【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程改進(jìn) （ Software Process improvement ,SPI） ,是提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的有效途徑 .本章系統(tǒng)全面介紹了軟件過(guò)程的定義 ,軟件過(guò)程改進(jìn)的模型 ， 評(píng)估原理等理論內(nèi)容 ,通過(guò)研究了解軟件過(guò)程改進(jìn)的重要性和必要性 ,為建立過(guò)程改進(jìn)規(guī)范和方法提供理論基礎(chǔ)。 14 軟件過(guò)程與過(guò)程控制 定義 軟件過(guò)程 Watts Humphrey 首先提出應(yīng)該將過(guò)程管理的原則和思想引入到軟件開(kāi)發(fā)之中，他認(rèn)為 “為了解決軟件的問(wèn)題，首要的步驟是將整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)任務(wù)看作是一個(gè)可控的、可度量的和可改進(jìn)的過(guò)程。 ” 隨著軟件應(yīng)用的日益廣泛，軟件質(zhì)量成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。那么是否僅僅通過(guò)測(cè)試最終產(chǎn)品就可以獲得產(chǎn)品質(zhì)量的保證？實(shí)踐證明，從客戶(hù)需求到軟件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們不能僅僅依賴(lài)對(duì)最終產(chǎn)品的測(cè)試來(lái)保證其質(zhì)量。在最終產(chǎn)品生成之后，糾正錯(cuò)誤造成的修改往往帶來(lái)高昂的開(kāi)發(fā)成本和低下的開(kāi)發(fā)效率，甚至有時(shí)面臨難以糾正的局 面。 軟件產(chǎn)品的質(zhì)量與開(kāi)發(fā)過(guò)程有著密切的關(guān)系，如果存在一種明確的過(guò)程，使得軟件開(kāi)發(fā)以一種可預(yù)測(cè)的、有序的方式進(jìn)行，那么就會(huì)減少在產(chǎn)品中引入錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)，并提供了一種控制所開(kāi)發(fā)軟件質(zhì)量的方式。因此，需要采用過(guò)程機(jī)制，將整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程被劃分成若干可管理的開(kāi)發(fā)階段，使用戶(hù)不斷看到過(guò)程制品，同時(shí)用戶(hù)的反饋信息在產(chǎn)品的進(jìn)展過(guò)程中起到重要的作用。 有關(guān)軟件過(guò)程的定義如下： 軟件過(guò)程是軟件工程人員為了獲得軟件產(chǎn)品在軟件工具支持下實(shí)施的一系列軟件工程活動(dòng)。 軟件過(guò)程應(yīng)該明確定義以下元素： 過(guò)程中所執(zhí)行的活動(dòng)及其順序關(guān)系 每一個(gè)活動(dòng)的內(nèi)容和步驟 團(tuán)隊(duì)人員的工作和職責(zé) 有效的軟件過(guò)程 軟件過(guò)程是指軟件生存周期所涉及的一系列相關(guān)過(guò)程 ,一個(gè)有效的軟件過(guò)程環(huán)境的特點(diǎn)如表一所示： 15 表一： 高效軟件過(guò)程環(huán)境的特點(diǎn) 特點(diǎn) 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境中的表現(xiàn) 可視性 軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中所執(zhí)行的任務(wù)是可視的，開(kāi)發(fā)項(xiàng)目組中的每個(gè)人均可以看到軟件過(guò)程中的有關(guān)文檔以及明確劃分的職責(zé)說(shuō)明。 