基于CMMI的軟件配置管理服務(wù)模型研究

彭璐，侯凱瑞

（北京計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用研究所，北京 10086）

0 引言

信息化軟件由于其特殊性，隨著管理流程、使用周期、業(yè)務(wù)需求的不斷變化，具有需求變更頻繁，開(kāi)發(fā)過(guò)程復(fù)雜，維護(hù)周期漫長(zhǎng)，人員協(xié)同量大，開(kāi)發(fā)人員流動(dòng)性強(qiáng)的特征，而在當(dāng)前信息化軟件的全過(guò)程中，均沒(méi)有一種良好的手段進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與有效管理，造成系統(tǒng)版本混亂，需求難以追溯，變更不能實(shí)時(shí)體現(xiàn)，系統(tǒng)交接復(fù)雜，文檔混亂，后期維護(hù)困難等現(xiàn)象，因此，提升信息化軟件過(guò)程的管理水平尤為重要。

1 軟件過(guò)程管理技術(shù)研究

軟件過(guò)程是對(duì)一系列相互關(guān)聯(lián)的用來(lái)創(chuàng)建、維護(hù)和演進(jìn)軟件的活動(dòng)以及執(zhí)行活動(dòng)所需的角色和資源集合的抽象描述[1]。軟件過(guò)程的建立過(guò)程包括兩個(gè)階段：軟件過(guò)程定義和建模階段以及軟件過(guò)程改進(jìn)階段。它側(cè)重的是在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中對(duì)需求管理、計(jì)劃安排、合同管理、項(xiàng)目跟蹤、資源分配和質(zhì)量要求等的管理方式，也就是對(duì)軟件開(kāi)發(fā)、維護(hù)全過(guò)程規(guī)范化、透明化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理。

軟件配置管理（SCM）是對(duì)過(guò)程產(chǎn)品變更進(jìn)行的管理[2]：在軟件過(guò)程生命周期內(nèi)標(biāo)識(shí)、組織和控制軟件過(guò)程變更，關(guān)鍵活動(dòng)包括：過(guò)程配置項(xiàng)標(biāo)志，過(guò)程構(gòu)件版本控制，過(guò)程變更控制和狀態(tài)報(bào)告等。

目前軟件配置管理有一些常用的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，由SEI提出的CMMI(Capability Maturity Model Integration)，即軟件能力成熟度集成模型，提供了一種漸進(jìn)式的軟件過(guò)程改進(jìn)途徑，體現(xiàn)了軟件工程和軟件管理的最佳實(shí)踐，為軟件開(kāi)發(fā)者提供了成熟的規(guī)范化過(guò)程的框架：通過(guò)劃分5個(gè)等級(jí)共22個(gè)過(guò)程區(qū)域（PA），以過(guò)程域?yàn)橹黝}，闡述了對(duì)各PA的要求，分為特定目標(biāo)與通用目標(biāo)，并通過(guò)對(duì)應(yīng)的特定實(shí)踐和通用實(shí)踐來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)[3-5]。

在軍用領(lǐng)域，總裝備部2008年頒布了GJB5000A-2008《軍用軟件研制能力成熟度模型》[4]，用于管理項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中持續(xù)不斷的變化。配置管理是GJB5000A所包含的過(guò)程域中的一個(gè)，在這個(gè)過(guò)程域中包含了軍工領(lǐng)域普遍認(rèn)可且行之有效的最佳實(shí)踐，并提供了配置管理的目標(biāo)和實(shí)踐方法。與此同時(shí)，GJB5235-2004《軍用軟件配置管理》作為軟件工程的重要標(biāo)準(zhǔn)，提供了配置管理的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)術(shù)語(yǔ)規(guī)定。軟件配置管理的相關(guān)術(shù)語(yǔ)與主要任務(wù)如下：

1.1 軟件配置項(xiàng)

軟件配置項(xiàng)即軟件配置管理的對(duì)象，它是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的所有工作產(chǎn)品，包括：代碼（源代碼、目標(biāo)代碼）以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（內(nèi)部、外部數(shù)據(jù)）、文檔（技術(shù)文檔、管理文檔、用戶文檔等）、報(bào)告，其中每一項(xiàng)稱為一個(gè)軟件配置項(xiàng)，是配置管理的基本單位。

1.2 角色

配置管理中包含的相關(guān)角色與職能如下表所示：

表1 配置管理相關(guān)角色Tab.1 Configuration management related roles

1.3 基線

基線標(biāo)志著軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程一個(gè)階段工作的結(jié)束，是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。一旦文檔通過(guò)評(píng)審形成基線就要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的修改控制。

