軟件配置管理在軍用軟件中的應用

攸　陽，楊素梅

（1. 海參信息通信局，北京　100055；2. 中國電子科技集團公司第七研究所，廣州　510310）

0　引言

軍用軟件是武器裝備信息系統(tǒng)的核心，軍用軟件的發(fā)展是我國軍隊實現高水平信息化的關鍵[9]。隨著軍隊作戰(zhàn)水平要求的提高，越來越多的軟件應用在指揮作戰(zhàn)系統(tǒng)中，軍用軟件質量成為影響軍隊武器裝備質量高低、安全是否的關鍵性因素。軍用軟件具備以下特點：

（1）軍用軟件本身的復雜性、抽象性對系統(tǒng)的安全性、可靠性帶來挑戰(zhàn)；

（2）大多數軍用軟件規(guī)模較大，研制周期比較長；

（3）功能相同的軟件，由于應用場所較多、接口不同。因此，存在著分支版本管理的要求；

（4）武器裝備系統(tǒng)集成化、復雜化導致需求變更的頻率較高。

基于以上所述的軍用軟件特征，在軍用軟件中實施軟件配置管理有著更緊迫、更高的要求。

1　概述

根據軍用軟件配置管理的現狀，結合GJB5000A的要求，目前軍用軟件的主要工程活動包括：系統(tǒng)要求與系統(tǒng)分析、軟件需求分析、軟件設計、編碼與單元測試、軟件集成測試、軟件配置項測試、軟件系統(tǒng)測試等活動[3]。由于要適不同的規(guī)模、不同需求穩(wěn)定性的軟件開發(fā)。軍用軟件的開發(fā)模型通常包括瀑布模型、迭代模型、外場開發(fā)模型、沿用模型等。軟件配置管理系統(tǒng)對軟件整個生存周期中產生的文檔、代碼以及其他數據進行管理。記錄軟件開發(fā)過程中的變更，搭建一個規(guī)范的軟件開發(fā)平臺。為項目相關人員能夠在每個階段提供所需要的版本的配置項提供保障。

軍用軟件產品由于試驗、應用場景的復雜性導致需求變更頻率較高，由于要必須確保對產品有效地進行管控和追溯，配置管理過程除了對成形的產品進行管理，還要對開發(fā)過程中的產品進行管理。

2　軍用軟件配置管理的策劃與實施

軍用軟件通常是整個大的應用系統(tǒng)的組成，是整個系統(tǒng)很關鍵的部分。需求往往也不是最初明確。經常隨著大系統(tǒng)的進展，需求才逐漸明確。這種情況，必定給軟件帶來多次變更或者迭代開發(fā)。所以，制定一套嚴格的、完整的軟件配置管理流程在軍用軟件的開發(fā)過程中非常重要[1]。

2.1　軟件配置管理環(huán)境的建設

軍用軟件配置首先管理需要建設一個自動化管理平臺。所需要的自動化平臺應該是一個具有配置支持、版本控制、變更控制、構造支持、過程支持、團隊協作支持，適合各種規(guī)模軟件使用配置管理系統(tǒng)。軟件配置管理系統(tǒng)通常是由開發(fā)庫、受控庫、產品庫構成。其中開發(fā)庫設置在各項目組，受控庫設置在部門，產品庫設置在單位的資料室。目前，常見的配置管理工具有 Vss、CVS、Starteam、Hansky Firefly、ClearCase[5]，本文選用了 Starteam作為配置管理工具，制定了一套配置管理流程，如圖1所示。

安裝配置管理工具后，項目配置管理員依據配置管理計劃對人員進行權限分配，項目成員按照權限和進度上傳項目有關配置項到對應庫的目錄中。配置管理系統(tǒng)功能主要要包括：1）配置管理系統(tǒng)支持多種級別的權限設置；2）通過配置項添加、遷入、遷出、更改、鎖定、等功能支持項目成員并行開發(fā)；3）形成配置管理狀態(tài)記錄；4）配置庫中文件的備份、恢復；5）三庫的分配形式應該是邏輯上獨立，物理上一起[7]。通過權限設置實現配置項在不同庫之間的流轉。三庫的關系見圖2。

