMM的最高等級(jí)，但并不是意味著過程的改進(jìn)到此為止。在這個(gè)等級(jí)中的軟件開發(fā)組織能夠主動(dòng)地預(yù)防軟件產(chǎn)品缺陷的發(fā)生，并通過對(duì)來自過程、新概念、新技術(shù)等方面的各種有用信息的定量分析，不斷地、持續(xù)地對(duì)自身的軟件過程進(jìn)行改進(jìn)提升。

CMM的5個(gè)等級(jí)是向下覆蓋的。也就是說，只有滿足了本等級(jí)之下所有等級(jí)的目標(biāo)要求，才有望達(dá)到本等級(jí)的水平。21.2.2CMM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

除了等級(jí)1外，每個(gè)成熟度等級(jí)都由幾個(gè)關(guān)鍵過程域組成。每個(gè)關(guān)鍵過程域又劃分為五個(gè)稱做公共特性的部分。公共特性規(guī)定一些關(guān)鍵慣例，如果這些關(guān)鍵慣例都得到了認(rèn)真執(zhí)行，就能夠達(dá)到當(dāng)前關(guān)鍵過程域所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)。圖21.2顯示了CMM體系的這種結(jié)構(gòu)。圖21.2CMM體系結(jié)構(gòu)成熟度等級(jí)：一個(gè)成熟度等級(jí)是通往某成熟軟件過程的一個(gè)妥善定義的前進(jìn)平臺(tái)。五個(gè)成熟度等級(jí)構(gòu)成CMM的頂層結(jié)構(gòu)。

軟件過程能力：軟件過程能力描述通過遵循某軟件過程能實(shí)現(xiàn)預(yù)期結(jié)果的程度。一個(gè)組織的軟件過程能力提供了一種方法，用以預(yù)測(cè)本組織承擔(dān)下一個(gè)軟件項(xiàng)目時(shí)預(yù)期的最可能結(jié)果。關(guān)鍵過程域集合：每個(gè)成熟度等級(jí)由若干關(guān)鍵過程域組成。每個(gè)關(guān)鍵過程域標(biāo)識(shí)出一串相關(guān)的活動(dòng)(關(guān)鍵慣例)，當(dāng)這些活動(dòng)都切實(shí)完成時(shí)，就達(dá)到了一組對(duì)滿足過程成熟度等級(jí)要求來說至關(guān)重要的目標(biāo)。CMM給每個(gè)成熟度等級(jí)定義了一些關(guān)鍵過程域。例如等級(jí)2的一個(gè)關(guān)鍵過程域是“軟件項(xiàng)目策劃”，它包括3項(xiàng)目標(biāo)、25項(xiàng)關(guān)鍵慣例。

目標(biāo)集合：概括了一個(gè)關(guān)鍵過程域中的關(guān)鍵慣例，并可用于確定一個(gè)組織或項(xiàng)目是否已有效地實(shí)施該關(guān)鍵過程域。目標(biāo)表示每個(gè)關(guān)鍵過程域的范圍、邊界和意圖。例如，“軟件項(xiàng)目策劃”關(guān)鍵過程域的一個(gè)目標(biāo)是“軟件估計(jì)形成文件，供策劃和跟蹤軟件項(xiàng)目使用?！惫蔡匦裕簩㈥P(guān)鍵慣例分別歸入執(zhí)行承諾、執(zhí)行能力、執(zhí)行的活動(dòng)、度量與分析和實(shí)施驗(yàn)證等五個(gè)公共特性中。公共特性是一種屬性，它能夠反映出一個(gè)關(guān)鍵過程域的實(shí)施和制度化是不是有效的、可重復(fù)的和持久的?！皥?zhí)行的活動(dòng)”這個(gè)公共特性描述實(shí)施活動(dòng)，其余四個(gè)公共特性描述制度化因素，它們使得軟件工程過程成為一種組織文化。

關(guān)鍵慣例：每個(gè)關(guān)鍵過程域用若干關(guān)鍵慣例加以描述，當(dāng)實(shí)施這些關(guān)鍵慣例時(shí)，能幫助實(shí)現(xiàn)該關(guān)鍵過程域的目標(biāo)。關(guān)鍵慣例描述對(duì)關(guān)鍵過程域的有效實(shí)施和制度化貢獻(xiàn)最大的基礎(chǔ)設(shè)施(對(duì)應(yīng)于制度化的公共屬性)和活動(dòng)(非制度化的公共屬性)。例如，軟件項(xiàng)目策劃這個(gè)關(guān)鍵過程域的一個(gè)關(guān)鍵慣例是“按照文件化的規(guī)程制定項(xiàng)目的軟件開發(fā)計(jì)劃”?？梢酝ㄟ^一組特定目標(biāo)的完成情況來衡量特定的關(guān)鍵活動(dòng)域中的工作是否到位。而目標(biāo)的完成與否，又可以通過檢查與此目標(biāo)相關(guān)的關(guān)鍵慣例的實(shí)施情況來進(jìn)行評(píng)價(jià)。關(guān)鍵慣例既不要求也不阻礙使用特定的軟件技術(shù)，例如原型法，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)或者重用軟件的需求、設(shè)計(jì)、代碼或其他技術(shù)成分的使用。21.2.3關(guān)鍵過程域的結(jié)構(gòu)

