軟件工程學(xué)-軟件項(xiàng)目管理

第13章軟件項(xiàng)目管理13.1估算軟件規(guī)模13.2工作量估算13.3進(jìn)度計(jì)劃13.4人員組織13.5質(zhì)量保證13.6軟件配置管理13.7能力成熟度模型13.8小結(jié)習(xí)題在經(jīng)歷了若干個(gè)大型軟件工程項(xiàng)目的失敗之后，人們才逐漸認(rèn)識(shí)到軟件項(xiàng)目管理的重要性和特殊性。事實(shí)上，這些項(xiàng)目的失敗并不是由于從事軟件開(kāi)發(fā)工作的軟件工程師無(wú)能，正相反，他們之中的絕大多數(shù)是當(dāng)時(shí)杰出的技術(shù)專(zhuān)家。這些工程項(xiàng)目的失敗主要是因?yàn)楣芾聿簧?。所謂管理就是通過(guò)計(jì)劃、組織和控制等一系列活動(dòng)，合理地配置和使用各種資源，以達(dá)到既定目標(biāo)的過(guò)程。軟件項(xiàng)目管理先于任何技術(shù)活動(dòng)之前開(kāi)始，并且貫穿于軟件的整個(gè)生命周期之中。軟件項(xiàng)目管理過(guò)程從一組項(xiàng)目計(jì)劃活動(dòng)開(kāi)始，而制定計(jì)劃的基礎(chǔ)是工作量估算和完成期限估算。為了估算項(xiàng)目的工作量和完成期限，首先需要估算軟件的規(guī)模。代碼行技術(shù)是比較簡(jiǎn)單的定量估算軟件規(guī)模的方法。這種方法依據(jù)以往開(kāi)發(fā)類(lèi)似產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)，估計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能所需要的源程序行數(shù)。當(dāng)有以往開(kāi)發(fā)類(lèi)似產(chǎn)品的歷史數(shù)據(jù)可供參考時(shí)，用這種方法估計(jì)出的數(shù)值還是比較準(zhǔn)確的。把實(shí)現(xiàn)每個(gè)功能所需要的源程序行數(shù)累加起來(lái)，就可得到實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件所需要的源程序行數(shù)。13.1估算軟件規(guī)模

13.1.1代碼行技術(shù)為了使得對(duì)程序規(guī)模的估計(jì)值更接近實(shí)際值，可以由多名有經(jīng)驗(yàn)的軟件工程師分別做出估計(jì)。每個(gè)人都估計(jì)程序的最小規(guī)模(a)、最大規(guī)模(b)和最可能的規(guī)模(m)，分別算出這3種規(guī)模的平均值,和之后，再用下式計(jì)算程序規(guī)模的估計(jì)值： L= (13.1)用代碼行技術(shù)估算軟件規(guī)模時(shí)，當(dāng)程序較小時(shí)常用的單位是代碼行數(shù)（LOC），當(dāng)程序較大時(shí)常用的單位是千行代碼數(shù)（KLOC）。代碼行技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是，代碼是所有軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目都有的“產(chǎn)品”，而且很容易計(jì)算代碼行數(shù)。代碼行技術(shù)的缺點(diǎn)是：源程序僅是軟件配置的一個(gè)成分，用它的規(guī)模代表整個(gè)軟件的規(guī)模似乎不太合理；用不同語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)同一個(gè)軟件所需要的代碼行數(shù)并不相同；這種方法不適用于非過(guò)程語(yǔ)言。為了克服代碼行技術(shù)的缺點(diǎn)，人們又提出了功能點(diǎn)技術(shù)。功能點(diǎn)技術(shù)依據(jù)對(duì)軟件信息域特性和軟件復(fù)雜性的評(píng)估結(jié)果，估算軟件規(guī)模。這種方法用功能點(diǎn)（FP）為單位度量軟件規(guī)模。1.信息域特性功能點(diǎn)技術(shù)定義了信息域的5個(gè)特性，分別是輸入項(xiàng)數(shù)(Inp)、輸出項(xiàng)數(shù)(Out)、查詢數(shù)(Inq)、主文件數(shù)(Maf)和外部接口數(shù)(Inf)。下面講述這5個(gè)特性的含義。13.1.2功能點(diǎn)技術(shù)（1）輸入項(xiàng)數(shù)：用戶向軟件輸入的項(xiàng)數(shù)，這些輸入給軟件提供面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)。輸入不同于查詢，后者單獨(dú)計(jì)數(shù)，不計(jì)入輸入項(xiàng)數(shù)中。（2）輸出項(xiàng)數(shù)：軟件向用戶輸出的項(xiàng)數(shù)，它們向用戶提供面向應(yīng)用的信息，例如，報(bào)表和出錯(cuò)信息等。報(bào)表內(nèi)的數(shù)據(jù)項(xiàng)不單獨(dú)計(jì)數(shù)。（3）查詢數(shù)：查詢即是一次聯(lián)機(jī)輸入，它導(dǎo)致軟件以聯(lián)機(jī)輸出方式產(chǎn)生某種即時(shí)響應(yīng)。（4）主文件數(shù)：邏輯主文件（即數(shù)據(jù)的一個(gè)邏輯組合，它可能是大型數(shù)據(jù)庫(kù)的一部分或是一個(gè)獨(dú)立的文件）的數(shù)目。（5）外部接口數(shù)：機(jī)器可讀的全部接口（例如，磁盤(pán)或磁帶上的數(shù)據(jù)文件）的數(shù)量，用這些接口把信息傳送給另一個(gè)系統(tǒng)。2.估算功能點(diǎn)的步驟用下述3個(gè)步驟，可估算出一個(gè)軟件的功能點(diǎn)數(shù)（即軟件規(guī)模）。（1）計(jì)算未調(diào)整的功能點(diǎn)數(shù)UFP首先，把產(chǎn)品信息域的每個(gè)特性(即Inp、Out、Inq、Maf和Inf)都分類(lèi)為簡(jiǎn)單級(jí)、平均級(jí)或復(fù)雜級(jí)，并根據(jù)其等級(jí)為每個(gè)特性分配一個(gè)功能點(diǎn)數(shù)（例如，一個(gè)簡(jiǎn)單級(jí)的輸入項(xiàng)分配3個(gè)功能點(diǎn)，一個(gè)平均級(jí)的輸入項(xiàng)分配4個(gè)功能點(diǎn)，而一個(gè)復(fù)雜級(jí)的輸入項(xiàng)分配6個(gè)功能點(diǎn)）。然后，用下式計(jì)算未調(diào)整的功能點(diǎn)數(shù)UFP：UFP=a1×Inp+a2×Out+a3×Inq+a4×Maf+a5×Inf其中，ai(1≤i≤5)是信息域特性系數(shù)，其值由相應(yīng)特性的復(fù)雜級(jí)別決定，如表13.1（見(jiàn)書(shū)297頁(yè)）所示。(2)計(jì)算技術(shù)復(fù)雜性因子TCF這一步驟度量14種技術(shù)因素對(duì)軟件規(guī)模的影響程度。這些因素包括高處理率、性能標(biāo)準(zhǔn)（例如，響應(yīng)時(shí)間）、聯(lián)機(jī)更新等，在表13.2（見(jiàn)書(shū)297頁(yè)）中列出了全部技術(shù)因素，并用Fi(1≤i≤14)代表這些因素。根據(jù)軟件的特點(diǎn)，為每個(gè)因素分配一個(gè)從0（不存在或?qū)浖?guī)模無(wú)影響）到5（有很大影響）的值。然后，用下式計(jì)算技術(shù)因素對(duì)軟件規(guī)模的綜合影響程度DI：

DI=技術(shù)復(fù)雜性因子TCF由下式計(jì)算：TCF=0.65+0.01×DI因?yàn)镈I的值在0~70之間，所以TCF的值在0.65~1.35之間。（3）計(jì)算功能點(diǎn)數(shù)FP用下式計(jì)算功能點(diǎn)數(shù)FP：FP=UFP×TCF功能點(diǎn)數(shù)與所用的編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)，看起來(lái)功能點(diǎn)技術(shù)比代碼行技術(shù)更合理一些。但是，在判斷信息域特性復(fù)雜級(jí)別和技術(shù)因素的影響程度時(shí)，存在著相當(dāng)大的主觀因素。軟件估算模型使用由經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出的公式來(lái)預(yù)測(cè)軟件開(kāi)發(fā)工作量，工作量是軟件規(guī)模（KLOC或FP）的函數(shù)，工作量的單位通常是人月（pm)。支持大多數(shù)估算模型的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，都是從有限個(gè)項(xiàng)目的樣本集中總結(jié)出來(lái)的，因此，沒(méi)有一個(gè)估算模型可以適用于所有類(lèi)型的軟件和開(kāi)發(fā)環(huán)境。13.2工作量估算這類(lèi)模型的總體結(jié)構(gòu)形式如下：E=A+B×(ev)C其中，A、B和C是由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出的常數(shù)，E是以人月為單位的工作量，ev是估算變量（KLOC或FP）。下面給出幾個(gè)典型的靜態(tài)單變量模型。1.面向KLOC的估算模型(1)Walston_Felix模型E=5.2×(KLOC)0.91(2)Bailey_Basili模型E=5.5+0.73×(KLOC)1.1613.2.1靜態(tài)單變量模型(3)Boehm簡(jiǎn)單模型E=3.2×(KLOC)1.05(4)Doty模型（在KLOC>9時(shí)適用）E=5.288×(KLOC)1.0472.面向FP的估算模型(1)Albrecht&Gaffney模型E=-13.39+0.0545FP(2)Maston,Barnett和Mellichamp模型E=585.7+15.12FP從上面列出的模型可以看出，對(duì)于相同的KLOC或FP值，用不同模型估算將得出不同的結(jié)果。主要原因是，這些模型多數(shù)都是僅根據(jù)若干應(yīng)用領(lǐng)域中有限個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來(lái)的，適用范圍有限。因此，必須根據(jù)當(dāng)前項(xiàng)目的特點(diǎn)選擇適用的估算模型，并且根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整（例如，修改模型常數(shù)）估算模型。動(dòng)態(tài)多變量模型也稱為軟件方程式，它是根據(jù)從4000多個(gè)當(dāng)代軟件項(xiàng)目中收集的生產(chǎn)率數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來(lái)的。該模型把工作量看作是軟件規(guī)模和開(kāi)發(fā)時(shí)間這兩個(gè)變量的函數(shù)。動(dòng)態(tài)多變量估算模型的形式如下：E=(LOC×B0.333/P)3×(1/t)4 (13.2)其中，E是以人月或人年為單位的工作量；t是以月或年為單位的項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間；13.2.2動(dòng)態(tài)多變量模型B是特殊技術(shù)因子，它隨著對(duì)測(cè)試、質(zhì)量保證、文檔及管理技術(shù)的需求的增加而緩慢增加，對(duì)于較小的程序（KLOC=5~15），B=0.16,對(duì)于超過(guò)70KLOC的程序，B=0.39;P是生產(chǎn)率參數(shù)，它反映了下述因素對(duì)工作量的影響：總體過(guò)程成熟度及管理水平；使用良好的軟件工程實(shí)踐的程度；使用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的級(jí)別；軟件環(huán)境的狀態(tài)；軟件項(xiàng)目組的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)；應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜程度。開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)嵌入式軟件時(shí)，P的典型值為2000；開(kāi)發(fā)電信系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件時(shí)，P=10000；對(duì)于商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，P=28000?？