大型软件项目的软件工程管理方法

大型软件项目的软件工程管理方法

计研2郑震坤024891

摘要：

本文中介绍了软件配置管理的工具CVS并阐述了如何利用CVS来实现对开发文档和源代码的访问和版本控制。文中还设计了用于软件过程管理的软件工程管理系统，它包括任务管理系统、Bug管理系统和用户认证系统，此系统为管理软件生成过程和进行质量控制而建立，能够对软件项目的过程进行监控。此外，文章中还讨论了软件测试的一些方法和原则。最后，对组件技术以及基于组件的软件工程学方法进行了简要的介绍。

1 ?概述

随着企业信息化的深入，对软件项目的需求日益复杂，并会产生频繁的变更，传统的个人英雄主义的开发方式已经越来越不能适应发展的需要。从软件企业的

发展战略来说，如何在技术日新月异和人员流动频繁的情况下，建立本公司的知

识库及经验库，把企业中分散的隐性的财富，即个人的知识及经验，转变为企业的知识和经验，以便提高工作效率，缩短产品周期，加强企业的竞争力，具有至关重要的作用。采用科学的管理思想，辅之以先进的管理工具，已经成为企业未来发展必不可少的手段。

如果软件开发机构不能有效地控制和使用软件资源，则在面对风险时就可能导致软件开发活动出现各种问题。由于不能很好地管理软件过程，会使得一些好的开发方法和技术没有起到预期的作用。项目的成功往往是通过工作组的杰出努力来达到的，这种仅仅建立在依赖特定高素质开发人员基础上的成功，不能保证

全组织的持续稳定的软件生产和质量的长期提高。因此，要降低软件开发过程的风险、保证软件产品质量，就必须加强管理，而软件配置管理是企业过程改善和能力提升的基础。本文中采用CVS作为软件项目中进行配置管理的工具，禾I」用它来对项目文档和源代码实现有效的管理。

软件项目监控的目的是通过建立对软件项目过程的可视性，使项目管理者在

软件项目性能与软件计划出现偏差时采取有效的纠正措施，以确保软件过程的质

量满足要求。优秀的软件过程管理平台是实现在整个项目生命周期中进行项目过程监控的工具保证，这一点尤其在现在大型软件协作开发中至关重要。本文中设

计了一个软件工程管理系统，它由项目管理系统、Bug管理系统和用户认证系统

三部分组成，利用这个系统，开发者和项目管理者可以更好地了解到整个项目的工作情况，对整个项目过程进行有效地监控。

信息技术的飞速发展，使软件产品应用到社会的各个领域，软件产品的质量自然成为人们共同关注的焦点。软件开发商为了占有市场，必须把产品质量作为企业的重要目标之一，以免在激烈的竞争中被淘汰出局。进行软件测试是质量控制的必要步骤，建立起一套有效的自动测试系统，在软件的开发过程中对软件经常地进行测试，这对软件的开发过程具有非常重要的意义。

最后，组件化的程序设计方法对于软件项目的开发也有着不少的帮助，采用组件技术，可以带来软件模块二进制级的复用。近几年来，组件在软件开发中得到了广泛的应用，尤其是J2EE和.NET技术将组件应用于In ternet，进行各种事务处理，显

示出了强大的功能。本文将对组件技术和基于组件技术的软件工程学方法进行简要介绍。

2.基于CVSC具实现软件配置管理

对于一个软件企业或者一个软件开发团队来说，可能遇到过或者正在被版本难以控制的问题所困扰。一个软件往往由许多的模块组成，在不同的阶段（基础功能、新增功能），很可能为了适应不同的环境（如不同的操作系统），并根据不同客户的要求开发了特点各异的版本，这些版本之间有大量的共享模块，以及属于自己的模块。当最后将这些模块组装成系统的某个版本时，会发现所需模块版

