第15卷第g期微機發(fā)展Val.15 No.92005年9月Microcomputer DevelopmentSep. 2005OPEN Process Framework軟件工程框架研究與應用廖芳,彭定強,張松(北京師范大學信息科學學院計算機系,北京100875)滴要:OPEN Proess Framework(OPF)是使軟件開發(fā)過程達到CMM5級標準的軟件工程框架。文中討論了基于OPF的軟件過程的主要元素及實施過程,并把該過程應用于某油田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā),實賤證明基于OPF的軟件過程可以提高團隊的開發(fā)能力、降低風險、有效控制資源,為項目的開發(fā)提供了高度清晰的過程框架,規(guī)范管理和開發(fā)流程。關鍵詞:OPF;軟件過程;階段;迭代中圈分類號:TP311.5文獻標識碼:A文章編號:1005 -3751(2005)09-0026-03Research and Application of OPEN Process FrameworkLIAO Fang, PENG Ding-qiang, ZHANG Song(Dept. of Computer Sai. , Coll. of Infomation Sci. , Beijing Normal Univ. , Beijing 100875 ,China)Abstrnct:OPEN Process Framnework(OPF)is a software process framework which leads an organization towerds CMM Level 5. In thispaper major metaclasses and running model of software process based on OPF is discussed, and then this software is applied in the oil -field development data acquisition systen. In fact sofware process besed on OPF can develop ability of teams, reduce risk of sotware,control resource efectelly,, supply high definitin process framework to standerdize process of management.Key wordls:OPEN process framework; software proces; phase; iterative0引言個過程框架,運用這個框架會產(chǎn)生-一個具有組織性、特殊軟件工程是--種必須以有組織的質(zhì)量保證為基礎的性的過程(或者說是實例)。每-一個過程實例都是- -個建層次化技術(shù)。這種層次技術(shù)不僅包括應用的技術(shù)方法和構(gòu)的過程,通過選擇特殊的活動、任務、技術(shù)以及相關的架工具,更主要的是運用這兩個元素以達到軟件建造這- -最構(gòu)創(chuàng)造。任務與技術(shù)細節(jié)要整合以適合特定的問題領域，終目標的“過程"[12]。全面的質(zhì)量管理和類似的理念刺在這個整合過程中同時也需要過程的搭建與裁減縫合相激了不斷的過程改進,正是這種改進導致了更加成熟的軟配合。運用了這個過程框架,就會使軟件過程組織達到件工程方法的不斷出現(xiàn)。隨謄軟件朝著更大更復雜的趨CMM的5級標準[3]。勢發(fā)展以及面向?qū)ο蠛突诮M件化的方法在軟件開發(fā)過程中的大量運用,對軟件開發(fā)過程提出了新的需求?；?OPF的5個元類組這個新需求,在這個發(fā)展的洪流中,OPEN Process和別的工作單元、工作成品、有過程階段和代碼支持(語言)過程框架(RUP,0OSP等)一道脫穎而出,并在世界范圍的生產(chǎn)者是構(gòu)成OPF的幾個元類組,向?qū)琼椖繉嵤┻^內(nèi)特別是澳大利亞和美洲得到廣泛運用。OPEN 是面向程中的理論支持,如圖1所示,具體而言,有如下5類[4];對象過程、環(huán)境以及符號的簡稱,它由非盈利組織一*工作單元(work unit):為生產(chǎn)者生產(chǎn)工作成品而OPEN協(xié)會來維護和發(fā)展,是第三代的、應用于公共領域、創(chuàng)造操作模型的組件。