軟件工程綜合實訓軟件過程初探

　　摘要：軟件工程綜合實訓應采用迭代的軟件開發過程。基于實訓課程目的的分析，提出一個為期20周、分6次迭代的實訓模型。學生以小組為單位開展實踐，分別任組長、開發經理、計劃經理、測試經理及技術支持經理等角色，每完成兩次迭代交換角色一次。實訓中開展業務分析、需求、分析設計、實現、測試、部署、團隊管理、計劃管理、配置管理及環境支撐等領域的約30種活動，考核分迭代的考核和角色考核兩種。
　　關鍵詞：軟件工程；綜合實踐；軟件過程；迭代開發
　　
　　為了提高軟件工程人才培養的水平，增強學生的實踐能力，文獻[1]基于建構主義認知學說提出了一種創新的人才培養模式。該培養模式的特點是在第6—7學期引入長周期的綜合實訓。為便于實施，該綜合實訓可按學期分成兩段。其中第6學期的實訓為期20周，如何開展全面的軟件工程過程實踐，是本文要探討的對象。此實訓將部分原在課堂講授的理論課貫穿在實訓中講解，并要求學生以小組為單位完成軟件開發項目，從而理解和掌握軟件開發過程與技術。為有效開展此實訓，本文依據現有軟件過程理論和經驗，對實訓中的軟件過程進行探討。
　　1概念與研究的必要性
　　軟件開發過程是指在工業化環境(如軟件公司、大型軟件開發團隊)開發軟件的有先后順序的一系列活動。它是將各種軟件技術組織在一起的粘合劑，是合理高效開發軟件產品的保證[2]。對軟件過程的描述，往往包括過程模型、活動、角色、制品等方面。
　　軟件工程綜合實訓課程的目的是為了讓學生熟悉軟件開發過程，掌握軟件開發技術，增強實際動手能力。它與實際軟件開發有以下幾點不同：
　　1) 目標不同。前者以培養學生為目標，后者以生產軟件為目標。
　　2) 實踐主體不同。前者為學生，后者為工作者。
　　3) 環境不同。前者在學校的模擬環境進行，后者處于具體的軟件開發環境。
　　這意味著實訓教學中應該采用接近實際的軟件開發過程，但又不能完全照搬實際過程。這是我們必須探討綜合實訓軟件開發過程的原因。以下從軟件開發過程模型、過程角色、主要活動及對學生的考核等幾方面對軟件工程綜合實訓的軟件開發過程進行討論。
　　2綜合實訓的軟件過程模型
　　歷史上，出現過多種軟件過程模型，但大致可分為線性模型和迭代模型兩類。線性模型也稱瀑布模型，已被實踐證實不能適應需求變化的場景。迭代模型認為軟件開發是一個反復的過程，比較符合軟件復雜、易變的本質，是當今軟件開發的主流思想。
　　在考慮實訓教學軟件過程模型的選取時，應以簡單易行、便于軟件技術學習、便于軟件過程理解為出發點。單從簡單易行的角度，采用瀑布模型比較有吸引力。瀑布模型的步驟和章法清晰，教學組織方便。但是，如果使用瀑布模型，對迭代過程的介紹只能停留在口頭上，學生無法從實踐中領會這一重要的過程思想。瀑布模型是一次性完成需求描述，然后做全面
　　設計。這不利于由淺入深、循序漸進地掌握軟件架構、設計和編碼方面的技術。如果采用迭代式模型，雖會令實訓的組織和管理變得復雜，但既可以領會瀑布模型的章法，也可以克服瀑布模型的弊端。對于本文所針對的長達一個學期的綜合實訓，其教學目標是多維和綜合的，既要在過程中傳授顯性知識，也要通過過程組織和實踐指導傳遞隱性知識。如采用瀑布模型，會將開發過程理想化，而使很多隱性知識和實踐經驗難以傳播。因此長周期的綜合實訓采用迭代式過程模型更合理。
　　按照有關迭代開發經驗[3]，對于小型項目，以3周為一次迭代較合適。我們決定將20周的實訓分為開始1周、結束1周、中間6次迭代18周。各次迭代的目標如表1所示。
　　表中，迭代1的任務是發掘和初步表述系統的主要需求，并設計系統原型；迭代2要完成系統的主要功能，約占全部功能的30%~40%；迭代3完成系統的全部功能；迭代4對系統架構進行優化，增加業務邏輯層；迭代5進一步優化系統架構，增加數據讀寫層；跌代6使用現有框架對系統進行重構。
　　在實際的軟件開發過程中，早期迭代要著重于影響架構的功能和性能需求的實現，從而一開始就為系統選擇合理的架構。但在實訓教學中，按由淺入深的教學規律，在學生具備一定的開發經驗后引入架構設計知識。因此，前幾次迭代較少涉及架構設計的細節，所完成的軟件在架構方面是不成熟的。在后幾次迭代中，通過對代碼的重構逐漸完成軟件架構的優化，從而讓學生牢牢樹立架構設計的理念。這是實訓軟件過程與實際軟件過程的區別。
　　上述各次迭代的目標，也是系統開發的里程碑。教師檢查各次迭代提交制品的同時，也考核了學生團隊的成績。
