白曉穎與她的軟件工程之路

2001年8月，世界軍人錦標賽在圣彼得堡舉行，俄羅斯選手斯盧德諾夫以27秒25的成績打破了50米蛙泳的世界記錄。但遺憾的是，由于賽場內(nèi)的電子計時器出現(xiàn)故障，沒有記錄到斯盧德諾夫的成績。短暫休息后，斯盧德諾夫又以27秒25的成績再次打破世界記錄。誰料，他的這次成績?nèi)耘f不能作數(shù)，原因是裁判忘了重新啟動電子計時器……“就因為這樣，我所有的努力，以及數(shù)月來的訓練和準備工作全都白費了，真是讓人惱怒！”這位游泳健將絕望透頂?shù)卣f。

在比賽中出現(xiàn)任何技術故障，不僅會給運動員帶來無盡的懊惱和憤怒，還會影響賽事的精彩程度。因此，信息系統(tǒng)是關系到比賽質(zhì)量的一個關鍵因素，對于奧運會這樣的世界頂級賽事來說，信息系統(tǒng)的重要性更加不可估量，這就為奧運會籌備人員帶來了無法估量的壓力，白曉穎作為北京奧運會組織委員會的一員，從2002年進入奧組會到2008年8月24日奧運會閉幕，切切實實地感受了6年多的時間。直到奧運會圓滿結(jié)束，她才放下了一直懸著的心，真正松了一口氣。

白曉穎，清華大學副教授、計算機系軟件研究所副所長，主要研究領域為軟件工程，研究方向包括軟件測試、分布式系統(tǒng)、服務計算等。童年時父親從國外為她帶回的一個小小的游戲機，為她打開了通向計算機的一扇門。長大以后，她真正走入了這扇門中的那個計算機的世界，并且不斷攀登前行，走到了如今的遼闊天地。1995年畢業(yè)于西北大學計算機系之后，她考入了北京航空航天大學計算機系攻讀碩士。三年后碩士畢業(yè)，遠赴美國繼續(xù)攻讀博士學位，先后就讀于美國明尼蘇達大學和亞利桑那州立大學。2001年底，她學成回國，進入清華大學任教。

2001年7月，我國申辦2008年奧運會成功，舉國歡騰。2001年12月，北京奧運會組織委員會正式成立，雖然當時距2008年奧運會還有6年多的時間，但是大量的準備工作都要開始著手進行。從2002年1月份開始，奧組委開始著手成立各個領域的相關部門。技術部是最早籌建的部門之一，負責奧運會信息系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及場館技術系統(tǒng)的相關工作，年輕的白曉穎參與了清華大學計算機系與奧組委技術部的科技攻關合作，成為技術部的一員，白曉穎笑稱自己是北京奧運會最早的“技術志愿者”之一。

信息系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代奧運會成功的基礎和保障。奧運會信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、涉及面廣，項目實施規(guī)模大、周期長、風險高、難度大，也是奧運科技系統(tǒng)中技術含量高、應用范圍廣的主要部分之一。奧運會信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分析是充分了解系統(tǒng)特點，有效控制系統(tǒng)質(zhì)量、進度、預算的前提和保證。奧運會信息系統(tǒng)包括運動會管理系統(tǒng)、計時記分系統(tǒng)、現(xiàn)場成績處理系統(tǒng)及成績發(fā)布系統(tǒng)四個主要部分。各子系統(tǒng)及相關模塊分別由位于不同國家的不同機構(gòu)承擔，包括國際奧委會指定的頂級合作伙伴、頂級合作伙伴的分包商、以及主辦城市組委會所簽署的贊助商、提供商、開發(fā)商等，是典型的大型國際化外包項目，項目組織管理復雜。時限嚴格、大型遺產(chǎn)系統(tǒng)的繼承及再工程，以及包括技術、管理、操作各層面在內(nèi)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)復雜，是該項目所面臨的主要挑戰(zhàn)。奧運會的所有賽事都是“一次性藝術”，甚至是“一瞬間藝術”，任何人為失誤或技術漏洞，都會成為白玉瑕疵，無可補救。一次性的藝術異常精彩，但有時也會帶點殘酷。白曉穎和她的同事開始了馬拉松式的奧運會信息系統(tǒng)籌備工作。

面對奧運會信息系統(tǒng)質(zhì)量控制的挑戰(zhàn)，白曉穎和周立柱老師在2003～2005年承擔了國家科技部科技攻關項目《奧運會信息系統(tǒng)集成測試總體方案及集成測試管理平臺的預研》。本項目的主要目的是：為2008年北京奧運會信息系統(tǒng)集成測試的實施做好前期的預研、規(guī)劃和準備工作，降低風險；加強對測試的管理，為2008年北京奧運會信息系統(tǒng)地集成測試系統(tǒng)、有計劃、有組織、高效地進行奠定堅實的基礎，并最終達到提高奧運會信息系統(tǒng)可靠性的目的；加強測試隊伍的建設，為2008年北京奧運會信息系統(tǒng)集成測試的實施培養(yǎng)骨干力量。帶動軟件測試行業(yè)的發(fā)展，促進北京乃至全國的測試技術的發(fā)展，逐步探討軟件集成測試規(guī)范，為我國自己高水平的軟件集成測試標準的建立探討依據(jù)。