規(guī)程化 所有軟件開(kāi)發(fā)人員均遵守有關(guān)過(guò)程的規(guī)定 ,如果有違犯過(guò)程的 活動(dòng)發(fā)生的話(huà)也僅僅是偶然事件。 制度化 組織的策略及項(xiàng)目的過(guò)程都要求所有活動(dòng)都遵從軟件過(guò)程的要求。 管理上的支持 軟件過(guò)程可以獲得組織一級(jí)以及開(kāi)發(fā)項(xiàng)目組一級(jí)的管理方面的支持。 強(qiáng)制 有明顯的證據(jù)表明軟件過(guò)程被強(qiáng)制執(zhí)行，對(duì)執(zhí)行的統(tǒng)一性有相應(yīng)的措施加以檢查 ,對(duì)于違反過(guò)程的行為應(yīng)加以報(bào)告。 職責(zé)的明確 應(yīng)明確由軟件工程過(guò)程組或其他類(lèi)似的組認(rèn)可軟件過(guò)程并負(fù)責(zé)過(guò)程的維護(hù)和不斷改進(jìn) 反饋 包含所有項(xiàng)目成員在內(nèi)的反饋機(jī)制己經(jīng)建立 ,并從開(kāi)發(fā)人員處獲取軟件過(guò)程的反饋信息。 培訓(xùn) 要求所有的開(kāi)發(fā)人員均應(yīng)了解軟件過(guò)程 的概念并接受有關(guān)軟件過(guò)程的培訓(xùn) ,并且對(duì)項(xiàng)目組的新成員進(jìn)行關(guān)于軟件過(guò)程內(nèi)容的灌輸。 改進(jìn) 關(guān)于軟件過(guò)程改進(jìn)活動(dòng)事先制定有相應(yīng)的計(jì)劃 ,并且通過(guò)全員的參與加以實(shí)現(xiàn)。 有效的軟件過(guò)程必須具有以下 10 個(gè)條件： 過(guò)程得到遵循建立過(guò)程不能徒有虛名 ,或只是寫(xiě)在紙上面的過(guò)程文件。文件編寫(xiě)得再好 ,若不能認(rèn)真實(shí)施也只能是一紙空文。 過(guò)程受到督促檢查過(guò)程只有在不斷得督促檢查 ,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)得到糾正得情況下才能堅(jiān)持下來(lái)。 過(guò)程要有測(cè)量通過(guò)測(cè)量可取得過(guò)程運(yùn)行的數(shù)據(jù) ,以此作為檢查監(jiān)督的依據(jù)。 16 以過(guò)程要求為內(nèi)容進(jìn)行培訓(xùn) ，使相關(guān)人員對(duì)過(guò)程要求有較為深刻的理解 ,不僅知道怎么做 ,最好還知道為什么這樣做。 明確過(guò)程所有者明確過(guò)程所有者就是要明確過(guò)程維護(hù)者和他們的指責(zé)。 管理者對(duì)過(guò)程的有效支持特別是最高管理者必須給過(guò)程的制定、實(shí)施、維護(hù)和改進(jìn)提供足夠的 !有效的支持 ,并且認(rèn)清這一支持與實(shí)現(xiàn)企業(yè)的業(yè)務(wù)目標(biāo)是一致的 ,而不是矛盾的。 把對(duì)員工的激勵(lì)與過(guò)程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)結(jié)合起來(lái)對(duì)員工業(yè)績(jī)的考察以過(guò)程實(shí)事的績(jī)效為導(dǎo)向 ,員工團(tuán)隊(duì)的活動(dòng)必須與過(guò)程的目標(biāo)取得一致。 新員工接受過(guò)程培訓(xùn)，使得過(guò)程的實(shí)施不因增加新員工而受到影響。 員工對(duì) 過(guò)程的意見(jiàn)受到鼓勵(lì)，分析和引導(dǎo)調(diào)動(dòng)員工積極性 ,使過(guò)程不斷完善。 10 過(guò)程得到技術(shù)的適當(dāng)支持，如有條件最好選用適合的技術(shù)性基礎(chǔ)設(shè)施和工具等對(duì)過(guò)程的活動(dòng)，過(guò)程的監(jiān)視和反饋給予支持 ,使其更為有效。 