2.2　制定軟件配置管理計劃；

圖1　配置管理流程圖Fig.1　Software configuration management flowchart

圖2　軟件三庫結構圖Fig.2　Software library structure diagram

軟件配置管理計劃是由軟件配置管理員根據軟件開發(fā)計劃制定，是指導軟件配置管理活動開展的依據。配置管理計劃的主要內容：1）說明與項目軟件配置管理有關的人員與職責；2）說明開展軟件配置管理活動所需要的資源，其中包括選用的配置管理工具以及安裝環(huán)境要求；3）劃分配置庫結構，說明那個三庫目錄、存放內容格式要求，以及各目錄的使用權限；4）選擇配置項和基線并進行標識，建立軟件配置項和基線計劃表，包括配置項名稱、所在基線名稱、入庫和建立時機、責任人等；5）制定更改控制流程，說明更改控制細則；6）確定軟件配置管理審核時機和審核內容；7）編寫配置管理狀態(tài)報告時機；8）描述安全備份要求[6]。

2.2.1標識配置項

配置項的選擇是配置管理實施的前提，確定配置項的原則為：1）可能被兩個或更多人員使用的工作產品；2）預期會時間推移因錯誤或需求變化而變更的工作產品；3）相互之間存在依賴的工作產品，即一個工作產品變更會引起另一個工作產品的變更；4）對項目有關鍵影響的工作產品，如：輔助測試軟件、專用操作系統(tǒng)。典型的配置項如軟件研制任務書、軟件需求規(guī)格說明、數據字典、接口說明、設計說明、測試報告、源代碼等工程類工作產品，以及對產品交付有影響的管理類成果，如軟件開發(fā)計劃、軟件質量保證計劃、軟件配置管理計劃等。另外，非通用類的開發(fā)環(huán)境、運行環(huán)境等也要納入配置項。每個配置項要有唯一的標識，用于區(qū)分與其他配置項。

軍用軟件的配置項大小可根據其變更的頻繁程度、開發(fā)的進度等來劃分，對可能比較頻繁變更的工作產品采用細粒度劃分管理[2]。否則配置項可能因為局部變更帶來配置項的頻繁變更，加大了變更成本。

2.2.2建立基線

在配置管理系統(tǒng)中，基線就是一個配置項或者一組配置項在其生命周期的不同時間點上通過正式評審而進入正式受控的一種狀態(tài)，而這個過程被稱為“基線化”。軟件配置管理員與軟件負責人依據項目的實際情況，如進度要求、復雜度、規(guī)模大小、安全級別等來明確本項目的基線，功能基線、分配基線、產品基線是必須要進行設置的，其他還有如實現基線、測試基線以及自定義的基線等。

完成上一條基線，才能開展下一步工作。基線所包括的配置項通過相應級別評審確認后提交受控庫，同時建立基線。并對相關人員進行發(fā)布。

2.3　版本管理

軟件版本管理的目的是為了確保清楚地、唯一地標識軟件各個組成部分及其狀態(tài)，并建立這些部分之間的一致性關系[8]。適用于軟件配置項、基線的管理、標識。軍用軟件的配置項、基線版本和軟件產品版本根據階段要求，可制定適合組織的規(guī)則。例如版本標識如：Vw.x.y.z。

w：定型標識，用1位數字標識。0—設計定型（或技術鑒定）之前；1—設計定型（或技術鑒定）之后。每次改型并重新定型后順序加 1。通過設計定型或者每次改型后入庫受控時，應按項目的版本標識要求，提升基線或者系統(tǒng)級、設備級、單元級和模塊級的配置項版本。

X：科研里程碑標識，用1位數字標識。0—通過初樣前；1—通過初樣；2—通過正樣；3—組織級鑒定；4—通過組織放行檢驗；5—通過定型測評；6—通過部隊試驗。和系統(tǒng)總體一起研發(fā)的項目，該標識為系統(tǒng)總體的科研里程碑標識；自主研發(fā)的項目，該標識為組織內的里程碑標識，如項目不分初樣，正樣階段的，該標識用0表示。數字所表示含義可根據組織本身做調整。

