组件化软件过程建模与分析方法研究

自上世纪60年代以来，人们一直受到“软件危机”的困扰，软件生产面临诸多问题。为减轻或解决软件危机，人们提出了软件工程概念，试图将传统的工程方法引入到软件开发活动中来，从而保证软件产品的质量。软件过程技术及方法是软件工程方法重要的组成部分之一。当前研究普遍认为，软件产品的质量高度依赖于生产该软件产品的软件过程的质量，只有高质量的软件过程才有可能生产出高质量的软件产品。因此，如何保证软件过程的质量成为了一个重要的问题。 要保证软件过程的质量，需要满足诸多需求。具体而言，首先需要保证软件过程模型的无歧义性和正确性。如果没有无歧义、正确的软件过程模型，人们将难于对软件过程形成统一的正确认识；继而影响实际软件过程执行的质量。其次，需要保证软件过程的性能。软件过程的性能是由软件过程模型和软件过程实例化两个方面的因素决定的，即使人们建立了高质量的软件过程模型，如果对软件过程进行了不恰当的实例化，那么该软件过程的性能将难以达到客观条件的要求，进而导致成本超支、进度延期、甚至项目失败。最后，需要保证软件过程执行与软件过程模型描述的一致性。在软件过程执行阶段，人们需要保证实际软件过程的执行在软件过程模型的指导和约束下进行，并能够及时发现和定位二者间的不一致，继而分析该不一致产生的原因，对软件过程进行改进；如果缺乏此机制，将削弱软件过程模型对软件过程执行的指导作用，使人们将难以确定软件过程执行的质量。 为了达到上述需求，本研究提出了一种组件化软件过程建模与分析方法。 首先，本研究提出了一种基于多元随机π演算的图形化软件过程建模语言s-TRISO/ML，给出了该语言的图形化表示和映射法则；使用该语言，人们能够简单高效地建立无歧义、可验证的软件过程模型，从而使针对软件过程模型的交流与分析能够有效地进行。 第二，本研究建立了一种组件化软件过程建模方法CSPM。CSPM定义了软件过程组件的概念，明确了软件过程组件建模的操作法则，并给出了软件过程模型的验证方法；使人们能够有效地通过软件过程重用机制建立软件过程模型，从而保证软件过程建模的正确性和效率。同时CSPM还能够基于软件过程模型的组件化特点，高效地验证所建立的软件过程模型的性质。 第三，本研究提出了一种基于软件过程模型随机化仿真的软件过程性能分析预测方法SMS-SPPA。通过SMS-SPPA，人们能够定量地分析软件过程的性能，评价不同软件过程实例化的优劣，有效地预测执行该软件过程可能导致的成本、进度等性能指标，从而有的放矢地安排项目计划，降低项目风险。 第四，本研究提出了一种基于软件过程执行记录的软件过程执行描述及验证方法RPDV。RPDV能够从软件过程执行记录建立软件过程执行描述，并验证软件过程执行的性质，从而达到分析软件过程执行与软件过程模型一致性的目的，使人们能够保证软件过程执行的可控和正确性，强化了软件过程模型的指导作用。 最后，本文介绍了用于实现该方法的集成工具集TRISO/IT。