過(guò)程控制 良好的軟件過(guò)程控制與項(xiàng)目管理是整個(gè)軟件系統(tǒng)按時(shí)、高質(zhì)量完成的重要保證 。 軟件過(guò)程有各種分類(lèi)方法。按性質(zhì)化分軟件過(guò)程可以概括為 3 類(lèi)：基本過(guò)程類(lèi)、支持過(guò)程類(lèi)和組織過(guò)程類(lèi)?；具^(guò)程類(lèi)包括獲取過(guò)程、供應(yīng)過(guò)程、開(kāi)發(fā)過(guò)程、運(yùn)作過(guò)程、維護(hù)過(guò)程和管理過(guò)程。支持過(guò)程類(lèi)包括文檔過(guò)程、配置管理過(guò)程、質(zhì)量保證過(guò)程、驗(yàn)證過(guò)程、確認(rèn)過(guò)程、聯(lián)合評(píng)審過(guò)程以及問(wèn)題解決過(guò)程。組織過(guò)程類(lèi)包括基礎(chǔ)設(shè)施過(guò)程、改進(jìn)過(guò)程以及培訓(xùn)過(guò)程。在 CMM 中，關(guān)鍵過(guò)程域 KPA 被劃分為三類(lèi)：項(xiàng)目管理過(guò)程類(lèi)、組織機(jī)構(gòu)過(guò) 程類(lèi)和工程活動(dòng)過(guò)程類(lèi)。如下表 二 所示： 17 管理要素 等級(jí) 項(xiàng)目管理 軟件項(xiàng)目計(jì)劃、管理等 組織機(jī)構(gòu) 高級(jí)管理、評(píng)審等 工程活動(dòng) 需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試等 5 優(yōu)化級(jí) 技術(shù)變硬管理 過(guò)程變硬管理 缺陷預(yù)防 4 已管理級(jí) 定量過(guò)程管理 軟件質(zhì)量管理 3 已定義級(jí) 集成軟件管理 組間協(xié)調(diào) 組織過(guò)程焦點(diǎn) 組織過(guò)程定義 培訓(xùn)程序 軟件產(chǎn)品工程 同行評(píng)審 2 可重復(fù)級(jí) 需求管理 軟件項(xiàng)目計(jì)劃 軟件項(xiàng)目跟蹤與監(jiān)控 軟件子合同管理 軟件質(zhì)量保證 軟件配置管理 1 初始級(jí) 無(wú)序過(guò)程 （表 二） 其中，項(xiàng)目管理過(guò)程類(lèi)包括項(xiàng)目管理活動(dòng)，它們從等級(jí) 2 的軟件計(jì)劃與跟蹤到等級(jí) 3 上按已定義的軟件過(guò)程進(jìn)行管理，到等級(jí) 4 上的定量管理，到等級(jí) 5 在經(jīng)常變化環(huán)境中的創(chuàng)新管理。組織機(jī)構(gòu)過(guò)程類(lèi)包括隨著組織逐漸成熟而變化的跨項(xiàng)目的職責(zé)，開(kāi)始在等級(jí) 3 上對(duì) 過(guò)程問(wèn)題的關(guān)注，繼而在等級(jí) 4 上對(duì)過(guò)程的定量理解，最后在等級(jí) 5 上是在不斷的過(guò)程改進(jìn)環(huán)境中對(duì)更改的管理。工程活動(dòng)過(guò)程類(lèi)包含技術(shù)活動(dòng)如需求分析、設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試等，在所有等級(jí)上都有這些活動(dòng)，但是它們又是不斷進(jìn)化的，朝著等級(jí) 3 的工程活動(dòng)規(guī)范化、等級(jí) 4 的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制和等級(jí) 5 的已測(cè)量的不斷改進(jìn)進(jìn)化。 18 過(guò)程改進(jìn) 軟件過(guò)程改進(jìn)幫助軟件企業(yè)對(duì)其軟件過(guò)程的改進(jìn)進(jìn)行計(jì)劃、過(guò)程診斷、過(guò)程改進(jìn)方案制定以及實(shí)施。 