擁有完整生命周期、著重于過程的方法論[3] ,該方法論是*生產(chǎn)者(producer):生產(chǎn)工作成品的組件。針對軟件增強型應用的發(fā)展以及面向?qū)ο?、基于組件技術(shù)*工作成品( work product):由項目生成的組件。的發(fā)展和設計的,正迎合了目前軟件發(fā)展的趨勢。*過程階段(stage) :用來為工作單元提供大量組織的時間中國煤化工1什么是 OPFOPF(OPEN Process Franework)是OPEN定義的一件。TYHCNMHG5數(shù)工作成品的組圖1中的虛線框是-一個用于OPEN的組件庫,從這個收稿日期:2004-11-30作者簡介:廖芳(1980-),女(壯族),廣 西柳州人,碩士研究生,研組件庫中選擇個體實例,把它們放到--起,構(gòu)造樣式就能究方向為網(wǎng)絡與信息系統(tǒng)。創(chuàng)造一個詳細明確的OPEN實例。工作單元規(guī)定了活第9期廖芳等 :OPEN Process Framework軟件工程框架研究與應用， 27動、任務、技術(shù)這3個類型。活動規(guī)定了該“做什么”,但并碑設定、成本估算等項目計劃,這些就構(gòu)成了OPF初始階不會規(guī)定該“怎么做”。任務就類似于以這個所謂的“什段的工作單元。在這些工作單元中生成的各種文檔和模么”為目標,而不是“怎么”,做更好的準備。這些目標可以型是工作成品,而生產(chǎn)者則包括系統(tǒng)分析員需求分析員、在相對短的時間內(nèi)由開發(fā)個體或者是一個小的開發(fā)組用項目經(jīng)理、過程工程師以及相關的人員或角色。其中要特一定的技術(shù)完成，而最終對該目標真正完成與否的結(jié)論別指出過程工程師要做的工作包括實例化類庫以生產(chǎn)真要由項目經(jīng)理來做出。要達到任務或者是活動的目標都實的過程組件并從中選擇適合的過程組件、對生產(chǎn)者(如需要個體或者團隊的努力,而這個人或者團隊就是OPF角色、團隊.工具)的選擇、對要執(zhí)行的工作單元的選擇、把元模型中定義的“生產(chǎn)者”。所謂的“生產(chǎn)者"可能是一一個任務及其相關技術(shù)分派給生產(chǎn)者、把任務分組到工作流和人或者并不是人,可能是個體也可能是團隊。他們通過運活動中。這個部分相當于做出了整個項目大體上的計劃用技術(shù)完成一個或者更多的任務來生產(chǎn)出工作成品。在安排,這些計劃安排是項目完成好壞的關鍵。那個三角環(huán)之外,過程階段和語盲提供了附加的支持。多(3)建構(gòu)階段:生產(chǎn)工作成品并將其改造優(yōu)化以為發(fā)種多樣的過程階段為過程的發(fā)展提供了大規(guī)模的組織(主布做準備的階段,它是一 -個經(jīng)過子建造、子發(fā)布、子部署以要是時間上的),比如階段(phase)、生命周期(life cycle)、逐個達到預先定義的多個里程碑的反復過程,是否真正地里程碑(milestone)等等。另一方面,語育是一種用來對工達到里程碑必須由一系列的功能測試、性能測試來判別,作成品文檔化的工具,它可以是自然語言、建模語言或者這些都是該階段的工作單元。在這些工作單元中生成的是編程語言。OPEN支持UML描述、OML描述以及其全部組件、代碼、文檔等都是該階段工作成品,而生產(chǎn)者包他你選擇的優(yōu)秀的∞0描述,運用這些描述就可以很好地括項目經(jīng)理、過程工程師、編碼工程師、代碼生成器測試進行OPEN過程生成的工作成品的文檔化工作。組以及相關人員和角色等等。特別指出在這個階段中,過程工程師要做的工作包括縫合與搭建被向?qū)нx取的過程組件內(nèi)部細節(jié)擴展現(xiàn)存的預工作單元定義過程組件類庫、對制定好的各個項目階段進行控制以達到成本、資源的優(yōu)化使提供指導用。執(zhí)行反復評價提(4)使用階段:向客戶組織進行對前共文幾階段的工作成品的發(fā)布以及提供維護過程階段一宏十生產(chǎn)者E產(chǎn)- 工作成品語言服務的階段,這個階段會產(chǎn)生大量的客戶織反饋,要根據(jù)這些反饋對工作成品進行及圍1 OPF的結(jié)構(gòu)關系圍.時的維護和升級。工作成品的發(fā)布和維護就是這個階段的工作單元,生產(chǎn)者包括項目經(jīng)理、過程3 OPF 在項目中的實施過程工程師、編碼工程師、測試組以及相關人員和角色等等,對上文敘述了構(gòu)成OPF的5個元素及它們間的關系，于軟件的修改代碼和相關的文檔就是這個階段的工作成那到底在項目的實施過程中該怎么運用這些元素來完成品。