梢詮臍v史數(shù)據(jù)導(dǎo)出適用于當(dāng)前項(xiàng)目的生產(chǎn)率參數(shù)值。從（13.2）式可以看出，開(kāi)發(fā)同一個(gè)軟件（即LOC固定）的時(shí)候，如果把項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)一些，則可降低完成項(xiàng)目所需的工作量。COCOMO是構(gòu)造性成本模型（constructivecostmodel)的英文縮寫(xiě)。1981年Boehm在《軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》中首次提出了COCOMO模型，本書(shū)第三版曾對(duì)此模型作了介紹。1997年Boehm等人提出的COCOMO2模型，是原始的COCOMO模型的修訂版，它反映了十多年來(lái)在成本估計(jì)方面所積累的經(jīng)驗(yàn)。13.2.3COCOMO2模型COCOMO2給出了3個(gè)層次的軟件開(kāi)發(fā)工作量估算模型，這3個(gè)層次的模型在估算工作量時(shí)，對(duì)軟件細(xì)節(jié)考慮的詳盡程度逐級(jí)增加。這些模型既可以用于不同類(lèi)型的項(xiàng)目，也可以用于同一個(gè)項(xiàng)目的不同開(kāi)發(fā)階段。這3個(gè)層次的估算模型分別是：（1）應(yīng)用系統(tǒng)組成模型。這個(gè)模型主要用于估算構(gòu)建原型的工作量，模型名字暗示在構(gòu)建原型時(shí)大量使用已有的構(gòu)件。（2）早期設(shè)計(jì)模型。這個(gè)模型適用于體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。（3）后體系結(jié)構(gòu)模型。這個(gè)模型適用于完成體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后的軟件開(kāi)發(fā)階段。下面以后體系結(jié)構(gòu)模型為例，介紹COCOMO2模型。該模型把軟件開(kāi)發(fā)工作量表示成代碼行數(shù)（KLOC）的非線性函數(shù)：

E=

(13.3)其中，E是開(kāi)發(fā)工作量（以人月為單位），a是模型系數(shù)，KLOC是估計(jì)的源代碼行數(shù)（以千行為單位），b是模型指數(shù)，fi(i=1~17)是成本因素。每個(gè)成本因素都根據(jù)它的重要程度和對(duì)工作量影響大小被賦予一定數(shù)值（稱為工作量系數(shù)）。這些成本因素對(duì)任何一個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)工作量都有影響，即使不使用COCOMO2模型估算工作量，也應(yīng)該重視這些因素。Boehm把成本因素劃分成產(chǎn)品因素、平臺(tái)因素、人員因素和項(xiàng)目因素等4類(lèi)。表13.3（見(jiàn)書(shū)300頁(yè)）列出了COCOMO2模型使用的成本因素及與之相聯(lián)系的工作量系數(shù)。與原始的COCOMO模型相比，COCOMO2模型使用的成本因素有下述變化，這些變化反映了在過(guò)去十幾年中軟件行業(yè)取得的巨大進(jìn)步。（1）新增加了4個(gè)成本因素，它們分別是要求的可重用性、需要的文檔量、人員連續(xù)性（即人員穩(wěn)定程度）和多地點(diǎn)開(kāi)發(fā)。這個(gè)變化表明，這些因素對(duì)開(kāi)發(fā)成本的影響日益增加。（2）略去了原始模型中的2個(gè)成本因素（計(jì)算機(jī)切換時(shí)間和使用現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)實(shí)踐）?，F(xiàn)在，開(kāi)發(fā)人員普遍使用工作站開(kāi)發(fā)軟件，批處理的切換時(shí)間已經(jīng)不再是問(wèn)題。而“現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”已經(jīng)發(fā)展成內(nèi)容更廣泛的“成熟的軟件工程實(shí)踐”的概念，并且在COCOMO2工作量方程的指數(shù)b中考慮了這個(gè)因素的影響。（3）某些成本因素（分析員能力、平臺(tái)經(jīng)驗(yàn)、語(yǔ)言和工具經(jīng)驗(yàn)）對(duì)生產(chǎn)率的影響（即工作量系數(shù)最大值與最小值的比率）增加了，另一些成本因素（程序員能力）的影響減小了。為了確定工作量方程中模型指數(shù)b的值，原始的COCOMO模型把軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目劃分成組織式、半獨(dú)立式和嵌入式這樣3種類(lèi)型，并指定每種項(xiàng)目類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的b值（分別是1.05，1.12和1.20）。COCOMO2采用了更加精細(xì)得多的b分級(jí)模型，這個(gè)模型使用5個(gè)分級(jí)因素Wi(1≤i≤5),其中每個(gè)因素都劃分成從甚低（Wi=5)到特高（Wi=0)的6個(gè)級(jí)別，然后用下式計(jì)算b的數(shù)值：b= (13.4)因此，b的取值范圍為1.01~1.26。顯然，這種分級(jí)模式比原始COCOMO模型的分級(jí)模式更精細(xì)、更靈活。COCOMO2使用的5個(gè)分級(jí)因素如下所述：（1）項(xiàng)目先例性。這個(gè)分級(jí)因素指出，對(duì)于開(kāi)發(fā)組織來(lái)說(shuō)該項(xiàng)目的新奇程度。諸如開(kāi)發(fā)類(lèi)似系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，需要?jiǎng)?chuàng)新體系結(jié)構(gòu)和算法，以及需要并行開(kāi)發(fā)硬件和軟件等因素的影響，都體現(xiàn)在這個(gè)分級(jí)因素中。（2）開(kāi)發(fā)靈活性。這個(gè)分級(jí)因素反映出，為了實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的外部接口需求及為了及早開(kāi)發(fā)出產(chǎn)品而需要增加的工作量。（3）風(fēng)險(xiǎn)排除度。這個(gè)分級(jí)因素反映了重大風(fēng)險(xiǎn)已被消除的比例。在多數(shù)情況下，這個(gè)比例和指定了重要模塊接口（即選定了體系結(jié)構(gòu)）的比例密切相關(guān)。（4）項(xiàng)目組凝聚力。這個(gè)分級(jí)因素表明了開(kāi)發(fā)人員相互協(xié)作時(shí)可能存在的困難。這個(gè)因素反映了開(kāi)發(fā)人員在目標(biāo)和文化背景等方面相一致的程度，以及開(kāi)發(fā)人員組成一個(gè)小組工作的經(jīng)驗(yàn)。（5）過(guò)程成熟度。這個(gè)分級(jí)因素反映了按照能力成熟度模型（見(jiàn)13.7節(jié)）度量出的項(xiàng)目組織的過(guò)程成熟度。在原始的COCOMO模型中，僅粗略地考慮了前兩個(gè)分級(jí)因素對(duì)指數(shù)b之值的影響。工作量方程中模型系數(shù)a的典型值為3.0，在實(shí)際工作中應(yīng)該根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定一個(gè)適合本組織當(dāng)前開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目類(lèi)型的數(shù)值。不論從事哪種技術(shù)性項(xiàng)目，實(shí)際情況都是，在實(shí)現(xiàn)一個(gè)大目標(biāo)之前往往必須完成數(shù)以百計(jì)的小任務(wù)（也稱為作業(yè)）。這些任務(wù)中有一些是處于“關(guān)鍵路徑”（見(jiàn)13.3.5節(jié)）之外的，其完成時(shí)間如果沒(méi)有嚴(yán)重拖后，就不會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目的完成時(shí)間；其他任務(wù)則處于關(guān)鍵路徑之中，如果這些“關(guān)鍵任務(wù)”的進(jìn)度拖后，則整個(gè)項(xiàng)目的完成日期就會(huì)拖后，管理人員應(yīng)該高度關(guān)注關(guān)鍵任務(wù)的進(jìn)展情況。13.3進(jìn)度計(jì)劃沒(méi)有一個(gè)普遍適用于所有軟件項(xiàng)目的任務(wù)集合，因此，一個(gè)有效的軟件過(guò)程應(yīng)該定義一個(gè)適用于當(dāng)前項(xiàng)目的任務(wù)集合。一個(gè)任務(wù)集合包括一組軟件工程工作任務(wù)、里程碑和可交付的產(chǎn)品。為一個(gè)項(xiàng)目所定義的任務(wù)集合，必須包括為獲得高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品而應(yīng)該完成的所有任務(wù)，但是同時(shí)又不能讓項(xiàng)目組承擔(dān)不必要的工作。項(xiàng)目管理者的目標(biāo)是定義全部項(xiàng)目任務(wù)，識(shí)別出關(guān)鍵任務(wù)，跟蹤關(guān)鍵任務(wù)的進(jìn)展?fàn)顩r，以保證能及時(shí)發(fā)現(xiàn)拖延進(jìn)度的情況。為達(dá)到上述目標(biāo)，管理者必須制定一個(gè)足夠詳細(xì)的進(jìn)度表，以便監(jiān)督項(xiàng)目進(jìn)度并控制整個(gè)項(xiàng)目。軟件項(xiàng)目的進(jìn)度安排是這樣一種活動(dòng)，它通過(guò)把工作量分配給特定的軟件工程任務(wù)并規(guī)定完成各項(xiàng)任務(wù)的起止日期，從而將估算出的項(xiàng)目工作量分布于計(jì)劃好的項(xiàng)目持續(xù)期內(nèi)。進(jìn)度計(jì)劃將隨著時(shí)間的流逝而不斷演化。在項(xiàng)目計(jì)劃的早期，首先制定一個(gè)宏觀的進(jìn)度安排表，標(biāo)識(shí)出主要的軟件工程活動(dòng)和這些活動(dòng)影響到的產(chǎn)品功能。隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，把宏觀進(jìn)度表中的每個(gè)條目都精化成一個(gè)詳細(xì)進(jìn)度表，從而標(biāo)識(shí)出完成一個(gè)活動(dòng)所必須實(shí)現(xiàn)的一組特定任務(wù)，并安排好了實(shí)現(xiàn)這些任務(wù)的進(jìn)度。估算出完成給定項(xiàng)目所需的總工作量之后，接下來(lái)需要回答的問(wèn)題就是：用多長(zhǎng)時(shí)間才能完成該項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)工作？對(duì)于一個(gè)估計(jì)工作量為20人月的項(xiàng)目，可能想出下列幾種進(jìn)度表：1個(gè)人用20個(gè)月完成該項(xiàng)目；4個(gè)人用5個(gè)月完成該項(xiàng)目；20個(gè)人用1個(gè)月完成該項(xiàng)目。但是，這些進(jìn)度表并不現(xiàn)實(shí)，實(shí)際上軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間與從事開(kāi)發(fā)工作的人數(shù)之間并不是簡(jiǎn)單的反比關(guān)系。13.3.1估算開(kāi)發(fā)時(shí)間通常，成本估算模型也同時(shí)提供了估算開(kāi)發(fā)時(shí)間T的方程。與工作量方程不同，各種模型估算開(kāi)發(fā)時(shí)間的方程很相似，例如：(1)Walston_Felix模型T=2.5E0.35(2)原始的COCOMO模型T=2.5E0.38(3)COCOMO2模型T=3.0E0.33+0.2×(b-1.01)(4)Putnam模型T=2.4E1/3其中，E是開(kāi)發(fā)工作量（以人月為單位），T是開(kāi)發(fā)時(shí)間（以月為單位）。用上列方程計(jì)算出的T值，代表正常情況下的開(kāi)發(fā)時(shí)間?？蛻敉Ｍs短軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，顯然，為了縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間應(yīng)該增加從事開(kāi)發(fā)工作的人數(shù)。