Chapter 11 The Software Development Process

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1 Chapter 11 The Software Development Process
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2 In this chapter What’s the Software Development Process?
The important of Process---Why we use Processes? The PSP Process Flow and Scripts The Software Development Process Model (Added) 山东大学齐鲁软件学院

3 Why we use Processes? A process is a defined set of steps for doing a job. Each step or phase has specific entry criteria satisfied before starting Each step or phase has specific exit criteria satisfied before completing Process is important in SE for the quality of process largely determined the quality and productivity of engineer’s work. 山东大学齐鲁软件学院

4 Then PSP… Help you be a more effective software engineer.
Help measure and improve the way you work. Help you develop programs. Show how using processed can improve the way you work. 山东大学齐鲁软件学院

5 Then what’s the process meaning?
Definition A series of actions, changes, or functions bringing about a result; A series of operations performed in the making or treatment of a product; Process of cooking eggs; Process of learning swimming; Result and process 山东大学齐鲁软件学院

6 Software Development Process
A model of what, when, who, how in software development process. The purpose of Software Development Process is to make the Software Development to be repeatable, manageable, final to be improvable. So far there are so many models for software development process, and the study of the process model is still ongoing. Waterfall---瀑布模型 Rapid prototyping---快速原型 Iterative approach---统一软件开发过程的迭代法 Extreme Programming (XP)---另外的（新一代？）软件工程方法模型 山东大学齐鲁软件学院

7 PSP Process Flow 山东大学齐鲁软件学院

8 PSP Related Definitions
Defined Process: comprising Scripts, forms, templates and standards. Process Script: a written set of steps the process users or agents follow. Forms: Logs or summaries. Templates and standards 山东大学齐鲁软件学院

9 The Process Script---Planning
Obtain the requirements for the project. Complete the unshade plan portions of the Project Plan Summary form. Enter the time you took to do this planning in the Time Recording Log. Requirement elicitation and program size estimation are the main tasks of this process. 山东大学齐鲁软件学院

10 The Process Script---Design
Program design is a step by step elaborating process. Design process and representation depends on the different software development process model. Logical Diagram---See an example in Page 233. Pseudo code ---See an example in Page 234. UML Use case 山东大学齐鲁软件学院

11 UML use case Use case Diagram Query available items Customer
Creater Orders Order operator Renew Orders 山东大学齐鲁软件学院

12 Elaboration of use case diagram ---Interactive sequential graph
Contents Product items Repertory items Customer Available items Qurey Product item Query Repertory Info:= Repertory items query Product information Available items Details 山东大学齐鲁软件学院

13 The Process scripts---Coding
Implement the design by coding in the selected programming language. Use a consistent coding format and follow the coding standards. See formats and standards list in table 14.9 in Page 189 as a reference. 山东大学齐鲁软件学院

14 The Process Script---Compile
Compile the source codes and correct all the defects found until the program compiles properly without any error messages. Record the compile time in the Time Recording Log. Time spent counting: All the time spent in this phase is counted, including time used by code correcting and design changing procedure. 山东大学齐鲁软件学院

15 The Process Script---Test
Run enough test to ensure the program meets all the requirements. Run a comprehensive set of test without any errors. Record the time spent in this phase in the Time Recording Log. All the time spent in this phase is counted as test time, including correcting the code, fixing the defects, changing the design and recompiling. 山东大学齐鲁软件学院

16 The Process Script -- Postmortem
Complete all the actual entries in the Project Plan Summary form. Finally Record the time spent by this phase and calculate the total development time and other calculations. 山东大学齐鲁软件学院

17 Checkpoints and phase Checkpoints provide precise reference points for measuring project status. The software development process further extends the checkpoints idea from a few points to all the process phases. Each phase produces a specific result and hence the completion of a phase is a measurable checkpoint. 山东大学齐鲁软件学院

18 The updated project plan summary form
PSP Project Plan Summary  Student Date Program Program # Instructor Language The updated project plan summary form 山东大学齐鲁软件学院

19 The updated project plan summary form
PSP Project Plan Summary  Student Date Program Program # Instructor Language The updated project plan summary form 山东大学齐鲁软件学院

20 The updated project plan summary form
PSP Project Plan Summary  Student Date Program Program # Instructor Language The updated project plan summary form 山东大学齐鲁软件学院

21 A planning example Minutes/Loc Loc/hour Program size
Time in phase-total Maximum time Minimum time To date % 山东大学齐鲁软件学院

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23 PSP Project Plan Summary
 Student Date Program Program # Instructor Language 山东大学齐鲁软件学院

