南京軍區(qū)南京總醫(yī)院博士后工作站 田 軍

軟件工程在博士后網(wǎng)絡(luò)辦公平臺開發(fā)中的應(yīng)用

南京軍區(qū)南京總醫(yī)院博士后工作站 田 軍

本文主要論述了在全國博士后網(wǎng)絡(luò)辦公平臺開發(fā)過程中，如何利用軟件工程的理論和方法指導(dǎo)和實(shí)施開發(fā)活動，使軟件實(shí)現(xiàn)快速交付的同時保證了軟件的高質(zhì)量。

軟件工程；面向?qū)ο?；進(jìn)度計劃；質(zhì)量保證；配置管理

1.引言

我國博士后制度建立二十多年來，博士后規(guī)模發(fā)展異常迅速。博士后制度凝聚和培養(yǎng)了眾多高層次人才，催生了一大批優(yōu)秀科研成果，為我國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。隨著博士后事業(yè)的發(fā)展壯大，我國博士后管理理念不斷創(chuàng)新，管理制度不斷完善，管理方式不斷改進(jìn)。因此，原有的全國博士后信息系統(tǒng)的功能已無法滿足電子化辦公的需求，開發(fā)一套博士后網(wǎng)絡(luò)辦公平臺，為各級地方博士后管理部門（博士后站、設(shè)站單位、省市管理部門、博管會）提供規(guī)范化的審批、管理，實(shí)現(xiàn)電子化辦公，顯得尤為必要。

自上世紀(jì)六十年代以來，計算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程遇到了“軟件危機(jī)”：開發(fā)成本日益增長、開發(fā)進(jìn)度難以控制、軟件質(zhì)量無法保證、軟件維護(hù)困難等。究其原因，主要在于所開發(fā)的軟件規(guī)模越來越大，復(fù)雜度越來越高，缺乏軟件開發(fā)方法學(xué)和工具方面的支持。這使得人們開始用工程化的方法進(jìn)行軟件的開發(fā)、管理和維護(hù)，即軟件工程。

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)辦公平臺功能復(fù)雜度高，擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)。也為了更好地提高開發(fā)的可見性和規(guī)范性，方便后期的運(yùn)維和擴(kuò)展，該系統(tǒng)平臺開發(fā)采用了軟件工程的理論方法貫穿設(shè)計、開發(fā)和運(yùn)維的整個階段，取得了不錯的效果。

2.系統(tǒng)的需求分析

軟件需求是指用戶對目標(biāo)軟件在功能、行為、性能、設(shè)計約束等方面的期望。通過對問題及其環(huán)境的理解與分析，為問題涉及的信息、功能及行為建立模型，將用戶需求精確化、完全化，最終形成需求規(guī)格說明，如圖2-1所示，整個活動構(gòu)成軟件開發(fā)生命周期的需求分析階段。需求分析階段是軟件項(xiàng)目開發(fā)中其他四個階段的必備條件。

在軟件工程理論誕生之前，傳統(tǒng)的軟件開發(fā)普遍存在這樣的問題：1）重視開發(fā)，忽視前期的需求分析和設(shè)計；2)文檔不規(guī)范且不完備。這樣的做法固然可以將開發(fā)的階段提前，貌似加快了系統(tǒng)開發(fā)的進(jìn)度。其實(shí)不然，由于用戶的需求在開發(fā)的過程中具有漸進(jìn)性和增量變化的特點(diǎn)，且軟件的需求、開發(fā)、測試、維護(hù)過程中，系統(tǒng)變更的代價呈非線性增長，不完備的需求和文檔會大大增加需求變更情況下的工作量，而且也增加了系統(tǒng)交付后培訓(xùn)和維護(hù)的工作量。

由于網(wǎng)絡(luò)辦公平臺最終目標(biāo)是滿足用戶的無紙化辦公，平臺能否滿足用戶的日常辦公需求是評價軟件是否成功的關(guān)鍵因素。我們將需求分析作為了一個重要的階段，其主要工作是獲取用戶需求、設(shè)計系統(tǒng)模型、編寫需求文檔。在立項(xiàng)前期，通過調(diào)研問卷以及各級管理部門代表研討的方式分析當(dāng)前網(wǎng)上辦公系統(tǒng)的特點(diǎn)，了解當(dāng)前博士后網(wǎng)上辦公業(yè)務(wù)需求。從業(yè)務(wù)需求、用戶需求、功能需求、非功能需求四方面完成系統(tǒng)模型的初步設(shè)計，并以此為依據(jù)編寫規(guī)范的《項(xiàng)目需求分析說明書》，辦公平臺的基本功能需求如圖2-2。