但是，經(jīng)驗(yàn)告訴我們，隨著開(kāi)發(fā)小組規(guī)模擴(kuò)大，個(gè)人生產(chǎn)率將下降，以致開(kāi)發(fā)時(shí)間與從事開(kāi)發(fā)工作的人數(shù)并不成反比關(guān)系。出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要有下述兩個(gè)原因：當(dāng)小組變得更大時(shí)，每個(gè)人需要用更多時(shí)間與組內(nèi)其他成員討論問(wèn)題、協(xié)調(diào)工作，因此增加了通信開(kāi)銷(xiāo)。如果在開(kāi)發(fā)過(guò)程中增加小組人員，則最初一段時(shí)間內(nèi)項(xiàng)目組總生產(chǎn)率不僅不會(huì)提高反而會(huì)下降。這是因?yàn)樾鲁蓡T在開(kāi)始時(shí)不僅不是生產(chǎn)力，而且在他們學(xué)習(xí)期間還需要花費(fèi)小組其他成員的時(shí)間。綜合上述兩個(gè)原因，存在被稱為Brooks規(guī)律的下述現(xiàn)象：向一個(gè)已經(jīng)延期的項(xiàng)目增加人力，只會(huì)使得它更加延期。下面讓我們研究項(xiàng)目組規(guī)模與項(xiàng)目組總生產(chǎn)率的關(guān)系。項(xiàng)目組成員之間的通信路徑數(shù)，由項(xiàng)目組人數(shù)和項(xiàng)目組結(jié)構(gòu)決定。如果項(xiàng)目組共有P名組員，每個(gè)組員必須與所有其他組員通信以協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)活動(dòng)，則通信路徑數(shù)為P(P-1)/2。如果每個(gè)組員只需與另外一個(gè)組員通信，則通信路徑數(shù)為P-1。通信路徑數(shù)少于P-1是不合理的，因?yàn)槟菍?dǎo)致出現(xiàn)與任何人都沒(méi)有聯(lián)系的組員。因此，通信路徑數(shù)大約在P~P2/2的范圍內(nèi)變化。也就是說(shuō)，在一個(gè)層次結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目組中，通信路徑數(shù)為Pα，其中1<α<2。對(duì)于某一個(gè)組員來(lái)說(shuō)，他與其他組員通信的路徑數(shù)在1~（P-1）的范圍內(nèi)變化。如果不與任何人通信時(shí)個(gè)人生產(chǎn)率為L(zhǎng)，而且每條通信路徑導(dǎo)致生產(chǎn)率減少l，則組員個(gè)人平均生產(chǎn)率為L(zhǎng)r=L-l(P-1)r (13.5)其中，r是對(duì)通信路徑數(shù)的度量，0<r≤1(假設(shè)至少有一名組員需要與一個(gè)以上的其他組員通信，因此r>0)。對(duì)于一個(gè)規(guī)模為P的項(xiàng)目組，從（13.5）式導(dǎo)出項(xiàng)目組的總生產(chǎn)率為L(zhǎng)tot=P(L-l(P-1)r) (13.6)對(duì)于給定的一組L，l和r的值，總生產(chǎn)率Ltot是項(xiàng)目組規(guī)模P的函數(shù)。隨著P值增加，Ltot將從0增大到某個(gè)最大值，然后再下降。因此，存在一個(gè)最佳的項(xiàng)目組規(guī)模Popt，這個(gè)規(guī)模的項(xiàng)目組其總生產(chǎn)率最高。讓我們舉例說(shuō)明項(xiàng)目組規(guī)模與生產(chǎn)率的關(guān)系。假設(shè)個(gè)人最高生產(chǎn)率為500LOC/月（即L=500），每條通信路徑導(dǎo)致生產(chǎn)率下降10%（即l=50)。如果每個(gè)組員都必須與組內(nèi)所有其他組員通信（r=1)，則項(xiàng)目組規(guī)模與生產(chǎn)率的關(guān)系列在表13.4（見(jiàn)書(shū)304頁(yè)）中，可見(jiàn)，在這種情況下項(xiàng)目組的最佳規(guī)模是5.5人，即Popt=5.5。事實(shí)上，做任何事情都需要時(shí)間，我們不可能用“人力換時(shí)間”的辦法無(wú)限縮短一個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)時(shí)間。Boehm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)指出，軟件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)時(shí)間最多可以減少到正常開(kāi)發(fā)時(shí)間的75%。如果要求一個(gè)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間過(guò)短，則開(kāi)發(fā)成功的概率幾乎為零。Gantt（甘特）圖是歷史悠久、應(yīng)用廣泛的制定進(jìn)度計(jì)劃的工具，下面通過(guò)一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子介紹這種工具。假設(shè)有一座陳舊的矩形木板房需要重新油漆。這項(xiàng)工作必須分3步完成：首先刮掉舊漆，然后刷上新漆，最后清除濺在窗戶上的油漆。假設(shè)一共分配了15名工人去完成這項(xiàng)工作，然而工具卻很有限：只有5把刮舊漆用的刮板，5把刷漆用的刷子，5把清除濺在窗戶上的油漆用的小刮刀。怎樣安排才能使工作進(jìn)行得更有效呢?13.3.2Gantt圖一種做法是首先刮掉四面墻壁上的舊漆，然后給每面墻壁都刷上新漆，最后清除濺在每個(gè)窗戶上的油漆。顯然這是效率最低的做法，因?yàn)榭偣灿?5名工人，然而每種工具卻只有5件，這樣安排工作在任何時(shí)候都有10名工人閑著沒(méi)活干。讀者可能已經(jīng)想到，應(yīng)該采用“流水作業(yè)法”，也就是說(shuō)，首先由5名工人用刮板刮掉第1面墻上的舊漆(這時(shí)其余10名工人休息)，當(dāng)?shù)?面墻刮凈后，另外5名工人立即用刷子給這面墻刷新漆(與此同時(shí)拿刮板的5名工人轉(zhuǎn)去刮第2面墻上的舊漆)，一旦刮舊漆的工人轉(zhuǎn)到第3面墻而且刷新漆的工人轉(zhuǎn)到第2面墻以后，余下的5名工人立即拿起刮刀去清除濺在第1面墻窗戶上的油漆，……。這樣安排每個(gè)工人都有活干，因此能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。假設(shè)木板房的第2、4兩面墻的長(zhǎng)度比第1、3兩面墻的長(zhǎng)度長(zhǎng)一倍，此外，不同工作需要用的時(shí)間長(zhǎng)短也不同，刷新漆最費(fèi)時(shí)間，其次是刮舊漆，清理(即清除濺在窗戶上的油漆)需要的時(shí)間最少。表13.5（見(jiàn)書(shū)305頁(yè)）列出了估計(jì)每道工序需要用的時(shí)間?？梢允褂脠D13.1中的Gantt圖描繪上述流水作業(yè)過(guò)程：在時(shí)間為零時(shí)開(kāi)始刮第1面墻上的舊漆，兩小時(shí)后刮舊漆的工人轉(zhuǎn)去刮第2面墻，同時(shí)另5名工人開(kāi)始給第1面墻刷新漆，每當(dāng)給一面墻刷完新漆之后，第3組的5名工人立即清除濺在這面墻窗戶上的漆。從圖13.1可以看出12小時(shí)后刮完所有舊漆，20小時(shí)后完成所有墻壁的刷漆工作，再過(guò)2小時(shí)后清理工作結(jié)束。因此全部工程在22小時(shí)后結(jié)束，如果用前述的第一種做法，則需要36小時(shí)。圖13.1舊木板房刷漆工程的Gantt圖上一小節(jié)介紹的Gantt圖能很形象地描繪任務(wù)分解情況，以及每個(gè)子任務(wù)(作業(yè))的開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，因此是進(jìn)度計(jì)劃和進(jìn)度管理的有力工具。它具有直觀簡(jiǎn)明和容易掌握、容易繪制的優(yōu)點(diǎn)，但是Gantt圖也有3個(gè)主要缺點(diǎn)：(1)不能顯式地描繪各項(xiàng)作業(yè)彼此間的依賴關(guān)系；(2)進(jìn)度計(jì)劃的關(guān)鍵部分不明確，難于判定哪些部分應(yīng)當(dāng)是主攻和主控的對(duì)象；(3)計(jì)劃中有潛力的部分及潛力的大小不明確，往往造成潛力的浪費(fèi)。13.3.3工程網(wǎng)絡(luò)當(dāng)把一個(gè)工程項(xiàng)目分解成許多子任務(wù)，并且它們彼此間的依賴關(guān)系又比較復(fù)雜時(shí)，僅僅用Gantt圖作為安排進(jìn)度的工具是不夠的，不僅難于做出既節(jié)省資源又保證進(jìn)度的計(jì)劃，而且還容易發(fā)生差錯(cuò)。工程網(wǎng)絡(luò)是制定進(jìn)度計(jì)劃時(shí)另一種常用的圖形工具，它同樣能描繪任務(wù)分解情況以及每項(xiàng)作業(yè)的開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，此外，它還顯式地描繪各個(gè)作業(yè)彼此間的依賴關(guān)系。因此，工程網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的強(qiáng)有力的工具。在工程網(wǎng)絡(luò)中用箭頭表示作業(yè)(例如，刮舊漆，刷新漆，清理等)，用圓圈表示事件(一項(xiàng)作業(yè)開(kāi)始或結(jié)束)。注意，事件僅僅是可以明確定義的時(shí)間點(diǎn)，它并不消耗時(shí)間和資源。作業(yè)通常既消耗資源又需要持續(xù)一定時(shí)間。圖13.2是舊木板房刷漆工程的工程網(wǎng)絡(luò)。圖中表示刮第1面墻上舊漆的作業(yè)開(kāi)始于事件1，結(jié)束于事件2。用開(kāi)始事件和結(jié)束事件的編號(hào)標(biāo)識(shí)一個(gè)作業(yè)，因此“刮第1面墻上舊漆”是作業(yè)1—2。圖13.2舊木板房刷漆工程的工程網(wǎng)絡(luò)在工程網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)事件，如果既有箭頭進(jìn)入又有箭頭離開(kāi)，則它既是某些作業(yè)的結(jié)束又是另一些作業(yè)的開(kāi)始。例如，圖13.2中事件2既是作業(yè)1—2(刮第1面墻上的舊漆)的結(jié)束，又是作業(yè)2—3(刮第2面墻上舊漆)和作業(yè)2—4(給第1面墻刷新漆)的開(kāi)始。也就是說(shuō)，只有第1面墻上的舊漆刮完之后，才能開(kāi)始刮第2面墻上舊漆和給第1面墻刷新漆這兩個(gè)作業(yè)。因此，工程網(wǎng)絡(luò)顯式地表示了作業(yè)之間的依賴關(guān)系。在圖13.2中還有一些虛線箭頭，它們表示虛擬作業(yè)，也就是事實(shí)上并不存在的作業(yè)。引入虛擬作業(yè)是為了顯式地表示作業(yè)之間的依賴關(guān)系。例如，事件4既是給第1面墻刷新漆結(jié)束，又是給第2面墻刷新漆開(kāi)始(作業(yè)4—6)。但是，在開(kāi)始給第2面墻刷新漆之前，不僅必須已經(jīng)給第1面墻刷完了新漆，而且第2面墻上的舊漆也必須已經(jīng)刮凈(事件3)。也就是說(shuō)，在事件3和事件4之間有依賴關(guān)系，或者說(shuō)在作業(yè)2—3(刮第2面墻上舊漆)和作業(yè)4—6(給第2面墻刷新漆)之間有依賴關(guān)系，虛擬作業(yè)3—4明確地表示了這種依賴關(guān)系。注意，虛擬作業(yè)既不消耗資源也不需要時(shí)間。畫(huà)出類(lèi)似圖13.2那樣的工程網(wǎng)絡(luò)之后，系統(tǒng)分析員就可以借助它的幫助估算工程進(jìn)度了。為此需要在工程網(wǎng)絡(luò)上增加一些必要的信息。首先，把每個(gè)作業(yè)估計(jì)需要使用的時(shí)間寫(xiě)在表示該項(xiàng)作業(yè)的箭頭上方。注意，箭頭長(zhǎng)度和它代表的作業(yè)持續(xù)時(shí)間沒(méi)有關(guān)系，箭頭僅表示依賴關(guān)系，它上方的數(shù)字才表示作業(yè)的持續(xù)時(shí)間。13.3.4估算工程進(jìn)度其次，為每個(gè)事件計(jì)算下述兩個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字：最早時(shí)刻EET和最遲時(shí)刻LET。這兩個(gè)數(shù)字將分別寫(xiě)在表示事件的圓圈的右上角和右下角，如圖13.3左下角的符號(hào)所示。事件的最早時(shí)刻是該事件可以發(fā)生的最早時(shí)間。通常工程網(wǎng)絡(luò)中第一個(gè)事件的最早時(shí)刻定義為零，其他事件的最早時(shí)刻在工程網(wǎng)絡(luò)上從左至右按事件發(fā)生順序計(jì)算。