【文章內(nèi)容簡介】 程改進 （ Software Process improvement ,SPI） ,是提高軟件產(chǎn)品質量和生產(chǎn)率的有效途徑 .本章系統(tǒng)全面介紹了軟件過程的定義 ,軟件過程改進的模型 ， 評估原理等理論內(nèi)容 ,通過研究了解軟件過程改進的重要性和必要性 ,為建立過程改進規(guī)范和方法提供理論基礎。 14 軟件過程與過程控制 定義 軟件過程 Watts Humphrey 首先提出應該將過程管理的原則和思想引入到軟件開發(fā)之中，他認為 “為了解決軟件的問題，首要的步驟是將整個軟件開發(fā)任務看作是一個可控的、可度量的和可改進的過程。 ” 隨著軟件應用的日益廣泛，軟件質量成為人們關注的焦點。那么是否僅僅通過測試最終產(chǎn)品就可以獲得產(chǎn)品質量的保證？實踐證明，從客戶需求到軟件產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們不能僅僅依賴對最終產(chǎn)品的測試來保證其質量。在最終產(chǎn)品生成之后，糾正錯誤造成的修改往往帶來高昂的開發(fā)成本和低下的開發(fā)效率，甚至有時面臨難以糾正的局 面。 軟件產(chǎn)品的質量與開發(fā)過程有著密切的關系，如果存在一種明確的過程，使得軟件開發(fā)以一種可預測的、有序的方式進行，那么就會減少在產(chǎn)品中引入錯誤的機會，并提供了一種控制所開發(fā)軟件質量的方式。因此，需要采用過程機制，將整個軟件開發(fā)過程被劃分成若干可管理的開發(fā)階段，使用戶不斷看到過程制品，同時用戶的反饋信息在產(chǎn)品的進展過程中起到重要的作用。 有關軟件過程的定義如下： 軟件過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施的一系列軟件工程活動。 軟件過程應該明確定義以下元素： 過程中所執(zhí)行的活動及其順序關系 每一個活動的內(nèi)容和步驟 團隊人員的工作和職責 有效的軟件過程 軟件過程是指軟件生存周期所涉及的一系列相關過程 ,一個有效的軟件過程環(huán)境的特點如表一所示： 15 表一： 高效軟件過程環(huán)境的特點 特點 軟件開發(fā)環(huán)境中的表現(xiàn) 可視性 軟件開發(fā)過程中所執(zhí)行的任務是可視的，開發(fā)項目組中的每個人均可以看到軟件過程中的有關文檔以及明確劃分的職責說明。 規(guī)程化 所有軟件開發(fā)人員均遵守有關過程的規(guī)定 ,如果有違犯過程的 活動發(fā)生的話也僅僅是偶然事件。 制度化 組織的策略及項目的過程都要求所有活動都遵從軟件過程的要求。 管理上的支持 軟件過程可以獲得組織一級以及開發(fā)項目組一級的管理方面的支持。 強制 有明顯的證據(jù)表明軟件過程被強制執(zhí)行，對執(zhí)行的統(tǒng)一性有相應的措施加以檢查 ,對于違反過程的行為應加以報告。 職責的明確 應明確由軟件工程過程組或其他類似的組認可軟件過程并負責過程的維護和不斷改進 反饋 包含所有項目成員在內(nèi)的反饋機制己經(jīng)建立 ,并從開發(fā)人員處獲取軟件過程的反饋信息。 培訓 要求所有的開發(fā)人員均應了解軟件過程 的概念并接受有關軟件過程的培訓 ,并且對項目組的新成員進行關于軟件過程內(nèi)容的灌輸。 改進 關于軟件過程改進活動事先制定有相應的計劃 ,并且通過全員的參與加以實現(xiàn)。 有效的軟件過程必須具有以下 10 個條件： 過程得到遵循建立過程不能徒有虛名 ,或只是寫在紙上面的過程文件。