他的實(shí)施對(duì)象就是軟件企業(yè)的軟件過(guò)程，也就是軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，當(dāng)然也包括配制管理、軟件維護(hù) 之類(lèi)的輔助過(guò)程，而對(duì)于其他的過(guò)程并不關(guān)注。 定義 軟件過(guò)程改進(jìn) /過(guò)程改進(jìn)（ Software Process improvement， SPI）幫助軟件企業(yè)對(duì)其軟件 (制作 )過(guò)程的改變 (進(jìn) )進(jìn)行計(jì)劃、 (措施 )制定以及實(shí)施。 他的實(shí)施對(duì)象就是軟件企業(yè)的軟件過(guò)程，也就是軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，當(dāng)然也包括軟件維護(hù)之類(lèi)的維護(hù)過(guò)程，而對(duì)于其他的過(guò)程并不關(guān)注。對(duì)于軟件企業(yè)來(lái)說(shuō)，軟件過(guò)程是整個(gè)企業(yè)最復(fù)雜、最重要的業(yè)務(wù)流程，軟件產(chǎn)品就是軟件企業(yè)的生命，改進(jìn)整個(gè)企業(yè)的業(yè)務(wù)流程，最重要的還是要改進(jìn)它的軟件過(guò)程。多年以來(lái)，人們認(rèn)識(shí)到要想高效率、高質(zhì)量和低成本地開(kāi)發(fā)軟件，必須以改善軟件生產(chǎn)過(guò)程為中心，全面開(kāi)展軟件工程和質(zhì)量管理手段。這是世界各國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)都要走的路，我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)之所以落后，不是因?yàn)榧夹g(shù)落后，而是對(duì)軟件生產(chǎn)的管理落后。 CMM 就是結(jié)合了質(zhì)量管理和軟件工程的雙重經(jīng)驗(yàn)而制定的一套針對(duì)軟件生產(chǎn)過(guò)程的規(guī)范。由此可見(jiàn)，對(duì)軟件生產(chǎn)過(guò)程的管理在整個(gè)軟件企業(yè)的管理中起了決定性作用。因此，從這種意義上講，軟件企業(yè)的BPR 和 CMM 軟件過(guò)程改進(jìn)在實(shí)施對(duì)象是一致的。 在世界范圍內(nèi)，軟件項(xiàng)目需求正以非常快的速度增長(zhǎng)，并且這種增長(zhǎng)看起來(lái)還 遠(yuǎn)未達(dá)到目的。這種增長(zhǎng)已經(jīng)導(dǎo)致軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)急劇性的增長(zhǎng)，已使得對(duì)用于構(gòu)筑軟件的過(guò)程，正確的說(shuō)法是軟件過(guò)程，得到更多的關(guān)注。軟件過(guò)程可以定義為人們用來(lái)開(kāi)發(fā)和維護(hù)軟件以及相關(guān)產(chǎn)品（如：工程計(jì)劃、設(shè)計(jì)文檔、規(guī)章、檢測(cè)事例及用戶(hù)手冊(cè)）的一組活動(dòng)、方法、實(shí)踐及轉(zhuǎn)換。軟件過(guò)程重要性的提高已經(jīng)引起了對(duì)軟件過(guò)程改進(jìn)的要求，這就需要過(guò)程分析和評(píng)估的方法。 CMM 在軟件改進(jìn)措施的策劃上，措施計(jì)劃的實(shí)施上和過(guò)程定義的都有著特使的價(jià)值。在策劃改進(jìn)措施期間，具有有關(guān)其軟件過(guò)程問(wèn)題和經(jīng)營(yíng)環(huán)境 19 的知識(shí)的軟件工程組的成員可將 CMM 重關(guān)鍵過(guò)程 域的目目標(biāo)和當(dāng)前的實(shí)踐相比較。應(yīng)該開(kāi)查與恭喜目標(biāo)，管理優(yōu)先級(jí)，實(shí)踐運(yùn)行的層次，實(shí)施每次實(shí)踐對(duì)組織的價(jià)值，以及改組織在其文化背景下一個(gè)實(shí)踐的能力等方面有關(guān)的關(guān)鍵實(shí)踐。