本无法确定。

此外，还可能会有团队中并行开发引起的冲突问题。例如：编程人员A和B

共同修改同一个模块，两人经过几个昼夜的奋战之后，又都回存到服务器上，但到了程序试运行的时候，才发现有一个人的修改被冲掉了，这会造成劳动力的严重损失。

因此，需要在软件企业中实施软件配置管理，简称为SCM（ Software

Con figuration Man ageme nt ）。SCM是一套规范、高效的软件开发基础结构，早已被发达国家软件产业的发展和实践所证明是管理软件开发过程的有效方法。SCh可以系统地管理软件系统中的多重版本；全面记载系统开发的历史过程；管理和追踪开发过程中危害软件质量以及影响开发周期的缺陷和变化；SCM对开发

过程进行有效地管理和控制，完整、明确地记载开发过程中的历史变更，形成规范化的文档，不仅使日后的维护和升级得到保证，而且更重要的是，这还会保护宝贵的代码资源，积累软件财富，提高软件重用率，加快投资回报。

软件配置管理作为软件开发过程的必要环节和软件开发管理的基础，支持和控制着整个软件生命周期，同时对软件开发过程的宏观管理，即项目管理，也有重要的支持作用。良好的配置管理能使软件开发过程有更好的可预测性，使软件过程具有可重复性，使用户和主管部门对软件质量和开发小组有更强的信心。若要有效地实施软件配置管理，必须要培养软件开发者的管理意识，结合开发组织的实际情况制订出相应的配置管理规范，由开发人员依据规范，通过专业化的配置管理工具来实现。

在这里，基于CVS工具实现软件配置管理，对文档和源代码进行访问和版本控制。CVS（Concurrent Versions System ，并行版本系统）是基于TCP/IP 协议的版本控制工具，也是当前Open Source中最重要的开发工具之一。CVS是典型的Client/Server 结构的软件，它分为服务器端和客户端两部分，不过大多数CVS软件中将它们和二为一了。在CVS服务器端包含一个仓库（repository ），用于存放处于版本控制下的所有目录和所有各种版本的文件，它保存了对项目源

码每一次改动的记录，和改动的一些注释。CVS会完成对仓库的查询和更新，在

任何时候，你都可以找到仓库中任何文件的任何版本。它容许几个人同时工作在同一个文件，在他们提交文件时来合并他们所做的修改。在修改冲突时会发出警告来通知用户，是否确定将此文件的更新版本放入仓库内，并且是否由某人解决

发生的冲突。

使用CVS最基本的开发流程如下所述：

某个用户把他的所有代码导入（import ）到CVS中,生成一个新的模块，然后

其他人可以导出（check out）源码树的一个工作拷贝；每个人都工作在自己

的本地计算机中，当源码树发生了改变，例如增添了一个新的功能时，他们

必须更新（update）他们的本地拷贝来保持和当前版本同步。他们也会提交

（commit）他们改变的文件到仓库中以生成新的软件版本。

在提交时出现的问题CVS都会产生警告，然后用户必须仔细检查出问题的文

件并手工解决冲突。在文件中，改动的部分会在前面以“>>>>>”

显示，并且列出两个版本的不同之处。由用户来决定是删除旧版本还是做一

些相应的修改。

Win CVS 是CVS的一个客户端软件，它运行在Win dows上，用来在Win dows 上登录

CVS服艮务器，然后进行一些CVS相关的操作与管理。由于当前很多的企业内部都采用Linu x/U nix做为服务器，用Win dows做客户端，所以，Win CVS与在Linux上配置的CVS 服务器配合使用将组成强有力的版本控制与管理的系统。

Win CVS的一些常用功能包括配置、登录、文件上传、文件下载、编辑文件、文件比较、更新本地文件、合并文件、添加文件、删除文件、创建文件标签、查看文件状态等等。

其中，WinCVS提供了修改后提交（commit）的功能，用户从服务器端拷贝文件的某个版本，在本地修改后利用commit命令即可将最新的文件保存到服务端，并且文件版本号会自动加1。