24 An example of to date calculate
An example of to date calculate 山东大学齐鲁软件学院

25 PSP Project Plan Summary
 Student Date Program Program # Instructor Language 山东大学齐鲁软件学院

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27 PSP Project Plan Summary
 Student Date Program Program # Instructor Language 山东大学齐鲁软件学院

28 软件系统开发三要素 技术技能：编程技能是软件开发的核心，除此之外，其他方面的技能也很重要，如工程实践技能、掌握应用领域知识的技能等； 方法过程：开发所采用的方法与步骤； 团队合作：目前一个系统的开发已不是凭一己之力可完成的，软件开发已是一种群体活动。 内功 套路 阵法 山东大学齐鲁软件学院

29 技术技能 计算机科学基础和严密的逻辑思维 工程实践的技能， 应用领域知识的掌握 数据结构、离散数学、编译原理
面向对象（Object-Oriented）技术 工程实践的技能， 系统分析、编写文档、源码控制、使用工具等 应用领域知识的掌握 工业界最需要的是对IT技术和行业知识都精通的开发人员 一个开发人员应该从心理上作好积极的准备去学习行业应用领域的知识 山东大学齐鲁软件学院

30 方法过程 针对开发的随意性，即边写边改（code and fix）提出 著名的如 借鉴了其他工程领域的方法 “瀑布式”过程
CMM：传统方法的顶峰，严格的重型方法。 极限编程（Extreme Programming 或简称XP） 借鉴了其他工程领域的方法 瀑布法----生产线 RUP----并行工程 XP ----敏捷制造 山东大学齐鲁软件学院

31 团队合作 软件开发中团队合作尤为重要 最重要的是人际交流沟通能力。这包括知会、倾听、表述、讨论、处理冲突等技能。
主要是反映在讨论设计方案、建立编码标准、相互审阅源码以及检讨调整开发过程等。 项目管理者需要随时向大家通报项目进展情况，让大家知道自己的工作对项目的成功所起的作用，使每个人都有参与感和成就感。 山东大学齐鲁软件学院

32 Models of software development process— Software product Life Cycle Models
Static scripts of processes in software developing，to guide the performances of the process users or agents. Process should be risk driven, not Documents or Coding driven---Barry Boehm. 萌芽阶段 由编码、修改到分阶段开发，受传统制造业的影响 但传统制造业非常流行的过程模型在软件产品开发时不适合——软件产品的可变性 现代制造业面临的挑战及对策-参数化、变量化、敏捷化 采用CMM标准，改进软件过程，提高软件能力成熟度，我们的最终目的是建立先进的软件制造和管理体系。 　　一个企业的产品制造和管理体系，是有效控制成本和产品质量的关键条件，决定企业的成败。 　　对于已有多年历史的机械、化工、家电、汽车等传统产业来说，产品制造和管理体系的重要性比较容易理解。但对于软件企业而言，由于软件这种智力产品的独特性及其从工艺品、作品、产品以至商品这样一个产品形态变迁过程的复杂性，这个问题就要难得多了。 　　一个软件产品，从最初立项，经过设计、编码、测试、试用、发布，经过销售、安装、竣工测试、交付使用，以及在使用长过程中的产品维护，是一个完整的、一环都不能少的大过程（这就是教科书上讲的狭义的软件生命周期），在这个大过程中还涉及到企业内部的岗位设置、角色定义、职责分工、流程规范、资产共享，以及相关的同样不能少的多个支持过程和项目管理过程。所有这些问题的明确规定以及作为企业规范而得到有效实施的管理制度，就构成了软件企业的软件制造和管理体系。因此，采用先进的标准（如CMM或CMMI），遵循企业的发展目标，结合企业的实际情况，明确定义适用于恒生当前和今后若干年的实践需要的软件生命周期模型，确定岗位设置、角色定义、职责分工，进而定义软件过程和规程，就是建立这样一个制造和管理体系的实践中首先要解决的关键问题。 山东大学齐鲁软件学院

33 Waterfall 最终期限 前提条件是系统需求必须是明确的，一经完成就应该不变了。而在现实世界中，特别是在商用系统开发中，需求通常是模糊的
设计 编码和单元测试 70年代提出 一度奉为经典 严格按逻辑步骤执行 严格而详细的文档 需求变更被“冻结” 系统集成 运行和维护 最终期限 山东大学齐鲁软件学院

