發(fā)布時間：2016-08-09 06:15

  本文關(guān)鍵詞：測繪軟件工程過程模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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　　摘要: 針對測繪軟件裝備研制過程各階段存在的問題，深入分析測繪軟件不同項目類型的研制要求和項目特點，并結(jié)合這些要求及特點建立預(yù)先研究項目、常規(guī)科研項目、型號研制項目對應(yīng)的 SMEM 模型。通過應(yīng)用 SMEM 模型到 4 個獨立的測繪軟件研制項目中，與以往同類項目相比，應(yīng)用模型后的項目軟件工程各階段的目的性和可控性增強(qiáng)，模型中針對階段的風(fēng)險管理和有規(guī)律的需求確認(rèn)降低了項目風(fēng)險，使軟件的總開發(fā)周期縮短約 20%，顯著節(jié)約了項目過程的時間和人力成本。
　　關(guān)鍵詞: 測繪軟件; 軟件工程; 過程管理; 軟件工程過程模型;SMEM 模型

　　隨著軟硬件裝備數(shù)量與水平的逐年提升，測繪行業(yè)的軟件裝備需求也與日俱增，各類測繪軟件和數(shù)字化系統(tǒng)在武器裝備中的作用不斷增強(qiáng)，測繪軟件裝備的質(zhì)量問題也逐漸受到重視。最近一次測繪行業(yè)軟件梳理的統(tǒng)計結(jié)果表明，測繪軟件工程水平相較于其他行業(yè)還較為落后，軟件產(chǎn)品在生命周期的各個階段幾乎均存在質(zhì)量隱患，導(dǎo)致產(chǎn)品在裝備需求、可靠性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性、可移植性等方面均難以得到保障，最終的研制成本還遠(yuǎn)高于預(yù)計成本。事實上，類似的問題在美軍各類軟件立項研制階段也曾經(jīng)普遍存在過，通過過往經(jīng)驗的分析表明，這些問題與測繪軟件裝備的研制過程及研制管理的落后存在著必然聯(lián)系。
　　本文針對測繪軟件的研制過程，即軟件工程過程中存在的問題開展研究。通過深入分析測繪軟件項目的特點，建立有針對性的軟件工程過程模型，力圖使軟件研制過程有序、有據(jù)可依，通過過程順序、手段的確定降低軟件研制的風(fēng)險，提高研制效率，使測繪軟件項目通過軟件工程全過程的模型化、規(guī)范化實現(xiàn)提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量的目的。軟件生命周期是通過軟件工程過程實現(xiàn)的，因此，軟件工程過程是保證軟件質(zhì)量、提高軟件可靠性的關(guān)鍵手段和流程。20 世紀(jì) 70 年代，從循環(huán)迭代解決問題的過程模型出發(fā)，開始逐漸衍生出了多種軟件工程過程模型。從表1 中的分析可見，不同的需求明確程度、不同規(guī)模大小、不同經(jīng)費數(shù)量、不同時限要求下軟件產(chǎn)品工程化過程所依據(jù)的軟件工程過程模型必然是迥異的。
　　測繪軟件在數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)適應(yīng)性、模型算法、業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)成果等方面具有較明顯的專業(yè)特點; 同時，不同項目來源決定對軟件質(zhì)量、軟件管理文檔、軟件進(jìn)度控制的要求也不同�？紤]這些因素可將測繪軟件項目產(chǎn)品劃分為預(yù)先研究項目產(chǎn)品、常規(guī)科研項目軟件產(chǎn)品、型號研制項目軟件產(chǎn)品等。下面就根據(jù)測繪軟件的項目類型、專業(yè)差別，并結(jié)合質(zhì)量管控的嚴(yán)格程度、交付軟件產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域等對測繪軟件的項目特點進(jìn)行分析。測繪軟件預(yù)先研究項目的研究內(nèi)容主要為前瞻性和新興科學(xué)領(lǐng)域的新理論、新方法和新技術(shù)。預(yù)先研究項目常完成頂層設(shè)計、方案可行性論證、模型擴(kuò)展、框架改進(jìn)、功能擴(kuò)充、平臺遷移的改造升級技術(shù)研究、試驗驗證降低型號研制風(fēng)險等研究，這些預(yù)先研究項目的前瞻性研究一般都是存在一定理論和技術(shù)風(fēng)險的。
　　預(yù)先研究項目的軟件產(chǎn)品一般有原理實現(xiàn)性質(zhì)的原型系統(tǒng)軟件、仿真系統(tǒng)軟件、驗證平臺軟件等，項目一般要求嚴(yán)格控制項目風(fēng)險，提高軟件過程質(zhì)量與產(chǎn)品文檔的管理控制水平。分析表 1 中的各模型可知，螺旋模型適用于測繪軟件預(yù)先研究項目的軟件工程，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)險的嚴(yán)格控制及軟件產(chǎn)品規(guī)模的逐漸擴(kuò)大、軟件產(chǎn)品質(zhì)量的螺旋上升。測繪軟件常規(guī)科研項目的研究工作主要圍繞科研條件建設(shè)、科研論證、特色技術(shù)研究、改進(jìn)研制、技術(shù)革新、使用研究、保障性研究、試驗驗證和基礎(chǔ)性科研項目等開展。常規(guī)科研項目中，軟件研制過程中的需求改進(jìn)相對其他類型項目較為頻繁，項目研制周期相對靈活。項目軟件研制中一般需要核心軟件產(chǎn)品的盡快產(chǎn)出，并不斷完善相應(yīng)的補(bǔ)充功能，最終形成完整、完善的軟件產(chǎn)品并交付使用方使用，研制過程中會面臨的部分風(fēng)險通過逐漸迭代而消除。