CMM中各個(gè)等級(jí)、各個(gè)關(guān)鍵過程域均由5種公共屬性組成。其中，有4種屬性被稱為“制度化”屬性，另一種屬性稱為“活動(dòng)”，是一種執(zhí)行性屬性。為達(dá)到特定關(guān)鍵活動(dòng)域?qū)?yīng)的目標(biāo)，凡是制度化的屬性必須形成規(guī)范，成為組織軟件過程的基礎(chǔ)設(shè)施；執(zhí)行性屬性可用在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)上等價(jià)的其他活動(dòng)替換。關(guān)鍵過程域的具體構(gòu)成參見圖21.3。圖21.3CMM的關(guān)鍵過程域(KPAs)結(jié)構(gòu) 21.3CMM關(guān)鍵過程域

CMM涵蓋了軟件工程過程中的全部基本環(huán)節(jié)和所有的保護(hù)性環(huán)節(jié)，包括18個(gè)關(guān)鍵過程域、52項(xiàng)目標(biāo)和316項(xiàng)關(guān)鍵慣例(制度型和活動(dòng)型)。

通過對(duì)大量軟件開發(fā)組織成功慣例的分析，CMM的開發(fā)者認(rèn)為，抽去具體工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，一般來看，有一些因素在保證軟件工程過程能力方面具有決定性的影響。CMM將對(duì)于提高軟件工程過程具有決定性影響的這些方面稱之為“關(guān)鍵過程域”。每一個(gè)關(guān)鍵過程域的結(jié)構(gòu)如上所述，都包括由五類公共屬性構(gòu)成的關(guān)鍵慣例。關(guān)于公共特性可以解釋如下：

執(zhí)行承諾：組織必須采取的確保過程得以建立和持續(xù)下去的措施。執(zhí)行承諾一般涉及到組織方針的建立和高級(jí)管理者的支持。

執(zhí)行能力：為了勝任軟件過程的實(shí)施，項(xiàng)目組或開發(fā)組織中必須具備的先決條件。執(zhí)行能力一般涉及資源、組織機(jī)構(gòu)和培訓(xùn)。

執(zhí)行的活動(dòng)：對(duì)于那些為實(shí)施某個(gè)關(guān)鍵過程域所必須的崗位和規(guī)程的描述。執(zhí)行的活動(dòng)一般涉及制定計(jì)劃和規(guī)程、進(jìn)行工作、跟蹤計(jì)劃執(zhí)行情況和(必要時(shí))采取糾正措施。

度量與分析：對(duì)于過程測(cè)量和測(cè)量結(jié)果分析的需求的描述。測(cè)量和分析一般包括可能采取的旨在確定執(zhí)行活動(dòng)的狀態(tài)和有效性的測(cè)量活動(dòng)。

驗(yàn)證實(shí)施：確?；顒?dòng)的執(zhí)行符合已建立的過程的步驟。驗(yàn)證一般包括管理者和軟件質(zhì)量保證組對(duì)于各類工程活動(dòng)和管理活動(dòng)所作的審查和審核。

21.4小結(jié)

本章主要介紹了有關(guān)軟件能力成熟度模型CMM的基本概念，包括CMM的歷史沿革、基本架構(gòu)、等級(jí)劃分、內(nèi)部構(gòu)成等。

通過本章的學(xué)習(xí)，我們理解了軟件過程能力在軟件產(chǎn)業(yè)中的重要作用。效率的改善、品質(zhì)的提升都有賴于過程的成熟，而過程的成熟程度可以利用CMM來評(píng)價(jià)，并按照CMM的預(yù)定框架提升現(xiàn)有的過程能力。成熟的軟件過程能力是逐步達(dá)到的，根據(jù)CMM的劃分，在能力提升的途徑上分為5個(gè)向下覆蓋的等級(jí)層次。成熟度的高低可以用18個(gè)關(guān)鍵過程域中的目標(biāo)完成情況來評(píng)價(jià)。要想完成某一個(gè)關(guān)鍵過程域中