34 Rapid prototyping 山东大学齐鲁软件学院

35 Iterative approach in RUP
RUP可以用二维坐标来描述。横轴通过时间组织，是过程展开的生命周期特征，体现开发过程的动态结构，用来描述它的术语主要包括周期(Cycle)、阶段(Phase)、迭代(Iteration)和里程碑(Milestone)；纵轴以内容来组织为自然的逻辑活动，体现开发过程的静态结构，用来描述它的术语主要包括活动(Activity)、产物(Artifact)、工作者(Worker)和工作流(Workflow)。 RUP中的软件生命周期在时间上被分解为四个顺序的阶段，分别是：初始阶段(Inception)、细化阶段(Elaboration)、构造阶段(Construction)和交付阶段(Transition)。每个阶段结束于一个主要的里程碑(Major Milestones)；每个阶段本质上是两个里程碑之间的时间跨度。在每个阶段的结尾执行一次评估以确定这个阶段的目标是否已经满足。如果评估结果令人满意的话，可以允许项目进入下一个阶段。 1． 初始阶段 初始阶段的目标是为系统建立商业案例并确定项目的边界。为了达到该目的必须识别所有与系统交互的外部实体，在较高层次上定义交互的特性。本阶段具有非常重要的意义，在这个阶段中所关注的是整个项目进行中的业务和需求方面的主要风险。对于建立在原有系统基础上的开发项目来讲，初始阶段可能很短。 初始阶段结束时是第一个重要的里程碑：生命周期目标(Lifecycle Objective)里程碑。生命周期目标里程碑评价项目基本的生存能力。 2． 细化阶段 细化阶段的目标是分析问题领域，建立健全的体系结构基础，编制项目计划，淘汰项目中最高风险的元素。为了达到该目的，必须在理解整个系统的基础上，对体系结构作出决策，包括其范围、主要功能和诸如性能等非功能需求。同时为项目建立支持环境，包括创建开发案例，创建模板、准则并准备工具。 细化阶段结束时第二个重要的里程碑：生命周期结构(Lifecycle Architecture)里程碑。生命周期结构里程碑为系统的结构建立了管理基准并使项目小组能够在构建阶段中进行衡量。此刻，要检验详细的系统目标和范围、结构的选择以及主要风险的解决方案。 3． 构造阶段 在构建阶段，所有剩余的构件和应用程序功能被开发并集成为产品，所有的功能被详细测试。从某种意义上说，构建阶段是一个制造过程，其重点放在管理资源及控制运作以优化成本、进度和质量。 构建阶段结束时是第三个重要的里程碑：初始功能(Initial Operational)里程碑。初始功能里程碑决定了产品是否可以在测试环境中进行部署。此刻，要确定软件、环境、用户是否可以开始系统的运作。此时的产品版本也常被称为“beta”版。 4． 交付阶段 交付阶段的重点是确保软件对最终用户是可用的。交付阶段可以跨越几次迭代，包括为发布做准备的产品测试，基于用户反馈的少量的调整。在生命周期的这一点上，用户反馈应主要集中在产品调整，设置、安装和可用性问题，所有主要的结构问题应该已经在项目生命周期的早期阶段解决了。 在交付阶段的终点是第四个里程碑：产品发布(Product Release)里程碑。此时，要确定目标是否实现，是否应该开始另一个开发周期。在一些情况下这个里程碑可能与下一个周期的初始阶段的结束重合。 RUP中有9个核心工作流，分为6个核心过程工作流(Core Process Workflows)和3个核心支持工作流(Core Supporting Workflows)。尽管6个核心过程工作流可能使人想起传统瀑布模型中的几个阶段，但应注意迭代过程中的阶段是完全不同的，这些工作流在整个生命周期中一次又一次被访问。9个核心工作流在项目中轮流被使用，在每一次迭代中以不同的重点和强度重复。 1． 商业建模(Business Modeling) 商业建模工作流描述了如何为新的目标组织开发一个构想，并基于这个构想在商业用例模型和商业对象模型中定义组织的过程，角色和责任。 2． 需求(Requirements) 需求工作流的目标是描述系统应该做什么，并使开发人员和用户就这一描述达成共识。为了达到该目标，要对需要的功能和约束进行提取、组织、文档化；最重要的是理解系统所解决问题的定义和范围。 3． 分析和设计(Analysis & Design) 分析和设计工作流将需求转化成未来系统的设计，为系统开发一个健壮的结构并调整设计使其与实现环境相匹配，优化其性能。分析设计的结果是一个设计模型和一个可选的分析模型。设计模型是源代码的抽象，由设计类和一些描述组成。设计类被组织成具有良好接口的设计包(Package)和设计子系统(Subsystem)，而描述则体现了类的对象如何协同工作实现用例的功能。 设计活动以体系结构设计为中心，体系结构由若干结构视图来表达，结构视图是整个设计的抽象和简化，该视图中省略了一些细节，使重要的特点体现得更加清晰。体系结构不仅仅是良好设计模型的承载媒介，而且在系统的开发中能提高被创建模型的质量。 4． 实现(Implementation) 实现工作流的目的包括以层次化的子系统形式定义代码的组织结构；以组件的形式(源文件、二进制文件、可执行文件)实现类和对象；将开发出的组件作为单元进行测试以及集成由单个开发者（或小组）所产生的结果，使其成为可执行的系统。 5． 测试(Test) 测试工作流要验证对象间的交互作用，验证软件中所有组件的正确集成，检验所有的需求已被正确的实现, 识别并确　　认缺陷在软件部署之前被提出并处理。RUP提出了迭代的方法，意味着在整个项目中进行测试，从而尽可能早地发现缺陷，从根本上降低了修改缺陷的成本。测试类似于三维模型，分别从可靠性、功能性和系统性能来进行。 6． 部署(Deployment) 部署工作流的目的是成功的生成版本并将软件分发给最终用户。部署工作流描述了那些与确保软件产品对最终用户具有可用性相关的活动，包括：软件打包、生成软件本身以外的产品、安装软件、为用户提供帮助。在有些情况下，还可能包括计划和进行beta测试版、移植现有的软件和数据以及正式验收。 7． 配置和变更管理(Configuration & Change Management) 配置和变更管理工作流描绘了如何在多个成员组成的项目中控制大量的产物。配置和变更管理工作流提供了准则来管理演化系统中的多个变体，跟踪软件创建过程中的版本。工作流描述了如何管理并行开发、分布式开发、如何自动化创建工程。同时也阐述了对产品修改原因、时间、人员保持审计记录。 8． 项目管理(Project Management) 软件项目管理平衡各种可能产生冲突的目标，管理风险，克服各种约束并成功交付使用户满意的产品。其目标包括：为项目的管理提供框架，为计划、人员配备、执行和监控项目提供实用的准则，为管理风险提供框架等。 9． 环境(Environment) 环境工作流的目的是向软件开发组织提供软件开发环境，包括过程和工具。环境工作流集中于配置项目过程中所需要的活动，同样也支持开发项目规范的活动，提供了逐步的指导手册并介绍了如何在组织中实现过程。 山东大学齐鲁软件学院