3.系統(tǒng)的開發(fā)方法

系統(tǒng)常見的開發(fā)方法主要有結(jié)構(gòu)化方法、原型法、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法。

結(jié)構(gòu)化方法是一種廣泛運(yùn)用的開發(fā)方法，是設(shè)計人員、開發(fā)人員以及最終用戶按照用戶至上的原則，自頂向下分析與設(shè)計和自底向上逐步實(shí)施的建立計算機(jī)信息系統(tǒng)的一個過程，是組織、管理和控制信息系統(tǒng)開發(fā)過程的一種基本框架。其特點(diǎn)有：1）自頂向下整體地進(jìn)行分析與設(shè)計和自底向上逐步實(shí)施的系統(tǒng)開發(fā)過程；2）用戶至上是影響成敗的關(guān)鍵因素，整個開發(fā)過程中，要面向用戶，用戶需求需要在系統(tǒng)建立之前就能被充分了解和理解；3）嚴(yán)格區(qū)分工作階段，把整個開發(fā)過程劃分為若干工作階段，每一個階段有明確的任務(wù)和目標(biāo)、預(yù)期達(dá)到的工作成效，以便計劃和控制進(jìn)度，協(xié)調(diào)各方面的工作。前一階段的工作成果是后一階段的工作依據(jù)；4）充分預(yù)料可能發(fā)生的變化。其缺點(diǎn)是開發(fā)周期長，耗費(fèi)大，若用戶需求并不明確，會大大影響開發(fā)效率。

原型法是20世紀(jì)80年代提出的一種從設(shè)計思想、工具、手段都全新的系統(tǒng)開發(fā)方法。其特點(diǎn)有：1）系統(tǒng)開發(fā)循序漸進(jìn)，需要反復(fù)修改原型；2）開發(fā)周期短，費(fèi)用相對少；3）由于有用戶的直接參與，系統(tǒng)更加貼近實(shí)際；4）應(yīng)變能力強(qiáng)，減少用戶的培訓(xùn)時間。但缺點(diǎn)也比較明顯：不適合大規(guī)模系統(tǒng)的開發(fā)；開發(fā)過程管理要求高，整個開發(fā)過程要經(jīng)過“修改—評價—再修改”的多次反復(fù)；開發(fā)人員易將原型取代系統(tǒng)分析；缺乏規(guī)范化的文檔資料。

面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法是一種常見的系統(tǒng)開發(fā)方法。它將對象作為程序的基本單元，將程序和數(shù)據(jù)封裝其中，以提高軟件的重用性、靈活性和擴(kuò)展性。其特點(diǎn)是：1）封裝性。面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，程序和?shù)據(jù)是封裝在一起的，對象作為一個實(shí)體，其操作隱藏在方法中，從外界無從得知。封裝性構(gòu)成了面向?qū)ο蠓椒ǖ幕A(chǔ)。簡單地說，面向?qū)ο缶褪恰皩ο?屬性+方法”；2）抽象性。面向?qū)ο蠓椒ㄖ校褟木哂泄餐再|(zhì)的實(shí)體中抽象出的事物本質(zhì)特征概念，稱為“類”。類中封裝了對象共有的屬性和方法，通過實(shí)例化一個類創(chuàng)建的對象，自動具有類中規(guī)定的屬性和方法；3）多態(tài)性。多態(tài)性是用一個操作名稱實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)類型的多種操作，運(yùn)算符重載、函數(shù)名重載都是多態(tài)性實(shí)現(xiàn)的主要方法。由于多態(tài)性這一特性，增強(qiáng)了軟件的靈活性和重用性。

根據(jù)需求分析，可以看出本辦公平臺開發(fā)具有以下特點(diǎn)：1）系統(tǒng)功能復(fù)雜；2）開發(fā)過程管理要求高，需要規(guī)范化的管理；3）軟件復(fù)用要求高；4）需求功能相對明確。