接下來(lái)，軟件工程過(guò)程組必須確定那些需要作過(guò)程改進(jìn)，如何實(shí)現(xiàn)更改，以及如何獲得所需要的買(mǎi)進(jìn)。 CMM 通過(guò)給有關(guān)過(guò)程改進(jìn)的討論的出發(fā)點(diǎn)，并且?guī)椭沂九c通用軟件工程實(shí)踐所采用的那些完全不同的假定，從而對(duì)這些活動(dòng)提供幫助。在實(shí)施行動(dòng)計(jì)劃計(jì)劃時(shí)，過(guò)程組可以用 CMM 和關(guān)鍵實(shí)踐來(lái)構(gòu)造部門(mén)可操作的行動(dòng)計(jì)劃和定義軟件過(guò)程。 在軟件企 業(yè)，軟件開(kāi)發(fā)是企業(yè)最重要、最復(fù)雜的過(guò)程。軟件產(chǎn)品是軟件企業(yè)的生命，對(duì)軟件企業(yè)進(jìn)行流程優(yōu)化和改進(jìn)，最主要的還是對(duì)其軟件過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)。一個(gè)軟件企業(yè)的消耗與收益都在軟件產(chǎn)品上，開(kāi)發(fā)過(guò)程失敗則會(huì)給企業(yè)帶來(lái)致命的打擊，開(kāi)發(fā)成功則能給企業(yè)帶來(lái)大量的收入，如何降低開(kāi)發(fā)成本，多、快、好、省的開(kāi)發(fā)出所需要的軟件是企業(yè)立足于市場(chǎng)的根本。 當(dāng)一個(gè)軟件企業(yè)一步步成長(zhǎng)的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)的開(kāi)發(fā)方法、管理模式開(kāi)始不適應(yīng)目前的開(kāi)發(fā)。需要開(kāi)發(fā)的軟件越來(lái)越大、越來(lái)越復(fù)雜，而不斷的增加人手對(duì)開(kāi)發(fā)的進(jìn)度的幫助越來(lái)越小。由于開(kāi)發(fā)人員數(shù)量越多，溝通成 本就越高，使得總體開(kāi)發(fā)效率反而下降，因此需要在管理方面進(jìn)行提高、在流程上進(jìn)行優(yōu)化，才能夠提高開(kāi)發(fā)效率、縮短開(kāi)發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)成本。 軟件企業(yè)從 “軟件作坊 ”進(jìn)化到 “軟件工廠(chǎng) ”是一個(gè)跳躍式的改變，從開(kāi)發(fā)模式、管理模式、企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式都會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化。很多從團(tuán)隊(duì)發(fā)展起來(lái)的小軟件企業(yè)很難實(shí)現(xiàn)這一步的跨越，生搬硬套更是可能讓企業(yè)的生命過(guò)早結(jié)束。如何提升軟件開(kāi)發(fā)模式和企業(yè)的管理是中小型軟件企業(yè)發(fā)展過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題，也是軟件過(guò)程改進(jìn)需要解決的問(wèn)題。 目前在世界上用的最多的軟件過(guò)程改進(jìn)模型是 CMM、 CMMI 和 ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)。軟件企業(yè)根據(jù)自聲的軟件過(guò)程情況，參照模型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照，找出自身與標(biāo)準(zhǔn)的差異，然后對(duì)自身的過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。