第十章 软件能力成熟度模型CMM

第十章软件过程能力评估软件产品的质量取决于软件开发过程，具有良好软件过程的软件机构能够开发出高质量的软件产品。

这一点早已为人们所公认，但切实地在软件过程方面开展工作也只有十年。

1987年在美国国防部支持下，卡内基—梅隆大学率先推出了软件过程评估项目的研究成果—软件过程能力成熟度模型CMM。

很快就引起了软件界的广泛关注，并在此基础上形成了国际标准(ISO/IEC 15504)。

事实上，CMM给了软件开发机构一把度量软件过程的尺子，这个尺子从低到高共有5个等级的刻度，用它度量便是软件过程评估的工作。

另一方面，CMM 同时也是一个指南，它在客观上起到了指导软件机构的作用，它可告诉软件机构，如果要在原有的水平上提高一个等级，应该关注哪些问题，这就是软件过程改进的工作。

本章在概述软件过程评估之后，重点介绍了CMM，并且在最后把国际标准也做了扼要的描述。

10.1 软件过程评估的意义软件过程评估是软件过程改进和软件能力评价的前提环节。

10.1.1 软件过程改进的需要1．软件过程不断改进是软件工程的基本原理之一。

1983年美国TRW公司B.W.Boehm总结了该公司在12年内，总共花了15000人年，先后开发五代指挥控制软件的经验，得出如下七条原则：（1）按软件生存周期分阶段制订计划并认真实施；（2）逐阶段进行确认；（3）坚持严格的产品控制；（4）使用现代程序设计技术；（5）明确责任；（6）用人少而精；（7）不断改进开发过程。

这就是著名的软件工程七原理。

由此可见，不断改进软件开发过程是软件工程的基本原理之一。

2．软件过程改进是软件生存周期的基本过程之一软件工程界始终十分重视对软件过程的研究，本世纪70年代中期形成了软件生存周期的概念，1995年正式发布了一项国际标准，即ISO/IEC 12207信息技术—软件生存周期过程，这是软件过程研究的一个重要成果。

这项标准科学地定义了软件生存周期的过程，总共17个，其中一个就是改进过程。

实践证明，软件过程需要不断完善，首先从非工程化的软件开发方法转变为工程化的软件开发方式，按照软件工程的系统方法进行软件的工程活动和管理活动，进而不断完善各个软件过程。

从而不断提高软件过程能力。

随着这种能力的提高，一个软件组织完成软件产品时在预算、进度，特别是产品质量方面的风险就逐步降低。

显然，软件过程能力的提高需要首先对当前的软件过程状况进行科学的评估。

10.1.2 降低软件风险的需要1．软件采购者的需要软件产品或软件服务的采购单位进行招标、选择承制者时，为了降低风险，需要对备选单位的软件过程能力进行评价，而这种评价的依据是对该单位的软件过程的评估结果。

2．软件承制者的需要软件产品研制单位和软件服务单位在响应顾客的需要、进行投标时，为了降低风险，需要对自己的软件过程能力进行评价，避免承担力所不及的任务，而这种评价的依据仍然是根据实际需要，对相应软件过程的评估结果。

10.2 软件过程评估方法的产生软件过程评估方法的研究在80年代取得了突破性。

1987年在美国卡内基—梅隆大学软件工程研究所（SEI）以W.S.Humphrey为首的研究组发表的“承包商软件工程能力的评估方法”是最杰出的代表。

这个评估方法给出了软件过程能力成熟度框架，1991年发展为CMM(Capability Maturity Model)1.0（能力成熟度模型1.0版），它把软件过程按完善程度分为5个等级，描述了不同完善程度的软件过程的不同特点。

这个方法本是美军委托研究，用来评估军用软件承包商的软件过程，从而评价其软件开发能力的；但在试用过程中，该方法的另一个更加重要的作用越来越被人们重视，就是它描述了软件过程不断改进的科学途径，使软件开发组织能自我分析，找出尽快提高软件过程能力的策略。

这个方法的意义得到国际软件产业界和软件工程界广泛关注和认可，人们认为这是80年代软件工程技术最重要的发展之一。

1993年该模型发展为CMM1.1，目前该模型的2.0版本应已修订完成。

1991年国际标准化组织开展调查研究，以便确定是否需要编制有关软过程评估的国际标准，并于1993年得出肯定的结论，开始了有关标准的研究制订工作，现已取得重要成果，产生了技术报告ISO/IEC TR 15504 SPICE(Software Process Improvement and Capability dEtermination)信息技术—软件过程评估，并预计于2001年产生正式标准。

从该技术报告的内容来看，制订标准的基本目的及其思路均与SEI CMM相似。

上述两个研究组织的有关研究结果以不同方式给出了评估软件过程的方法和不断改进软件过程的科学途径，在下面两节分别加以简介。

10.3 软件能力成熟度模型CMM（Capability Maturity Model）简介10.3.1 模型概要下面以SEI CMM1.1版本为依据进行介绍。

CMM的制作者有一个基本认识，就是软件开发的风险之所以大，是由于软件过程能力低，其中最关键的问题在于软件开发组织不能很好地管理软件过程，从而使一些好的开发方法和技术起不到预期的作用。

