应用系统发展管理

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1、1 第十一章 應用系統發展管理 本投影片（下稱教用資源）僅授權給採用教用資源相關之旗標書籍為教科書之授課老師 （下稱老師）專用，老師為教學使用之目的，得摘錄、編輯、重製教用資源（但使用量 不得超過各該教用資源內容之80%）以製作為輔助教學之教學投影片，並於授課時搭配 旗標書籍公開播放，但不得為網際網路公開傳輸之遠距教學、網路教學等之使用；除此 之外，老師不得再授權予任何第三人使用，並不得將依此授權所製作之教學投影片之相 關著作物移作他用。 2 第十一章 應用系統發展管理 l 應用程式開發是軟體安全的第一步，軟體開發者必須了解 開發程序與模式，並導入相關之安全管理機制，以確保軟 體安全，本章介紹

2、與軟體開發相關之管理模式。軟體開發 也常忽略軟體測試，本章亦介紹各種軟體測試概念，以提 高系統之安全性。有良好的軟體開發管理才能使軟體系統 具備整體安全性，提供良好的服務。本章包含以下內容： 軟體系統開發 軟體發展模式 軟體測試 軟體建構管理 資訊安全架構 服務等級合約 3 11.1 軟體系統開發 l 軟體系統的發展是一個循環的過程，稱為系統發展生命週期 (System Development Life Cycle；SDLC)，如圖 11-1。基本上，系統發展生 命週期包含四個階段： 概念階段 發展階段 執行階段 結束階段 圖 11-1 系統發展的四個階段 4 11.1 軟體系統開發 l 軟體

3、系統的發展從概念階段開始，經過發展階段、執行階 段、結束階段，資訊系統開發完成且正式啟用。導入使用 一些時日之後，為了因應使用者需求的改變，系統需要修 正或更新，再回到系統分析的階段，再一次進入發展階段 ，如此週而復始。 l 為了控制軟體系統的品質、時效、與成本，軟體工程界發 展出各種可供參考的軟體系統發展模型。在1970 年由 Royce 等人發展出瀑布模式 (Waterfall Model) 。1971 年 由 Mill 等人發展遞增模式 (Incremental Model) 。1988 年 Boehm 發展出螺旋模式 (Spiral Model)。至1997 年，美 國卡內基美隆大學發

4、展出軟體能力成熟度整合模式 (Capacity Maturity Model Integration；CMMI)。而 1998 年，由Rational 公司發展出統一流程模式 (Rational Unified Process；RUP)。 5 11.2 軟體發展模式 l 軟體系統發展過程，遵循軟體發展模式，可以建立系統化 之步驟及執行程序，有利於標準、規範與政策之推行，使 得開發的過程更有效率，能確保品質，並且容易管理。不 同的軟體發展模式適用於不同的資訊系統開發。 6 11.2.1 瀑布模式 l 瀑布模式 ( Waterfall Model ) 是一種軟體系統開發方法，將系統開發過程分 成四

5、個階段：分析 (Analysis)、設計 (Design)、實作(Implementation) 與測試 (Testing)，明確定義每一階段的工作。當面對比較複雜的系統時，其實作階 段可以在細分成多個階段。例如圖11-2。 l 對於較小型或比較單純的系統時，使用瀑布模式來開發系統，各個階段所需 交付的文件與完成的任務都很明確，管理容易。但瀑布模式也有其缺點，必 須要等到最後階段，才能有成果，風險較高，如果分析階段不夠明確，設計 與實作階段都很難實施，修改原分析文件工程浩大，耗費時間與經費。 圖 11-2 瀑布模式 7 11.2.2 螺旋模式 l 螺旋模式 ( Spiral Model ) 如

