敏捷方法在小型軟件企業(yè)軟件過程改進中的實踐

張安勤　田秀霞　彭源

摘 要：CMM/CMMI是國際上主要采用的軟件過程改進模型，但這些模型主要來源于大型軟件企業(yè)的軟件過程經(jīng)驗，在小型企業(yè)中實施起來存在一定困難。敏捷方法是一種“輕量型”的軟件開發(fā)方法。在敏捷方法開發(fā)過程中圍繞用戶的需求，采用迭代的方法進行開發(fā)。本文結合一個小型企業(yè)的軟件過程改進實踐，采用敏捷開發(fā)方法和CMM/CMMI相結合的思路，經(jīng)過兩年在上海某小型軟件企業(yè)的改革和實踐，探索到了適合小型軟件企業(yè)軟件過程改進的方法和模型。

關鍵詞：小規(guī)模軟件企業(yè)；敏捷方法；迭代方法；軟件過程改進

中圖分類號：TP311.5-4 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

能力成熟度模型CMM（Capability Maturity Model）及能力成熟度模型集成CMMI（Capability Maturity Model Integration）是國際上采用的軟件過程改進模型，是被廣泛應用于現(xiàn)代軟件企業(yè)的過程改進和評估中的主要模型。目前，在實施軟件過程改進的軟件企業(yè)中，超過一半的企業(yè)采用了CMMI作為過程改進的指導模型。但是，CMM/CMMI的主要是根據(jù)大型軟件企業(yè)的開發(fā)經(jīng)驗提出的，而我國軟件企業(yè)中大多數(shù)是中小型企業(yè)。CMMI過于龐大和復雜，對于這些小型企業(yè)來說，實施起來存在諸多困難。

為了使開發(fā)團隊具有高效工作和快速相應變化的能力，17位著名的軟件專家提出了敏捷方法（Agile Method）。敏捷方法的主要強調：優(yōu)秀的團隊成員是項目獲得成功的重要因素，可以工作的軟件勝過面面俱到的文檔，與客戶的合作勝過與客戶的談判，相應變化勝過遵循計劃。

敏捷方法是一系列“輕量型”的軟件開發(fā)方法，是以快捷、輕便的思維方式面對各種變化的新軟件工程思想的統(tǒng)稱。

極限編程（eXtreme Programming，XP）是敏捷過程中最負盛名的一個，其名稱“極限”二字的含義是指把好的開發(fā)實踐運用到極致。極限編程有許多有效開發(fā)實踐，這些實踐都是前人經(jīng)驗的總結，我們選擇了方便實現(xiàn)的客戶參與、代碼規(guī)范、代碼集體所有等進行了嘗試，在項目的開發(fā)中取得了較好的效果。

本人產學研所在的上海A公司是一個具有30多人的軟件公司，之所以選擇這樣規(guī)模的公司，是因為這樣的公司在國內具有代表性。而且現(xiàn)在鼓勵學生自主創(chuàng)業(yè)，如何在學生創(chuàng)業(yè)初期給予一定的指導，并給出一些指導模型尤為重要。本文結合A公司的軟件過程改進實踐提出了一種結合敏捷方法的小型軟件企業(yè)的軟件過程改進的模型，在項目的開發(fā)的實際過程中取得了不錯的效果，能給同類的企業(yè)提供一定的借鑒。

2 小規(guī)模企業(yè)軟件過程管理現(xiàn)狀（The present

situation of small scale enterprise software

process management）

2.1 小規(guī)模軟件企業(yè)的特點[1]

我國的軟件企業(yè)以中小企業(yè)為主，大多數(shù)是50人以下的小企業(yè)，這些小企業(yè)具有以下一些特點：

（1）員工的年齡比較年輕，但是卻沒有相應的培訓計劃。企業(yè)的領導認為員工的培訓是一種浪費時間與金錢、沒有回報的付出。

（2）小型軟件企業(yè)員工用戶需求變更頻繁，人員流動大。

（3）小型軟件企業(yè)的經(jīng)營者缺乏有效的管理手段，業(yè)務負責人大多是計算機、軟件和其他的相關專業(yè)，極少是管理專業(yè)，表現(xiàn)出人員的管理混亂，難以準確地掌握并控制產品及項目的開發(fā)成本。

