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1、RUP过程与UML模型驱动开发方法 在证券研发项目中的应用实践新思维金融软件研发中心 软件构架师 胡协刚 内容提要n软件开发没有银弹n统一通道平台开发项目简介n项目的开发目录结构与RUP核心工件n贯穿全局的统一UML模型n用前景文档定义目标系统n软件构架文档与4+1视图n契约式开发与单元测试n自动化构建与持续集成n迭代开发模式软件开发没有银弹软件项目复杂、不确定和高风险n软件因其固有的复杂、不确定和高风险等属 性，使得其开发活动非常难以控制n软件产品用于解决一个或多个领域的现实问 题，不仅与其开发者本身直接相关，还牵涉 到客户、最终用户、第三方伙伴等众多涉众 ，所谓众口难调，但一个成功的软件必
2、须能 满足多方面的需求n软件所依赖的核心技术、项目的开发方法、 软件过程、项目管理和团队协作等，都是事 关项目成败的关键因素CMMI与RUPn根据CMMI的定义，软件过程要达到第三成熟 度等级，需要实施十八个关键过程域；普通 团队虽然不一定向此标准看齐，但实际上仍 然涉及到这十八个关键过程域所涵盖的近百 项活动，只不过可能实施的力度较小、质量 不高、或者忽略了活动本身的含义而已nRUP与CMMI第三成熟度等级相对应，定义了九 个核心准则（Discipline），和几百项活动n这还仅仅只是软件过程的范畴，项目中人的 管理、沟通以及具体的关键技术等等，其牵 涉面将更广软件开发没有银弹n诸多因素分属
3、不同的范畴，针对不同的 问题，需要应用不同的技术、技能和方 法，要求项目成员拥有不同的知识、素 质与背景n没有一种方法或途径能够解决软件项目 中所有的问题，即所谓“没有银弹”， 所以不要迷信存在所谓的一劳永逸的终 极解决方案成功意味着多方面的艰苦努力n软件项目适用于“木桶原理”，要获得成功 ，必须由所有成员在多个方面都付出艰苦的 努力，包括完成一些繁琐与枯燥的工作，并 保证任何一个环节都不出重大问题n在下面介绍的一个实际项目中，将会看到我 们是如何通过裁减RUP过程来主导项目的开发 活动，使用统一的UML模型来表达和沟通设计 ，利用共享的产品目录结构来协同开发，并 通过加强团队建设，扬长避短，
4、发挥各成员 的长处等总之从多个方面来努力，方才 最终达成项目成功的过程实例项目简介证券统一通道平台项目n项目的目标系统（统一通道平台）是在 证券公司总部和所有营业部网点统一部 署的、适应不同网络拓扑结构的、支持 内外网段物理安全隔离的、基于消息的 通讯中间件平台系统，用以支持热自助 、电话委托等各类外围客户端系统，集 中经纪业务系统、传统营业部柜台系统 等核心服务系统，以及银行端银证业务 系统等第三方系统的透明接入U C S 辐 射 型 拓 扑 部 署 结 构项目开发过程概貌n项目采用RUP的迭代开发生命周期模型，总计经历 了六次迭代，持续约八个月，项目组成员36人，耗 费共计685个工作人日
5、，最终有效代码30,471 行， 千行代码集成缺陷率低于1 n使用Clearcase UCM实施配置管理，并基于此组织项 目的产品目录结构，囊括了RUP定义的主要核心工件n使用Rose开发了统一的UML模型，从上下文分析、 功能用例模型、到设计模型、进程模型、部署模型 等，涵盖了项目大部分分析、设计成果，利用了 Rose的正向工程生成大部分代码框架n目标系统的分析、设计、编码完全实现面向对象项目开发过程概貌continuen项目以软件构架文档为中心，配合Rose模型、详细 设计文档，使得产品的设计比较到位n项目引入了契约式编程方法，编码语言为标准c+， 使用CppUnit测试框架进行较为广泛的