可是，即使在不太好的软件开发组织中，个别软件项目仍能产生优质产品。

这些项目的成功一般是通过工作组的杰出努力，而不是通过重复使用具有成熟软件过程的方法。

在没有全组织范围的软件过程的条件下，成功结果能否重复得到，完全取决于能否使同样人员做下一个项目。

仅仅建立在可得到特定人员上的成功不能为全组织生产率和质量的长期提高打下基础。

必须在建立有效的软件工程实践和管理实践的基础设施方面，坚持不懈的努力，才能不断改进。

SEI CMM1.1模型的组成及特点：1．初始级：软件过程是无序的，有时甚至是混乱的，对过程几乎没有定义，成功取决于个人努力。

管理是反应式的。

2．可重复级：建立了基本的项目管理过程来跟踪费用、进度和功能特性。

制定了必要的过程纪律，能重复早先类似应用项目取得的成功。

3．已定义级：已将软件管理和工程两方面的过程文档化、标准化，并综合成该组织的标准软件过程。

所有项目均使用经批准、剪裁的标准软件过程来开发和维护软件。

4．已定量管理级：收集对软件过程和产品质量的详细度量，对软件过程和产品有定量的理解与控制。

5．优化级：过程的量化反馈和先进的新思想、新技术促进过程不断改进。

SEI CMM1.1涉及到的一些概念：软件过程：人们用于开发和维护软件及其相关产品（例如，项目计划、设计文档、代码、测试用例、用户手册等）的一系列活动，包括软件工程活动和软件管理活动。

其中必然涉及有关的方法和技术等。

软件过程能力：描述（开发组织或项目组）通过遵循其软件过程能够实现预期结果的程度。

一个软件开发组织或项目组的软件过程能力提供一种预测该组织承担下一个软件项目时最可能的预期结果的方法。

软件过程性能：表示（开发组织或项目组）遵循其软件过程所得到的实际结果。

可见，软件过程性能描述已得到的实际结果，而软件过程能力则描述最可能的预期结果。

软件过程成熟度：一个特定软件过程被明确和有效地定义、管理、测量和控制的程度。

成熟度可指明一个软件开发组织软件过程能力的增长潜力。

随着软件组织的软件过程成熟度的提高，开发组织通过其方针、标准和组织机构等将其软件过程规范化和具体化。

从而使得开发组织明确定义的有关管理和工程的发方法、实践和规程等在现有人员离区后仍能继续下去。

软件能力成熟度等级：软件开发组织在走向成熟的过程中要经历几个具有明确定义的表征软件过程能力成熟度的平台。

每一个成熟度等级为过程继续改进达到下一个等级提供一个基础。

关键过程域：互相关联的若干软件实践活动和有关基础设施的一个集合。

每个软件能力成熟度等级包含若干个对该成熟度登记至关重要的过程域，它们的实施对达到该成熟度等级的目标起保证作用，这些过程域就称为该成熟度等级的关键过程域。

关键实践：对关键过程域的实施起关键作用的方针、规程、措施、活动以及相关基础设施的建立。

关键实施一般只描述“做什么”，而不强制规定“如何做”。

关键过程域的目标是通过其包含的关键实践的实施来达到的。

国际上有一个已取得共识的基本观点是；整个软件过程的改进是基于许多小的、进化的步骤，而不是通过一次革命性的创新来实现的。

软件能力成熟度模型：对软件组织进化阶段的描述，随着软件组织定义、实施、测量、控制和改进其软件过程，软件组织的能力经过这些阶段逐步前进。

这个能力成熟度模型使软件组织能较容易地确定其当前过程的成熟度并识别出其软件过程执行中的薄弱环节，确定对软件质量和过程改进最为关键的几个问题，从而形成对其软件过程的改进策略；软件组织只要关注并认真实施一组有限的关键实践活动，就能稳步地改善其全组织的软件过程，使全组织的软件过程能力持续增长。

10.3.2 模型的产生和原理SEI提出的软件能力成熟度模型CMM的分层机构基于已有60 多年历史的产品质量原理。

SEI将这些原理应用于软件开发，发展成为软件过程成熟度框架，该框架为软件过程定量控制建立了项目管理和项目工程的基本原则，这个框架是软件过程得以不断改进的基础。

实际上，将质量原理改变为成熟度框架的思想是克劳斯比（Philip Crosby）在其著作“Quality is Free”中首先提出的。

克劳斯比的质量管理成熟度层次描述了采用质量实践时的5个进化阶段。

该成熟度框架后来又由IBM的拉迪斯（Ron Radice）和他的同事们在汉弗莱（Watts Humphrey）指导下进一步改进以适应软件过程的需要。

1986年，汉弗莱将此成熟度框架带到了软件工程研究所并增加了成熟度等级的概念，形成了当前软件产业界正在使用的框架的基础。

汉弗莱的成熟度框架早期版本发表在1987年的SEI技术报告中。

该报告还发表了初步的成熟度提问单，这个提问单作为工具给软件开发组织提供了软件过程评估的一种方法。

1987年又进一步研制出软件过程评估和软件能力评估两个方法，以便估计软件过程成熟度。

自1990年以来，在美国政府和工业部门许多人的帮助下，SEI基于几年来将框架运用到软件过程改进方面的经验，进一步扩展和精练了该模型，命名为软件工程研究所的能力成熟度模型(SEI CMM)，已经修订的软件能力成熟度模型2.0版即将问世。

10.3.3 不成熟和成熟软件组织的比较下表概述了不成熟软件组织和成熟软件组织的差异，这种比较分析不仅是形10.3.4 软件过程成熟度的5个等级CMM提供了一个框架，将软件过程改进的进化步骤组织成5个成熟度等级，为过程不断改进奠定了循序渐进的基础。

这5个成熟度等级定义了一个有序的尺度，用来测量一个组织的软件过程成熟度和评价其软件过程能力。

这些等级还能帮助组织自己对其改进工作排出优先次序。

每一个成熟度等级为继续改进过程提供一个台基。