软件工程(导论)

成秀秀、杨玲、戚爱斌、苗世迪、温东新

目录

  • 1 软件与软件工程
    • 1.1 软件
    • 1.2 软件危机
    • 1.3 软件工程
    • 1.4 软件生命周期
    • 1.5 软件过程模型
    • 1.6 学生成果分享
  • 2 可行性研究与项目开发计划
    • 2.1 可行性研究的任务
    • 2.2 可行性研究过程
    • 2.3 进度计划
    • 2.4 学生成果分享
  • 3 需求分析
    • 3.1 需求分析的任务
    • 3.2 与用户沟通获取需求的方法
    • 3.3 分析建模与规格说明
    • 3.4 实体-联系图
    • 3.5 数据规范化
    • 3.6 状态转换图
    • 3.7 其它图形工具
    • 3.8 验证软件需求
  • 4 总体设计
    • 4.1 系统流程图
    • 4.2 数据流图
    • 4.3 数据字典
    • 4.4 设计过程
    • 4.5 设计原理
    • 4.6 启发规则
    • 4.7 描绘软件结构的图形工具
    • 4.8 面向数据流的设计方法
  • 5 详细设计
    • 5.1 结构程序设计
    • 5.2 人机界面设计
    • 5.3 过程设计的工具
    • 5.4 面向数据结构的设计方法
    • 5.5 程序复杂程度的定量度量
  • 6 软件编码
    • 6.1 程序设计语言
    • 6.2 编码风格
  • 7 软件测试
    • 7.1 软件测试基础
    • 7.2 单元测试
    • 7.3 集成测试
    • 7.4 确认测试
    • 7.5 白盒测试技术
    • 7.6 黑盒测试技术
    • 7.7 调试
    • 7.8 软件可靠性
  • 8 软件项目管理
    • 8.1 估算软件规模
    • 8.2 工作量估算
    • 8.3 人员组织
    • 8.4 质量保证
    • 8.5 软件配置管理
    • 8.6 能力成熟度模型
能力成熟度模型

能力成熟度模型总述

美国卡内基梅隆大学软件工程研究所在美国国防部资助下于20世纪80年代末建立的能力成熟度模型(capability maturity model,CMM),是用于评价软件机构的软件过程能力成熟度的模型。

CMM的定义:CMM是对于软件组织在定义、实施、度量、控制和改善其软件过程的实践中各个发展阶段的描述。

多种基于CMM的模型,构成了一个CMM族:

■SW-CMM :针对软件过程的成熟度模型 。

■P-CMM:人员能力成熟度模型。

■SA-CMM:软件获取成熟度模型。

■IPD-CMM:集成系统产品开发能力成熟度模型。

■SE-CMM:系统工程能力成熟度模型。

■SSE-CMM:系统安全工程能力成熟度模型。 

能力成熟度模型的基本思想是,由于问题是由我们管理软件过程的方法不当引起的,所以新软件技术的运用并不会自动提高软件的生产率和质量。能力成熟度模型有助于软件开发机构建立一个有规律的、成熟的软件过程。

对软件过程的改进,是在完成一个又一个小的改进步骤基础上不断进行的渐进过程,而不是一蹴而就的彻底革命。CMM把软件过程从无序到有序的进化过程分成5个阶段,并把这些阶段排序,形成5个逐层提高的等级。 


CMM包括以下组成部分:

■成熟度等级(Maturity Levels) ;

■过程能力(Process Capability);

■关键过程域(Key Process Areas, KPA);

■目标(Goals);

■公共特性(Common Features);

■关键实践(Key Practices)。 


CMM的用途:

软件过程评估,借助CMM分析软件组织当前软件过程的状态,明确其强项和弱项

软件过程改进,软件开发组织用它来改进开发和维护软件的过程,根据评估结果,从低级逐极向更高级发展,制定软件过程改进的策略。 

软件能力评价,政府或商业企业用它来评价与一个特定的软件公司签订软件项目合同的风险。 

1. 初始级

软件过程的特征是无序的,有时甚至是混乱的。几乎没有什么过程是经过定义的(即没有一个定型的过程模型),项目能否成功完全取决于开发人员的个人能力。

处于这个最低成熟度等级的软件机构,基本上没有健全的软件工程管理制度,其软件过程完全取决于项目组的人员配备,所以具有不可预测性,人员变了过程也随之改变。

2. 可重复级

软件机构建立了基本的项目管理过程(过程模型),可跟踪成本、进度、功能和质量。已经建立起必要的过程规范,对新项目的策划和管理过程是基于以前类似项目的实践经验,使得有类似应用经验的软件项目能够再次取得成功。

处于2级成熟度的软件机构的过程能力可以概括为,软件项目的策划和跟踪是稳定的,已经为一个有纪律的管理过程提供了可重复以前成功实践的项目环境。软件项目工程活动处于项目管理体系的有效控制之下,执行着基于以前项目的准则且合乎现实的计划。 

3. 已定义级

软件机构已经定义了完整的软件过程(过程模型),软件过程已经文档化和标准化。所有项目组都使用文档化的、经过批准的过程来开发和维护软件。这一级包含了第2级的全部特征。

处于3级成熟度的软件机构的过程能力可以概括为,无论是管理活动还是工程活动都是稳定的。软件开发的成本和进度以及产品的功能和质量都受到控制,而且软件产品的质量具有可追溯性。这种能力是基于在软件机构中对已定义的过程模型的活动、人员和职责都有共同的理解。 

4. 已管理级

软件机构对软件过程(过程模型和过程实例)和软件产品都建立了定量的质量目标,所有项目的重要的过程活动都是可度量的。该软件机构收集了过程度量和产品度量的方法并加以运用,可以定量地了解和控制软件过程和软件产品,并为评定项目的过程质量和产品质量奠定了基础。这一级包含了第3级的全部特征。

处于4级成熟度的软件机构的过程能力可以概括为,软件过程是可度量的,软件过程在可度量的范围内运行。这一级的过程能力允许软件机构在定量的范围内预测过程和产品质量趋势,在发生偏离时可以及时采取措施予以纠正,并且可以预期软件产品是高质量的。 

5. 优化级

软件机构集中精力持续不断地改进软件过程。这一级的软件机构是一个以防止出现缺陷为目标的机构,它有能力识别软件过程要素的薄弱环节,并有足够的手段改进它们。在这样的机构中,可以获得关于软件过程有效性的统计数据,利用这些数据可以对新技术进行成本/效益分析,并可以优化出在软件工程实践中能够采用的最佳新技术。这一级包含了第4级的全部特征。

处于5级成熟度的软件机构的过程能力可以概括为,软件过程是可优化的。这一级的软件机构能够持续不断地改进其过程能力,既对现行的过程实例不断地改进和优化,又借助于所采用的新技术和新方法来实现未来的过程改进。