計(jì)算最早時(shí)刻EET使用下述3條簡(jiǎn)單規(guī)則：圖13.3舊木板房刷漆工程的完整的工程網(wǎng)絡(luò)(1)考慮進(jìn)入該事件的所有作業(yè)；(2)對(duì)于每個(gè)作業(yè)都計(jì)算它的持續(xù)時(shí)間與起始事件的EET之和；(3)選取上述和數(shù)中的最大值作為該事件的最早時(shí)刻EET。按照這種方法，不難沿著工程網(wǎng)絡(luò)從左至右順序算出每個(gè)事件的最早時(shí)刻，計(jì)算結(jié)果標(biāo)在圖13.3的工程網(wǎng)絡(luò)中(每個(gè)圓圈內(nèi)右上角的數(shù)字)。事件的最遲時(shí)刻是在不影響工程竣工時(shí)間的前提下，該事件最晚可以發(fā)生的時(shí)刻。按慣例，最后一個(gè)事件(工程結(jié)束)的最遲時(shí)刻就是它的最早時(shí)刻。其他事件的最遲時(shí)刻在工程網(wǎng)絡(luò)上從右至左按逆作業(yè)流的方向計(jì)算。計(jì)算最遲時(shí)刻LET使用下述3條規(guī)則：(1)考慮離開(kāi)該事件的所有作業(yè)；(2)從每個(gè)作業(yè)的結(jié)束事件的最遲時(shí)刻中減去該作業(yè)的持續(xù)時(shí)間；(3)選取上述差數(shù)中的最小值作為該事件的最遲時(shí)刻LET。圖13.3中每個(gè)圓圈內(nèi)右下角的數(shù)字就是該事件的最遲時(shí)刻。圖13.3中有幾個(gè)事件的最早時(shí)刻和最遲時(shí)刻相同，這些事件定義了關(guān)鍵路徑，在圖中關(guān)鍵路徑用粗線箭頭表示。關(guān)鍵路徑上的事件(關(guān)鍵事件)必須準(zhǔn)時(shí)發(fā)生，組成關(guān)鍵路徑的作業(yè)(關(guān)鍵作業(yè))的實(shí)際持續(xù)時(shí)間不能超過(guò)估計(jì)的持續(xù)時(shí)間，否則工程就不能準(zhǔn)時(shí)結(jié)束。工程項(xiàng)目的管理人員應(yīng)該密切注視關(guān)鍵作業(yè)的進(jìn)展情況，如果關(guān)鍵事件出現(xiàn)的時(shí)間比預(yù)計(jì)的時(shí)間晚，則會(huì)使最終完成項(xiàng)目的時(shí)間拖后；如果希望縮短工期，只有往關(guān)鍵作業(yè)中增加資源才會(huì)有效果。13.3.5關(guān)鍵路徑不在關(guān)鍵路徑上的作業(yè)有一定程度的機(jī)動(dòng)余地——實(shí)際開(kāi)始時(shí)間可以比預(yù)定時(shí)間晚一些，或者實(shí)際持續(xù)時(shí)間可以比預(yù)定的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)一些，而并不影響工程的結(jié)束時(shí)間。一個(gè)作業(yè)可以有的全部機(jī)動(dòng)時(shí)間等于它的結(jié)束事件的最遲時(shí)刻減去它的開(kāi)始事件的最早時(shí)刻，再減去這個(gè)作業(yè)的持續(xù)時(shí)間：機(jī)動(dòng)時(shí)間=(LET)結(jié)束-(EET)開(kāi)始-持續(xù)時(shí)間對(duì)于前述油漆舊木板房的例子，計(jì)算得到的非關(guān)鍵作業(yè)的機(jī)動(dòng)時(shí)間列在表13.6（見(jiàn)書(shū)308頁(yè)）中。13.3.6機(jī)動(dòng)時(shí)間在工程網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)作業(yè)的機(jī)動(dòng)時(shí)間寫(xiě)在代表該項(xiàng)作業(yè)的箭頭下面的括弧里(參看圖13.3)。在制定進(jìn)度計(jì)劃時(shí)仔細(xì)考慮和利用工程網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)動(dòng)時(shí)間，往往能夠安排出既節(jié)省資源又不影響最終竣工時(shí)間的進(jìn)度表。在圖13.4中的Gantt圖描繪了其中的一種方案。圖13.4舊木板房刷漆工程改進(jìn)的Gantt圖之一這個(gè)簡(jiǎn)單例子明顯說(shuō)明了工程網(wǎng)絡(luò)比Gantt圖優(yōu)越的地方：它顯式地定義事件及作業(yè)之間的依賴關(guān)系，Gantt圖只能隱含地表示這種關(guān)系。但是Gantt圖的形式比工程網(wǎng)絡(luò)更簡(jiǎn)單更直觀，為更多的人所熟悉，因此，應(yīng)該同時(shí)使用這兩種工具制訂和管理進(jìn)度計(jì)劃，使它們互相補(bǔ)充取長(zhǎng)補(bǔ)短。以上通過(guò)舊木板房刷新漆工程的簡(jiǎn)單例子，介紹了制訂進(jìn)度計(jì)劃的兩個(gè)重要工具和方法。軟件工程項(xiàng)目雖然比這個(gè)簡(jiǎn)單例子復(fù)雜得多，但是計(jì)劃和管理的基本方法仍然是自頂向下分解，也就是把項(xiàng)目分解為若干個(gè)階段，每個(gè)階段再分解成許多更小的任務(wù)，每個(gè)任務(wù)又可進(jìn)一步分解為若干個(gè)步驟等等。這些階段、任務(wù)和步驟之間有復(fù)雜的依賴關(guān)系，因此，工程網(wǎng)絡(luò)和Gantt圖同樣是安排進(jìn)度和管理工程進(jìn)展情況的強(qiáng)有力的工具。第13.2節(jié)中介紹的工作量估計(jì)技術(shù)可以幫助我們估計(jì)每項(xiàng)任務(wù)的工作量，根據(jù)人力分配情況，可以進(jìn)一步確定每項(xiàng)任務(wù)的持續(xù)時(shí)間。從這些基本數(shù)據(jù)出發(fā)，根據(jù)作業(yè)之間的依賴關(guān)系，利用工程網(wǎng)絡(luò)和Gantt圖可以制定出合理的進(jìn)度計(jì)劃，并且能夠科學(xué)地管理軟件開(kāi)發(fā)工程的進(jìn)展情況。軟件項(xiàng)目成功的關(guān)鍵是有高素質(zhì)的軟件開(kāi)發(fā)人員。然而大多數(shù)軟件的規(guī)模都很大，單個(gè)軟件開(kāi)發(fā)人員無(wú)法在給定期限內(nèi)完成開(kāi)發(fā)工作，因此，必須把多名軟件開(kāi)發(fā)人員合理地組織起來(lái)，使他們有效地分工協(xié)作共同完成開(kāi)發(fā)工作。13.4人員組織為了成功地完成軟件開(kāi)發(fā)工作，項(xiàng)目組成員必須以一種有意義且有效的方式彼此交互和通信。如何組織項(xiàng)目組是一個(gè)重要的管理問(wèn)題，管理者應(yīng)該合理地組織項(xiàng)目組，使項(xiàng)目組有較高生產(chǎn)率，能夠按預(yù)定的進(jìn)度計(jì)劃完成所承擔(dān)的工作。經(jīng)驗(yàn)表明，項(xiàng)目組組織得越好，其生產(chǎn)率越高，而且產(chǎn)品質(zhì)量也越好。除了追求更好的組織方式之外，每個(gè)管理者的目標(biāo)都是建立有凝聚力的項(xiàng)目組。一個(gè)有高度凝聚力的小組，由一批團(tuán)結(jié)得非常緊密的人組成，他們的整體力量大于個(gè)體力量的總和。一旦項(xiàng)目組具有了凝聚力，成功的可能性就大大增加了。現(xiàn)有的軟件項(xiàng)目組的組織方式很多，通常，組織軟件開(kāi)發(fā)人員的方法，取決于所承擔(dān)的項(xiàng)目的特點(diǎn)、以往的組織經(jīng)驗(yàn)以及管理者的看法和喜好。下面介紹3種典型的組織方式。民主制程序員組的一個(gè)重要特點(diǎn)是，小組成員完全平等，享有充分民主，通過(guò)協(xié)商做出技術(shù)決策。因此，小組成員之間的通信是平行的，如果小組內(nèi)有n個(gè)成員，則可能的通信信道共有n(n-1)/2條。程序設(shè)計(jì)小組的人數(shù)不能太多,否則組員間彼此通信的時(shí)間將多于程序設(shè)計(jì)時(shí)間。此外,通常不能把一個(gè)軟件系統(tǒng)劃分成大量獨(dú)立的單元,因此,如果程序設(shè)計(jì)小組人數(shù)太多,則每個(gè)組員所負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)的程序單元與系統(tǒng)其他部分的界面將是復(fù)雜的,不僅出現(xiàn)接口錯(cuò)誤的可能性增加,而且軟件測(cè)試將既困難又費(fèi)時(shí)間。13.4.1民主制程序員組一般說(shuō)來(lái)，程序設(shè)計(jì)小組的規(guī)模應(yīng)該比較小,以2～8名成員為宜。如果項(xiàng)目規(guī)模很大,用一個(gè)小組不能在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成開(kāi)發(fā)任務(wù),則應(yīng)該使用多個(gè)程序設(shè)計(jì)小組,每個(gè)小組承擔(dān)工程項(xiàng)目的一部分任務(wù)，在一定程度上獨(dú)立自主地完成各自的任務(wù)。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠保證由各個(gè)小組負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)的各部分之間的接口是良好定義的,并且是盡可能簡(jiǎn)單的。小組規(guī)模小,不僅可以減少通信問(wèn)題,而且還有其他好處。例如,容易確定小組的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),而且用民主方式確定的標(biāo)準(zhǔn)更容易被大家遵守;組員間關(guān)系密切,能夠互相學(xué)習(xí)等等。民主制程序員組通常采用非正式的組織方式，也就是說(shuō)，雖然名義上有一個(gè)組長(zhǎng)，但是他和組內(nèi)其他成員完成同樣的任務(wù)。在這樣的小組中，由全體討論協(xié)商決定應(yīng)該完成的工作，并且根據(jù)每個(gè)人的能力和經(jīng)驗(yàn)分配適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)。民主制程序員組的主要優(yōu)點(diǎn)是，組員們對(duì)發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤持積極的態(tài)度，這種態(tài)度有助于更快速地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致高質(zhì)量的代碼。民主制程序員組的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，組員們享有充分民主，小組有高度凝聚力，組內(nèi)學(xué)術(shù)空氣濃厚，有利于攻克技術(shù)難關(guān)。因此，當(dāng)有難題需要解決時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)所要開(kāi)發(fā)的軟件的技術(shù)難度較高時(shí)，采用民主制程序員組是適宜的。如果組內(nèi)多數(shù)成員是經(jīng)驗(yàn)豐富技術(shù)熟練的程序員,那么上述非正式的組織方式可能會(huì)非常成功。在這樣的小組內(nèi)組員享有充分民主,通過(guò)協(xié)商,在自愿的基礎(chǔ)上作出決定,因此能夠增強(qiáng)團(tuán)結(jié)、提高工作效率。但是,如果組內(nèi)多數(shù)成員技術(shù)水平不高,或是缺乏經(jīng)驗(yàn)的新手,那么這種非正式的組織方式也有嚴(yán)重缺點(diǎn)：由于沒(méi)有明確的權(quán)威指導(dǎo)開(kāi)發(fā)工程的進(jìn)行,組員間將缺乏必要的協(xié)調(diào),最終可能導(dǎo)致工程失敗。為了使少數(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)高超的程序員在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中能夠發(fā)揮更大作用，程序設(shè)計(jì)小組也可以采用下一小節(jié)中介紹的另外一種組織形式。美國(guó)IBM公司在20世紀(jì)70年代初期開(kāi)始采用主程序員組的組織方式。采用這種組織方式主要出于下述幾點(diǎn)考慮：(1)軟件開(kāi)發(fā)人員多數(shù)比較缺乏經(jīng)驗(yàn)；(2)程序設(shè)計(jì)過(guò)程中有許多事務(wù)性的工作，例如，大量信息的存儲(chǔ)和更新；(3)多渠道通信很費(fèi)時(shí)間，將降低程序員的生產(chǎn)率。13.4.2主程序員組主程序員組用經(jīng)驗(yàn)多、技術(shù)好、能力強(qiáng)的程序員作為主程序員，同時(shí)，利用人和計(jì)算機(jī)在事務(wù)性工作方面給主程序員提供充分支持，而且所有通信都通過(guò)一兩個(gè)人進(jìn)行。