軟件過程呢?OPF在項目中的實施是-系列的過程階段(5)結(jié)束階段:指的是規(guī)定的軟件維護期過去之后的不斷進行迭代的過程,如圖2所示,其中的每一個過程階階段 ,它的目標就是使所有的軟件產(chǎn)品和相關文檔相繼退段都是根據(jù)該階段的特點對所涉及到的工作單元、生產(chǎn)出維護過程,這個階段標志著這一輪軟件過程開發(fā)周期迭者生產(chǎn)成品進行組織的-一個過程[5-8。代的完畢。(1)決策階段:商討商業(yè)級別的交叉式項目相關事項上述的5個階段均在OPF的過程架構(gòu)向?qū)А⒉脺p縫的階段。在具有交叉式項目的過程啟動的最初,需要- -個合向?qū)U展向?qū)У闹笇峦瓿桑渲?2)到(4)這3個階決策階段對即將開展過程的領域進行簡單的決策。它的段是-一個不斷迭代的過程,每-次的迭代都在 上-一個迭代目標是弄清楚該領域的商業(yè)流程和工作流程,要開展的項的基礎上進行,包括需求分析、設計、編碼和測試,生成一目是否與客戶現(xiàn)存項目相關并且有交互,以便為項目定下個更完善的產(chǎn)品版本。這不斷迭代的過程就是軟件增量基調(diào)并做出相關決定,而一般的小規(guī)模過程可以省略這個發(fā)展的中國煤化工階段。來進行描述。例如，(2)初始階段:最終奮斗目標的全面啟動以及為建構(gòu)文檔前YHCN MH C語。用例和對象建模階段做準備。在這個階段中,必須明確項目的規(guī)模、系統(tǒng)常常使用UML或者OML的建模語言來描述。最后,代業(yè)務流程、系統(tǒng)需求等,對項目中的風險做出相應的分析,碼是用比如說是JAVA, SQL或者是CORBA的接口定義并根據(jù)這些結(jié)果做出人員安排、資源分配、階段設置、里程語言(IDL)等執(zhí)行語言來書寫的。微機發(fā)展第15卷畢的時候都要按照之前設置好的項目測工程生命周期(prograrnme 'fe eyck )試計劃報告進行功能測試和性能測試,在決策階段初蝓階段建構(gòu)階段使用階段結(jié)束階段建構(gòu)階段結(jié)束之前還要進行由我方與客(Sirategy)(Incepion)(Constnuction)(Usage)(Retiement)戶方共同參與的最終的項目技術(shù)審核。. , Bild (n)在審核中考慮的問題有:系統(tǒng)功能是否滿Rclease(1)Deplboy-足客戶(油田)需求、系統(tǒng)性能如何(并發(fā)ment. (1)皮數(shù)據(jù)上報和審核的效率和錯誤率、模Mile-stone (L塊的下載速度等等)、系統(tǒng)是否達到可以項且發(fā)屢思駔投入實際使用的標準使用的資源是否在(project development cycle)可接受的計劃變動范圍內(nèi)(人員、時間、資田2 OPEN Proces的生命周期金成本、設備等等)、是否做好發(fā)布的淮備。4應用實例(4)使用階段:主要是向客戶進行系統(tǒng)的發(fā)布以及提在為某油田開發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,全面采取了基于供維護服務的階段。把采集系統(tǒng)部署到指定的試點采油OPEN Proces的軟件過程。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)目的是能夠在信息中心采油局、采油廠、采油隊,接受實際環(huán)境的測試。各個采油點采集每個工作日、工作周期的工作數(shù)據(jù),能夠并同時對實際用戶和相關的人員進行培訓和指導。對于適應多種網(wǎng)絡環(huán)境(高速光纖、低速無線或者間斷撥號網(wǎng)用戶提出的新需求和改進意見進行記錄,為系統(tǒng)的下一次絡等)的數(shù)據(jù)上報情況,采用插件模式開發(fā),各個數(shù)據(jù)錄人迭代的需求分析做好準備。在試點中使用2個月后,客戶和開發(fā)應用模塊都可以下載更新和安裝。該系統(tǒng)包含數(shù)針對項目進行評價,根據(jù)開始的項目需求分析報告、項目.據(jù)服務系統(tǒng)框架程序、框架配置管理、權(quán)限管理模塊、用規(guī)格報告研制報告和測試報告,認可了第一個版本的采戶管理模塊.(通用)數(shù)據(jù).上報模塊、(通用)數(shù)據(jù)審核模塊、集系統(tǒng),并提出根據(jù)油田的商業(yè)策略,要進行軟件發(fā)展進數(shù)據(jù)發(fā)布和共享模塊、日志管理模塊、數(shù)據(jù)備份模塊以及化以把它推廣到其他油田的想法。