软件开发过程管理

第3章软件开发过程管理安博测试空间技术中心/联系电话：010-623032236230326062303230软件过程是指人们用于开发和维护软件及其相关产品的一系列活动、方法、实践和革新。软件开发过程管理是指在软件开发过程中，除了先进技术和开发方法外，还有一整套的管理技术。软件过程改进是针对软件生产过程中会对产品质量产生影响的问题而进行的，它的直接结果是软件过程能力的提高。现在常见的软件过程改进方法：ISO9000，SW-CMM和由多种能力模型演变而来的CMMI。3.1CMM和ISO90003.1.1SW-CMM和CMMISW-CMM简介为了保证软件产品的质量，1991年美国卡内基·梅隆大学软件工程研究所（CMU/SEI）将软件过程成熟度框架进化为软件能力成熟度模型（CapabilityMaturityModelForSoftware，简称SW-CMM），并发布了最早的SW-CMM1.0版。SW-CMM为软件企业的过程能力提供了一个阶梯式的进化框架，阶梯共有五级。3.1.1SW-CMM和CMMI1初始级2可重复级3已定义级4已管理级5优化级无序、混乱的软件过程。依赖个别人的努力和机遇。图CMM分级标准3.1.1SW-CMM和CMMI1初始级2可重复级3已定义级4已管理级5优化级建立基本的项目管理过程。相似项目，重复以往成果。图CMM分级标准3.1.1SW-CMM和CMMI1初始级2可重复级3已定义级4已管理级5优化级文档化、标准化和标准的软件软件过程。图CMM分级标准3.1.1SW-CMM和CMMI1初始级2可重复级3已定义级4已管理级5优化级软件过程和产品质量有详细的度量标准。图CMM分级标准3.1.1SW-CMM和CMMI1初始级2可重复级3已定义级4已管理级5优化级持续的对过程进行改进。图CMM分级标准3.1.1SW-CMM和CMMIKPA及KP除第一级外，SW-CMM的每一级都是按完全相同的结构组成的。每一级包含了实现这一级目标的若干关键过程域（KPA），每个KPA进一步包含若干关键实施活动（KP），无论哪个KPA，它们的实施活动都统一按六个公共属性进行组织，即每一个KPA都包含六类KP：1.目标2.实施保证3.实施能力4.执行活动5.度量分析6.实施验证3.1.1SW-CMM和CMMICMMI简介由于不同领域能力成熟度模型存在不同的过程改进，重复的培训、评估和改进活动以及活动不协调等一些问题。于是由美国国防部出面，美国卡内基·梅隆大学软件工程研究所（CMU/SEI）于2001年12月发布的CMMI1.1版本包括四个领域：软件工程（SW）、系统工程（SE）、集成的产品和过程开发（IPPD）、采购（SS）。3.1.1SW-CMM和CMMI

CMMI有两种不同的实施方法连续式－－主要是衡量一个企业的项目能力阶段式－－主要是衡量一个企业的成熟度

CMMI的五个台阶完成级管理级定义级量化管理级优化级

每一个台阶都是上面一阶台阶的基石。要上高层台阶必须首先踏上较低一层台阶。

3.1.2ISO9000质量标准

ISO9000

所谓“ISO9000”不是指一般意义上的一个质量保证标准，而是一族系列标准的统称。

作用强化品质管理，提高企业效益；增强客户信心，扩大市场份额；获得了国际贸易“通行证”，消除了国际贸易壁垒；节省了第二方审核的精力和费用；在产品品质竞争中永远立于不败之地；有效地避免产品责任；有利于国际间的经济合作和技术交流。3.1.3三者之间的比较选择SW-CMM还是CMMI的考虑实施企业的业务特点。实施企业对过程改进的熟悉程度。实施企业对过程改进项目的预算。实施企业是否可以使用阶段式的演进路线。实施CMM与CMMI可以平滑的转换。