這種組織方式類(lèi)似于外科手術(shù)小組的組織：主刀大夫?qū)κ中g(shù)全面負(fù)責(zé)，并且完成制訂手術(shù)方案、開(kāi)刀等關(guān)鍵工作，同時(shí)又有麻醉師、護(hù)士長(zhǎng)等技術(shù)熟練的專(zhuān)門(mén)人員協(xié)助和配合他的工作。此外，必要時(shí)手術(shù)組還要請(qǐng)其他領(lǐng)域的專(zhuān)家（例如，心臟科醫(yī)生或婦產(chǎn)科醫(yī)生）協(xié)助。上述比喻突出了主程序員組的兩個(gè)重要特性：（1）專(zhuān)業(yè)化。該組每名成員僅完成他們受過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的那些工作。（2）層次性。主刀大夫指揮每名組員工作，并對(duì)手術(shù)全面負(fù)責(zé)。當(dāng)時(shí)，典型的主程序員組的組織形式如圖13.5所示。該組由主程序員、后備程序員、編程秘書(shū)以及1~3名程序員組成。在必要的時(shí)候，該組還有其他領(lǐng)域的專(zhuān)家協(xié)助。圖13.5主程序員組的結(jié)構(gòu)主程序員組核心人員的分工如下所述：（1）主程序員既是成功的管理人員又是經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)好、能力強(qiáng)的高級(jí)程序員，負(fù)責(zé)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵部分（或復(fù)雜部分）的詳細(xì)設(shè)計(jì)，并且負(fù)責(zé)指導(dǎo)其他程序員完成詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼工作。如圖13.5所示，程序員之間沒(méi)有通信渠道，所有接口問(wèn)題都由主程序員處理。主程序員對(duì)每行代碼的質(zhì)量負(fù)責(zé)，因此，他還要對(duì)組內(nèi)其他成員的工作成果進(jìn)行復(fù)查。（2）后備程序員也應(yīng)該技術(shù)熟練而且富于經(jīng)驗(yàn)，他協(xié)助主程序員工作并且在必要時(shí)（例如，主程序員生病、出差或“跳槽”）接替主程序員的工作。因此，后備程序員必須在各方面都和主程序員一樣優(yōu)秀，并且對(duì)本項(xiàng)目的了解也應(yīng)該和主程序員一樣深入。平時(shí)，后備程序員的工作主要是，設(shè)計(jì)測(cè)試方案、分析測(cè)試結(jié)果及獨(dú)立于設(shè)計(jì)過(guò)程的其他工作。（3）編程秘書(shū)負(fù)責(zé)完成與項(xiàng)目有關(guān)的全部事務(wù)性工作，例如，維護(hù)項(xiàng)目資料庫(kù)和項(xiàng)目文檔，編譯、鏈接、執(zhí)行源程序和測(cè)試用例。注意，上面介紹的是20世紀(jì)70年代初期的主程序員組組織結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在的情況已經(jīng)和當(dāng)時(shí)大不相同了，程序員已經(jīng)有了自己的終端或工作站，他們自己完成代碼的輸入、編輯、編譯、鏈接和測(cè)試等工作，無(wú)須由編程秘書(shū)統(tǒng)一做這些工作。典型的主程序員組的現(xiàn)代形式將在下一小節(jié)介紹。雖然圖13.5所示的主程序員組的組織方式說(shuō)起來(lái)有不少優(yōu)點(diǎn)，但是，它在許多方面卻是不切實(shí)際的。首先，如前所述，主程序員應(yīng)該是高級(jí)程序員和優(yōu)秀管理者的結(jié)合體。承擔(dān)主程序員工作需要同時(shí)具備這兩方面的才能，但是，在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中這樣的人才并不多見(jiàn)。通常，既缺乏成功的管理者也缺乏技術(shù)熟練的程序員。其次，后備程序員更難找。人們期望后備程序員像主程序員一樣優(yōu)秀，但是，他們必須坐在“替補(bǔ)席”上，拿著較低的工資等待隨時(shí)接替主程序員的工作。幾乎沒(méi)有一個(gè)高級(jí)程序員或高級(jí)管理人員愿意接受這樣的工作。第三，編程秘書(shū)也很難找到。專(zhuān)業(yè)的軟件技術(shù)人員一般都厭煩日常的事務(wù)性工作，但是，人們卻期望編程秘書(shū)整天只干這類(lèi)工作。我們需要一種更合理、更現(xiàn)實(shí)的組織程序員組的方法，這種方法應(yīng)該能充分結(jié)合民主制程序員組和主程序員組的優(yōu)點(diǎn)，并且能用于實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的軟件產(chǎn)品。民主制程序員組的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)，是小組成員都對(duì)發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤持積極、主動(dòng)的態(tài)度。但是，使用主程序員組的組織方式時(shí)，主程序員對(duì)每行代碼的質(zhì)量負(fù)責(zé)，因此，他必須參與所有代碼審查工作。由于主程序員同時(shí)又是負(fù)責(zé)對(duì)小組成員進(jìn)行評(píng)價(jià)的管理員，他參與代碼審查工作就會(huì)把所發(fā)現(xiàn)的程序錯(cuò)誤與小組成員的工作業(yè)績(jī)聯(lián)系起來(lái)，從而造成小組成員出現(xiàn)不愿意發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的心理。13.4.3現(xiàn)代程序員組解決上述問(wèn)題的方法是，取消主程序員的大部分行政管理工作。前面已經(jīng)指出，很難找到既是高度熟練的程序員又是成功的管理員的人，取消主程序員的行政管理工作，不僅解決了小組成員不愿意發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤的心理問(wèn)題，也使得尋找主程序員的人選不再那么困難。于是，實(shí)際的“主程序員”應(yīng)該由兩個(gè)人共同擔(dān)任：一個(gè)技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)小組的技術(shù)活動(dòng)；一個(gè)行政負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)所有非技術(shù)性事務(wù)的管理決策。這樣的組織結(jié)構(gòu)如圖13.6所示。技術(shù)組長(zhǎng)自然要參與全部代碼審查工作，因?yàn)樗獙?duì)代碼的各方面質(zhì)量負(fù)責(zé)；相反，行政組長(zhǎng)不可以參與代碼審查工作，因?yàn)樗穆氊?zé)是對(duì)程序員的業(yè)績(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。行政組長(zhǎng)應(yīng)該在常規(guī)調(diào)度會(huì)議上了解每名組員的技術(shù)能力和工作業(yè)績(jī)。圖13.6現(xiàn)代程序員組的結(jié)構(gòu)在開(kāi)始工作之前明確劃分技術(shù)組長(zhǎng)和行政組長(zhǎng)的管理權(quán)限是很重要的。但是，即使已經(jīng)做了明確分工，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)職責(zé)不清的矛盾。例如，考慮年度休假問(wèn)題，行政組長(zhǎng)有權(quán)批準(zhǔn)某個(gè)程序員休年假的申請(qǐng)，因?yàn)檫@是一個(gè)非技術(shù)性問(wèn)題，但是技術(shù)組長(zhǎng)可能馬上否決了這個(gè)申請(qǐng)，因?yàn)橐呀?jīng)接近預(yù)定的項(xiàng)目結(jié)束日期，目前人手非常緊張。解決這類(lèi)問(wèn)題的辦法是求助于更高層的管理人員，對(duì)行政組長(zhǎng)和技術(shù)組長(zhǎng)都認(rèn)為是屬于自己職責(zé)范圍內(nèi)的事務(wù)，制定一個(gè)處理方案。由于程序員組成員人數(shù)不宜過(guò)多，當(dāng)軟件項(xiàng)目規(guī)模較大時(shí)，應(yīng)該把程序員分成若干個(gè)小組，采用圖13.7所示的組織結(jié)構(gòu)。該圖描繪的是技術(shù)管理組織結(jié)構(gòu)，非技術(shù)管理組織結(jié)構(gòu)與此類(lèi)似。由圖可以看出，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)作為一個(gè)整體是在項(xiàng)目經(jīng)理的指導(dǎo)下進(jìn)行的，程序員向他們的組長(zhǎng)匯報(bào)工作，而組長(zhǎng)則向項(xiàng)目經(jīng)理匯報(bào)工作。當(dāng)產(chǎn)品規(guī)模更大時(shí)，可以適當(dāng)增加中間管理層次。圖13.7大型項(xiàng)目的技術(shù)管理組織結(jié)構(gòu)把民主制程序員組和主程序員組的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)的另一種方法，是在合適的地方采用分散做決定的方法，如圖13.8所示。這樣做有利于形成暢通的通信渠道，以便充分發(fā)揮每個(gè)程序員的積極性和主動(dòng)性，集思廣益攻克技術(shù)難關(guān)。這種組織方式對(duì)于適合采用民主方法的那類(lèi)問(wèn)題（例如，研究性項(xiàng)目或遇到技術(shù)難題需要用集體智慧攻關(guān)）非常有效。盡管這種組織方式適當(dāng)?shù)匕l(fā)揚(yáng)了民主，但是上下級(jí)之間的箭頭（即管理關(guān)系）仍然是向下的，也就是說(shuō)，是在集中指導(dǎo)下發(fā)揚(yáng)民主。顯然，如果程序員可以指揮項(xiàng)目經(jīng)理，則只會(huì)引起混亂。圖13.8包含分散決策的組織方式概括地說(shuō)，軟件質(zhì)量就是“軟件與明確地和隱含地定義的需求相一致的程度”。更具體地說(shuō)，軟件質(zhì)量是軟件與明確地?cái)⑹龅墓δ芎托阅苄枨?、文檔中明確描述的開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以及任何專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)的軟件產(chǎn)品都應(yīng)該具有的隱含特征相一致的程度。上述定義強(qiáng)調(diào)了下述的3個(gè)要點(diǎn)：13.5質(zhì)量保證