文件編寫得再好 ,若不能認真實施也只能是一紙空文。 過程受到督促檢查過程只有在不斷得督促檢查 ,發(fā)現(xiàn)問題并及時得到糾正得情況下才能堅持下來。 過程要有測量通過測量可取得過程運行的數(shù)據(jù) ,以此作為檢查監(jiān)督的依據(jù)。 16 以過程要求為內(nèi)容進行培訓 ，使相關人員對過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。 明確過程所有者明確過程所有者就是要明確過程維護者和他們的指責。 管理者對過程的有效支持特別是最高管理者必須給過程的制定、實施、維護和改進提供足夠的 !有效的支持 ,并且認清這一支持與實現(xiàn)企業(yè)的業(yè)務目標是一致的 ,而不是矛盾的。 把對員工的激勵與過程目標的實現(xiàn)結合起來對員工業(yè)績的考察以過程實事的績效為導向 ,員工團隊的活動必須與過程的目標取得一致。 新員工接受過程培訓，使得過程的實施不因增加新員工而受到影響。 員工對 過程的意見受到鼓勵，分析和引導調(diào)動員工積極性 ,使過程不斷完善。 10 過程得到技術的適當支持，如有條件最好選用適合的技術性基礎設施和工具等對過程的活動，過程的監(jiān)視和反饋給予支持 ,使其更為有效。 過程控制 良好的軟件過程控制與項目管理是整個軟件系統(tǒng)按時、高質量完成的重要保證 。 軟件過程有各種分類方法。按性質化分軟件過程可以概括為 3 類：基本過程類、支持過程類和組織過程類?；具^程類包括獲取過程、供應過程、開發(fā)過程、運作過程、維護過程和管理過程。支持過程類包括文檔過程、配置管理過程、質量保證過程、驗證過程、確認過程、聯(lián)合評審過程以及問題解決過程。組織過程類包括基礎設施過程、改進過程以及培訓過程。在 CMM 中，關鍵過程域 KPA 被劃分為三類：項目管理過程類、組織機構過 程類和工程活動過程類。如下表 二 所示： 17 管理要素 等級 項目管理 軟件項目計劃、管理等 組織機構 高級管理、評審等 工程活動 需求分析、設計、編碼、測試等 5 優(yōu)化級 技術變硬管理 過程變硬管理 缺陷預防 4 已管理級 定量過程管理 軟件質量管理 3 已定義級 集成軟件管理 組間協(xié)調(diào) 組織過程焦點 組織過程定義 培訓程序 軟件產(chǎn)品工程 同行評審 2 可重復級 需求管理 軟件項目計劃 軟件項目跟蹤與監(jiān)控 軟件子合同管理 軟件質量保證 軟件配置管理 1 初始級 無序過程 （表 二） 其中，項目管理過程類包括項目管理活動，它們從等級 2 的軟件計劃與跟蹤到等級 3 上按已定義的軟件過程進行管理，到等級 4 上的定量管理，到等級 5 在經(jīng)常變化環(huán)境中的創(chuàng)新管理。組織機構過程類包括隨著組織逐漸成熟而變化的跨項目的職責，開始在等級 3 上對 過程問題的關注，繼而在等級 4 上對過程的定量理解，最后在等級 5 上是在不斷的過程改進環(huán)境中對更改的管理。工程活動過程類包含技術活動如需求分析、設計、編碼和測試等，在所有等級上都有這些活動，但是它們又是不斷進化的，朝著等級 3 的工程活動規(guī)范化、等級 4 的統(tǒng)計質量控制和等級 5 的已測量的不斷改進進化。 18 過程改進 軟件過程改進幫助軟件企業(yè)對其軟件過程的改進進行計劃、過程診斷、過程改進方案制定以及實施。 他的實施對象就是軟件企業(yè)的軟件過程，也就是軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，當然也包括配制管理、軟件維護 之類的輔助過程，而對于其他的過程并不關注。 