6、迴圈般地持續發展系統 ，由雛型發展開始以至於 系統成熟。例如圖11-3， 螺旋模式包含四個階段： 決定目標、可行方案與限 制 開發雛型 發展與驗證下階段產品 規劃下階段 圖 11- 3 螺旋模式 8 11.2.2 螺旋模式 l 在發展雛型之前需要經過風險分析，方案評估與風險識別 並解決問題，這些是決定目標、可行方案與限制階段 的工作。發展與驗證下階段產品階段，則依雛型建立 模型與標竿，作為下階段參考，在本階段的工作，包含： 建立需求、設計、細部設計、單元測試、整合測試、驗證 測試等規劃設計。規劃下階段階段，則包含發展計劃 與整合測試計劃。依序重覆地執行上述四個階段工作，以 至於完成產品。 9

7、11.2.3 軟體能力成熟度模式 l 軟體能力成熟度模式可協助整合傳統上分開的企 業組織功能，並訂立流程改善目標及優先順序， 同時為欲實行最佳流程的公司提供指引及評估。 軟體能力成熟度模式依軟體發展的能力成熟分為 五個等級，如圖 11-4： 初始級 ( Initial ) 管理級 ( Managed ) 定義級 ( Defined ) 量化管理級 ( Quantitatively Managed ) 最佳化級 ( Optimizing ) 10 11.2.3 軟體能力成熟度模式 l 初始級成熟度沒有軟 體發展流程，只在事件發 生後，反應式的改進。 管理級成熟度已有專案 流程定義。定義級成 熟度

8、已有機構的流程定義 ，軟體發展依照一套正式 且有文件的流程，在既定 的發展模式，並積極改善 流程。量化管理級成 熟度盡可能了解發展流程 並量化，流程是可以度量 與控制，依照量化數據， 改進流程。最佳化級 成熟度能持續與專注在流 程改善。 圖 11- 4成熟度等級 11 11.2.4 Rational 統一流程 (RUP)模式 l Rational 統一流程 ( Rational Unified Process ； RUP) 具 有很多優點，是由Rational 公司發展，採用瀑布式改良開 發流程，在迭代的開發過程，建立了簡潔和清晰的過程結 構，為開發過程提供較大的通用性。 l 傳統上的項目組織

9、是順序地通過每個工作流 (Workflow)， 每個工作流只有一次，也就是我們熟悉的瀑布模式生命週 期。 12 11.2.4 Rational 統一流程 (RUP)模式 l RUP 模式軟體工程，由Rational 公司發展，採用 瀑布式改良開發流程，分為四個階段： 起始階段 (Initial phase) 精細規劃階段 (Elaboration phase) 建構階段 (Construction phase) 移轉階段 (Transition phase) 13 11.2.4 Rational 統一流程 (RUP)模式 l RUP中有九個核心的工作流 (Core Workflows)： 商業

10、建模 (Business Modeling) 需求 (Requirements) 分析和設計 (Analysis & Design) 實作 (Implementation) 測試 (Test) 部署 (Deployment) 配置和變更管理 (Configuration & Change Management) 項目管理 (Project Management) 環境 (Environment) 14 11.2.4 Rational 統一流程 (RUP)模式 l RUP 模式與傳統的瀑布模式相比較，其迭代過程 具有以下優點： 降低了經費支出的風險。管理與開發人員了解開發過程， 減少重覆開發的流

11、程，解省經費的支出。 降低了產品延誤上市的風險。通過在開發早期就確定風險 ，可以盡早來解決問題，而不至於延誤到開發後期，因匆 忙而無法解決問題。 加速工程進度。因為開發人員清楚問題的焦點所在，有利 於解決問題，提高工作效率。 15 11.3 軟體測試 l 軟體測試依照軟體發展程序，包含以下各種測試 ： 單元測試 (Unit Test) 功能測試 (Function Test) 整合測試 (Integration Test) 驗收測試 (User Acceptance Test；UAT) l 這些測試最終目的就是為了讓整個系統能夠正常 順利的運作，只要測試的項目涵蓋範圍夠廣泛完 整，那麼就可以精