配置管理主要活動(dòng)與要求有：一、配置標(biāo)識(shí)：編制軟件配置管理計(jì)劃；軟件配置項(xiàng)標(biāo)識(shí)；基線標(biāo)識(shí)；受控庫(kù)標(biāo)識(shí)；配置項(xiàng)和基線的狀態(tài)標(biāo)識(shí)；更改申請(qǐng)狀態(tài)標(biāo)識(shí)；配置項(xiàng)和基線納入配置控制的進(jìn)展情況標(biāo)識(shí)。二、配置控制：標(biāo)識(shí)和記錄更改申請(qǐng)；分析并評(píng)價(jià)更改；批準(zhǔn)或否決更改申請(qǐng)；實(shí)現(xiàn)、驗(yàn)證和發(fā)行已修改的軟件項(xiàng)。三、配置狀態(tài)記實(shí)：記錄標(biāo)識(shí)，跟蹤更改，報(bào)告狀態(tài)記實(shí)。四、配置評(píng)價(jià)：確定配置項(xiàng)是否與SCM記錄相符；軟件產(chǎn)品相對(duì)構(gòu)造軟件配置項(xiàng)的累積狀態(tài)和批準(zhǔn)的更改而言，是否完備和可用；基線是否由相關(guān)的軟件配置項(xiàng)和各自批準(zhǔn)的更改組成[6]。

配置管理作為在軟件全生命周期對(duì)軟件質(zhì)量的一項(xiàng)重要的控制手段，同時(shí)也是推行其它軟件工程方法和活動(dòng)的基礎(chǔ)，在進(jìn)行配置管理活動(dòng)的時(shí)候，我們應(yīng)編寫軟件配置管理計(jì)劃，明確配置管理組織及其成員的責(zé)任和權(quán)限，明確配置管理的范圍[7-8]，對(duì)每條基線及每個(gè)基線下的配置項(xiàng)有清楚認(rèn)識(shí)與規(guī)劃，同時(shí)做好配置管理評(píng)價(jià)工作。

2 配置管理過(guò)程與可行性分析

配置管理的目的是利用配置標(biāo)識(shí)、配置控制、配置狀態(tài)記實(shí)和配置審核，建立和維護(hù)工作產(chǎn)品的完整性。我所的信息化軟件管理以前由于缺乏管理標(biāo)準(zhǔn)，造成當(dāng)前諸多問(wèn)題的出現(xiàn)，如果能從軟件生命周期的開(kāi)始階段，就采用配置管理的規(guī)程，對(duì)信息化軟件的全生命周期進(jìn)行管理，制定軟件的配置管理計(jì)劃，并嚴(yán)格按照計(jì)劃與要求去執(zhí)行，則相應(yīng)的文檔將會(huì)齊備且相互對(duì)應(yīng)，利于軟件的后期維護(hù)與重用，且配置管理涵蓋了軟件全生命周期的全部過(guò)程文件，這樣將確保信息化軟件最后輸出的完整性。軟件的每一個(gè)版本與對(duì)應(yīng)的變更能夠有效地進(jìn)行管理，使每個(gè)功能點(diǎn)的追溯成為可能，更為重要的是，在配置管理流程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是相互關(guān)聯(lián)的，當(dāng)上一個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有按照規(guī)定完成時(shí)，就不能進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的工作。例如，在更改環(huán)節(jié)，配置管理員必須提交問(wèn)題報(bào)告單和修改申請(qǐng)單，并進(jìn)行影響域分析，分析此次更改的必要性、技術(shù)可行性，并權(quán)衡其它的更改策略和方法、所涉及的相關(guān)配置項(xiàng)等，對(duì)所涉及的配置項(xiàng)進(jìn)行修改并入庫(kù)管理，這樣，對(duì)于每一次變更，都能夠從源頭進(jìn)行管理。同時(shí)，整個(gè)配置管理活動(dòng)，均要進(jìn)行配置審核，在CCB的干預(yù)下進(jìn)行，對(duì)于每次活動(dòng)有了專業(yè)的規(guī)程與審核，配置管理還會(huì)生成一系列配置管理報(bào)告，能夠隨時(shí)了解整個(gè)軟件過(guò)程狀態(tài)。產(chǎn)品的出入庫(kù)管理，對(duì)于版本的定義更加清晰，避免了信息化軟件版本混亂的情形，通過(guò)上述分析，可知將配置管理用于信息化軟件的過(guò)程管理，是可行且必要的。