ISO9001与CMM的关系ISO9001和CMM既有区别又相互联系，两者不可简单地互相替代。取得ISO9001认证并不意味着完全满足CMM某个等级的要求。取得CMM第2级(或第3级)不能笼统地认为可以满足ISO9001的要求。

软件生命周期软件从需求确定、设计、开发、测试直至投入使用，并在使用中不断地修改、增补和完善，直至被新的系统所替代而停止该软件的使用的全过程。

可划分为以下子阶段

1.可行性研究2.需求分析和定义3.总体设计4.详细设计5.编码（实现）6.软件测试、运行/维护据此相继产生了瀑布模型、螺旋模型、进化模型、原型模型、增量模型等。本节分别对这几种传统的软件开发生命周期模型予以介绍。

3.2传统软件开发生命周期模型3.2.1瀑布模型系统需求软件需求分析设计编码测试运行瀑布模型总结文档驱动的模型阶段间具有顺序性和依赖性项目开发周期较长实际项目很少按照该模型给出的顺序进行3.2.2原型模型3.2.2原型模型Prototypingmodel特点在需求定义之前，需要快速构建一个系统根据构建系统的优缺点，用户给开发人员提出反馈意见根据反馈意见修改软件需求规格，以便系统可以更正确地反映用户的需求减少各种假设以及风险3.2.3增量模型增量1增量2增量3增量4第一个增量发布第二个增量发布第三个增量发布第四个增量发布开发进度3.2.3增量模型

增量模型总结融合了瀑布模型和原型的迭代特征。每一个增量均发布一个可操作产品。3.2.4进化模型建造/修改原型听取用户意见用户测试运行原型

这个模型可看作是重复执行的多个瀑布模型。3.2.5螺旋模型原型1原型2原型3可运行原型需求计划生存期计划开发计划集成与测试软件需求需求确认设计确认与验证软件产品设计详细设计风险分析风险分析风险分析验收测试实现集成与测试单元测试编码开发、验证下一产品实施工程提交线评审累计成本风险分析评价方案，识别风险、消除风险制订计划决定目标方案和限制客户评估3.2.5螺旋模型

螺旋模型总结

基于风险驱动的开发模型,使用原型法或其它方法来尽量降低风险。适用于需求不明确的大规模软件项目3.3.1极限模型极限模型简介

2001年，为了避免许多公司的软件团队陷入不断增长的过程泥潭，一批业界专家一起概括出了一些敏捷开发过程的方法：SCRUM，Crystal，特征驱动软件开发（FeatureDrivenDevelopment，简称FDD），自适应软件开发（AdaptiveSoftwareDevelopment，简称ASD），以及最重要的极限编程（eXtremeProgramming,简称XP）。

3.3.1极限模型极限编程将开发阶段的4个活动（分析、设计、编码和测试）混合在一起，在全过程中采用迭代增量开发、反馈修正和反复测试。

3.3.1极限模型XP开发模型核心思想：交流（Communication）简单（Simplicity）反馈（Feedback）进取（Aggressiveness）

3.3.1极限模型优点采用简单计划策略，不需要长期计划和复杂模型，开发周期短；在全过程采用迭代增量开发、反馈修正和反复测试的方法，能够适应用户经常变化的需求。

缺点目前主要在小规模项目上应用并取得成功，但是否适用于中等规模或大规模软件产品，需慎重考虑；由于这个模型较新产品交付后维护成本是否降低，不能确定；对编码人员的经验要求高

3.3.2Rational统一过程（RUP）3.3.2Rational统一过程（RUP）

用例驱动

Concise,simple,andunderstandable

以体系结构为中心Effectivebasisforlarge-scalereuse

增量和迭代开发基于风险前驱的原则，渐进地展开分析、设计及其相关活动，每个迭代都会提供一次验证和调整模型机会，推动软件质量的提升。3.4.1质量与质量规划

软件质量是“所有描述计算机软件优秀程度的特性的组合”。软件质量度量模型由三层组成第一层为质量特性第二层为质量子特性第三层称为度量3.4.1质量与质量规划ISO／IEC9126–1991（GB／T16260–1996）标准标准定义的6个质量特性功能性可靠性易使用性高效性可维护性可移植性