12、確掌握各種可能的狀況，讓系 統出錯的機率降到最低。 16 11.3 軟體測試 l 在軟體發展完成交付使用前或發布前，需要經過 全面完整的測試，軟體測試方法有兩種： 白箱測試 ( White Box Testing ) 黑箱測試 ( Black Box Testing ) l 白箱測試，測試程式內部邏輯架構的正確性。白 箱測試使用測試資料，檢查特定的條件或迴圈， 是否與預計之狀態一致，判斷內部邏輯的正確性 。比較重要白箱測試方法是路徑測試 ( Path Testing ) 和資料流測試 (Data Flow Testing )。 17 11.3 軟體測試 l 黑箱測試，則是測試軟體是否符合功能需

13、求，對於軟體做 介面測試。如圖11-5，測試程式輸出與輸入之間的正確性 。 圖11-5 黑箱測試示意圖 18 11.3 軟體測試 l 白箱測試與黑箱測試皆是系統重要的測試，在測試概念、 測試要項與測試內容皆不一樣，其主要差異比較如表11-1 。 測試種類白箱測試黑箱測試 測試概念結構性測試功能測試 測試要項檢查特定的條件或迴圈，是否與 預期之狀態一致 不合乎規格或功能遺漏、介面 錯誤、功能錯誤、資料結構錯 誤、啟動或結束錯誤 測試內容軟體內容仔細檢查程式輸出與輸入之間的正確性 表11- 1白箱測試與黑箱測試之差異 19 11.4 軟體建構管理 l 為避免已審查定案的工作產出遭受任意更改，而造成

14、其他 相關人員工作之錯誤，則需要建立一套對建構項目妥善管 理控制的流程和方法，讓大家共同遵守，以避免失去控制 。 l 軟體建構管理，即是協調開發週期中相關的管理工作，以 避免版本的混亂與錯誤，尤其當用戶需求變更時；並採用 適當的管理工具，以增進管理的效率。 l 在系統上線營運時，要保持系統的完整性，若任意改變系 統的環境或參數時，會使系統不穩定、產生漏洞、缺失、 錯誤，降低系統之安全性，造成系統安全弱點。因此需要 完善的建構管理，以降低風險，提高系統安全性。 20 11.4 軟體建構管理 l 建構管理包含四項主要工作： 建構識別 ( Configuration Identification)

15、建構控制 ( Configuration Control) 建構狀態記錄 ( Configuration Status Accounting ) 建構審查 ( Configuration Audit) l 建構識別是為了要能有效率與清楚的控管建構項 目，必須針對每一個建構項目分別命名。建構管 理小組必須制訂建構項目的命名規則，以利建構 項目命名後的版本管理工作。 21 11.4 軟體建構管理 l 建構控制，系統開發完成或已上線的系統，若要更改系統 參數、程式、或架構，需要經由建構管理流程去改變，包 含三種程序： 需求控制 ( Request Control ) 變更控制 ( Change Co

16、ntrol ) 釋放控制 ( Release Control ) l 建構狀態記錄，任何異動都要提出申請，由建構管理人員 評估其影響層面，並通知專案負責人，由其召集相關單位 進行評估，並決定是否准予異動，並加以紀錄追蹤。 l 建構稽核，為達成對於建構管理系統中的項目的正確性， 建構管理人員需要定時檢視建構管理項目以確保其結構的 完整性。 22 11.4 軟體建構管理 l 建構管理需要建構管理工具的輔助，如圖11-6，為建構管理工具 Star Team ，圖中顯示其在管理軟體能力成熟度整合 ( CMMI ) 之各項文件 。 圖11-6 建構管理工具 23 11.5 資訊安全架構 l 企業資訊安全架構，涵蓋企業安全政策、隱私權保護、降 低威脅、交易與資料保護、應用程式安全、身份識別、存 取管理、實體安全與人員安全等重大安全議題進行分析評 估，以確保企業資訊安全程度能滿足內部營運及外部法規 之要求。 l 企業的資訊服務部門必須建置完善的資訊