当一个开发者试图commit某一修改的文件时，通常会发生如下两种情况之。

对于此修改的文件，如果CVS在库中没有检测到新的版本，那么直接

commit，就可在库中产生一新的版本；

如果CVS在库中检测到新的版本（比如多个人同时对相同的文件进行修改，

在你之前已有人将他的修改commit而产生了新的版本），那么CVS 此时将给

出警告并中断commit操作。

对于第二种情况，在CVS中断了commit操作后，必须调用更新本地文件命令

update，而调用update命令后，会有两种情况发生，一种是不带冲突，另外是带有冲突。冲突的产生是由于多人在修改同一个文件的时候修改了文件中的相同的地方（如某一行）。在CVS中冲突几乎很少发生，而一旦发生了冲突，很大的原因可能是开发小组的开发成员之间没有协调好。另外对于冲突需要强调一点，所谓的冲突仅是文本性的，而非逻辑性的。

对于不带冲突的情况，在执行update命令将本地版本与服务器上的新版本合并以后，直接执行commit命令就会完成提交操作。而对于带冲突的情况，则需要手动地进行修改。例如文件xlmage.h在库中的版本为1.4，文件内容为：

while（1）

i++；

本地的xImage.h版本为1.1，假设我们做了如下的修改

while（ I < 0）

i++;

那么在执行update命令之后，文件图标如图1所示。从图中可以看出版本号已为库中版本号，文件状态为Conflict ，修改时间改为Result of merge,这说明发生了冲突，我们打开文件，文件内容如下：

vvvvvvv xImage.h

while（i < 0）=======

while （1）

i++；>>>>>>> 1.4

在此CVS 用vvvvvv,=========和》?>>虽调修改的相同部分，剩下的事情就看 用户怎么办了。在去掉这些标志，并改成所需要的文件之后，就可以进行commit 了。这时版本号又将升一级。

Folder Folder

Folder

Folder Folder

Folder

Folder

Fokfer

Fgldgr

Fotdor

NlonCvs File

Fri Det 20 07:16:46 2002 FrlD? 20 07:29:12 2002 Men Dec23 09! 31:013002 Wed Dec2SM:57:32 2fl02 Thu Dec 19 08:37:30 2M2 Thu Dec 36 11:3S:52 2M2 Result of merge 图1 Win CVS 中对于带冲突的文件显示

CVS 中还提供了分支功能，分支是基于软件的版本稳定性和开发的延续性考 虑的。一个软件产品会有一个比较稳定的版本（一般是正式发布版），这个版本 之前是不稳定的，而之后要对它继续开发，新的功能不断加入，问题也肯定不断 出现，在加入新功能的版本还没有比较稳定之前，这时用户可能对开发者提出要 求（比如发现了发布版中的问题要求修改），此时就应该进行分支。举个例子来 说，假定某一软件的1.0发布版已完成，开发者正在继续开发过程，计划在 2 个月后发行1.1的版本。然而在不久以后，用户开始抱怨说1.0版的代码有些问 题，开发者检查了一下1.0的发行版,并且找到了这个错误。但是，当前处于开 发中的版本处于一个不稳定的状态， 并且在下一个月才能有希望稳定下来。 这样 就没有办法去发行一个最新的现有版本去更正问题。这时就可以去创建基于这棵 版本树1.0版的分支，可以修改这棵树的分支而不影响到主干。当修订完成时， 开发者可以选定是否要把它同主干合并或继续保留在这个分支里。

CVS 允许你独立出一个派生的代码到一个分离的开发版本。 当你改变一个分 支中的文件时（修改了一些BUG ，这些更改不会出现在主开发版本和其它分支 版本中，而这些BUG 在主干（或叫主开发版本）中肯定存在（可能在别的分支中 也存在），那么就必须在主干中也要对这些 BUG 进行修改，这就增加了额外的开 销。在CVS 中，可以使用合并（merging ）把这些变更从一个分支移动到另一个 分支（或主开发版本）。

综上所述，利用CVS 的 commit 可以解决并行开发中的冲突问题，实现有效 的访问控制；利用CVS 中的分支和合并可以实现对软件灵活有效的版本控制。CVS 为软件开发的配置管理提供了一个可靠的工具。

