第3讲 计算机辅助软件工程(CASE)工具的选用

1第3讲计算机辅助软件工程(CASE)工具的选用1引言在软件工程应用中,计算机辅助软件工程(CASE)工具代表了支持软件开发、维护和管理技术的一个主要方面.在软件生存周期过程中,CASE工具辅助各个软件工程活动的实施,从软件的项目计划、需求分析、系统设计、编码调试、测试管理、运行维护,到支持软件的过程管理、质量保证等都发挥着越来越大的作用,大大提高了软件开发、维护和管理工作的效率,也使软件的质量得到了极大地提高.在众多的CASE工具面前,如何对CASE工具进行技术评价?软件组织如何选择适当的CASE工具?选择和采用工具的依据是什么?要考虑哪些因素?这是软件组织迫切需要解决的问题.本文将从CASE工具的分类、评价与选择和CASE工具的采用等方面加以阐述.22软件工程过程软件工程发展到今天,已不仅仅是关注于软件开发和软件的各种生存期模型的研究.自90年代初以来,人们开始更加强调软件开发的效率、软件的质量以及相关的软件管理问题,提出了软件工程过程的概念.所谓软件工程过程,是为了获得软件产品或是为了完成软件工程项目需要完成的一系列有关软件工程的活动.国际标准化组织和国际电工委员会在发布的国际标准ISO/IEC12207《信息技术软件生存周期过程》中,把软件的生存周期过程划分为5个基本过程、8个支持过程和4个组织过程.其中每个过程分别划分为一组活动,每个活动又进一步分为一组任务.如图1所示.343CASE工具的分类根据它们的功能、根据它们在软件过程各个活动中的使用、根据它们所支持的环境范围,可以进行多种分类.由于大多数CASE工具仅支持软件生存周期过程中的特定活动,因此按软件过程的活动通常可分为:·支持软件开发过程的工具:如需求分析工具、需求跟踪工具、设计工具、编码工具、排错工具、测试和集成工具等;·支持软件维护过程的工具:版本控制工具、文档工具、开发信息库工具、再工程工具(包括逆向工程工具、代码重构与分析工具)等;·支持软件管理和支持过程的工具:项目计划工具、项目管理工具、配置管理工具、软件评价工具、度量和管理工具等.54CASE工具的选择与采用通常,软件组织为提高工作效率,提高软件质量而选用CASE工具时,对需要什么样的工具,哪一种工具是最适合的,工具如何满足组织的目标,如何与组织的文化背景和应用环境相融合等问题常常是比较盲目的,缺乏充分依据,因而往往造成一些不必要的时间或资源的浪费.越来越多的实践表明,采用一种客观的CASE工具的评价、选择与采用机制,对软件组织选用合理的CASE工具,提高生产率,改进软件开发过程是十分必要的.64.1CASE工具的采用过程为了规范CASE工具的采用工作,指导软件组织成功地选择适用的工具,国际标准化组织和国际电工委员会于1999年发布了一项针对CASE工具采用的技术报告(ISO/IECTR14471:1999《信息技术CASE工具的采用指南》),就上述问题给出了一个推荐的采用过程.它全面、综合地研究了采用工作可能会遇到的各方面问题,考查了CASE工具的各种特性,将采用工作划分为4个主要过程、4个子过程和13个活动.这4个主要过程包括(如图2所示):·准备过程·评价和选择过程·试验过程·转换过程781)准备过程的主要工作是定义采用CASE的目标,将诸如提高软件组织的竞争地位、提高生产率等高层的商业目标分解细化为改进软件过程、提高设计质量等具体的任务和目标,分析、确定经济和技术上的可行性和可测量性,制订一个具体的执行计划,包括有关里程碑、活动和任务的日程安排,对所需资源及成本的估算,以及监督控制的措施等内容.这一过程由下面4个活动组成:·设定目标·验证可行性和可测量性·制定方针·制订计划在此过程中,需要考虑若干关键成功因素,比如采用过程的目标是否清晰并且是可测量的,管理层的支持程度,工具在什么范围内使用的策略,是否制订了在组织内推广使用工具的计划,工具的典型用法能否调整为与软件组织现行的工作流程或工作方法一致,是否制订了与采用过程有关的员工的培训内容,以及新旧两种工作方式转换时能否平稳进行,等等.制定方针时,组织可以剪裁这些关键成功因素,以满足自己的商业目标.92)评价和选择过程是为了从众多的候选工具中确定最合适的工具,以确保推荐的工具满足组织的要求.这是一个非常重要的过程.其中最关键的是要将组织对CASE工具的需求加以构造,列出属于CASE工具的若干特性或子特性,并对其进行评价和测量,软件组织根据对候选工具的评价结果决定选择哪一种工具.这一过程由4个子过程组成:·启始过程·构造过程·评价过程·选择过程3)试验项目过程是帮助软件组织在它所要求的环境中为CASE工具提供一个真实的试验环境.在这个试验环境中运用选择的CASE工具,确定其实际性能是否满足软件组织的要求,并且确定组织的管理规程、标准和约定等是否适当.它由4个活动组成:·启始试验·试验的性能·评价试验·下一步决策104)转换过程是为了从当前的工作流程或工作习惯转为在整个组织内推广使用新的CASE工具的过程.在此过程中,软件组织充分利用试验项目的经验,尽可能地减少工作秩序的混乱状况,以达到最大地获取CASE技术的回报,最小地减少CASE技术的投资风险的目的.