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1、硕士研究生学位论文题目：基于过程模板的软件工程经验管理 方法研究与实现 现有的软件工程管理技术和工程管理工具包括商品化的工具和研究型的原型系统仅仅提供工程的方案记录、简单的一致性检查、关键路径计算、信息发布、进度跟踪和报告辅助，而未能注重软件工程经验的管理。软件工程经理做方案和决策时，只能依赖自己及他人的经验，这些经验和见识通常是模糊、非量化、不全面、不可靠的。这往往导致工程难以在预期的时间和本钱内，为用户提供满足质量要求的软件。针对上述问题，我们就软件工程的经验管理问题展开了较为深入的研究，提出了一套涉及经验获取、表达、存储和应用，较为完整的管理方法基于过程模板的软件工程经验管理方法，并且开
2、发了相应的支撑工具北京大学工程管理工具Peking University Project Management，简称PKUPM。基于过程模板的软件工程经验管理方法的根本思想是：虽然软件工程在目标软件产品、工程范围、开发环境约束等方面各不相同，但是同一个组织中的软件工程的过程却存在较大的相似性，甚至同一个过程可以在不同的软件工程中复用。因此，可以为那些具有相同或相似过程需求的软件工程建立统一的过程模板，并基于此模板，对软件工程中的历史数据进行聚合、分析提取经验。经验提取出来后，存储在过程模板中，当新工程应用该过程模板时，应用经验为工程经理提供决策支持。关键词：工程管理、软件工程管理、软件工程经验
3、管理、软件过程、复用一、引言6问题的提出6本文目标和工作6论文组织6二、软件工程管理及软件过程的研究现状和相关工具8软件过程管理8软件过程管理概念8软件过程管理中的主要研究热点912207标准和1517标准10软件过程管理工具11软件工程管理11工程管理11软件工程管理概念12软件工程管理中的主要研究热点13软件工程管理工具13工程管理和过程管理的关系14软件工程经验管理14北京大学工程管理工具PKUPM15三、基于过程模板的软件工程经验管理17总体思路17软件工程经验管理问题的难点17解决方案总体介绍17软件工程数据和经验19软件工程数据19软件工程经验23软件工程经验的聚类和分类24基于特
4、征的软件工程经验聚类24基于领域的软件工程经验分类27软件工程经验的提取和应用29工程WBS到过程模板的映射29特殊经验的提取30概要经验的统计32软件工程经验应用33方法的评价36四、PKUPM经验管理局部的设计与实现37PKUPM总体设计37PKUPM整体结构37PKUPM功能分布38经验管理局部功能分解39查看框架过程模板和查看领域过程模板39创立新过程模板和初始化新过程模板40录入历史经验40查看经验统计信息40创立工程应用经验和工程结项提取经验40经验管理局部详细设计41类设计41接口设计42数据库设计44经验管理局部界面实现46五、总结和展望49本文工作的总结49进一步的研究49挖
5、掘软件工程规律49缩小经验管理粒度50参考文献51致谢53一、 引言1.1 问题的提出软件的工业化生产，不但需要先进的开发技术，而且需要工程化的管理方法。软件工程经常会出现延期、超支、被迫取消等现象，软件工程管理的好坏对工程的成败有着至关重要的意义。现有的软件工程管理技术和工程管理工具包括商品化的工具和研究型的原型系统仅仅提供工程的方案记录、简单的一致性检查、关键路径计算、信息发布、进度跟踪和报告辅助，而未能注重软件工程经验的管理。软件工程经理做方案和决策时，只能依赖自己及他人的经验，这些经验通常是模糊、非量化、不全面、不可靠的。这往往导致工程难以在预期的时间和本钱内，为用户提供满足质量要求的
6、软件。1.2 本文目标和工作针对上述问题，我们就软件工程的经验管理问题展开了较为深入的研究，提出了一套涉及经验获取、表达、存储和应用，较为完整的管理方法基于过程模板的软件工程经验管理方法，并且开发了相应的支撑工具北京大学工程管理工具Peking University Project Management，简称PKUPM。基于过程模板的软件工程经验管理方法的根本思想是：虽然软件工程在目标软件产品、工程范围、开发环境约束等方面各不相同，但是同一个组织中的软件工程的过程却存在较大的相似性，甚至同一个过程可以在不同的软件工程中复用。因此，可以为那些具有相同或相似过程需求的软件工程建立统一的过程模板，并
7、基于此模板，对软件工程中的历史数据进行聚合、分析提取经验。经验提取出来后，存储在过程模板中，当新工程应用该过程模板时，应用经验为工程经理提供决策支持。基于过程模板的软件工程经验管理方法有效的解决了软件工程的独特性导致的经验复用困难，为软件工程经理做方案和决策提供了可靠的、量化的、系统的依据。1.3 论文组织第二章介绍本文工作的领域背景，包括软件工程管理及过程管理的研究现状和相关工具。第三章介绍基于过程模板的软件工程经验管理方法，包括软件工程的数据和经验定义、基于特征的软件工程经验聚类方法、基于领域的软件工程经验分类方法、软件工程经验的提取与应用几个局部。第四章介绍基于过程模板的软件工程经验管理