定義 軟件過程改進 /過程改進（ Software Process improvement， SPI）幫助軟件企業(yè)對其軟件 (制作 )過程的改變 (進 )進行計劃、 (措施 )制定以及實施。 他的實施對象就是軟件企業(yè)的軟件過程，也就是軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，當然也包括軟件維護之類的維護過程，而對于其他的過程并不關注。對于軟件企業(yè)來說，軟件過程是整個企業(yè)最復雜、最重要的業(yè)務流程，軟件產(chǎn)品就是軟件企業(yè)的生命，改進整個企業(yè)的業(yè)務流程，最重要的還是要改進它的軟件過程。多年以來，人們認識到要想高效率、高質量和低成本地開發(fā)軟件，必須以改善軟件生產(chǎn)過程為中心，全面開展軟件工程和質量管理手段。這是世界各國軟件產(chǎn)業(yè)都要走的路，我國軟件產(chǎn)業(yè)之所以落后，不是因為技術落后，而是對軟件生產(chǎn)的管理落后。 CMM 就是結合了質量管理和軟件工程的雙重經(jīng)驗而制定的一套針對軟件生產(chǎn)過程的規(guī)范。由此可見，對軟件生產(chǎn)過程的管理在整個軟件企業(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 軟件過程改進在實施對象是一致的。 在世界范圍內(nèi)，軟件項目需求正以非常快的速度增長，并且這種增長看起來還 遠未達到目的。這種增長已經(jīng)導致軟件開發(fā)活動急劇性的增長，已使得對用于構筑軟件的過程，正確的說法是軟件過程，得到更多的關注。軟件過程可以定義為人們用來開發(fā)和維護軟件以及相關產(chǎn)品（如：工程計劃、設計文檔、規(guī)章、檢測事例及用戶手冊）的一組活動、方法、實踐及轉換。軟件過程重要性的提高已經(jīng)引起了對軟件過程改進的要求，這就需要過程分析和評估的方法。 CMM 在軟件改進措施的策劃上，措施計劃的實施上和過程定義的都有著特使的價值。在策劃改進措施期間，具有有關其軟件過程問題和經(jīng)營環(huán)境 19 的知識的軟件工程組的成員可將 CMM 重關鍵過程 域的目目標和當前的實踐相比較。應該開查與恭喜目標，管理優(yōu)先級，實踐運行的層次，實施每次實踐對組織的價值，以及改組織在其文化背景下一個實踐的能力等方面有關的關鍵實踐。接下來，軟件工程過程組必須確定那些需要作過程改進，如何實現(xiàn)更改，以及如何獲得所需要的買進。 CMM 通過給有關過程改進的討論的出發(fā)點，并且?guī)椭沂九c通用軟件工程實踐所采用的那些完全不同的假定，從而對這些活動提供幫助。在實施行動計劃計劃時，過程組可以用 CMM 和關鍵實踐來構造部門可操作的行動計劃和定義軟件過程。 在軟件企 業(yè)，軟件開發(fā)是企業(yè)最重要、最復雜的過程。軟件產(chǎn)品是軟件企業(yè)的生命，對軟件企業(yè)進行流程優(yōu)化和改進，最主要的還是對其軟件過程進行改進。一個軟件企業(yè)的消耗與收益都在軟件產(chǎn)品上，開發(fā)過程失敗則會給企業(yè)帶來致命的打擊，開發(fā)成功則能給企業(yè)帶來大量的收入，如何降低開發(fā)成本，多、快、好、省的開發(fā)出所需要的軟件是企業(yè)立足于市場的根本。 當一個軟件企業(yè)一步步成長的時候，會發(fā)現(xiàn)原來的開發(fā)方法、管理模式開始不適應目前的開發(fā)。需要開發(fā)的軟件越來越大、越來越復雜，而不斷的增加人手對開發(fā)的進度的幫助越來越小。