13.5.1軟件質(zhì)量（1）軟件需求是度量軟件質(zhì)量的基礎(chǔ)，與需求不一致就是質(zhì)量不高。（2）指定的開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)定義了一組指導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)的準(zhǔn)則，如果沒(méi)有遵守這些準(zhǔn)則，幾乎肯定會(huì)導(dǎo)致軟件質(zhì)量不高。（3）通常，有一組沒(méi)有顯式描述的隱含需求（例如，軟件應(yīng)該是容易維護(hù)的）。如果軟件滿足明確描述的需求，但卻不滿足隱含的需求，那么軟件的質(zhì)量仍然是值得懷疑的。雖然軟件質(zhì)量是難于定量度量的軟件屬性，但是仍然能夠提出許多重要的軟件質(zhì)量指標(biāo)(其中絕大多數(shù)目前還處于定性度量階段)。本節(jié)介紹影響軟件質(zhì)量的主要因素，這些因素是從管理角度對(duì)軟件質(zhì)量的度量?？梢园堰@些質(zhì)量因素分成3組，分別反映用戶在使用軟件產(chǎn)品時(shí)的3種不同傾向或觀點(diǎn)。這3種傾向是：產(chǎn)品運(yùn)行、產(chǎn)品修改和產(chǎn)品轉(zhuǎn)移。圖13.9描繪了軟件質(zhì)量因素和上述3種傾向(或產(chǎn)品活動(dòng))之間的關(guān)系，表13.7（見(jiàn)書(shū)315頁(yè)）列出了軟件質(zhì)量因素的簡(jiǎn)明定義。圖13.9軟件質(zhì)量因素與產(chǎn)品活動(dòng)的關(guān)系軟件質(zhì)量保證（softwarequalityassurance,SQA）的措施主要有：基于非執(zhí)行的測(cè)試（也稱為復(fù)審或評(píng)審），基于執(zhí)行的測(cè)試（即以前講過(guò)的軟件測(cè)試）和程序正確性證明。復(fù)審主要用來(lái)保證在編碼之前各階段產(chǎn)生的文檔的質(zhì)量；基于執(zhí)行的測(cè)試需要在程序編寫(xiě)出來(lái)之后進(jìn)行，它是保證軟件質(zhì)量的最后一道防線；程序正確性證明使用數(shù)學(xué)方法嚴(yán)格驗(yàn)證程序是否與對(duì)它的說(shuō)明完全一致。13.5.2軟件質(zhì)量保證措施參加軟件質(zhì)量保證工作的人員，可以劃分成下述兩類(lèi)：軟件工程師通過(guò)采用先進(jìn)的技術(shù)方法和度量，進(jìn)行正式的技術(shù)復(fù)審以及完成計(jì)劃周密的軟件測(cè)試來(lái)保證軟件質(zhì)量。SQA小組的職責(zé)，是輔助軟件工程師以獲得高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。其從事的軟件質(zhì)量保證活動(dòng)主要是：計(jì)劃，監(jiān)督，記錄，分析和報(bào)告。簡(jiǎn)而言之，SQA小組的作用是，通過(guò)確保軟件過(guò)程的質(zhì)量來(lái)保證軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。1.技術(shù)復(fù)審的必要性正式技術(shù)復(fù)審的顯著優(yōu)點(diǎn)是，能夠較早發(fā)現(xiàn)軟件錯(cuò)誤，從而可防止錯(cuò)誤被傳播到軟件過(guò)程的后續(xù)階段。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，在大型軟件產(chǎn)品中檢測(cè)出的錯(cuò)誤，60%~70%屬于規(guī)格說(shuō)明錯(cuò)誤或設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，而正式技術(shù)復(fù)審在發(fā)現(xiàn)規(guī)格說(shuō)明錯(cuò)誤和設(shè)計(jì)錯(cuò)誤方面的有效性高達(dá)75%。由于能夠檢測(cè)出并排除掉絕大部分這類(lèi)錯(cuò)誤，復(fù)審可大大降低后續(xù)開(kāi)發(fā)和維護(hù)階段的成本。實(shí)際上，正式技術(shù)復(fù)審是軟件質(zhì)量保證措施的一種，包括走查（walkthrough)和審查（inspection）等具體方法。走查的步驟比審查少，而且沒(méi)有審查正規(guī)。2.走查走查組由4~6名成員組成。以走查規(guī)格說(shuō)明的小組為例，成員至少包括一名負(fù)責(zé)起草規(guī)格說(shuō)明的人，一名負(fù)責(zé)該規(guī)格說(shuō)明的管理員，一位客戶代表，以及下階段開(kāi)發(fā)組（在本例中是設(shè)計(jì)組）的一名代表和SQA小組的一名代表。其中SQA小組的代表應(yīng)該作為走查組的組長(zhǎng)。為了能發(fā)現(xiàn)重大錯(cuò)誤，走查組成員最好是經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)技術(shù)人員。必須把被走查的材料預(yù)先分發(fā)給走查組每位成員。走查組成員應(yīng)該仔細(xì)研究材料并列出兩張表：一張表是他不理解的術(shù)語(yǔ)，另一張是他認(rèn)為不正確的術(shù)語(yǔ)。走查組組長(zhǎng)引導(dǎo)該組成員走查文檔，力求發(fā)現(xiàn)盡可能多的錯(cuò)誤。走查組的任務(wù)僅僅是標(biāo)記出錯(cuò)誤而不是改正錯(cuò)誤，改正錯(cuò)誤的工作應(yīng)該由該文檔的編寫(xiě)組完成。走查的時(shí)間最長(zhǎng)不要超過(guò)2小時(shí)，這段時(shí)間應(yīng)該用來(lái)發(fā)現(xiàn)和標(biāo)記錯(cuò)誤，而不是改正錯(cuò)誤。走查主要有下述兩種方式：（1）參與者驅(qū)動(dòng)法。參與者按照事先準(zhǔn)備好的列表，提出他們不理解的術(shù)語(yǔ)和認(rèn)為不正確的術(shù)語(yǔ)。文檔編寫(xiě)組的代表必須回答每個(gè)質(zhì)疑，要么承認(rèn)確實(shí)有錯(cuò)誤，要么對(duì)質(zhì)疑做出解釋。（2）文檔驅(qū)動(dòng)法。文檔編寫(xiě)者向走查組成員仔細(xì)解釋文檔。走查組成員在此過(guò)程中不時(shí)針對(duì)事先準(zhǔn)備好的問(wèn)題或解釋過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出質(zhì)疑。這種方法可能比第一種方法更有效，往往能檢測(cè)出更多錯(cuò)誤。經(jīng)驗(yàn)表明，使用文檔驅(qū)動(dòng)法時(shí)許多錯(cuò)誤是由文檔講解者自己發(fā)現(xiàn)的。3.審查審查的范圍比走查廣泛得多，它的步驟也比較多。通常，審查過(guò)程包括下述5個(gè)基本步驟：（1）綜述。由負(fù)責(zé)編寫(xiě)文檔的一名成員向?qū)彶榻M綜述該文檔。在綜述會(huì)結(jié)束時(shí)把文檔分發(fā)給每位與會(huì)者。（2）準(zhǔn)備。評(píng)審員仔細(xì)閱讀文檔。最好列出在審查中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的類(lèi)型，并按發(fā)生頻率把錯(cuò)誤類(lèi)型分級(jí)，以輔助審查工作。這些列表有助于評(píng)審員們把注意力集中到最常發(fā)生錯(cuò)誤的區(qū)域。（3）審查。評(píng)審組仔細(xì)走查整個(gè)文檔。和走查一樣，這一步的目的也是發(fā)現(xiàn)文檔中的錯(cuò)誤，而不是改正它們。通常每次審查會(huì)不超過(guò)90分鐘。審查組組長(zhǎng)應(yīng)該在一天之內(nèi)寫(xiě)出一份關(guān)于審查的報(bào)告。（4）返工。文檔的作者負(fù)責(zé)解決在審查報(bào)告中列出的所有錯(cuò)誤及問(wèn)題。（5）跟蹤。組長(zhǎng)必須確保所提出的每個(gè)問(wèn)題都得到了圓滿的解決（要么修正了文檔，要么澄清了被誤認(rèn)為是錯(cuò)誤的條目）。必須仔細(xì)檢查對(duì)文檔所做的每個(gè)修正，以確保沒(méi)有引入新的錯(cuò)誤。如果在審查過(guò)程中返工量超過(guò)5%，則應(yīng)該由審查組再對(duì)文檔全面地審查一遍。通常，審查組由4人組成。組長(zhǎng)既是審查組的管理人員又是技術(shù)負(fù)責(zé)人。審查組必須包括負(fù)責(zé)當(dāng)前階段開(kāi)發(fā)工作的項(xiàng)目組代表和負(fù)責(zé)下一階段開(kāi)發(fā)工作的項(xiàng)目組代表，此外，還應(yīng)該包括一名SQA小組的代表。審查過(guò)程不僅步數(shù)比走查多，而且每個(gè)步驟都是正規(guī)的。審查的正規(guī)性體現(xiàn)在：仔細(xì)劃分錯(cuò)誤類(lèi)型，并把這些信息運(yùn)用在后續(xù)階段的文檔審查中以及未來(lái)產(chǎn)品的審查中。審查是檢測(cè)軟件錯(cuò)誤的一種好方法，利用審查可以在軟件過(guò)程的早期階段發(fā)現(xiàn)并改正錯(cuò)誤，也就是說(shuō)，能在修正錯(cuò)誤的代價(jià)變得很昂貴之前就發(fā)現(xiàn)并改正錯(cuò)誤。因此，審查是一種經(jīng)濟(jì)有效的錯(cuò)誤檢測(cè)方法。4.程序正確性證明測(cè)試可以暴露程序中的錯(cuò)誤，因此是保證軟件可靠性的重要手段；但是，測(cè)試只能證明程序中有錯(cuò)誤，并不能證明程序中沒(méi)有錯(cuò)誤。因此，對(duì)于保證軟件可靠性來(lái)說(shuō)，測(cè)試是一種不完善的技術(shù)，人們自然希望研究出完善的正確性證明技術(shù)。一旦研究出實(shí)用的正確性證明程序(即，能自動(dòng)證明其他程序的正確性的程序)，軟件可靠性將更有保證，測(cè)試工作量將大大減少。但是，即使有了正確性證明程序，軟件測(cè)試也仍然是需要的，因?yàn)槌绦蛘_性證明只證明程序功能是正確的，并不能證明程序的動(dòng)態(tài)特性是符合要求的，此外，正確性證明過(guò)程本身也可能發(fā)生錯(cuò)誤。正確性證明的基本思想是證明程序能完成預(yù)定的功能。因此，應(yīng)該提供對(duì)程序功能的嚴(yán)格數(shù)學(xué)說(shuō)明，然后根據(jù)程序代碼證明程序確實(shí)能實(shí)現(xiàn)它的功能說(shuō)明。在20世紀(jì)60年代初期，人們已經(jīng)開(kāi)始研究程序正確性證明的技術(shù)，提出了許多不同的技術(shù)方法。雖然這些技術(shù)方法本身很復(fù)雜，但是它們的基本原理卻是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。如果在程序的若干個(gè)點(diǎn)上，設(shè)計(jì)者可以提出關(guān)于程序變量及它們的關(guān)系的斷言，那么在每一點(diǎn)上的斷言都應(yīng)該永遠(yuǎn)是真的。假設(shè)在程序的P1,P2,…，Pn等點(diǎn)上的斷言分別是a(1),a(2)，…，a(n)，其中a(1)必須是關(guān)于程序輸入的斷言，a(n)必須是關(guān)于程序輸出的斷言。為了證明在點(diǎn)Pi和Pi+1之間的程序語(yǔ)句是正確的，必須證明執(zhí)行這些語(yǔ)句之后將使斷言a(i)變成a(i+1)。如果對(duì)程序內(nèi)所有相鄰點(diǎn)都能完成上述證明過(guò)程，則證明了輸入斷言加上程序可以導(dǎo)出輸出斷言。如果輸入斷言和輸出斷言是正確的，而且程序確實(shí)是可以終止的(不包含死循環(huán))，則上述過(guò)程就證明了程序的正確性。人工證明程序正確性，對(duì)于評(píng)價(jià)小程序可能有些價(jià)值，但是在證明大型軟件的正確性時(shí)，不僅工作量太大，更主要的是在證明的過(guò)程中很容易包含錯(cuò)誤，因此是不實(shí)用的。為了實(shí)用的目的，必須研究能證明程序正確性的自動(dòng)系統(tǒng)。目前已經(jīng)研究出證明PASCAL和LISP程序正確性的程序系統(tǒng)，正在對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)和改進(jìn)?，F(xiàn)在這些系統(tǒng)還只能對(duì)較小的程序進(jìn)行評(píng)價(jià)，毫無(wú)疑問(wèn)還需要做許多工作，這樣的系統(tǒng)才能實(shí)際用于大型程序的正確性證明。任何軟件開(kāi)發(fā)都是迭代過(guò)程，也就是說(shuō)，在設(shè)計(jì)過(guò)程會(huì)發(fā)現(xiàn)需求說(shuō)明書(shū)中的問(wèn)題，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程又會(huì)暴露出設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，……。此外，隨著時(shí)間推移客戶的需求也會(huì)或多或少發(fā)生變化。因此，在開(kāi)發(fā)軟件的過(guò)程中，變化（或稱為變動(dòng)）既是必要的，又是不可避免的。但是，變化也很容易失去控制，如果不能適當(dāng)?shù)乜刂坪凸芾碜兓?，?shì)必造成混亂并產(chǎn)生許多嚴(yán)重的錯(cuò)誤。13.6軟件配置管理軟件配置管理是在軟件的整個(gè)生命期內(nèi)管理變化的一組活動(dòng)。具體地說(shuō)，這組活動(dòng)用來(lái)：①標(biāo)識(shí)變化；②控制變化；③確保適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)了變化；④向需要知道這類(lèi)信息的人報(bào)告變化。軟件配置管理不同于軟件維護(hù)。維護(hù)是在軟件交付給用戶使用后才發(fā)生的，而配置管理是在軟件項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)就開(kāi)始，并且一直持續(xù)到軟件退役后才終止的一組跟蹤和控制活動(dòng)。軟件配置管理的目標(biāo)是，使變化更正確且更容易被適應(yīng)，在必須變化時(shí)減少所需花費(fèi)的工作量。1.軟件配置項(xiàng)軟件過(guò)程的輸出信息可以分為3類(lèi)：①計(jì)算機(jī)程序（源代碼和可執(zhí)行程序）；②描述計(jì)算機(jī)程序的文檔（供技術(shù)人員或用戶使用）；③數(shù)據(jù)（程序內(nèi)包含的或在程序外的）。