3. 用软件工程管理系统实现软件项目过程管理

在软件项目的开发过程中，会存在资源变化频繁的问题。某些开发人员在软 件项14.LI

?kb Binary l.i

=kb Binary i.H

File 1.36

■kb Binary 1.3 ■kb

Binary 1.20 File

Name | Rev.

| Opbon | Status | Tag | Timestamp

(Image, n

1.2D Conflict

目开发的过程中离去，由于他负责使用或维护的文档或者资源不完善，使得

后续人员接手他的工作时困难重重，造成开发过程的停滞；由于没有控制好软件变化过程，消耗了大量人力物力，导致项目严重超期、预算超支；项目经过了几次大改动，几乎记不起原来是什么样子了，或者说，根据用户提出的多次变更要求更改后的成型软件，与用户的需要相距甚远；软件变化未经控制进入开发或维护活动之中，引入更严重的问题，例如某程序员未经正常的软件变化申请，自行

修改软件中的某一错误，虽然局部错误是改正了，但由于没有考虑到局部改动对全局的影响，使得整个系统不能正常工作。

为了减小资源变化频繁问题对软件项目的影响，更有效地控制软件质量，需要对软件项目过程进行监控。这里设计了一套软件工程管理系统，它主要针对于软件生成过程的管理和软件质量控制。这个系统包括以下三个部分：任务管理系统、Bug管理系统和用户认证系统。这个系统应当具有Browser/Server的结构，用html、JSP和SQL Server 实现。

3.1任务管理系统

任务管理系统主要用于软件生产的过程管理，对软件生产进行模块化管理，并将软件产品生产的工作细化为不同的任务，比如代码实现、程序测试和文档写作等；这样的系统便于细化工作，明确工作目的，同时也便于管理者对生产过程进行管理，能够有效地把握产品的开发进度。

该系统从软件生产的特点出发，针对软件生产的特点进行设计。在该系统中，最大管理单元是项目，最小管理单元是任务，在项目和任务之间有模块，这样的划分能够使项目执行更加有效。在任务之下有所有的具体工作记录，包括Checkin （工作提交）、BugFix （Bug修复）、Comment（相关注释和评论）等。通过项目能从整体上把握项目的执行情况，通过模块划分明确产品的结构和分工，通过任务能明确具体工作的目标，便于工作开展，通过记录反映具体的工作。这种结构也便于项目的逐级管理，即项目有项目负责人，模块有模块负责人，任务有任务负责人，实行单人负责的策略，管理范围由大到小、由整体到细节；并且在项目执行过程中可以随时对项目、模块、任务进行调整。需要注意的是该系统为每个项目、模块都会生成一个相应的管理任务（项目管理的任务、模块管理的任务），强调了管理工作在软件开发过程中的重要性；在任务管理系统中明确地提出管理任务，便于管理人员在项目执行过程中进行管理。

另外，在任务管理系统中包含了一个"周报告"子系统，工作人员可以在周报告中提交每一周的工作情况，工作计划等，并在系统中做记录，方便工作者记录和汇报自己的工作情况和下一阶段的工作安排；并提供周报告查询功能，同时系统还可以对各个周报告进行汇总，以便管理者查阅。

这个系统中主要实现的功能包括：创建项目、查询项目、创建模块、查询模块、创建任务、查询任务、提交多种记录、查询记录、提交工作报告以及系统管理等。

任务管理系统用于记录、跟踪和管理项目开发的每个过程、报告工作的进展情况和帮助公司的管理和决策人员对资源进行合理分配。通过管理系统对软件工程项目的管理，可以避免软件公司因为人员的流动对公司造成的巨大损失。同时

因为管理系统记录了项目的详细过程信息，也为项目以后的升级和完善提供了宝贵的可供查询的第一手资料。

此系统应该具有如下的特点：

项目分级管理：将一个项目分解为小的模块，再将模块分解为具体的任

务，通过逐层细化，将工作落实到个人；

以任务为中心：整个系统的最终管理归结为人与任务的一一对应，明确责