02 软件过程模型

软件工程授课教师：蓝天联系电话：[phone]电子邮箱：[e-mail]课程群号：302950664第二章软件过程模型软件过程的概念1一些典型的软件过程模型3成熟度模型2小结5过程和产品4本章学习目标123掌握如何为不同的项目选择过程模型。理解不同模型的特征和优缺点了解软件过程和软件过程模型概念。定义软件生命周期(SoftwareLifeCycle)：软件产品或软件系统从设计、投入使用到被淘汰的全过程。软件生命周期一个典型的软件开发周期134什么是软件过程？定义软件过程定义了软件生产的一系列活动，这些活动贯穿于软件开发的整个过程。问题定义技术开发方案集成目标现状2什么是软件过程？•虽然过程是多种多样的，但所有过程都具有以下的共同活动沟通该活动包括软件设计者与客户沟通，客户提出要求，软件设计者收集材料，以及其它相关活动。计划软件开发小组讨论使用何种方法及何种工具来实现客户需求。建模在这一部分，软件开发小组讨论选择何种模型来满足需求。不同的需求需要不同的模型。构造部署编码和测试。软件交付给客户。客户给出建议和反馈，软件实施小组改进软件。什么是软件过程？软件过程的三个流派•CMU-SEI的CMM——能力成熟度模型；•ISO9000质量标准体系；•ISO/IEC15504（SPICE）——信息技术软件过程评估能力成熟度模型（CMM）•迄今为止学术界和工业界公认的有关软件工程和管理实践的最好的软件过程。•为评估软件组织的生产能力提供了标准。•为提高软件组织的生产过程指明了方向。CMM发展史1984：CMU成立软件工程学院（SEI）。1987：发表CMM技术报告初稿。1989：发表第一本有关软件成熟度架构的著作。1991：发表CMM1.0。1993/1994：发表CMM1.1以及PSP（个体软件过程）。1995：发表各种专门化的CMM，包括SA-CMM、SE-CMM、IPD-CMM，以及P-CMM。1996：TSP（团队软件过程）发表。1997：新的品质管理标准，如EIA/IS731出现；开始CMMI整合计划。2000：发表CMMI1.0。2001：发表CMMI1.1。2006：发表CMMI1.2。2010：发表CMMI1.3。能力成熟度模型5优化级持续的过程改进量化管理4量化管理级过程标准化3已定义级基本项目管理有能力的人和个人英雄主义2可重复级1初始级CMM工作无序，项目进行过程中常放弃当初的计划。管理无章法，缺乏健全的管理制度。开发项目成效不稳定，项目成功主要依靠项目负责人的经验和能力，他一但离去，工作秩序面目全非。管理制度化，建立了基本的管理制度和规程，管理工作有章可循。初步实现标准化，开发工作比较好地按标准实施。变更依法进行，做到基线化，稳定可跟踪，新项目的计划和管理基于过去的实践经验，具有重复以前成功项目的环境和条件。开发过程，包括技术工作和管理工作，均已实现标准化、文档化。建立了完善的培训制度和专家评审制度，全部技术活动和管理活动均可控制，对项目进行中的过程、岗位和职责均有共同的理解。产品和过程已建立了定量的质量目标。开发活动中的生产率和质量是可量度的。已建立过程数据库。已实现项目产品和过程的控制。可预测过程和产品质量趋势，如预测偏差，实现及时纠正。可集中精力改进过程，采用新技术、新方法。拥有防止出现缺陷、识别薄弱环节以及加以改进的手段。可取得过程有效性的统计数据，并可据进行分析，从而得出最佳方法中国通过CMM5认证的企业(部分)•摩托罗拉中国软件中心（2000年9月）•沈阳东软股份有限公司（2002年12月）•华为印度研究所（2003年8月）•惠普中国软件研发中心(2004年6月)•北京用友软件工程有限公司（2004年12月）•埃森哲全球信息技术中心（2005年4月）•普天信息技术研究院（2006年11月）•上海宝信软件股份有限公司（2006年12月）•亚信科技（中国）有限公司（2007年2月）•大连现代高技术发展有限公司（2004年10月）•长沙新宇计算机系统有限公司（2003年11月）•联想软件公司（2006年2月）•……软件过程模型是软件开发全部过程、活动和任务的结构框架。