2.2 小規(guī)模軟件企業(yè)應對策略[2]

由于小型軟件企業(yè)存在以上一些特點，導致了這些軟件開發(fā)企業(yè)經(jīng)常會遇到任務完成進度難以控制、項目延期，疲于應付需求的變更、軟件版本混亂、軟件質量難以保證、沒有有效的項目管理方法和實踐指導等問題，從而使得客戶滿意度降低。針對這些管理和與技術方面的問題，許多小型軟件開發(fā)企業(yè)已開始在軟件過程管理、軟件過程改進方面采取一系列措施和手段。

3 敏捷方法使用中存在的誤區(qū)（The misunderstanding

in the use of agile method）[3]

（1）敏捷方法沒有文檔，也不做設計

敏捷方法并不是所有的文檔都不寫，敏捷方法奉行的是“必要且意義重大的文檔”才寫。

敏捷遵循的是持續(xù)設計，并不是不設計。這實際上是將設計工作分到了每天的日常工作中，不斷的設計、改善。敏捷方法不是不設計，而是更重視設計。

（2）敏捷好，其他方法不好

似乎敏捷和其他方法是完全對立的。事實上敏捷方法也吸取了其他方法論的優(yōu)點，敏捷依然保持了很多歷史悠久的實踐和原則。

（3）敏捷就是XP，就是Scrum

XP和Scrum只是眾多敏捷方法中的兩種，還有很多其他的敏捷方法。

即使將XP或Scrum完全的應用到項目中，也不一定就能成功，適合別的項目的方法未必就適合所有的項目。最適合的方式還要在實際工作中探索和尋找。

4 軟件過程改進模型（Software process

improvement model）

在上海A公司的軟件開發(fā)過程中，筆者所在的軟件開發(fā)團隊借鑒了RUP中的迭代式開發(fā)和敏捷方法中若干有效的實踐方法，提出了一個結合敏捷方法的迭代的軟件過程改進模型。具體措施如圖1所示。

圖1 基于敏捷方法的迭代的軟件過程改進模型

Fig.1 The improved iterative software process model

based on agile method

4.1 重點突破[2]

軟件過程改進是要在一定程度上改變軟件企業(yè)現(xiàn)有的軟件開發(fā)和管理過程，對于已經(jīng)習慣了企業(yè)現(xiàn)有的工作方式的員工來說，大規(guī)模的改動不太容易被接受，也很難取得相應的效果。因此應該從企業(yè)當前存在問題的地方開始，重點突破。

軟件開發(fā)過程中的需求、設計、編碼等階段，主要依賴于企業(yè)的技術實力和開發(fā)人員的能力，對于項目計劃、軟件測試、配置和質量保證則依賴于軟件過程的改進和管理。

因此本文結合A軟件公司的特點以項目計劃、軟件評審和測試、配置和質量保證幾個方面作為軟件過程改進的重點突破點。

（1）項目計劃

項目計劃是項目成功的前提，大部分項目的失敗的原因都是不合理的計劃或者計劃執(zhí)行不到位。

項目計劃應從以下幾方面進行：

①應對項目進行準確的項目估算。參考歷史數(shù)據(jù)庫中的規(guī)模數(shù)據(jù)或者估算者所能做的最好猜測，估算待開發(fā)產品的規(guī)模。

②資源估算，這里主要是指人力資源，主要單位是人月、人天或者是人時。由于軟件工程師每個月能夠提供的有效資源有很大差異，人月會帶來額外的不確定性，因此建議使用人天和人時這樣的單位來描述項目的人力資源需求。而且在項目執(zhí)行時項目任務要充分并行，以提高人力資源的利用率。