因此，針對上述開發(fā)方法的特點(diǎn)，我們采用了面向?qū)ο蠛徒Y(jié)構(gòu)化方法相結(jié)合的開發(fā)方式。

4.系統(tǒng)的進(jìn)度管理

眾所周知，項(xiàng)目的成功很大程度上歸功于開發(fā)者在項(xiàng)目過程中對進(jìn)度的有效管理和控制。在軟件工程中，項(xiàng)目進(jìn)度管理包括6個管理過程，即活動定義、活動排序、活動資源估算、活動歷時估算、制定進(jìn)度表、進(jìn)度控制。

活動，是實(shí)施項(xiàng)目時安排工作的最基本的工作單元。活動定義過程就是要把完成項(xiàng)目的所有活動都找出來。在活動定義活動中，最基本也是最重要的工作就是工作分解結(jié)構(gòu)（WBS），工作結(jié)構(gòu)分解是對項(xiàng)目范圍的一種逐級分解的層次化結(jié)構(gòu)編碼，它以可交付成果為導(dǎo)向?qū)?xiàng)目要素進(jìn)行的分組，歸納和定義了項(xiàng)目的整個工作范圍每下降一層代表對項(xiàng)目工作的更詳細(xì)定義。

工作分解結(jié)構(gòu)應(yīng)按照實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)工作的方法、工程的特點(diǎn)、項(xiàng)目管理者的要求進(jìn)行，其基本原則是：1）應(yīng)在各層次上保證項(xiàng)目內(nèi)容的完整性，不能遺漏任何必要的組成部分。2）一個項(xiàng)目單元只能從屬于某一上層單元，不能同時屬于兩個上層單元。3）項(xiàng)目單元應(yīng)能區(qū)分不同的責(zé)任者和不同的工作內(nèi)容，應(yīng)有較高的整體性和獨(dú)立性。4）應(yīng)考慮WBS與承包方式、合同結(jié)構(gòu)的影響。5）能夠符合項(xiàng)目目標(biāo)管理的要求，能方便的應(yīng)用工期、質(zhì)量、成本、合同、信息等手段。6）WBS不要太多層次，以四至六層為宜。最低層次的工作包的單元成本不宜過大、工期不要太長。

根據(jù)工作分解的基本原則，辦公平臺的開發(fā)工作從分析、設(shè)計、開發(fā)、測試、驗(yàn)收、運(yùn)維幾個方面被細(xì)分為50個基礎(chǔ)活動，通過活動資源估算和活動歷時估算，我們制定了詳細(xì)的進(jìn)度計劃，如圖4-1所示。

表5-1 工程活動審核表

表5-2 工作產(chǎn)品審核表

圖4-1

項(xiàng)目進(jìn)度計劃最終以甘特圖方式進(jìn)入項(xiàng)目配置庫，作為項(xiàng)目進(jìn)度控制的依據(jù)。如上圖所示，項(xiàng)目進(jìn)度計劃定義了項(xiàng)目中每一個主要任務(wù)，并估算其所需時間和資源，為項(xiàng)目管理的評估和控制提供了一個清晰可見的框架。正因?yàn)閷?shí)施了有效的進(jìn)度管理，平臺開發(fā)工作順利地如期完成。在項(xiàng)目某一階段出現(xiàn)延遲時，規(guī)范的項(xiàng)目進(jìn)度計劃幫助我們及時發(fā)現(xiàn)延遲，找出延遲的原因，針對性地調(diào)整開發(fā)計劃，從而保證了項(xiàng)目的整體進(jìn)度。

5.系統(tǒng)的質(zhì)量保證

軟件質(zhì)量保證（SQA）是建立一套有計劃，有系統(tǒng)的方法，來向管理層保證擬定出的標(biāo)準(zhǔn)、步驟、實(shí)踐和方法能夠正確地被項(xiàng)目所采用，如表5-1、5-2。它是貫穿于整個軟件過程的第三方獨(dú)立審查活動，其目的是使軟件過程對于管理人員來說是可見的。如果將一個軟件開發(fā)類比于一種產(chǎn)品的生產(chǎn)。那么生產(chǎn)線就是過程，產(chǎn)品按照生產(chǎn)線的規(guī)定過程進(jìn)行生產(chǎn)。軟件質(zhì)量保證的職責(zé)就是保證過程的執(zhí)行。