它能直观表达软件开发全过程，明确规定要完成的主要活动、任务和开发策略。软件过程模型也常称为：软件开发模型软件生存周期模型软件工程范型软件过程模型常用过程模型•瀑布模型(经典的生命周期模型)•增量过程模型o增量模型oRAD模型•演化过程模型o原型模型o螺旋模型•喷泉模型•其他过程模型1.瀑布模型(WaterfallModel)•由WinstonRoyce在1970年最早提出的软件开发模型。o软件开发过程与软件生命周期是一致的，也称经典的生命周期模型。•规定了各项软件工程活动，以及它们自上而下，相互衔接的固定次序，如同瀑布流水，逐级下落。•是一种使用广泛、以文档为驱动的模型。可行性研究需求分析概要设计详细设计实现组装测试验收测试使用与维护退役瀑布模型验收测试组装测试实现详细设计概要设计需求分析退役可行性研究使用与维护带反馈的瀑布模型按照传统瀑布模型开发软件的特点1.阶段间具有顺序性和依赖性。2.推迟实现的观点。3.每个阶段必须完成规定的文档;每个阶段结束前完成文档审查,及早改正错误。瀑布模型主要问题•线性过程太理想化o各个阶段的划分完全固定，阶段之间产生大量的文档，极大地增加了工作量；o由于开发模型是线性的，用户只有等到整个过程的末期才能见到开发成果，从而增加了开发的风险；o早期的错误可能要等到开发后期的测试阶段才能发现，进而带来严重的后果。瀑布模型适用于系统需求明确、技术成熟、工程管理较严格的场合。怎么办？增量过程模型(IncrementalModel)•增量模型是一种非整体开发的模型。是一种进化式的开发过程。它允许从部分需求定义出发，先建立一个不完整的系统，通过测试运行这个系统取得经验和反馈，进一步使系统扩充和完善。如此反复进行，直至软件人员和用户对所设计的软件系统满意为止。o增量模型oRAD增量模型•增量模型结合了原型模型的基本要素和迭代的特征，采用了基于时间的线性序列，每个确定线性序列都会输出该软件的一个“增量”。增量模型特点•增量o小而可用的软件•特点o在前面增量的基础上开发后面的增量o每个增量的开发可用瀑布或快速原型模型o迭代的思路增量模型的优缺点•增量包概念的引入，以及它不需要提供完整的需求。只要有一个增量包出现，开发就可以进行。•在项目的初始阶段不需要投入太多的人力资源。•增量可以有效地管理技术风险。•每个增量必须提供一些系统功能，这使得开发者很难根据客户需求给出大小适合的增量。AdvantagesDisadvantages快速应用开发模型（RAD）•快速应用开发模型（RAD）是一个增量过程模型，强调短暂的开发周期。•RAD模型是瀑布模型的“高速”变体，通过基于组件的构建方法实现快速开发。如果需求以及项目范围得到明确界定，RAD能使开发团队在很短的时间内（如60到90天）建立一个“全功能系统”。快速应用开发模型（RAD）RAD模型的不足之处1）对大型项目而言，RAD需要足够的人力资源。2）开发者和客户都要实现承诺，否则将导致失败。3）并非所有系统都适合（不能合理模块化的系统、高性能需求并且要调整构件接口的、技术风险很高的系统均不适合）。演化模型•演化过程模型o原型模型o螺旋模型•演化模型的思想是首先实现软件的最核心的、最重要的功能原型模型适用情况客户定义一个总体目标集，但是他们并不清楚系统的具体输入输出；或开发者不确定算法的效率、软件与操作系统是否兼容以及客户与计算机交互的方式。此时，原型法是很好的选择。原型模型缺点:1).设计者在质量和原型间有所折中2).客户意识不到一些质量问题螺旋模型（SpiralModel）螺旋模型最早由Boehm在[Boehm1988]中提出，与RAD模型相似，该模型结合了瀑布模型和原型模型的特点。螺旋模型强调风险管理，因此该模型适用于大型系统的开发。