质量规划指识别哪些质量标准适用于软件项目，并确定如何满足这些标准的要求

3.4.2质量体系、质量手册和质量计划质量体系指为保证产品、过程或服务质量，满足规定（或潜在）的要求，由组织机构、职责、程序、活动、能力和资源等构成的有机整体。

质量手册

是描述企业质量体系的文件。质量计划是质量管理（质量计划编制、质量保证和质量控制）的第一过程域。3.4.2质量体系、质量手册和质量计划质量体系、质量手册和质量计划之间的关系质量体系好比一个国家的法制机构，质量手册就如同宪法，是质量体系的文档化的体现。而为每个项目制定的质量计划类似地方法规，它在符合质量手册的前提下，根据自身的要求与特殊性，通过适当的裁减修正而来。

关系图3.4.3项目质量计划的内容

项目实施总体目标质量时间成本三者是一个相互制约、相互影响的统一体，其中任一项目标变化，都会引起另两个目标变化，并受其制约。

项目分类质量倾斜型体系工期倾斜型体系成本倾斜型体系3.4.3项目质量计划的内容项目选型、软件开发各阶段配置管理、岗位职责与团队组织项目制度的制定等方面都应该是包含在项目质量计划中的内容3.4.4质量目标

软件生命周期三大阶段（以传统的瀑布模型为例）软件定义软件开发软件使用与维护阶段需要监控的关键元素问题定义关于规模和目标的报告书可行性研究系统的高层逻辑模型：数据流图，成本/效益分析需求分析系统的逻辑模型：数据流图（MSC图），数据字典（类清单、对象间关系），算法描述总体设计可能的解法：系统流程图，成本/效益分析推荐的系统结构：层次图，结构图详细设计编码规格说明综合测试综合测试方案和结果完整性一致的软件配置维护完整准确的维护记录3.4.4质量目标各阶段的关键元素3.4.5项目质量计划的编写

质量计划应说明项目管理小组如何具体执行它的质量策略。目的规划出哪些是需要被跟踪的质量工作，并建立文档，此文档可以作为软件质量工作指南，帮助项目经理确保所有工作按计划完成。

编写准则具体情况具体对待，没有统一定律。

3.4.6按照质量计划实施有效的质量控制

质量计划确定后，按其建立的质量管理体系，各责任单位必须按PDCA质量环的要求，实施有效的质量控制。

质量控制可分为两个阶段监测控制质量控制应贯穿于项目的整个过程。项目收尾的两个阶段项目评估项目终止项目收尾阶段的质量控制是一个非常重要而又容易忽视的内容。3.6本章小结讲述了软件开发过程管理需要掌握的部分知识。介绍了ISO9000，CMM和CMMI三种常见的软件过程改进方法，并比较了它们之间的异同，对于选取哪种方法给予了建议。详细介绍了多种软件开发生命周期模型的特点、优缺点，对于软件开发中的相当重要的项目选型工作提供了参照。此外还介绍了质量计划的定义和详细的模版。(质量计划的制定对于软件质量控制的重要性非同小可，它涉及的范围很广，需要制定的内容相当多，部分内容读者可以在其它章节去详细了解。)3.7复习思考题CMM和CMMI的五个级别分别是什么？CMM和CMMI的关系是什么？在软件企业中推行ISO9000的意义何在？传统的软件开发生命周期可以分为哪几个子阶段？原型模型可以细分为哪两种？它们的内容是什么？你觉得进化模型和螺旋模型有哪些相似之处吗？它们的核心思想是什么？质量体系、质量手册和质量计划的联系何在？在需求分析阶段需要监控的关键元素是什么？第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量