　　由分析可見，測繪軟件常規(guī)科研項目適用增量模型、快速原型模型、螺旋模型的部分特點，同時可結(jié)合項目研究周期和產(chǎn)品特點構(gòu)建軟件工程過程模型。測繪軟件的型號研制項目主要是將成熟技術(shù)應(yīng)用于實際裝備并進(jìn)行批量生產(chǎn)、裝備的項目，包含重點裝備、主要裝備、一般裝備及相應(yīng)裝備的配套裝備。因此，型號研制項目對裝備研制過程及產(chǎn)品質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。型號研制項目中，有的項目是單個單位承研的，規(guī)模較小，如衛(wèi)星導(dǎo)航用戶機(jī)軟件的型號研制;有的項目是多家單位合作完成的大系統(tǒng)軟件，項目規(guī)模龐大，經(jīng)費較為充足，質(zhì)量管控嚴(yán)格，如某地面應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)軟件、某測繪數(shù)據(jù)管理服務(wù)軟件等。這些大系統(tǒng)軟件常常以分布式系統(tǒng)軟件形式研發(fā)，軟件運行環(huán)境龐大、復(fù)雜，需要更全面地考慮各類因素，大型的軟件系統(tǒng)項目對軟件工程管理文檔、軟件生命周期各個階段有非常嚴(yán)格的要求。
　　軟件定型程序的詳細(xì)規(guī)定中定義的過程包含: 定型測評、單位試驗試用、申請定型、定型審查、定型審批�？梢�，需要考慮裝備特點及型號研制項目的特點來構(gòu)建軟件工程過程模型。通過對測繪軟件項目特點的分析，針對 3 類項目分別建立了各自的 SMEM 模型( Surveying and Map-ping Engineering Model，測繪軟件工程過程模型) 。預(yù)先研究項目 SMEM 軟件工程過程模型通過第三章第一節(jié)的分析，可以利用螺旋模型實現(xiàn)測繪專業(yè)的預(yù)先研究項目軟件工程過程。螺旋模型沿著螺線形進(jìn)行若干次各種活動的迭代，當(dāng)項目被定義得更好、更穩(wěn)定時，項目逐步從很小的規(guī)模展開成較大規(guī)模。項目人員不需要在剛開始的時候就把所有需求都定義得十分清楚，只需要定義最重要的功能，實現(xiàn)這些功能后，通過各種渠道盡量多地聽取使用方的意見，然后再進(jìn)入到下一個階段。如此不斷重復(fù)，直至得到使用方滿意的最終項目產(chǎn)品。
　　通過第三章第二節(jié)的分析，結(jié)合增量模型、螺旋模型、快速原型模型的特點，并考慮軟件產(chǎn)品交付實際單位使用特點，可以構(gòu)建測繪軟件常規(guī)科研項目的 SMEM 軟件工程過程模型，如圖 2 所示。在此過程中，首先根據(jù)易實現(xiàn)的主要功能及項目組的相關(guān)項目開發(fā)經(jīng)驗完成一個原理實現(xiàn)的系統(tǒng) 1，進(jìn)行原型系統(tǒng)的運行、評價與修改，從而形成功能較為完善的原型系統(tǒng) 2; 其次，進(jìn)行軟件測試后運行評價和進(jìn)一步修改此系統(tǒng)中的少量缺陷，從而形成系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性高的原型系統(tǒng) 3; 然后交付單位進(jìn)行試應(yīng)用，軟件系統(tǒng)在單位的運行、評價反饋到項目組，項目組結(jié)合單位應(yīng)用意見進(jìn)行原型的進(jìn)一步修改完善形成原型 4; 最后結(jié)合項目組的各項軟件系統(tǒng)的生產(chǎn)服務(wù)過程，交付給單位使用功能完善、性能穩(wěn)定、符合裝備需要的最終軟件產(chǎn)品。
　　將本文研究建立的 SMEM 模型應(yīng)用于國防科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院、武漢立得空間信息技術(shù)有限公司、軍隊某測繪信息中心 3 家單位的 4 個獨立項目的軟件項目研制過程中，通過項目過程中統(tǒng)計的數(shù)據(jù)驗 證 了 本 文 新 構(gòu) 建 SMEM 模 型 的 有 效 性。預(yù)先研究項目 SMEM 模型由于結(jié)合自身特點選取的是成熟的螺旋模型，故不再作實踐驗證。本文研究建立的 SMEM 模型是針對測繪軟件項目的特點和詳細(xì)要求設(shè)計制定的，在模型構(gòu)建中充分考慮了在地方工業(yè)部門和裝備研發(fā)部門開展軟件裝備研制的特點，在保證相關(guān)文件規(guī)定的必不可少的流程情況下，盡量考慮需求變更及過程面臨的風(fēng)險狀況。實踐中，SMEM 模型的應(yīng)用使地方工業(yè)部門對測繪軟件產(chǎn)品的全生命周期各階段要求更加明晰，使裝備研究部門有科學(xué)的流程模型作為軟件工程過程管理依據(jù)。當(dāng)然，要真正提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量，控制和降低經(jīng)費及時間風(fēng)險，在有針對性地應(yīng)用軟件工程過程模型外，還需要軟件研制過程管理的真正落實。
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[正文圖表略.]

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本文編號：89260