由于開發(fā)人員數(shù)量越多，溝通成 本就越高，使得總體開發(fā)效率反而下降，因此需要在管理方面進行提高、在流程上進行優(yōu)化，才能夠提高開發(fā)效率、縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。 軟件企業(yè)從 “軟件作坊 ”進化到 “軟件工廠 ”是一個跳躍式的改變，從開發(fā)模式、管理模式、企業(yè)運營模式都會發(fā)生質的變化。很多從團隊發(fā)展起來的小軟件企業(yè)很難實現(xiàn)這一步的跨越，生搬硬套更是可能讓企業(yè)的生命過早結束。如何提升軟件開發(fā)模式和企業(yè)的管理是中小型軟件企業(yè)發(fā)展過程中遇到的最大問題，也是軟件過程改進需要解決的問題。 目前在世界上用的最多的軟件過程改進模型是 CMM、 CMMI 和 ISO9000系列標準。軟件企業(yè)根據(jù)自聲的軟件過程情況，參照模型標準進行對照，找出自身與標準的差異，然后對自身的過程進行改進，以達到標準的要求。在這個過程中需要根據(jù)企業(yè)自身的情況分步實施，有計劃、有組織的進行，如 20 果一開始就全面鋪開，波及的范圍比較廣，則會給企業(yè)帶來較大的風險。如同有些企業(yè)一年內(nèi)從 CMM Level1 級別一路升到 CMM Level 4 級，不僅沒有實施效果，還可能會讓企業(yè)適應不了新的流程，而造成企業(yè)內(nèi)部的混亂?？傮w規(guī)劃、分步實施才能保證軟件過程改進的效果， “先僵化，后優(yōu)化，再固化 ”才能夠讓過程改進落到 實處。 軟件組織為了提高自己的過程能力 ,從不夠成熟的過程逐步提高到成熟的過程 ,必須努力改進軟件過程 .軟件過程改進框架給軟件過程改進提供了概括而全面的解釋 。 一、 軟件過程改進框架的個組成部分如圖一 軟件過程基礎設施 它包含組織管理基礎設施和技術基礎設施 ,可為軟件過程改進的活動提供必要的條件和支持 。 過程改進路線圖 它應提供表明有效軟件過程特征的模型 ， 以及逐步達到有效軟件過程的途徑 ,軟件組織依靠路線圖的指引可以朝著有效軟件過程前進 。 事實上 ,CMM和 SPICE 提供的成熟度等級都屬于這種路線圖 。 當然 ， 軟件組織從自身的實際情況出發(fā)對這些模型所作的裁剪版本 ， 只要是適用的也應看成是過程改進路線圖 。 軟件過程評估方法 它是評估軟件組織現(xiàn)行和現(xiàn)用的軟件過程 、 做法和基礎設施的方法和技術 。 評估通常是要對照過程改進路線圖 ， 評估的結果要能表明 ， 從提高過程有效性方面看哪些是強項 ， 哪些是弱項 。 改進措施應能導致過程成熟度沿著改進路線圖 軟件過程評估方法 軟件過程改進計劃 基礎設施 軟件過程改進的 4 個組成部分（圖一） 21 改進路線圖提高過程成熟度 。 過程評估方法可以是公開適用的標準方法 ， 例如 SEI 評估方法即基于估價的內(nèi)部過程改進 CBAIPI（ CMMbased appraisal for intenal process improvement）或 bootstarap 方法 ,也是按 SPICE 規(guī)定的準則進行內(nèi)部評估 . 軟件過程改進計劃 評估后把發(fā)現(xiàn)的問題轉化為軟件過程改進的行動計劃 。 這包括為改進過程基礎設施以及提高其有效性必須采取的措施 ， 過程改進應能使改進的過程規(guī)范化并提高過程的有效性 。 二 、 軟件過程改進循環(huán) 軟件過程改進通常不可能是一次性的 , 想要通過一次改進解決過程存在的所有問題 ， 達到盡善盡美的