到里程碑點（如初樣、正樣、測評、部隊試驗、定型等）入受控庫時，應按照項目規(guī)定的版本標識要求，提升基線或系統(tǒng)級、設備級、單元級和模塊級配置項的版本（例如版本號由0.0.2.0變?yōu)?0.1.0.0）。

y：系統(tǒng)總體的版本標識，用1位或2位數字標識，初始值為0。軟件產品提交系統(tǒng)總體，通過系統(tǒng)總體單位要求的驗證，入軟件受控庫時，順序加1。

Z：項目組控制的版本標識，用1至2位數字標識，初始值為 1；通過項目組要求的驗證時，順序加1。

軍用軟件為了適應不同批次的部署和接口不同的個性要求，往往通過對配置項進行很小的變更去適用于其他批次。這種情況，可以采取分支版本管理的方式。將一個配置項中的適用于各個批次的部分單獨列出來作為基礎版本。不同的部分作為分支管理。這樣，可以將變更的成本降到最低。

項目進行分支管理時，可在版本標識后加—Vp.q，其中p為分支序號，用1至2位數字標識，初始值為1；q為分支子版本號，用1至2位數字標識，初始值為0。

2.4　變更控制

變更控制不是為了控制變更的發(fā)生，而是對變更進行管理，確保變更有序進行。并能夠進行有效追蹤。因此，事先在項目開始前明確定義一套更改控制流程是其最有價值的一部分。典型的變更控制流程如圖3所示。

在變更中，最重要的一個環(huán)節(jié)是變更前的影響分析，以及變更過程中記錄前后版本的對比。變更影響分析是要由 SCCB（變更分析委員會）分析變更會給項目的進度、成本、其他模塊造成多大的影響。從而給項目負責人對變更的批準提供比較準確的參考。

圖3　更改控制流程圖Fig.3　Change control flow chart

在變更過程中，容易發(fā)生版本的混亂。如配置管理員出庫的版本與開發(fā)人員更改的版本不一致。變更申請中擬更改內容與實際更改內容不一致。多種不一致會造成版本管理混亂，影響軟件產品的質量。尤其軍用軟件存在各種隱患，會對國家軍隊造成安全方面的威脅。為避免此類問題的發(fā)生?？稍O立專門用戶更改的計算機，并設置三崗進行變更。

每次變更申請批準后，由軟件配置管理員出庫變更對象至變更專用計算機中。流程中一崗為變更申請人員，確定擬變更內容。二崗為項目組其他開發(fā)人員，負責實施更改。三崗為項目的質量師，對更改進行監(jiān)管。這樣避免了變更的版本混亂問題。保證了變更的有效性。

2.5　配置審核

配置審核是配置管理活動的有機組成部分。配置審核分為功能審核和物理審核。而且配置審核不是一次性的活動，而是貫穿軟件生命周期的持續(xù)進行的活動。常見的做法是出入庫事件觸發(fā)時候做配置審核。審核的一個目的是確保軟件基線的完整性，另外一個目的是控制變更。

2.6　編制軟件配置狀態(tài)報告

軟件配置狀態(tài)報告是用于記載軟件配置管理活動信息和軟件基線內容的標準報告，其目的是及時、準確地給出軟件配置項的當前狀態(tài)，使受影響的組和個人可以使用它，同時報告軟件開發(fā)活動的進展狀況[10]。通過不斷的記錄狀態(tài)報告可以更好地進行統(tǒng)計分析，便于更好的控制配置項。

3　結語

通過探討軟件配置管理自動化平臺的建設，配置項標識、建立基線、變更控制、多分支版本管理、配置審核等內容，有效的解決了軍用軟件多版本管理混亂。通過跟蹤和控制變更，維護了基線的完備性和正確性，提高了武器裝備系統(tǒng)的質量、可靠性、安全性。