③計劃安排不能過于樂觀，應留有一定余地，避免項目延期的情況。

④合理評估項目計劃的變更，充分考慮到所有可能會受到影響的因素。

（2）軟件評審和測試

為了盡可能地消除軟件產品中的缺陷，在我們的軟件過程改進模型中，采取了評審和測試兩種方法來發(fā)現(xiàn)和消除缺陷。

本模型的軟件評審和測試改進主要體現(xiàn)在以下方面：

①由于缺陷在開發(fā)過程中停留的越久，消除它的代價就越高，因此應盡早地消除缺陷。

②在軟件測試計劃中，引入個人評審和小組評審，有經(jīng)驗的評審者可以在產品進入測試之前發(fā)現(xiàn)，并消除80%左右的缺陷，這樣大大提高了測試消除缺陷的效率。

本模型以測試驅動開發(fā)，并引入評審機制，評審和測試工作貫穿于整個軟件開發(fā)過程。

（3）配置管理

配置管理的目的是建立和維護工作產品的完整性。本模型的配置管理措施如下：

①選擇合適的配置管理軟件。

②對軟件版本進行統(tǒng)一管理。

③規(guī)范配置項變更控制流程，使整個開發(fā)和管理過程可以被追溯。

（4）質量管理

在小型軟件企業(yè)中過于復雜的質量管理措施，往往不具有實用性，因此結合A公司的實際情況，本模型中采用了用缺陷管理代替質量管理，這樣大大簡化了質量管理的方法，使得質量管理更加易于操作。在質量管理過程中，以測試為驅動，結合軟件評審方法，可以顯著減少缺陷消除代價；而且質量人員就可以由評審和測試人員擔任，能夠減少人力成本。

4.2 個體軟件過程改進[4]

開發(fā)人員的技術水平和個人能力對軟件的質量起著決定性的作用。合格的軟件工程師，應該自己度量、跟蹤和管理自己的工作，應該自己管理軟件的質量，應該從自己開發(fā)過程的偏差中學習總結，建立持續(xù)的自我改進機制。

個體軟件過程改進的具體措施可以從時間管理、缺陷管理、規(guī)模度量和計劃管理等幾個方面著手，并以任務檢查單作為輔助工具。

①對于時間管理，我們要求軟件工程師先確定純工作時間，再確定日程上需要多少天（周）可以提供這么多的純工作時間。通過時間日志，個體軟件工程師可以了解時間的消耗情況，了解自己的有效工作時間狀態(tài)，從而更加有效地確定開發(fā)日程。

②缺陷管理要求工程師使用缺陷日志對各個階段發(fā)現(xiàn)的缺陷進行記錄。這些記錄的缺陷信息可以很方便地統(tǒng)計出缺陷在整個開發(fā)階段被引入和消除的狀況，從而為提升過程質量、更加有效地消除缺陷提供了參考。

③規(guī)模度量方面我們采用了代碼行作為度量的主要方式，并輔以功能點度量方式，從實際度量的效果來看，代碼行這種規(guī)模度量方式可以更好地反映實際開發(fā)成本。

④任務檢查單可以與計劃管理和缺陷管理搭配使用，有利于個人工作任務的管理。

圖2 PSP的訓練框圖

Fig.2 The train diagram of PSP

4.3 TSP與敏捷開發(fā)方法的結合[5]

軟件開發(fā)在絕大多數(shù)情況下是團隊作戰(zhàn)，團隊的有效性決定了產品的質量。TSP團隊在軟件項目開發(fā)過程中可運用。在A公司的軟件開發(fā)實踐中，我們結合了XP、RUP等敏捷方法，提高了軟件開發(fā)的效率和質量，形成了有自己風格的軟件開發(fā)過程模型。

（1）客戶作為開發(fā)團隊的成員

必須至少有一名客戶代表在項目的整個開發(fā)周期中與開發(fā)人員一起緊密地配合工作，客戶代表負責確定需求、回答開發(fā)人員的問題并且設計功能驗收測試方案。