6、单元测试，对 产品的质量改进帮助很大n使用Ant+Cpptasks工具初步实现了自动化构建与集成n项目本身系公司的过程改进试点项目，集中了部门 最优秀的人员，大家都表现了良好的团队协作精神 ，建立了密切的私人关系n作为试点项目，其成果，已经作为模板工程在公司 大力推广项目的开发目录结构开发（产品）目录结构n开发（产品）目录结构的规划原则：满足不同 角色，在不同的项目阶段，对不同类型工件进 行访问的多种场景需求nClearCase Stream（流）的划分：- PCHL_V1_Integration整个项目所有工件的最终整合场所，用于 项目级基线构建、进行集成和确认集成测 试 - PCHL_V1
7、_Working需求、设计、管理、过程等工作场所- PCHL_V1_Dev项目所有构件的开发场所- PCHL_V1_Testing测试组 的测试场 所- PCHL_V1_Release发布演示场所U C M 工 程 示 例项目的开发目录结构continuen项目目录参照RUP的工件集来组织nClearcase VOB的划分：Infrastructures内部开发的相对独立、复用度强的基础应 用包，针对 第三 方产品进行封装的调用接口等Libraries从组织 外部获取的源码库 、开发组 件等，主要来自于开放 源码； PCHL_Components项目组针对 目标系统开发的构建于底层开发包、基础
8、设 施之上的所有构件 PCHL_SubSystems构建于底层开发包、基础设 施与所有构件之上的可执行子 系统（或系统），通常是目标系统的最终交付实体 PCHL_System项目目标系统主体工件目录，包含需求、设计 、集成、测 试等 PCHL_Managemen t项目的管理工件目录PCHL_Supports项目的过程、环境、标准等支持工件目录开 发 目 录 结 构 示 例项目产出的主要文档n证券统一通道平台前景文档n证券统一通道平台补充规约n证券统一通道平台软件构架文档nXXXX详细设计文档n软件开发计划n测试计划n系统性能测试报告n系统安装与配置手册n外围服务协议API应用开发手册统一的U
9、ML模型OMG的模型驱动架构nOMG主导的MDA（Model Driven Architecture）正在成为下一代软件开 发的主流模式n基本的模型转换关系：Computation Independent Model (CIM)- Platform Independent Model (PIM)- Platform Specific Model (PSM)- Implementation贯穿全局的统一UML模型n使用一个统一的可视化模型来表达项目的分 析、设计思想，进而通过标准的语言（UML） 来进行成员间的沟通，以减低传递过程中信 息丢失和错误理解的风险n利用建模工具（Rose）对双向工程（
10、Round Trip Engineering）的支持，初步实现MDA中 平台相关的模型到实施代码框架的转换（ PSM- Implementation）统 一 的 R o s e 模 型 示 例上 下 文 分 析 模 型 示 例需 求 模 型 示 例层 次 结 构 模 型 示 例详 细 设 计 模 型 示 例用 例 实 现 模 型 示 例实 施 （ 构 件 ） 模 型 示 例部 署 模 型 示 例前景文档与目标 系统边界用前景文档定义目标系统n根据软件应用的上下文（或业务建模） ，将要解决的领域问题，涉众（特别是 最终用户）对产品的要求，相关的限制 条件等，确定目标系统的定义n确定系统的范围，用
11、特性来定义系统， 并给出相关的优先级顺序n功能性特性将映射到系统用例产品定位n确定目标系统的市场背景n列明系统将要解决的重大问题n系统的概括定义涉众/用户及其需要n标识目标系统的最终用户与其他涉众， 以确定需求收集的来源n分析用户与涉众的基本特点，以帮助获 取与辨别系统的需求n列明用户与涉众针对目标系统的各类需 要（needs），它们决定了最终系统需 求产品概述n明确地定义目标系统n勾画目标系统的上下文环境与边界n列明目标系统的主要（能力）特性及其 提供给客户的利益n明示目标系统当前所做的假定和其依赖 的条件，它们将可能是未来引起需求变 更的重要因素产品特性n以特性（Feature）的方式定义