螺旋模型（SpiralModel）四个象限上分别表达四个方面的活动•螺旋模型沿着螺线旋转，在笛卡尔坐标的四个象限上分别表达了四个方面的活动：o制定计划。确定软件目标，选定实施方案，弄清项目开发的限制条件。o风险分析。分析所选方案，考虑如何识别和消除风险。o实施工程。实施软件开发。o客户评估。评价开发工作，提出修正建议。螺旋模型的优点•支持用户需求的动态变化。•原型可看作形式的可执行的需求规格说明，易于为用户和开发人员共同理解，还可作为继续开发的基础，并为用户参与所有关键决策提供了方便。•螺旋模型特别强调原型的可扩充性和可修改性，原型的进化贯穿整个软件生存周期，这将有助于目标软件的适应能力。•螺旋模型为项目管理人员及时调整管理决策提供了方便，进而可降低开发风险。螺旋模型的缺点和适应场合•如果每次迭代的效率不高，致使迭代次数过多，将会增加成本并推迟提交时间；•使用该模型需要有相当丰富的风险评估经验和专门知识，要求开发队伍水平较高。•支持需求不明确、特别是大型软件系统的开发，并支持面向规格说明、面向过程、面向对象等多种软件开发方法，是一种具有广阔前景的模型。缺点适应场合喷泉模型•喷泉模型是一种以用户需求为动力，以对象为驱动的模型，主要用于描述面向对象的软件开发过程。喷泉模型的优缺点•喷泉模型不像瀑布模型那样，需要分析活动结束后才开始设计活动，设计活动结束后才开始编码活动。该模型的各个阶段没有明显的界限，开发人员可以同步进行开发。其优点是可以提高软件项目开发效率，节省开发时间，适应于面向对象的软件开发过程。•由于喷泉模型在各个开发阶段是重叠的，在开发过程中需要大量的开发人员，因此不利于项目的管理。此外这种模型要求严格管理文档，使得审核的难度加大，尤其是面对可能随时加入各种信息、需求与资料的情况。优点缺点协同开发模型•大多数软件开发过程模型均为时间驱动的；越到模型的后端，就越到开发过程的后一阶段。而一个协同过程模型是由用户要求、管理决策和结果复审驱动的。UnderreviewBaselinedDoneUnderrevisionAwaitingchangesUnderdevelopmentnoneModelingactivityrepresentsthestateofasoftwareengineeringactivityortask建模活动非活动状态表示软件工程活动或任务的某一状态完成状态已建立基线正在评审状态正在开发状态等待变更请求正在修改状态基于构件的模型基于构件的模型四个阶段•需求o与其它模型相同，这里不再赘述。•组件分析o根据需求规格搜索可满足该需求的组件。通常情况下，没有完全匹配的情况，因而组件通常需要加以修改。•系统设计o与其它模型的系统设计有所不同，因为该模型是基于重用的。设计者必须考虑到重用的概念，但遗憾的是，如果没有可重用的组件，还要设计新的软件。•开发和集成o在这个阶段，组件集成到系统中。基于构件的模型优缺点组件的重用，降低了成本和风险，节约了时间x模型复杂x导致需求的折衷，进而导致系统不能完全符合需求x无法完全控制所开发系统的演化x项目划分的好坏直接影响项目结果的好坏一些新的过程模型•敏捷软件过程o是基本原理和开发准则的结合。基本原理强调客户满意度和较早的软件增量交付；小但有激情的团队；非正式的方法；最小的软件工程产品；简化整体开发。开发准则强调分析和设计的交付，以及开发者和客户之间积极持续的交流。o目前的敏捷过程模型主要包括极限编程（XP），SCRUM，自适应软件开发（ASD），动态系统开发方法（DSDM）等。o敏捷软件开发宣言如何选择过程模型？•软件开发模型是不断发展的•各种软件开发模型各有优缺点•选用时不必拘泥与某种模型•可组合多种模型•也可根据实际创建新的模型参考原则1.在前期需求明确的情况下，尽量采用瀑布模型或改进的瀑布模型。2.在用户无系统使用经验，需求分析人员技能不足情况下一定要借助原型。3.在不确定因素很多，很多东西前面无