（2）每日站立會議

通過每天舉行一次的“站立會議”，解決遇到的問題、調整迭代計劃。在每天的會議中主要關注三個問題：昨天完成了什么，今天需要做什么，有什么困難。這種方法每天所花時間一般只有15分鐘，但是效果非常好。既能促進項目組成員了解彼此的進展，獲得項目的真實情況、增強團隊的凝聚力、又能培養(yǎng)團隊的文化。

（3）編碼規(guī)范

開發(fā)團隊結合以前的工作，并參考一些公開的編碼規(guī)范，經(jīng)過多次討論和征求意見，制訂了符合團隊習慣的編碼規(guī)范。這種方法可以很好地增強程序的可讀性以及改善遺留系統(tǒng)可修改性。

（4）代碼集體所有

程序代碼屬于整個開發(fā)小組集體所有，小組的每個成員都有更改代碼的權利，每個成員都對全部代碼的質量負責。在具體實踐過程中，必須對代碼更改的情況進行記錄，包括修改人，修改時間，修改部分的修改前后的代碼。因為小型軟件企業(yè)的項目規(guī)模一般不大，開發(fā)團隊人員較少，每個開發(fā)人員都要承擔多種不同任務，實施“代碼集體所有”并輔以“編碼規(guī)范”，互相配合，修改代碼會變得比較容易，項目的人員調配也比較靈活。

4.4 有效地評價機制

為了檢驗模型的效果，特設置了一個評分規(guī)則[1]，列出一系列評分指標及權重，并通過若干位小軟件企業(yè)項目管理負責人和若干位專家進行評價。列出6個評分指標，每個指標的滿分指為10分，這些指標如表1所示。

表1 評價指標表

Tab.1 The evaluation index table

評價指標 不及格（6分以下） 及格（6-7分） 良好（7-9分） 優(yōu)秀（9-10分）

是否符合軟件規(guī)格說明

是否完成客戶提出的要求

是否易于軟件工程師理解、使用和接受

每個過程是否能取得明確的結果以及是否對外可見

是否會出現(xiàn)過程錯誤

是否易受外界問題的影響

5 結論（Conclusion）

軟件過程改進是一個循序漸進的過程，軟件企業(yè)需要在不斷的積累中持續(xù)改進。本文在A公司的過程改進實踐基礎之上定義了一個基于敏捷方法的迭代式的軟件過程改進模型。A公司在實踐這一模型時取得了如下的成效：

（1）項目組建立了規(guī)范的研發(fā)過程，使得項目開發(fā)有了可參照的過程標準[6]。

（2）能夠比較準確地估算項目，在此基礎上所做的項目計劃比較合理，項目延期的情況有了較好地改善。

（3）以測試驅動開發(fā)，并引入評審機制，評審和測試工作貫穿于整個軟件開發(fā)程，大大提高了軟件的質量，受到了客戶的好評。

（4）項目組成員養(yǎng)成了良好的配置管理習慣，使得軟件版本混亂和難以查找的問題得到了很好的改善。

（5）充分重視新進員工的培訓，在開發(fā)過程中嚴格進行規(guī)范的個體軟件過程改進。

（6）項目開發(fā)中結合了XP、RUP等敏捷方法，提高了軟件開發(fā)的效率和質量。

本人“產學研”項目所在的上海A公司是典型的小型軟件企業(yè)，在該公司的軟件開發(fā)和改進中提出的方法和過程可以供其他小型軟件企業(yè)進行過程改進借鑒和參考。

參考文獻（References）

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計算機應用與軟件，2011（4）：208-211.

作者簡介：

張安勤（1974-），女，博士生，副教授.研究領域：軟件工程.

田秀霞（1976-），女，博士，教授.研究領域：信息安全.

彭 源（1981-），女，博士，副教授.研究領域：圖像處理.