12、目标系 统的高层需求n特性表达了目标系统为了实现用户利益 而必须具备的能力（Capability）n特性是一种对外的服务，通常要求用户 提供一系列输入以得到响应的结果其它高层需求n设计约束限定了目标系统设计乃至实现 方案的选择范围n接口需求n质量范围概略描绘了目标系统的重要质 量需求n适用标准、硬件需求及环境需求等优先级n目标系统的产品特性优先级大致可以分 为：关键、重要和有用n特性优先级为项目开发顺序的选择提供 了原始依据（当然目标系统各构件间的 依赖关系对开发顺序的影响更大）n特性优先级是用于实施需求管理的重要 内容用例规约与补充规约n用例详述是对功能性特性的细化n系统用例的整体结构适于用
13、UML的Use Case模型表达n在UML模型中使用序列图描述所有的系 统用例是一种有效的表达方式n补充规约是对公共功能性需求和质量等 非功能性需求的细化软件构架文档与 4+1视图软件构架表述构架描述（构架文档）的用途n表达（软件）系统及其演化n用于系统涉众之间的交流n以一致的方式来评估与比较软件构架 n用来计划、管理与执行系统开发的各项活动 n表达系统的固有特性与支撑原则，以引导可 接受的变更 n验证系统的实现符合构架描述n充实软件密集系统的构架知识库（参考构架 ） 4+1视图n软件系统本身包含的内容太丰富且复杂，就 像建筑一样，人们无法同时从一个角度看到 其全貌，因此需要使用多个视图（Vi
14、ew）来 表达系统的构架 n视图是视点（Viewpoint）的实例，并拥有一 个或多个模型（Model）n4+1视图分别从外部功能，静态结构，动态行 为，运行时刻形态和物理部署拓扑等方面来 描述目标软件的构架构架设计目标与约束 n构架设计的目标首先要满足目标系统的关键 功能需求 n目标系统的质量需求、接口要求等对构架往 往产生决定性的影响n项目开发策略，例如第三方构件的选用等是 展开构架设计的重要基础n变更案例（Change Case）要求构架必须具备 相应的可扩展性和适应性n设计约束等则限定了构架方案选择的范围用例视图 n用例视图从用户使用的角度描述系统构 架的基本外部行为特性，通常包含业务
15、 用例模型与系统用例模型。n通常应选取用例模型中对系统构架的内 容产生重大影响的应用场景与用例集合 ，这些用例代表了系统主要的核心功能 ，往往决定了系统构架的基本组成元素 。系统概念模型 n描述目标系统的关键构架机制与概念， 主要表达系统为了满足主要软件需求， 而采用的相关构架模式、以及引用的重 要概念n标准的RUP构架文档模板中没有这一部 分，但是为了方便涉众理解构架，可以 增设此节逻辑视图 n逻辑视图从系统内在逻辑结构的角度描述系 统的基本结构与动态行为，通常包括分析模 型（Analysis Model）、设计模型（Design Model）以及数据模型（Data Model）等。n设计模
16、型说明了系统的组成元素、组织架构 和关系，并描述了各组成元素的协作以及状 态转换关系等（通过用例实现Use Case Realization予以表达）。进程视图 n进程视图从系统运行时刻的角度，描述 系统划分为进程、线程的结构，及其动 态关系。n模型主要说明进程、线程的分类，系统 构架敏感的主要边界类、控制类对象等 在进程、线程中的分布，以及它们之间 的创建、交互与消息通讯关系等 部署视图n部署视图从系统软硬件物理配置的角度 ，描述系统的网络逻辑拓扑结构。n模型包括各个物理节点的硬件与软件配 置，网络的逻辑拓扑结构，节点间的交 互与通讯关系等。同时还表达了进程视 图中的各个进程具体分配到物理节点的 映射关系 实施视图n实施视图从软件编译与构建的角度，描 述系统实施构件的组织结构与依赖关系 （主要是编译依赖）。n模型包括实施子系统和构件结构，及其 依赖关系。同时还表达了逻辑视图中各 个包和类分配到实施视图中的子系统和 构件的映射关系 契约式开发与单