　　3綜合實訓過程中的角色
　　基于文獻[4]及文獻[5]的思想，軟件工程綜合實訓學生團隊應設置對等角色。即每個小組成員擔任一種角色，負責一個方面的工作，同時又是其他成員所負責工作的參與者。這既是實際開發團隊的做法，也最適合學生的學習。
　　考慮到項目規模較小，實訓時間較長，一個小組人數不宜過多。以5人一組，分別扮演組長、開發經理、計劃經理、測試經理、技術支持經理等角色，各角色職責主要為[4]：
　　1) 組長：負責小組建設，讓小組成員有共同的目標和項目愿景，激勵士a894fea8fa49c3c843d09ca7a3fdbbe7氣，維持紀律，安排任務，主持每周小組例會、成員互評等。
　　2) 開發經理：主持小組開發工作，包括需求、分析與設計、實現等過程。
　　3) 計劃經理：負責帶領小組制訂項目計劃和迭代計劃，督促各成員按要求完成工作日志，制訂項目周計劃，整理項目周報，對計劃進行跟蹤，在例會或計劃會議上通報項目進度。
　　4) 測試經理：負責測試計劃的制訂，編寫測試用例，組織測試實施及管理，組織每日集成測試。
　　5) 技術支持經理：組織執行配置管理、變更控制、數據庫管理及風險管理，培訓本組成員正確使用工具軟件，督促每日代碼簽入、簽出。
　　上述角色職責涉及的各種活動，詳見第4節說明。指導教師在實訓中的角色是代表客戶方提出對系統的要求，同時也是學生開發活動的指導者和監督者。
　　在實際的軟件開發過程中，團隊成員的角色在一個項目中是固定的。但在實訓過程中，為了讓學生得到更全面的訓練，可規定每兩次迭代交換角色一次。這樣在整個實訓中，每人都可以擔任三種不同的角色。這是實訓過程不同于實際過程的地方。
　　4綜合實訓過程的主要活動及制品
　　依據文獻[4]和文獻[6]，將學生在綜合實訓中的活動領域分為兩大類，一類是核心開發域，包括業務分析、需求、分析與設計、實現、測試、部署等；一類是核心支持域，包括團隊管理、計劃管理、配置管理、環境支撐等。各活動域的活動種類、制品及負責角色如表2所示，共有約30種活動。
　　上述活動涉及很多學生尚不了解的知識。對于其中適合講授的顯性知識，由專題主講老師在過程中集中講授；對于可以通過實踐過程習得的隱性知識，通過實訓指導書對有關活動的規范和引導，讓學生在活動中領悟。需要集中講授的知識可以分成以下幾個模塊：
　　1) 項目輔導。介紹有關小組建設、小組溝通、工作理念、計劃管理等方面的知識，對開發過程的紀
　　律、工作程序、會議等作具體的指導。
　　2) 軟件開發過程。主要介紹軟件開發統一過程(RUP)，包括迭代開發方法，各種開發活動、角色及制品的含義，配置管理及風險管理等。
　　3) 數據庫管理。結合項目和實訓環境指導學生設計和管理大型關系型數據庫。
　　4) 軟件測試。結合項目介紹各種測試活動的要求、內容和組織實施辦法。
　　5) 系統分析與設計。介紹面向對象的可視化建模方法、軟件架構設計、模式應用等方面的知識。
　　
　　6) 程序設計技術。介紹完成項目所需要的程序設計技術。包括Web應用開發、多層體系架構的實現、測試驅動的開發、應用程序框架設計與應用等內容。
　　在開展項目過程中，講授也是重要的環節，這也是本實訓過程與實際過程的不同之處。
　　5考核方式
　　作為一項教學活動，必須對學生學習情況進行考核并給出成績。由于該實訓長達一學期，理論課學時較多，所對應的學分也較多。如果采用一次性考核，顯然操作難度很大，也不利于在過程中發現問題，激勵學生。因此，本實訓最適合分階段考核，即對每次迭代進行考核，成績由三部分組成：一是本次迭代過程有關理論知識掌握，占40%，采用筆試方式考核；二是工作成果，占30%，以測試迭代產生的結果為依據；三是工作表現，占30%，通過統計考勤、學生互評及老師評價得到。每兩次迭代完成，學生交換角色前，要求每位學生提交所擔任角色工作的總結報告，作為單獨的角色考核。由于角色是任選的，此考核學分可作為選修學分記入成績表。
　　6結語
　　由于實訓與實際軟件開發不同，實訓軟件過程不能照搬實際開發過程。為了與當代流行的軟件開發過程一致，也為了能循序漸進地教學，在實訓中選擇迭代式開發模型。項目小組的成員依次承擔多種角色，并產生相應的制品。實訓的考核以迭代為單位進行。按照這樣的過程開展本文所述約30項實訓活動，必將提高學生對軟件工程知識的認識和實際的動手能力。
　　
　　參考文獻：
　　[1]