上述這些項(xiàng)組成了在軟件過(guò)程中產(chǎn)生的全部信息，我們把它們統(tǒng)稱為軟件配置，而這些項(xiàng)就是軟件配置項(xiàng)。13.6.1軟件配置隨著軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的進(jìn)展，軟件配置項(xiàng)的數(shù)量迅速增加。不幸的是，由于前述的種種原因，軟件配置項(xiàng)的內(nèi)容隨時(shí)都可能發(fā)生變化。為了開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品，軟件開(kāi)發(fā)人員不僅要努力保證每個(gè)軟件配置項(xiàng)正確，而且必須保證一個(gè)軟件的所有配置項(xiàng)是完全一致的?？梢园衍浖渲霉芾砜醋魇菓?yīng)用于整個(gè)軟件過(guò)程的軟件質(zhì)量保證活動(dòng)，是專(zhuān)門(mén)用于管理變化的軟件質(zhì)量保證活動(dòng)。2.基線基線是一個(gè)軟件配置管理概念，它有助于我們?cè)诓粐?yán)重妨礙合理變化的前提下來(lái)控制變化。IEEE把基線定義為：已經(jīng)通過(guò)了正式復(fù)審的規(guī)格說(shuō)明或中間產(chǎn)品，它可以作為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，并且只有通過(guò)正式的變化控制過(guò)程才能改變它。簡(jiǎn)而言之，基線就是通過(guò)了正式復(fù)審的軟件配置項(xiàng)。在軟件配置項(xiàng)變成基線之前，可以迅速而非正式地修改它。一旦建立了基線之后，雖然仍然可以實(shí)現(xiàn)變化，但是，必須應(yīng)用特定的、正式的過(guò)程（稱為規(guī)程）來(lái)評(píng)估、實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證每個(gè)變化。除了軟件配置項(xiàng)之外，許多軟件工程組織也把軟件工具置于配置管理之下，也就是說(shuō)，把特定版本的編輯器、編譯器和其他CASE工具，作為軟件配置的一部分“固定”下來(lái)。因?yàn)楫?dāng)修改軟件配置項(xiàng)時(shí)必然要用到這些工具，為防止不同版本的工具產(chǎn)生的結(jié)果不同，應(yīng)該把軟件工具也基線化，并且列入到綜合的配置管理過(guò)程之中。軟件配置管理是軟件質(zhì)量保證的重要一環(huán)，它的主要任務(wù)是控制變化，同時(shí)也負(fù)責(zé)各個(gè)軟件配置項(xiàng)和軟件各種版本的標(biāo)識(shí)、軟件配置審計(jì)以及對(duì)軟件配置發(fā)生的任何變化的報(bào)告。具體來(lái)說(shuō)，軟件配置管理主要有5項(xiàng)任務(wù)：標(biāo)識(shí)、版本控制、變化控制、配置審計(jì)和報(bào)告。13.6.2軟件配置管理過(guò)程1.標(biāo)識(shí)軟件配置中的對(duì)象為了控制和管理軟件配置項(xiàng)，必須單獨(dú)命名每個(gè)配置項(xiàng)，然后用面向?qū)ο蠓椒ńM織它們。可以標(biāo)識(shí)出兩類(lèi)對(duì)象：基本對(duì)象和聚集對(duì)象（可以把聚集對(duì)象作為代表軟件配置完整版本的一種機(jī)制）?；緦?duì)象是軟件工程師在分析、設(shè)計(jì)、編碼或測(cè)試過(guò)程中創(chuàng)建出來(lái)的“文本單元”，例如，需求規(guī)格說(shuō)明的一個(gè)段落、一個(gè)模塊的源程序清單或一組測(cè)試用例。聚集對(duì)象是基本對(duì)象和其他聚集對(duì)象的集合。每個(gè)對(duì)象都有一組能惟一地標(biāo)識(shí)它的特征：名字、描述、資源表和“實(shí)現(xiàn)”。其中，對(duì)象名是無(wú)二義性地標(biāo)識(shí)該對(duì)象的一個(gè)字符串。在設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)軟件對(duì)象的模式時(shí)，必須認(rèn)識(shí)到對(duì)象在整個(gè)生命周期中一直都在演化，因此，所設(shè)計(jì)的標(biāo)識(shí)模式必須能無(wú)歧義地標(biāo)識(shí)每個(gè)對(duì)象的不同版本。2.版本控制版本控制聯(lián)合使用規(guī)程和工具，以管理在軟件工程過(guò)程中所創(chuàng)建的配置對(duì)象的不同版本。借助于版本控制技術(shù)，用戶能夠通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)陌姹緛?lái)指定軟件系統(tǒng)的配置。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的方法是，把屬性和軟件的每個(gè)版本關(guān)聯(lián)起來(lái)，然后通過(guò)描述一組所期望的屬性來(lái)指定和構(gòu)造所需要的配置。上面提到的“屬性”，既可以簡(jiǎn)單到僅是賦給每個(gè)配置對(duì)象的具體版本號(hào)，也可以復(fù)雜到是一個(gè)布爾變量串，其指明了施加到系統(tǒng)上的功能變化的具體類(lèi)型。3.變化控制對(duì)于大型軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，無(wú)控制的變化將迅速導(dǎo)致混亂。變化控制把人的規(guī)程和自動(dòng)工具結(jié)合起來(lái)，以提供一個(gè)控制變化的機(jī)制。典型的變化控制過(guò)程如下：接到變化請(qǐng)求之后，首先評(píng)估該變化在技術(shù)方面的得失、可能產(chǎn)生的副作用、對(duì)其他配置對(duì)象和系統(tǒng)功能的整體影響以及估算出的修改成本。評(píng)估的結(jié)果形成“變化報(bào)告”，該報(bào)告供“變化控制審批者”審閱。所謂變化控制審批者既可以是一個(gè)人也可以由一組人組成，其對(duì)變化的狀態(tài)和優(yōu)先級(jí)做最終決策。為每個(gè)被批準(zhǔn)的變化都生成一個(gè)“工程變化命令”，其描述將要實(shí)現(xiàn)的變化，必須遵守的約束以及復(fù)審和審計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。把要修改的對(duì)象從項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中“提取（checkout）”出來(lái)，進(jìn)行修改并應(yīng)用適當(dāng)?shù)腟QA活動(dòng)。最后，把修改后的對(duì)象“提交（checkin）”進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并用適當(dāng)?shù)陌姹究刂茩C(jī)制創(chuàng)建該軟件的下一個(gè)版本?！疤峤弧焙汀疤崛　边^(guò)程實(shí)現(xiàn)了變化控制的兩個(gè)主要功能——訪問(wèn)控制和同步控制。訪問(wèn)控制決定哪個(gè)軟件工程師有權(quán)訪問(wèn)和修改一個(gè)特定的配置對(duì)象，同步控制有助于保證由兩名不同的軟件工程師完成的并行修改不會(huì)相互覆蓋。在一個(gè)軟件配置項(xiàng)變成基線之前，僅需應(yīng)用非正式的變化控制。該配置對(duì)象的開(kāi)發(fā)者可以對(duì)它進(jìn)行任何合理的修改（只要修改不會(huì)影響到開(kāi)發(fā)者工作范圍之外的系統(tǒng)需求）。一旦該對(duì)象經(jīng)過(guò)了正式技術(shù)復(fù)審并獲得批準(zhǔn)，就創(chuàng)建了一個(gè)基線。而一旦一個(gè)軟件配置項(xiàng)變成了基線，就開(kāi)始實(shí)施項(xiàng)目級(jí)的變化控制?，F(xiàn)在，為了進(jìn)行修改開(kāi)發(fā)者必須獲得項(xiàng)目管理者的批準(zhǔn)（如果變化是“局部的”），如果變化影響到其他軟件配置項(xiàng)，還必須得到變化控制審批者的批準(zhǔn)。在某些情況下，可以省略正式的變化請(qǐng)求、變化報(bào)告和工程變化命令，但是，必須評(píng)估每個(gè)變化并且跟蹤和復(fù)審所有變化。4.配置審計(jì)為了確保適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)了所需要的變化，通常從下述兩方面采取措施：①正式的技術(shù)復(fù)審；②軟件配置審計(jì)。正式的技術(shù)復(fù)審（見(jiàn)13.5.2節(jié)）關(guān)注被修改后的配置對(duì)象的技術(shù)正確性。復(fù)審者審查該對(duì)象以確定它與其他軟件配置項(xiàng)的一致性，并檢查是否有遺漏或副作用。軟件配置審計(jì)通過(guò)評(píng)估配置對(duì)象的那些通常不在復(fù)審過(guò)程中考慮的特征（例如，修改時(shí)是否遵循了軟件工程標(biāo)準(zhǔn)，是否在該配置項(xiàng)中顯著地標(biāo)明了所做的修改，是否注明了修改日期和修改者，是否適當(dāng)?shù)馗铝怂邢嚓P(guān)的軟件配置項(xiàng)，是否遵循了標(biāo)注變化、記錄變化和報(bào)告變化的規(guī)程），而成為對(duì)正式技術(shù)復(fù)審的補(bǔ)充。5.狀態(tài)報(bào)告書(shū)寫(xiě)配置狀態(tài)報(bào)告是軟件配置管理的一項(xiàng)任務(wù)，它回答下述問(wèn)題：①發(fā)生了什么事？②誰(shuí)做的這件事？③這件事是什么時(shí)候發(fā)生的？④它將影響哪些其他事物？配置狀態(tài)變化對(duì)大型軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的成功有重大影響。當(dāng)大量人員在一起工作時(shí)，可能一個(gè)人并不知道另一個(gè)人在做什么。兩名開(kāi)發(fā)人員可能試圖按照相互沖突的想法去修改同一個(gè)軟件配置項(xiàng)；軟件工程隊(duì)伍可能耗費(fèi)幾個(gè)人月的工作量根據(jù)過(guò)時(shí)的硬件規(guī)格說(shuō)明開(kāi)發(fā)軟件；察覺(jué)到所建議的修改有嚴(yán)重副作用的人可能還不知道該項(xiàng)修改正在進(jìn)行。配置狀態(tài)報(bào)告通過(guò)改善所有相關(guān)人員之間的通信，幫助消除這些問(wèn)題。美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟件工程研究所在美國(guó)國(guó)防部資助下于20世紀(jì)80年代末建立的能力成熟度模型（capabilitymaturitymodel，CMM)，是用于評(píng)價(jià)軟件機(jī)構(gòu)的軟件過(guò)程能力成熟度的模型。最初，建立此模型的目的主要是，為大型軟件項(xiàng)目的招投標(biāo)活動(dòng)提供一種全面而客觀的評(píng)審依據(jù)，發(fā)展到后來(lái)，此模型又同時(shí)被應(yīng)用于許多軟件機(jī)構(gòu)內(nèi)部的過(guò)程改進(jìn)活動(dòng)中。13.7能力成熟度模型多年來(lái)，軟件危機(jī)一直困擾著許多軟件開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)。不少人試圖通過(guò)采用新的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)解決在軟件生產(chǎn)率和軟件質(zhì)量等方面存在的問(wèn)題，但效果并不令人十分滿意。上述事實(shí)促使人們進(jìn)一步考察軟件過(guò)程，從而發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問(wèn)題在于對(duì)軟件過(guò)程的管理不盡人意。事實(shí)證明，在無(wú)規(guī)則和混亂的管理之下，先進(jìn)的技術(shù)和工具并不能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，改進(jìn)對(duì)軟件過(guò)程的管理是消除軟件危機(jī)的突破口，再也不能忽視在軟件過(guò)程中管理的關(guān)鍵作用了。能力成熟度模型的基本思想是，由于問(wèn)題是由我們管理軟件過(guò)程的方法不當(dāng)引起的，所以新軟件技術(shù)的運(yùn)用并不會(huì)自動(dòng)提高軟件的生產(chǎn)率和質(zhì)量。能力成熟度模型有助于軟件開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)建立一個(gè)有規(guī)律的、成熟的軟件過(guò)程。