本項目的研究主要分為三部分：歷屆奧運會信息系統(tǒng)的開發(fā)和測試的調(diào)研，北京奧運會信息系統(tǒng)集成測試的總體方案的研究，以及測試管理平臺的預研。根據(jù)課題任務書的計劃，課題組完成了要求的研究工作：收集、整理、總結(jié)和分析了悉尼、鹽湖城和雅典三屆奧運會信息系統(tǒng)的相關技術資料，形成了兩份調(diào)研報告《技術體系架構(gòu)》和《集成測試分析》；立足于北京2008年奧運會的實際情況，參照往屆奧運會的最佳實踐，在軟件測試及軟件工程理論的指導下，形成了北京奧運會信息系統(tǒng)集成測試的總體規(guī)劃報告；研究開發(fā)了基于Web的、可應用于分布式開發(fā)環(huán)境的測試管理系統(tǒng)。

在收集和分析相關資料的基礎上，白曉穎還親自前往2004年奧運會舉辦城市雅典進行實戰(zhàn)考察，收集了大量第一手資料，對項目研究起到了重要作用。理論研究加上實地“取經(jīng)”，課題組交出了最后的答卷，完成了技術體系架構(gòu)分析集成測試分析兩份調(diào)研報告，從應用系統(tǒng)的功能、運行環(huán)境、接口、數(shù)據(jù)流等角度系統(tǒng)全面地分析了信息系統(tǒng)的軟件體系架構(gòu)；從項目管理、測試環(huán)境、以及測試用例等幾個方面，總結(jié)分析了往屆奧運會中系統(tǒng)集成測試的實施方式、經(jīng)驗和教訓。并在此基礎上完成了19萬字的總體規(guī)劃報告，結(jié)合北京奧運會的技術戰(zhàn)略，從人員組織、測試過程、進度計劃、質(zhì)量保證、策略選擇及風險分析、實驗室建設、測試工具選擇、標準與規(guī)范、經(jīng)費預算等九個方面，全面討論了北京奧運會集成測試的總體規(guī)劃方案，為奧運會信息系統(tǒng)的籌備工作，奠定了堅定的基礎。

報告提交以后，得到了相關專家的認可，認為調(diào)研報告詳細、準確、全面地反映了奧運會信息系統(tǒng)在測試目標、內(nèi)容、組織和管理方式等方面的要求，并評價課題組制定的集成測試總體方案系統(tǒng)、全面、切合實際、可操作性強。課題組的工作成果被直接應用于奧組委技術戰(zhàn)略，為北京奧運會信息系統(tǒng)的成功運行提供了有利保障，成為倫敦總結(jié)會中北京奧運會技術傳承的一個重要經(jīng)驗，得到國際奧委會會的高度評價。

經(jīng)過不斷學習和歷練，白曉穎在迅速成長，如今她已經(jīng)成為清華大學計算機軟件研究所副所長。作為項目負責人，她先后承擔了10余項包括科技攻關項目、國際合作項目、863計劃及973計劃項目在內(nèi)的科研項目，在國內(nèi)外期刊和軟件工程重要會議上發(fā)表論文70余篇，獲得了一系列研究成果。在服務化軟件研究方面，是國際上最早開展服務軟件測試技術研究的學者之一。從面向過程、到面向?qū)ο蟆⒌矫嫦蚍眨浖螒B(tài)與其開發(fā)方法發(fā)生了重大的變革，服務化已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)軟件的主要形態(tài)。服務化軟件具有代碼不可見、服務動態(tài)組合、在線演化的特點，使得傳統(tǒng)的以人工為主或是以程序分析為基礎的測試技術難以適用。針對這種新型的軟件范型的質(zhì)量問題，課題組從協(xié)同測試、自動化測試、在線測試三個方面，研究有效的測試方法和測試技術。另一個重要的研究方向是以機載軟件為背景，研究嵌入式軟件中模型驅(qū)動測試自動化技術。機載嵌入式軟件的規(guī)模和復雜度成指數(shù)級增長，機載軟件質(zhì)量控制實際上已成為世界航空業(yè)的一個挑戰(zhàn)性問題。課題組針對機載國產(chǎn)操作系統(tǒng)標準符合性測試的需要，實現(xiàn)了基于模型的測試自動化工具。