基于客戶的這一想法，外掛模塊管理等十多個模塊,是-一個龐大復雜的系統(tǒng)。開始第二個開發(fā)周期,由于OPEN Proces 為軟件開發(fā)提(1)決策階段:由于本項目并不是交叉式項目,所以這供了很好的適應性裁減性和可擴展性,所以在不長的時- -階段省略。間之內(nèi),就又完成了一個開發(fā)周期，目前該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(2)初始階段:主要是首先明確油田的需求,摸清油田已經(jīng)運用于全國的多個采油機構(gòu),用戶反應良好。這個陌生領域的業(yè)務流程,并根據(jù)實際情況確立項目的規(guī)(5)結(jié)束階段:項目的完結(jié)。由于全面采用了基于模和邊界,生成需求分析報告和項目規(guī)格報告;然后不僅OPEN Process 的軟件過程,規(guī)范了管理和開發(fā)流程,對資僅對項目中明顯存在的風險進行分析,還應挖掘潛在的偶源進行了有效的控制和高效的使用,所以并沒有啟用預留然性風險,生成風險分析報告;第三步根據(jù)之前的工作做的資源,并且軟件開發(fā)過程順利圓滿。出整個項目的人員、資源、里程碑、時間、工作流等計劃,并基于風險分析結(jié)果為計劃做出15%的富余。在組件的選5結(jié)論取方面,考慮到油田數(shù)據(jù)業(yè)務的專業(yè)性較強，所以打算對OPEN Process作為一種完善的軟件工程過程,它可于油田業(yè)務結(jié)合較為緊密的組件重新開發(fā),而一些通用的以提高團隊的開發(fā)能力、降低風險、提高資源的使用效率，組件可以采用處在公共領域的開放組件,最后形成項目概為項目的開發(fā)提供了高度清晰的過程框架,為軟件開發(fā)提要和詳細設計報告和研制報告,并邀請包括客戶在內(nèi)的多供很好的開放性、適應性裁減性、可擴展性、交叉項目的方進行討論以論證該項目設計報告和研制報告的可行性。支持性等等[5] ,并完全適應目前的面向?qū)ο蟆⒒诮M件的根據(jù)客戶的需求和實際情況,決定選取OPEN協(xié)會推薦軟件發(fā)展趨勢。但是,它也存在不足,比如,它的可裁減性的MakV公司ObjectMake工具作為分析和建模工具以及必然導致封裝性能不佳,增加實踐中的復雜性等。所以, .eTrack Products Pty Lid公司eTrack 系列作為項目實施的在實際使用中，可以根據(jù)不同的需求把OPEN Process與.支持工具,另外,Dot NET作為系統(tǒng)開發(fā)工具,數(shù)據(jù)庫支持別的軟件工程方法結(jié)合起來,比如RUp[9],以達到軟件開Oracle9i,SQL Server和Access三種。發(fā)的完善中國煤化工(3)建構(gòu)階段:主要是對新組件的開發(fā)以及與所選取的開放組件的縫合工作。在這個階段中,對所有的工作單參考文獻TYHCNMHG元進行有效的控制使其嚴格按照研制報告設定的進度來[1] Perssman R s.軟件工程-- -實踐者的研究方法[M].黃柏完成一個個的里程碑任務,并采取增量的并行開發(fā)方法，素,梅宏譯.北京:機械工業(yè)出版社.199.(下轉(zhuǎn)第31頁)大大地提高了開發(fā)效率,降低了成本。每一次增量開發(fā)完第9期程遠方等:流水線調(diào)度問題探究31●比較l= 1和l= 2的F(S)值,取其中的F(S)最小表1 在幾組測試數(shù)據(jù)下Palmer算法與CDS算法結(jié)果的比較者。因此,取序列(1,2,3,4),它就是CDS算法求出的近似Palmer 算法F(S)CDS算法F(S)數(shù)據(jù)說明237722079個作業(yè)在10個設備上2.2 Palmer 算法283426678個作業(yè)在15個設備上1965年D. s. Palmer提出用斜度指標排列作業(yè)的啟發(fā)316499412個作業(yè)在30個設備上式算法,稱為Palmer 法。作業(yè)i的斜度指標按下式計算:將這些數(shù)據(jù)用excel轉(zhuǎn)化為圖形便可以直觀地看出,λ,=: 2[k -(m+1)2]164) -般情況下,Palmer得到的結(jié)果沒有CDS好(見圖4)。按照各作業(yè)的λ;不增的順序排列作業(yè)順序,可以得到500一個比較優(yōu)的近似解。