8、方法的实现。第五章在对全文进行总结的根底上，对基于过程模板的软件工程经验管理方法的进一步研究提出了一些新的想法。二、 软件工程管理及软件过程的研究现状和相关工具自从1968年NATO北大西洋公约组织提出软件危机的概念以来，软件工程的开展已有三十多年。目前，软件工程的研究包括许多方面，其中软件开发技术的研究、管理方法的研究、支撑工具的研究与研制是三个重要的方面。早期的研究偏重于软件开发技术方面，但是近年来，管理方面的研究与实践越来越为研究人员和软件企业所重视。而管理方面的研究更多的是围绕着软件过程管理和软件配置管理，这两个领域的不少研究成果，包括标准、模型和工具，已经被广泛接受和推广应用。相对而
9、言，软件工程管理方面的研究还很不成熟。软件工程管理最早源于70年代中期。当时美国国防部曾立题专门研究软件工程做不好的原因，发现70%的工程是由于管理不善引起的，而并不是因为技术实力不够；进而得出一个结论，即管理是影响软件研发工程全局的因素，而技术只影响局部3。到了90年代中期，软件工程管理不善的问题仍然存在。据美国软件工程实施现状的调查，软件研发的情况仍然很难预测，大约只有10%的工程能够在预定的费用和进度下交付3。目前，软件工程管理技术还很不成熟。在工程实践中，工程管理仍然存在着较大的随意性，工程管理的好坏与工程管理者的个人经验关系密切。在支撑工具方面，已经出现了各种分析设计工具包括结构化的
10、和面向对象的、版本和配置管理工具、测试工具等，但是过程管理工具很少，软件工程管理工具更是几乎没有。2.1 软件过程管理软件过程管理和软件工程管理是软件管理中两个十分重要的领域，这两个领域存在许多重叠的内容，而且本文的软件工程经验管理方法思路来源于软件过程特点的启迪，所以本节先介绍软件过程的背景知识。2.1.1 软件过程管理概念软件过程可以定义为人们用于开发和维护软件及其相关产品如工程方案、设计文档、代码、测试用例和用户手册的一组活动、方法、实践和变换，包括软件工程活动和软件管理活动4。根据软件过程的这个定义，也可以认为软件过程管理是对活动的管理。软件过程管理主要帮助软件企业组织开发工作，协调开
11、发人员之间的工作，保证软件工程按照预定的轨迹开展演变。软件过程管理一般以对活动的管理为核心，同时以保证活动的有序实施为目的，还涉及对人员的管理和资源的控制。2.1.2 软件过程管理中的主要研究热点对软件过程管理的研究，主要集中在以下三个方面：l 对软件生存周期和开发方法进行研究，提出更加有效的过程模型。有效的过程模型能够表达软件开展与变化的自然特性，拥有足够的能力描述开发方法所关心的问题，为过程管理的实施打下根底。l 对管理的实施方法进行研究，提出更好的管理实施策略。研究出有效的过程模型并缺乏够，只有当有效的过程模型与良好的实施方法结合起来之后，才能够提高管理水平。l 根据前两项的研究结论，结
12、合最新的计算机控制技术，研究软件过程的计算机自动控制方法，并研制相应的过程管理系统5。软件能力成熟度模型CMM4和ISO9000质量保证体系23是软件过程管理研究的两个重要成果，它们从管理的角度对所有与软件开发过程相关的方面进行了研究，为软件开发过程的管理提供了指导。具体而言，CMM是软件能力成熟度模型Capability Maturity Model for Software，由美国卡内基梅隆大学CMU的软件工程研究所SEI为满足美国联邦政府评估软件供给商能力的要求而开发。这个模型便于确定软件组织的现有过程的能力和查找软件质量及过程改良方面最关键的问题，从而为选择过程改良战略提供指南4。IS
13、O9000质量保证体系最初是为制造硬件产品而制定的标准，不能直接作为软件产品质量标准。为了使ISO9000适用于软件开发、供给和维护，国际标准化组织ISO制定了ISO9000-3标准，全称为?质量管理和质量保证标准第三局部：在软件开发、供给和维护中的使用指南?。ISO9000-3可作为软件企业的过程改善框架，主要面向合同环境，站在用户立场对质量要素进行控制6。ISO/IEC/IEEE 12207信息技术软件生命周期过程标准下文简称为12207标准和IEEE 1517信息技术软件生命周期过程复用过程标准下文简称为1517标准那么是软件过程管理研究的另外两个重要成果，由于它们是本文工作的根底之一，
14、放在下节单独介绍。2.1.3 12207标准和1517标准12207标准是信息技术软件生命周期过程标准。它有两个版本：1国际版：ISO/IEC 12207；2美国版：IEEE/EIA 12207。这两个标准大同小异，统称为12207标准。12207标准结合了软件工程的共性术语集合、对于软件生命周期的普遍看法和著名的软件工程实践和经验，为软件过程提供了一般性的需求规约。12207标准不但全面地规约了软件生命周期中各个过程的需求，同时还将这些过程集成到了一个统一的生命周期过程框架内7。1517标准是信息技术软件生命周期过程复用过程标准，它完全依从12207标准，是对12207标准的补充，确定了在1
15、2207标准的生命周期框架中实现系统化复用Systematic Reuse的过程需求8。在12207标准的软件生命周期框架中，软件过程被分为根本过程、组织过程和支持过程3类，1517标准对其进行了扩充，参加了跨工程过程。每个过程类中包括假设干过程，每一个过程包括假设干个活动，每一个活动包括假设干个任务。按照“整体局部关系，软件生命周期框架构成了一个“生命周期过程过程类过程活动任务的5层树型结构，如图1所示。12207标准中的软件生命周期过程框架，以及1517标准对该框架的补充如图2所示。图1：12207标准图2：1517标准2.1.4 软件过程管理工具当前商业化的过程管理系统包括Rational公司的ClearGuide9和CA公司的Process Continuu