在本辦公平臺的項(xiàng)目組中，根據(jù)需要配備了專門的SQA人員。SQA人員活動貫穿了開發(fā)各個階段。在項(xiàng)目啟動階段，SQA人員就參與到制定《軟件開發(fā)計劃》的過程，根據(jù)項(xiàng)目的內(nèi)容制定了《軟件質(zhì)量保證計劃》。在軟件質(zhì)量保證過程中，SQA人員的主要工作包括：1)評審軟件工程活動，對其是否符合定義好的軟件過程進(jìn)行核實(shí)，記錄、跟蹤與過程的偏差。2)評審軟件工作產(chǎn)品，對其是否符合事先定義好的需求進(jìn)行核實(shí)，對產(chǎn)品進(jìn)行評審，識別、記錄和跟蹤出現(xiàn)的偏差并將工作結(jié)果向項(xiàng)目管理者報告。3)完成工程活動審核表、工作產(chǎn)品審核表，確保軟件工作及產(chǎn)品中的偏差已記錄在案，并根據(jù)預(yù)定的規(guī)程進(jìn)行處理。

6.系統(tǒng)的配置管理

我們知道，在軟件建立時變更是不可避免的，而變更加劇了項(xiàng)目中軟件開發(fā)者之間的混亂。軟件配置管理作為軟件工程中一項(xiàng)重要活動，應(yīng)用于整個軟件工程過程。軟件配置管理是一種標(biāo)識、組織和控制修改的技術(shù)，目標(biāo)就是為了標(biāo)識變更、控制變更、確保變更正確實(shí)現(xiàn)并向其他有關(guān)人員報告變更。軟件配置管理可以提煉為兩個方面 的內(nèi)容：Version Control-版本控制；Process Support-過程支持。

博士后網(wǎng)絡(luò)辦公平臺采用的配置管理工具為VSS，VSS的全稱為Visual Source Safe，它提供了完善的版本和配置管理功能，以及安全保護(hù)和跟蹤檢查功能。VSS通過將有關(guān)項(xiàng)目文件（包括文本文件、圖像文件、二進(jìn)制文件、聲音文件、視頻文件、代碼文件）存入數(shù)據(jù)庫進(jìn)行項(xiàng)目配置管理工作。用戶可以根據(jù)需要隨時快速有效地共享文件。文件一旦被添加進(jìn)VSS，它的每次改動都會被記錄下來，用戶可以恢復(fù)文件的早期版本，項(xiàng)目組的其他成員也可以看到有關(guān)文檔的最新版本，并對它們進(jìn)行修改，VSS也同樣會將新的改動記錄下來。

VSS可以同Visual Studio開發(fā)環(huán)境以及Microsoft Office應(yīng)用程序集成在一起，提供了方便易用、面向項(xiàng)目的版本控制功能。VSS可以處理由各種開發(fā)語言、創(chuàng)作工具或應(yīng)用程序所創(chuàng)建的任何文件類型。在提倡文件再使用的今天，用戶可以同時在文件和項(xiàng)目級進(jìn)行工作。VSS面向項(xiàng)目的特性能更有效地管理工作組應(yīng)用程序開發(fā)工作中的日常任務(wù)。

用VSS來組織管理項(xiàng)目，項(xiàng)目組的所有工作成果被完整地保留下來，使得項(xiàng)目組間的溝通與合作更簡易而且直觀。開發(fā)的資源可以很好地被項(xiàng)目組成員分享利用，每一位成員獲取的代碼和文檔都是最新的且是同步的。VSS也能很好地解決傳統(tǒng)開發(fā)中容易出現(xiàn)的版本錯亂問題，使得版本的維護(hù)變得簡單、清晰。

7.結(jié)束語

隨著電子辦公模式的迅速發(fā)展，網(wǎng)上辦公的應(yīng)用越來越廣泛，用戶需求越來越復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法往往會失效。相對于傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法．軟件工程將軟件開發(fā)看成一項(xiàng)系統(tǒng)工程，一項(xiàng)需要需求分析、軟件開發(fā)過程、規(guī)范化的文檔和進(jìn)度管理、系統(tǒng)配置管理、系統(tǒng)質(zhì)量保證等方面工作互相配合，貫穿始終的工程，是人們在長期的軟件開發(fā)和維護(hù)的過程中積累下來的寶貴經(jīng)驗(yàn)。我們應(yīng)當(dāng)把它應(yīng)用到具體的開發(fā)過程中，進(jìn)行集成化開發(fā)，工程化管理，只有這樣才能提高軟件開發(fā)的成功率，縮短開發(fā)周期，減少重復(fù)開發(fā)，用較少的開發(fā)成本滿足用戶業(yè)務(wù)之需。

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