36 RUP 山东大学齐鲁软件学院

37 RUP 一个迭代是一个完整的开发循环，产生一个可执行的产品版本，是最终产品的一个子集，它增量式地发展，从一个迭代过程到另一个迭代过程到成为最终的系统。 与瀑布模型相比较，迭代过程具有以下优点： 降低开支风险。 降低了产品无法按照既定进度进入市场的风险 加快了整个开发工作的进度。 由于用户的需求并不能在一开始就作出完全的界定，它们通常是在后续阶段中不断细化的。因此，迭代过程这种模式使适应需求的变化会更容易些。 降低开支风险。如果开发人员重复某个迭代，那么损失只是这一个开发有误的迭代的花费。 降低了产品无法按照既定进度进入市场的风险。通过在开发早期就确定风险，可以尽早来解决而不至于在开发后期匆匆忙忙。 加快了整个开发工作的进度。因为开发人员清楚问题的焦点所在，他们的工作会更有效率。 山东大学齐鲁软件学院

38 XP and other Agile models
XP: extreme programing：极限编程 1990s，Kent Beck, Ward Cunningham Base on the human nature XP core views (核心是四大价值) 沟通（communication）——人和交互 简单（simplicity）——可以工作的软件 反馈（feedback）——客户合作 勇气（courage）——随时应对变化 Other Agile Models Crystal、ASD（Adaptive Software Development） 、SCRUM、FDD（Feature Driven Development） 山东大学齐鲁软件学院

39 敏捷方法共性 迭代递增式开发。 强调人与人的协作。 方法直接而简单。 容变。
系统功能被分解成若干小的功能。每一个递增周期为两周到一两月（视具体情况而定），实现一项新功能。每个周期做的代码必须经过充分的（单元）测试。 强调人与人的协作。 业务人员（business people）或用户必须和开发组在一起，以随时保证做出的功能是满足用户的需求的。 方法直接而简单。 容变。 经常性地（典型地是在每个周期结束时）进行回顾检讨，随时调整方法过程以达到最有效的开发。 山东大学齐鲁软件学院

40 Summary Related definitions The PSP Process Flow and Scripts
Defined process Process Script The PSP Process Flow and Scripts The Software Development Process Model 山东大学齐鲁软件学院

41 Assignment Using table 11.2 to make Project Plan Summary in your Program exercises. 山东大学齐鲁软件学院