探讨软件工程概念模型

　　“今天，我比以往更加确信，概念的完整性是产品质量的核心。……这个原理决不仅限于软件系统，它适合于所有的复杂事物。” ——Brooks《人月神话》

　　“模型可以澄清相互间的关系，识别出关键元素，有意识地减少可能引起的混淆。”
　　　 ——Forsberg,K.《可视化项目管理》

　　软件工程内容广泛，新技术新热点层出不穷。如何快速掌握软件工程新技术，以及如何对众多软件工程技术综合运用，以取得最佳的实践效果，已经成为很现实的问题。本文认为，通盘把握软件工程概念模型，将对解决上述问题大有裨益。

　　一、什么是软件工程概念模型

　　模型就是抽象，就是有意识地忽略事物的某些特征。抽象带来的好处是能够反映模型中元素之间的关系，清晰把握大局。

　　概念模型是模型的一种，简单说就是抽象程度极高的一种模型。

　　软件工程概念模型是对软件工程领域进行抽象描述的模型，它能够使我们对软件工程有一个完整把握。

　　二、一个精简的软件工程概念模型

　　《软件工程——技术、方法与环境》一书中，有一个极为精简的软件工程概念模型：

　　该模型可以用一句话概括：软件工程是（目标，方法，活动）三元组。它体现了目标-方法-活动的3维正交关系：

　　· 任何目标，都要依照特定方法，由特定活动实现；

　　· 任何方法，都是指导特定活动，来完成某种目标；

　　· 任何活动，都由特定方法指导，来完成某种目标。

　　三、一个细化的软件工程概念模型

　　下图是笔者理解的软件工程概念模型（采用UML类图的语法）：



　　1、 模型概述

　　图中，“理论与经验”和“工具”可以认为是2个比较独立的概念，其他概念可以被分为4组——“方法论”、“过程”、“目标”、“项目”，分别标以不同颜色。这4组主要概念构成了软件工程概念模型的骨架，可以描述为：为达到一定的“目标”，我们建立起相应的“项目”，在某种“方法论”的指导下，按照一定的“过程”，生产出相应的软件“产品”。

　　从这个模型的骨架中，我们能清晰看到上面精简模型的影子——（目标，方法，活动）三元组。但显著区别是，更加强调“活动”的组织和控制方式——“过程”。这是软件实践发展的必然结果，因为，随着软件产品的复杂程度不断提高，势必要更加强调“过程”。Roger S. Pressman在其经典著作《软件工程：实践者的研究方法》里就指出：大约每隔5至10年，软件界就会重定义“问题”，将其焦点从“产品”转移到“过程”。

　　2、 方法论

　　“方法论”是在一定“原则与策略”指导下的一套相关的“方法与技术”，而“方法论”可以分为“开发方法论”和“过程方法论”2种。相应的，“原则与策略”可以是开发策略，例如著名的“功能分解”策略；也可以是过程策略，例如迭代模型等“过程模型”，就是过程策略。

　　应当说，“过程方法论”是随着软件实践的深入，在“开发方法论”产生之后才产生的概念。Roger S. Pressman在其经典著作《软件工程：实践者的研究方法》里就指出：大约每隔5至10年，软件界就会重定义“问题”，将其焦点从产品转移到过程。在本文后面的章节，笔者将用“过程方法论”的概念解释“Agile到底是过程还是方法论”的迷惑。

　　另外，值得一提的是，在实际当中，存在“方法”其实是指“方法论”的现象，在此说明一下。一方面，“方法论”是为完成特定目的一套“方法”，“方法论”和“方法”是一对多的关系；另一方面，实际中人们常将“方法论”简称为“方法”，所以也可以认为“方法”是个递归的概念，它可以是“原子方法”，也可以是“方法论”。至此，当你同时面对“Agile方法”和“Agile方法论”这2种说法时，就不必迷惑了。



　　3、 过程

　　“过程模型”是对具体“过程”的抽象，它仅规定了后者的框架，例如瀑布模型规定了“过程”是线性框架；“过程模型”的例子还有螺旋模型、喷泉模型、迭代模型等。一个具体“过程”包括“开发子过程”和“管理子过程”2个子过程，它们分别由一组相关的“开发活动”和“管理活动”组成。“开发活动”开发出或再加工“开发工件”，“管理活动”使用“管理工件”，对“开发活动”和“开发工件”进行管理。
“过程开发与改进”是一个特殊的“管理子过程”。“过程开发与改进”与其它一般的“管理子过程”相比，后者是为软件产品的开发服务的，而前者是以开发和改进软件过程本身为目的。软件工程大师Osterweil在其论文《Software Processes are Software Too》中高屋建瓴地指出：软件过程也是软件。软件有一个开发的过程，软件过程也有一个开发的过程；软件开发产出软件产品，软件过程开发产出过程产品。

　　RUP是著名的软件过程产品。CMM是著名的软件过程改进框架，它本身不是特定软件过程的定义，它只是建议如何一步一个台阶地改进软件过程。在本文后面的章节，笔者将从“过程开发与改进”的角度，谈谈RUP的定制和CMM的定位问题。

　　4、 目标

　　任何实践都是有“目标”的，软件实践也不例外；比如“开发Bug跟踪系统”就是一个“目标”的例子。“目标”的完成，依赖于一系列“任务”的完成；比如上述“目标”可以分解为“分析”、“设计”、“编码”、“实现”等“任务”。

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