3 信息化軟件配置管理實(shí)施

本文將配置管理引入到信息化軟件的管理中來(lái)，并以元器件選用控制管理系統(tǒng)為例，利用軟件配置管理系統(tǒng)對(duì)元器件選用控制管理系統(tǒng)軟件的全過(guò)程進(jìn)行管理。

3.1 立項(xiàng)

將元器件選用控制管理系統(tǒng)作為一個(gè)信息化軟件項(xiàng)目進(jìn)行立項(xiàng)，給出項(xiàng)目編號(hào)：706-YQJMS，確定項(xiàng)目的CCB成員：主管室領(lǐng)導(dǎo)，項(xiàng)目組長(zhǎng)和項(xiàng)目CM員。

3.2 配置管理策劃

進(jìn)行配置管理策劃，建立SCM計(jì)劃表，是一個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行最重要的部分，包括對(duì)人員權(quán)限與職能的劃分，依據(jù)選擇配置項(xiàng)的準(zhǔn)則，定義組成軟件基線的所有軟件配置項(xiàng)，指明每個(gè)配置項(xiàng)(SCMI)的名稱、文檔簡(jiǎn)號(hào)、標(biāo)識(shí)碼、負(fù)責(zé)人和載體，策劃中還包含每條基線完成的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，以后的配置活動(dòng)，將嚴(yán)格按照此策劃進(jìn)行。設(shè)置的版本模式類別有：1、配置項(xiàng)(SCMI)版本；2、基線版本；3、軟件產(chǎn)品版本，并給出各版本號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)命名。同時(shí)，在配置管理策劃中還要定義各SCMI項(xiàng)的依賴和約束關(guān)系，且在每一個(gè)文檔中，都具體描述了軟件每一個(gè)功能的的追溯關(guān)系，圖1為本次配置管理定義的三條基線及其對(duì)應(yīng)的SCMI項(xiàng)。

3.3 入庫(kù)管理

入庫(kù)申請(qǐng)是將各個(gè)基線對(duì)應(yīng)下的SCMI項(xiàng)入受控庫(kù)并提交申請(qǐng)的過(guò)程，首先填寫入庫(kù)的基本情況，其次將對(duì)應(yīng)的SCMI項(xiàng)，按照SCMI的版本標(biāo)識(shí)形式給出SCMI的版本號(hào)，入庫(kù)然后提交審批。審批流程嚴(yán)格按照SCM初始入庫(kù)審批流程進(jìn)行，符合配置管理過(guò)程文件中的“初始入庫(kù)管理規(guī)程”。

3.4 基線版本建立

當(dāng)軟件配置管理計(jì)劃中基線定義所包含的所有配置項(xiàng)都進(jìn)入受控庫(kù)后，或軟件基線更改后，填寫基線建立申請(qǐng)單，對(duì)所有版本的基線（初始基線和更改版本），都要確認(rèn)軟件基線版本的正確性、完整性、完備性，以及組成軟件基線版本的SCMI版本相互之間的一致性。

3.5 更改控制

當(dāng)涉及到需求變更或發(fā)現(xiàn)軟件問(wèn)題時(shí)，都涉及到軟件的更改控制。使用配置管理中的更改控制，可以很好地解決信息化軟件所面臨的這一問(wèn)題。以元器件選用控制管理系統(tǒng)一個(gè)需求變更為例，首先由項(xiàng)目CM填寫問(wèn)題報(bào)告單，內(nèi)容為由于業(yè)務(wù)部門提出的需求更改而引起的變更。一個(gè)問(wèn)題更改單由概述和問(wèn)題描述組成，還要將涉及更改關(guān)聯(lián)已入庫(kù)的配置項(xiàng)納入進(jìn)來(lái)，并說(shuō)明受影響的具體內(nèi)容。

因?yàn)闃I(yè)務(wù)需求的更改，用戶需求和軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)兩個(gè)文檔均需要修改，這兩項(xiàng)SCMI項(xiàng)均已入受控庫(kù)，應(yīng)該嚴(yán)格按照配置管理要求，先出庫(kù)再修改，此時(shí)，我們提交兩張《更改申請(qǐng)單》，填寫申請(qǐng)概述，將通過(guò)審批的問(wèn)題更改單作為更改依據(jù)，申請(qǐng)出庫(kù)。

