支持软件过程改进的工作流仿真分析

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1、上海交通大学博士学位论文摘要支持软件过程改进的工作流仿真研究摘要当前，软件开发已经从“手工作坊”式的生产转向了以“软件工业化”为特征的时代。企业是产业的组成细胞，它的成熟性直接关系到产业的成熟度，建立成熟的软件企业是要首先解决的问题，其中企业软件过程的成熟度将直接关系到产品的成熟度。国内外对软件过程的关注程度从未象如今这么热烈，软件过程改进(SPI：SoftwareProcessImprovement)的研究进展得如火如荼，从CMM、SPICE等改进模型，到各种PSEE(Process．centeredS

2、oftwareEngineeringEnvironment)支持环境，SPI的研究已经从多角度，多层面展开。研究成果大量地应用于实践，实践结果又迅速地反馈给研究人员，理论与实践的有机结合，使该研究进入了一个飞速发展的轨道。本文借鉴BPR(BusinessProcessReengineering)领域的成功经验，将相对成熟的工作流技术应用于软件工程领域，从建模、仿真、度量、优化的角度研究工作流技术是如何支持软件过程改进的。第一章首先介绍了与软件过程改进和工作流仿真有关的研究现状，从而引出课题的意义和本文的研

3、究内容。提出SPI研究应从不同的深度和广度展开，深度上可分为方法层、技术层和工具层，广度上包括过程、产品、资源、组织、度量等要素。针对技术和工具层面，提出一个以仿真为主的支持SPI的工作流实施框架，里面包括四个反馈环节来实现改进。从仿真建模阶段开始，直到度量优化阶段结束，工作流在全生命周期内给予SPI有效的支持。第二章建立了软件工作流元模型。首先介绍了本体、统一软件过程和对象约束语言(OCL：ObjectConstraintLanguage)的基本概念，然后在软工领域对实验室多年积累的LPROCE参考模型

4、进行扩充和重新诠释，犀终引出软件工作流元模型。它可以作为软件工程领域工作流建模的指导模型，具体的建模工作在该模型的约束框架下进行。它把过程、产品、资源、组织等SPI要素以及它们的度量有机地结合在了一起，从建模时就为仿真的评价问题做好准备。该元模型以本体的方式进行描述，描述语言采用OCL。OCL不仅可以用模型结构描述软件工作流元模型实体，而且可以用表达式描述实体间的完整性约束关系。第三章提出了基于ECA(Event—Condition—Action)规则的工作流执行和仿真机制。首先介绍了相关的过程仿真原理，

5、包括离散事件仿真、系统动力学仿真和混合仿真；其次给出了ECA规则的语义描述，尤其是事件的定义；然后解释了基于ECA规则的工作流执行和仿真机制。该机制以离散事件仿真为主，并增加了部上海交遗失举薄}学泣论寰分动力学变量。ECA规则不仅有利于表达过程模型，而且它有制于工作流引攀的蘩释撬嚣。瓷了鬃决王髂渣S疆究中执嚣零l擎帮镑真弓l擎独立秀发、各叁戈政的问题，在魏{亍引擎的萋鹚上扩震遗仿真弓l擎，往两个孳

6、擎台二为～，扶挠{亍逻辑上保证了系统的可靠性。第四章从三个角发对工作流仿真度量进行了研究。首先介缨了软彳譬度

7、鬟黪研究现状，芄冀是蔽援METKIT方法避行的软件菠量分类，移以COEOMOII、G铡为代表的软件度量模型。然后在此基础上阐述了支持过程度量的软件过程建模思想在工作流系统上的实现方式，即将度艇子模型作为软件工作流元模型的一部分，噬活魂为裁体，集成钫粪鞠度量继息，进一步缀诞了度量窝工终流模型的结合；努褥了不两静CYtM等躐对凄量藏熬度豹要求巍仿真成熟度靛瑟求，麸级向上绘出了一个仿真度量的发展框架；提出了基于GQM的仿真度量归类方法，即将谴襁、产品、资源、组织等臻索作为度量对象。从横向上划分仿真搬标。第五窜磅

8、究了工{簧流模型漆往他淘题。在终掏霞讫方蘑，夯终了一令扩展黪关键路径分析法，它增加了可选路径和循环这两种结构，能镑分析工作流模型。在参数优化方面介绍了揍于仿真的模型优化，利用层次分析法AHP可将多个仿舆指标转化为肇个总体性栽指标，倭予详徐仿真缝巢，躲果姆A艘评徐结果佟为遗传算法靛逶痉瘦丞数逡，裁可戳逶行壤鍪参数静鸯动饶讫。第六鬻介绍了一个以工作流技术作为实现机制的软件项圈汀发管理系统实例，它怒以过程为核心的软件开发与质量保障平台的重要组成部分。对建模、执孬霸镑真模块遘霉亍了详缁介绥，并绘醛一个包括铸粪建模

9、、运行糨结果分析髂典型衡予。最后章对本论文的研究作了归纳，列举了～贱本研究的创新点，并对工作滚仿真的进一步磅究传了展望。关键词：软件过程改避，工作流，仿真，元模型，ECA规则，度避，优化上海交通大学博士学位论文摘要RESEARCHONWORKFLOWSIMULATIONFORSOFTWAREPROCESSlMPROVEMENTABSTRACTTodaythepattemofsoftwaredevelopmenthaschang