这一过程由下述5个活动组成:·启始转换过程·培训·制度化·监控和持续支持·评价采用项目完成情况上述4个主要过程对大多数软件组织都是适用的,它覆盖了采用CASE工具所要考虑的各种情况和要求,并且不限于使用特定的软件开发标准、开发方法或开发技术.在具体实践中,软件组织可以结合自己的要求以及环境和文化背景的特点,对采用过程的一些活动进行适当地剪裁,以适应组织的需要.114.2CASE工具的选择与评价作为采用过程的重要一步——CASE工具的评价与选择,是对CASE工具的质量特性进行测量和评级,以便为最终的选择提供客观的和可信赖的依据.CASE工具作为一种软件产品,不仅具有一般软件产品的特性,如功能性、可靠性、易用性、效率、可维护性和可移植性,而且还有其特殊的性质,如与开发过程有关的需求规格说明支持和设计规格说明支持、原型开发、图表开发与分析、仿真等建模子特性;与管理过程有关的进度和成本估算、项目跟踪、项目状态分析和报告等特性;与维护过程有关的过程或规程的逆向工程、源代码重构、源代码翻译等特性;与配置管理有关的跟踪修改、多版本定义与管理、配置状态计数和归档能力等特性,与质量保证过程有关的质量数据管理、风险管理特性,等等.所有这些特性与子特性都是CASE工具的属性,是能用来评定等级的可量化的指标.12早在1995年,国际标准化组织和国际电工委员会发布了一项国际标准,即ISO/IEC14012《信息技术CASE工具的评价与选择指南》③.它指出:软件组织若想在开发工作开始时选择一个最适当的CASE工具,有必要建立一组评价与选择CASE工具的过程和活动.评价和选择CASE工具的过程,实际上是一个根据组织的要求,按照ISO/IEC9126《信息技术软件产品评价质量特性及其使用指南》④中描述的软件产品评价模型所提供的软件产品的质量特性和子特性,以及CASE工具的特性进行技术评价与测量,以便从中选择最适合的CASE工具的过程.技术评价过程的目的是提供一个定量的结果,通过测量为工具的属性赋值,评价工作的主要活动是获取这些测量值,以此产生客观的和公平的选择结果.评价和选择过程由4个子过程和13个活动组成.134.2.1初始准备过程这一过程的目的是定义总的评价和选择工作的目标和要求,以及一些管理方面的内容.它由3个活动组成:·设定目标提出为什么需要CASE工具?需要一个什么类型的工具?有哪些限制条件(如进度、资源、成本等方面)?是购买一个、还是修改已有的,或者开发一个新的工具?·建立选择准则将上述目标进行分解,确定作出选择的客观和量化的准则.这些准则的重要程度可用作工具特性和子特性的权重.·制定项目计划制定包括小组成员、工作进度、工作成本及资源等内容的计划.144.2.2构造过程构造过程的目的是根据CASE工具的特性,将组织对工具的具体要求进行细化,寻找可能满足要求的CASE工具,确定候选工具表.构造过程由3个活动组成:·需求分析了解软件组织当前的软件工程环境情况,了解开发项目的类型、目标系统的特性和限制条件、组织对CASE技术的期望,以及软件组织将如何获取CASE工具的原则和可能的资金投入等等.·收集CASE工具信息根据组织的要求和选择原则,寻找有希望被评价的CASE工具,收集工具的相关信息,为评价提供依据.·确定候选的CASE工具将上述需求分析的结果与找到的CASE工具的特性进行比较,确定要进行评价的候选工具.154.2.3评价过程评价过程的目的是产生技术评价报告.该报告将作为选择过程的主要输入信息,对每个被评价的工具都要产生一个关于其质量与特性的技术评价报告.这一过程由3个活动组成:·评价的准备最终确定评价计划中的各种评价细节,如:评价的场合、评价活动的进度安排、工具子特性用到的度量、等级等等.·评价CASE工具将每个候选工具与选定的特性进行比较,依次完成测量、评级和评估工作.测量是检查工具本身特有的信息,如:工具的功能、操作环境、使用和限制条件、使用范围等.评级是将测量值与评价计划中定义的值进行比较,确定它的等级.评估是使用评级结果及评估准则对照组织选定的特性和子特性进行评估.·报告评价结果评价活动的最终结果是产生评价报告.可以写出一份报告,涉及对多个工具的评价结果,也可以对每个所考虑的CASE工具分别写出评价报告.报告内容应至少包括:关于工具本身的信息、关于评价过程的信息,以及评价结果的信息.164.2.4选择过程选择过程应该在完成评价报告之后开始.其目的是从候选工具中确定最合适的CASE工具,确保所推荐的工具满足软件组织的最初要求.选择过程由4个活动组成:·选择准备其主要内容是最终确定各项选择准则,定义一种选择算法.常用的选择算法有:基于成本的选择算法、基于得分的算法和基于排名的算法.·应用选择算法把评价结果作为选择算法的输入,与候选工具相关的信息作为输出.每个工具的评价结果提供了该工具特性的一个技术总结,这个总结归纳为选择算法所规定的级别.选择算法将各个工具的评价结果汇总起来,给决策者提供了一个比较.·推荐一个选择决定该决定推荐一个或一组最合适的工具.·确认选择决定将推荐的选择决定与组织最初的目标进行比较.如果确认这一推荐结果,它将能满足组织的要求.如果没有一种合适的工具存在,也应能确定开发新的工具或修改一个现有的工具,以满足要求.17谢谢！