文件出庫(kù)修改后，需要更改入庫(kù)，必須將所更改的SCMI項(xiàng)重新納入到受控庫(kù)中。將每一項(xiàng)SCMI與對(duì)應(yīng)的《更改申請(qǐng)單》關(guān)聯(lián)，以便后期追溯。對(duì)本次入庫(kù)SCMI版本進(jìn)行定義和說(shuō)明，并與之前的SCMI版本建立關(guān)聯(lián)，因?yàn)楸敬胃纳刑幱谠O(shè)計(jì)階段，不涉及源程序的變化，因此，不需要進(jìn)行更改驗(yàn)證，如果有，還必須將更改驗(yàn)證單納入本次申請(qǐng)。當(dāng)一次更改成功后，升級(jí)功能基線和分配基線版本，將更改入庫(kù)的SCMI項(xiàng)對(duì)應(yīng)到升級(jí)的基線版本中，整個(gè)更改控制是一個(gè)閉環(huán)環(huán)節(jié)，并遵守受控庫(kù)中的受控要求，每次更改均要從受控庫(kù)中出庫(kù)，整個(gè)過(guò)程均由項(xiàng)目CCB審核，保證每次更改的可追溯性和可驗(yàn)證性，整個(gè)過(guò)程可對(duì)SCMI的各個(gè)版本進(jìn)行比較，對(duì)問(wèn)題處理的過(guò)程進(jìn)行追蹤，解決了信息化軟件文檔難以追溯的問(wèn)題。

3.6 基線審核

軟件基線建立后，需要進(jìn)行項(xiàng)目的功能配置審核、物理配置審核和配置管理審核。

圖1 元器件選用控制管理系統(tǒng)基線定義與對(duì)應(yīng)的SCMI項(xiàng)Fig.1 Element selection control management system baseline definition and corresponding SCMI terms

圖2 配置管理更改流程Fig.2 Configuration management change process

功能配置審核內(nèi)容：依據(jù)軟件配置管理計(jì)劃中的基線定義和更改要求，確認(rèn)基線版本的完整性、一致性；依據(jù)軟件配置管理計(jì)劃中定義的配置項(xiàng)之間的依賴關(guān)系，確認(rèn)基線版本的完備性。對(duì)基線版本包含的、新入庫(kù)的配置項(xiàng)版本，確認(rèn)配置項(xiàng)版本組成文件內(nèi)容的正確性，對(duì)出庫(kù)的軟件源程序測(cè)試其功能、性能、是否達(dá)到規(guī)定的要求；

物理配置審核內(nèi)容：確認(rèn)軟件基線版本組成配置項(xiàng)版本的條目與配置項(xiàng)版本實(shí)體文件之間的一致性。

配置管理審核內(nèi)容：依據(jù)過(guò)程質(zhì)量檢查單進(jìn)行配置管理過(guò)程審核；確認(rèn)配置管理記錄和配置項(xiàng)是否完備、一致和準(zhǔn)確，形成配置管理過(guò)程質(zhì)量報(bào)告。

我們對(duì)每條基線進(jìn)行了審核工作，下面是對(duì)功能基線和分配基線的基線審核報(bào)告表，分別對(duì)功能配置、物理配置和配置管理活動(dòng)進(jìn)行審核。

3.7 配置報(bào)告

CM組需定期、在里程碑處和需要時(shí)編制配置管理報(bào)告，了解配置項(xiàng)的版本變遷，問(wèn)題處理情況，配置管理的執(zhí)行進(jìn)度，受控庫(kù)中已入庫(kù)配置項(xiàng)的入庫(kù)時(shí)間等信息。

3.8 產(chǎn)品管理

當(dāng)軟件測(cè)試階段評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后，配置管理員應(yīng)建立產(chǎn)品基線，并依據(jù)產(chǎn)品基線定義產(chǎn)品，提交產(chǎn)品定義申請(qǐng)。此后可進(jìn)行產(chǎn)品的版本定義和產(chǎn)品出入庫(kù)管理，將受控庫(kù)定義的產(chǎn)品納入到產(chǎn)品庫(kù)中管理。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)元器件選用控制管理系統(tǒng)軟件過(guò)程的配置管理實(shí)踐，充分驗(yàn)證了配置管理對(duì)信息化軟件的需求追溯、變更控制及文檔管理都具有極大的幫助，可有效規(guī)范信息化軟件的管理過(guò)程。信息化軟件比普通軟件擁有更多、更繁瑣的變更，今后，在嚴(yán)格遵守配置管理基本規(guī)程的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮如何定義和管理信息化軟件的變更版本，既保證變更管理的正確、完整性，又提高配置管理的工作效率。