改進(jìn)后的軟件過(guò)程將開(kāi)發(fā)出質(zhì)量更好的軟件，使更多的軟件項(xiàng)目免受時(shí)間和費(fèi)用超支之苦。軟件過(guò)程包括各種活動(dòng)、技術(shù)和工具，因此，它實(shí)際上既包括了軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)方面又包括了管理方面。CMM的策略是，力圖改進(jìn)對(duì)軟件過(guò)程的管理，而在技術(shù)方面的改進(jìn)是其必然的結(jié)果。CMM在改進(jìn)軟件過(guò)程中所起的作用主要是，指導(dǎo)軟件機(jī)構(gòu)通過(guò)確定當(dāng)前的過(guò)程成熟度并識(shí)別出對(duì)過(guò)程改進(jìn)起關(guān)鍵作用的問(wèn)題，從而明確過(guò)程改進(jìn)的方向和策略。通過(guò)集中開(kāi)展與過(guò)程改進(jìn)的方向和策略相一致的一組過(guò)程改進(jìn)活動(dòng)，軟件機(jī)構(gòu)便能穩(wěn)步而有效地改進(jìn)其軟件過(guò)程，使其軟件過(guò)程能力得到循序漸進(jìn)的提高。對(duì)軟件過(guò)程的改進(jìn)，是在完成一個(gè)又一個(gè)小的改進(jìn)步驟基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行的漸進(jìn)過(guò)程，而不是一蹴而就的徹底革命。CMM把軟件過(guò)程從無(wú)序到有序的進(jìn)化過(guò)程分成5個(gè)階段，并把這些階段排序，形成5個(gè)逐層提高的等級(jí)。這5個(gè)成熟度等級(jí)定義了一個(gè)有序的尺度，用以測(cè)量軟件機(jī)構(gòu)的軟件過(guò)程成熟度和評(píng)價(jià)其軟件過(guò)程能力，這些等級(jí)還能幫助軟件機(jī)構(gòu)把應(yīng)做的改進(jìn)工作排出優(yōu)先次序。成熟度等級(jí)是妥善定義的向成熟軟件機(jī)構(gòu)前進(jìn)途中的平臺(tái)，每個(gè)成熟度等級(jí)都為軟件過(guò)程的繼續(xù)改進(jìn)提供了一個(gè)臺(tái)階。CMM對(duì)5個(gè)成熟度級(jí)別特性的描述，說(shuō)明了不同級(jí)別之間軟件過(guò)程的主要變化。從“1級(jí)”到“5級(jí)”，反映出一個(gè)軟件機(jī)構(gòu)為了達(dá)到從一個(gè)無(wú)序的、混亂的軟件過(guò)程進(jìn)化到一種有序的、有紀(jì)律的且成熟的軟件過(guò)程的目的，必須經(jīng)歷的過(guò)程改進(jìn)活動(dòng)的途徑。每一個(gè)成熟度級(jí)別都是該軟件機(jī)構(gòu)沿著改進(jìn)其過(guò)程的途徑前進(jìn)途中的一個(gè)臺(tái)階，后一個(gè)成熟度級(jí)別是前一個(gè)級(jí)別的軟件過(guò)程的進(jìn)化目標(biāo)。CMM的每個(gè)成熟度級(jí)別中都包含一組過(guò)程改進(jìn)的目標(biāo)，滿足這些目標(biāo)后一個(gè)機(jī)構(gòu)的軟件過(guò)程就從當(dāng)前級(jí)別進(jìn)化到下一個(gè)成熟度級(jí)別；每達(dá)到成熟度級(jí)別框架的下一個(gè)級(jí)別，該機(jī)構(gòu)的軟件過(guò)程都得到一定程度的完善和優(yōu)化，也使得過(guò)程能力得到提高；隨著成熟度級(jí)別的不斷提高，該機(jī)構(gòu)的過(guò)程改進(jìn)活動(dòng)取得了更加顯著的成效，從而使軟件過(guò)程得到進(jìn)一步的完善和優(yōu)化。CMM就是以上述方式支持軟件機(jī)構(gòu)改進(jìn)其軟件過(guò)程的活動(dòng)。CMM通過(guò)定義能力成熟度的5個(gè)等級(jí)，引導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)不斷識(shí)別出其軟件過(guò)程的缺陷，并指出應(yīng)該做哪些改進(jìn)，但是，它并不提供做這些改進(jìn)的具體措施。能力成熟度的5個(gè)等級(jí)從低到高依次是：初始級(jí)（又稱為1級(jí)），可重復(fù)級(jí)（又稱為2級(jí)），已定義級(jí)（又稱為3級(jí)），已管理級(jí)（又稱為4級(jí)）和優(yōu)化級(jí)（又稱為5級(jí)）。下面介紹這5個(gè)級(jí)別的特點(diǎn)。1.初始級(jí)軟件過(guò)程的特征是無(wú)序的，有時(shí)甚至是混亂的。幾乎沒(méi)有什么過(guò)程是經(jīng)過(guò)定義的（即沒(méi)有一個(gè)定型的過(guò)程模型），項(xiàng)目能否成功完全取決于開(kāi)發(fā)人員的個(gè)人能力。處于這個(gè)最低成熟度等級(jí)的軟件機(jī)構(gòu)，基本上沒(méi)有健全的軟件工程管理制度，其軟件過(guò)程完全取決于項(xiàng)目組的人員配備，所以具有不可預(yù)測(cè)性，人員變了過(guò)程也隨之改變。如果一個(gè)項(xiàng)目碰巧由一個(gè)杰出的管理者和一支有經(jīng)驗(yàn)、有能力的開(kāi)發(fā)隊(duì)伍承擔(dān)，則這個(gè)項(xiàng)目可能是成功的。但是，更常見(jiàn)的情況是，由于缺乏健全的管理和周密的計(jì)劃，延期交付和費(fèi)用超支的情況經(jīng)常發(fā)生，結(jié)果，大多數(shù)行動(dòng)只是應(yīng)付危機(jī)，而不是完成事先計(jì)劃好的任務(wù)?？傊?，處于1級(jí)成熟度的軟件機(jī)構(gòu)，其過(guò)程能力是不可預(yù)測(cè)的，其軟件過(guò)程是不穩(wěn)定的，產(chǎn)品質(zhì)量只能根據(jù)相關(guān)人員的個(gè)人工作能力而不是軟件機(jī)構(gòu)的過(guò)程能力來(lái)預(yù)測(cè)。2.可重復(fù)級(jí)軟件機(jī)構(gòu)建立了基本的項(xiàng)目管理過(guò)程(過(guò)程模型),可跟蹤成本、進(jìn)度、功能和質(zhì)量。已經(jīng)建立起必要的過(guò)程規(guī)范，對(duì)新項(xiàng)目的策劃和管理過(guò)程是基于以前類(lèi)似項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使得有類(lèi)似應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的軟件項(xiàng)目能夠再次取得成功。達(dá)到2級(jí)的一個(gè)目標(biāo)是使項(xiàng)目管理過(guò)程穩(wěn)定，從而使得軟件機(jī)構(gòu)能重復(fù)以前在成功項(xiàng)目中所進(jìn)行過(guò)的軟件項(xiàng)目工程實(shí)踐。處于2級(jí)成熟度的軟件機(jī)構(gòu)，針對(duì)所承擔(dān)的軟件項(xiàng)目已建立了基本的軟件管理控制制度。通過(guò)對(duì)以前項(xiàng)目的觀察和分析，可以提出針對(duì)現(xiàn)行項(xiàng)目的約束條件。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人跟蹤軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本和進(jìn)度以及產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，并且識(shí)別出為滿足約束條件所應(yīng)解決的問(wèn)題。已經(jīng)做到軟件需求條理化，而且其完整性是受控制的。已經(jīng)制定了項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)，并且軟件機(jī)構(gòu)能確保嚴(yán)格執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目組與客戶及承包商已經(jīng)建立起一個(gè)穩(wěn)定的、可管理的工作環(huán)境。處于2級(jí)成熟度的軟件機(jī)構(gòu)的過(guò)程能力可以概括為，軟件項(xiàng)目的策劃和跟蹤是穩(wěn)定的，已經(jīng)為一個(gè)有紀(jì)律的管理過(guò)程提供了可重復(fù)以前成功實(shí)踐的項(xiàng)目環(huán)境。軟件項(xiàng)目工程活動(dòng)處于項(xiàng)目管理體系的有效控制之下，執(zhí)行著基于以前項(xiàng)目的準(zhǔn)則且合乎現(xiàn)實(shí)的計(jì)劃。3.已定義級(jí)軟件機(jī)構(gòu)已經(jīng)定義了完整的軟件過(guò)程（過(guò)程模型），軟件過(guò)程已經(jīng)文檔化和標(biāo)準(zhǔn)化。所有項(xiàng)目組都使用文檔化的、經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的過(guò)程來(lái)開(kāi)發(fā)和維護(hù)軟件。這一級(jí)包含了第2級(jí)的全部特征。在第3級(jí)成熟度的軟件機(jī)構(gòu)中，有一個(gè)固定的過(guò)程小組從事軟件過(guò)程工程活動(dòng)。當(dāng)需要時(shí)，過(guò)程小組可以利用過(guò)程模型進(jìn)行過(guò)程例化活動(dòng)，從而獲得一個(gè)針對(duì)某個(gè)特定的軟件項(xiàng)目的過(guò)程實(shí)例，并投入過(guò)程運(yùn)作而開(kāi)展有效的軟件項(xiàng)目工程實(shí)踐。同時(shí)，過(guò)程小組還可以推進(jìn)軟件機(jī)構(gòu)的過(guò)程改進(jìn)活動(dòng)。在該軟件機(jī)構(gòu)內(nèi)實(shí)施了培訓(xùn)計(jì)劃，能夠保證全體項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人員具有完成承擔(dān)的任務(wù)所要求的知識(shí)和技能。處于3級(jí)成熟度的軟件機(jī)構(gòu)的過(guò)程能力可以概括為，無(wú)論是管理活動(dòng)還是工程活動(dòng)都是穩(wěn)定的。軟件開(kāi)發(fā)的成本和進(jìn)度以及產(chǎn)品的功能和質(zhì)量都受到控制，而且軟件產(chǎn)品的質(zhì)量具有可追溯性。這種能力是基于在軟件機(jī)構(gòu)中對(duì)已定義的過(guò)程模型的活動(dòng)、人員和職責(zé)都有共同的理解。4.已管理級(jí)軟件機(jī)構(gòu)對(duì)軟件過(guò)程（過(guò)程模型和過(guò)程實(shí)例）和軟件產(chǎn)品都建立了定量的質(zhì)量目標(biāo)，所有項(xiàng)目的重要的過(guò)程活動(dòng)都是可度量的。該軟件機(jī)構(gòu)收集了過(guò)程度量和產(chǎn)品度量的方法并加以運(yùn)用，可以定量地了解和控制軟件過(guò)程和軟件產(chǎn)品，并為評(píng)定項(xiàng)目的過(guò)程質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。這一級(jí)包含了第3級(jí)的全部特征。處于4級(jí)成熟度的軟件機(jī)構(gòu)的過(guò)程能力可以概括為，軟件過(guò)程是可度量的，軟件過(guò)程在可度量的范圍內(nèi)運(yùn)行。這一級(jí)的過(guò)程能力允許軟件機(jī)構(gòu)在定量的范圍內(nèi)預(yù)測(cè)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量趨勢(shì)，在發(fā)生偏離時(shí)可以及時(shí)采取措施予以糾正，并且可以預(yù)期軟件產(chǎn)品是高質(zhì)量的。5.優(yōu)化級(jí)軟件機(jī)構(gòu)集中精力持續(xù)不斷地改進(jìn)軟件過(guò)程。這一級(jí)的軟件機(jī)構(gòu)是一個(gè)以防止出現(xiàn)缺陷為目標(biāo)的機(jī)構(gòu)，它有能力識(shí)別軟件過(guò)程要素的薄弱環(huán)節(jié)，并有足夠的手段改進(jìn)它們。在這樣的機(jī)構(gòu)中，可以獲得關(guān)于軟件過(guò)程有效性的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以對(duì)新技術(shù)進(jìn)行成本/效益分析，并可以優(yōu)化出在軟件工程實(shí)踐中能夠采用的最佳新技術(shù)。這一級(jí)包含了第4級(jí)的全部特征。這一級(jí)的軟件機(jī)構(gòu)可以通過(guò)