在這個(gè)過(guò)程中需要根據(jù)企業(yè)自身的情況分步實(shí)施，有計(jì)劃、有組織的進(jìn)行，如 20 果一開(kāi)始就全面鋪開(kāi)，波及的范圍比較廣，則會(huì)給企業(yè)帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)。如同有些企業(yè)一年內(nèi)從 CMM Level1 級(jí)別一路升到 CMM Level 4 級(jí)，不僅沒(méi)有實(shí)施效果，還可能會(huì)讓企業(yè)適應(yīng)不了新的流程，而造成企業(yè)內(nèi)部的混亂?？傮w規(guī)劃、分步實(shí)施才能保證軟件過(guò)程改進(jìn)的效果， “先僵化，后優(yōu)化，再固化 ”才能夠讓過(guò)程改進(jìn)落到 實(shí)處。 軟件組織為了提高自己的過(guò)程能力 ,從不夠成熟的過(guò)程逐步提高到成熟的過(guò)程 ,必須努力改進(jìn)軟件過(guò)程 .軟件過(guò)程改進(jìn)框架給軟件過(guò)程改進(jìn)提供了概括而全面的解釋 。 一、 軟件過(guò)程改進(jìn)框架的個(gè)組成部分如圖一 軟件過(guò)程基礎(chǔ)設(shè)施 它包含組織管理基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施 ,可為軟件過(guò)程改進(jìn)的活動(dòng)提供必要的條件和支持 。 過(guò)程改進(jìn)路線(xiàn)圖 它應(yīng)提供表明有效軟件過(guò)程特征的模型 ， 以及逐步達(dá)到有效軟件過(guò)程的途徑 ,軟件組織依靠路線(xiàn)圖的指引可以朝著有效軟件過(guò)程前進(jìn) 。 事實(shí)上 ,CMM和 SPICE 提供的成熟度等級(jí)都屬于這種路線(xiàn)圖 。 當(dāng)然 ， 軟件組織從自身的實(shí)際情況出發(fā)對(duì)這些模型所作的裁剪版本 ， 只要是適用的也應(yīng)看成是過(guò)程改進(jìn)路線(xiàn)圖 。 軟件過(guò)程評(píng)估方法 它是評(píng)估軟件組織現(xiàn)行和現(xiàn)用的軟件過(guò)程 、 做法和基礎(chǔ)設(shè)施的方法和技術(shù) 。 評(píng)估通常是要對(duì)照過(guò)程改進(jìn)路線(xiàn)圖 ， 評(píng)估的結(jié)果要能表明 ， 從提高過(guò)程有效性方面看哪些是強(qiáng)項(xiàng) ， 哪些是弱項(xiàng) 。 改進(jìn)措施應(yīng)能導(dǎo)致過(guò)程成熟度沿著改進(jìn)路線(xiàn)圖 軟件過(guò)程評(píng)估方法 軟件過(guò)程改進(jìn)計(jì)劃 基礎(chǔ)設(shè)施 軟件過(guò)程改進(jìn)的 4 個(gè)組成部分（圖一） 21 改進(jìn)路線(xiàn)圖提高過(guò)程成熟度 。 過(guò)程評(píng)估方法可以是公開(kāi)適用的標(biāo)準(zhǔn)方法 ， 例如 SEI 評(píng)估方法即基于估價(jià)的內(nèi)部過(guò)程改進(jìn) CBAIPI（ CMMbased appraisal for intenal process improvement）或 bootstarap 方法 ,也是按 SPICE 規(guī)定的準(zhǔn)則進(jìn)行內(nèi)部評(píng)估 . 軟件過(guò)程改進(jìn)計(jì)劃 評(píng)估后把發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為軟件過(guò)程改進(jìn)的行動(dòng)計(jì)劃 。 這包括為改進(jìn)過(guò)程基礎(chǔ)設(shè)施以及提高其有效性必須采取的措施 ， 過(guò)程改進(jìn)應(yīng)能使改進(jìn)的過(guò)程規(guī)范化并提高過(guò)程的有效性 。 二 、 軟件過(guò)程改進(jìn)循環(huán) 軟件過(guò)程改進(jìn)通常不可能是一次性的 , 想要通過(guò)一次改進(jìn)解決過(guò)程存在的所有問(wèn)題 ， 達(dá)到盡善盡美的