同上面的例子,給定時間序列如下50004000口Palner算法(4個作業(yè),每個作業(yè)3個任務,工作在3臺設備上):30002000■CDS算法(S)T = 1t,t12,t13,t14 = {1,2,6,3}1000T2= 121.22,23,t241 = |8,4,2,9}T3= 131,132,233,t34} = {4,5,8,21這里m = 3,于是有圖4表1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直方圍時,Palmer算法與CDS算法結(jié)果的比較λ1 =-1+ t31 =-1+4= 3所以,當需要快速獲得-一個近似解的時候,可以采用入2 =- t12+ t32 =-2+5= 3Palmer算法;當對解的結(jié)果要求比較高的時候,可以采用λg=-tu3+ t33=-6+8=2CDS。λ4 =- t14+ t34=-3+2=-1按照λ;不增的順序排列作業(yè),得到(1,2,3,4)和(2,1，另外,陳榮秋在1983年中提到的關鍵工件法[3]也是3,4)。恰好這兩個作業(yè)調(diào)度都是最優(yōu)調(diào)度。如果不是，則應-種有效的啟發(fā)式算法。除了啟發(fā)式算法,許多人也研究了用模擬退火算法(4]和遺傳算法[$]等搜索技術(shù)來求解流該從F(S)中挑選較小者。水線調(diào)度問題,取得了一定成果。3實驗與結(jié)論Johnson算法只適用于m = 2的特殊情況下流水線調(diào)參考文獻:[1]余祥宜, 崔國華.計篳機算法基礎[M].武漢:華中理工大學度。當m> 2時,流水線調(diào)度問題具有NP -難度。文中介出版社2000.228 - 229.紹了CDS算法和Palner算法來求近似解。它們都是使用的[2] Dudck RA, Pawalker ss, Smith ML. The lss of Flow啟發(fā)式算法,以較小的計算量獲得近似解。shop scheduling research[J]. Operations Research, 1992, 40CDS法以Johnson算法為基礎,調(diào)用m - 1次Johnson(1):42 -46.算法,計算出m- 1次不同的F(S),選擇其中最小的;[3] 陳榮秋.求同順序mXn排序問題近似解的一個新算法Palmer法則計算n次λ值,根據(jù)λ;不增的順序排列作業(yè)即關鍵工件法[J].管理現(xiàn)代化, 1983,1:14- 16.得到近似解。[4] 田彰,楊自厚.同順序(Flow shop) 排序問題的模擬退火可見,Palmer在效率上比CDS法高,但是根據(jù)大量的求解[J].信息與控制, 1994,23(3);133 - 139.實驗測試，一般情況下, Palmer得到的結(jié)果沒有CDS好。[S] 熊紅云,何 鉞.模糊Flow- shop向題及其遺傳優(yōu)化[J].信息與控制,1999 ,28(1):8-13.表1列出了幾組測試的比較。(上接第28頁)[2]張海藩軟件工程概論[M].北京:清華大學出版社,000.[6] Henderson - Sllers B, Graham I. Process and Product Life[3] Graham I, Henderson - Sllers B, Younesi H. The OPENCyles; OPEN' s Version 2 Life Cydle Model[J]. J0OP,Process Specification[M]. London, UK: Addison - Wesley2000,13(1):23 -26.Longman Ltd., 1997.7] Henderson- Sllers B, Due R T. OPEN Priject Management[4] Firesnith D G, Henderson - Sllers B. The OPEN Proces中國煤化工:35.Framework:An Inroduction[ M]. Boston:Addison - Wesley,[8]CN M H CEN([EB/OL]. hrp:/2001.www. open.ong.au, 199y.[5] Henderson- Sllers B. The OPEN Framework for Enhancing9] Rational. White paper [EB/OL]. http:// www. rational.Producitivity[J]. IEEE Software, 2000, 17(2):53 - 58.com/, 1999..