軟件配置管理過(guò)程及其關(guān)鍵活動(dòng)
PMT 陳越
隨著(zhù)軟件產(chǎn)業(yè)的崛起，軟件工程技術(shù)正吸引著(zhù)越來(lái)越多關(guān)注的目光。特別是以CMM為代表的先進(jìn)的軟件工程理念在國內也正日益受到業(yè)界廣泛的重視。
軟件配置管理（Software Configuration Management，SCM）作為CMM 2級的一個(gè)關(guān)鍵域（Key Practice Area，KPA），在整個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)活動(dòng)中占有很重要的位置。正如Pressman所說(shuō)的：“軟件配置管理是貫穿于整個(gè)軟件過(guò)程中的保護性活動(dòng)，它被設計來(lái)（1）標識變化，（2）控制變化，（3）保證變化被適當的發(fā)現，以及（4）向其他可能有興趣的人員報告變化。” 所以，我們必須為軟件配置管理活動(dòng)設計一個(gè)能夠融合于現有的軟件開(kāi)發(fā)流程的管理過(guò)程，甚至直接以這個(gè)軟件配置管理過(guò)程為框架，來(lái)再造組織的軟件開(kāi)發(fā)流程。
本文參照了CMM 2級中軟件配置管理的相關(guān)的要求，充分考慮了在CASE工具的輔助下實(shí)現自動(dòng)的軟件配置管理的可能性，描述了在一個(gè)比較理想的軟件研發(fā)組織中軟件配置管理的流程及其關(guān)鍵活動(dòng)。
一． 角色職責
對于任何一個(gè)管理流程來(lái)說(shuō)，保證該流程正常運轉的前提條件就是要有明確的角色、職責和權限的定義。特別是在引入了軟件配置管理的工具之后，比較理想的狀態(tài)就是：組織內的所有人員按照不同的角色的要求、根據系統賦予的權限來(lái)執行相應的動(dòng)作。因此，在本文所介紹的這個(gè)軟件配置管理過(guò)程中主要涉及下列的角色和分工：
項目經(jīng)理（Project Manager，PM）：
項目經(jīng)理是整個(gè)軟件研發(fā)活動(dòng)的負責人，他根據軟件配置控制委員會(huì )的建議批準配置管理的各項活動(dòng)并控制它們的進(jìn)程。其具體職責為以下幾項：
制定和修改項目的組織結構和配置管理策略；
批準、發(fā)布配置管理計劃；
決定項目起始基線(xiàn)和開(kāi)發(fā)里程碑；
接受并審閱配置控制委員會(huì )的報告。
配置控制委員會(huì )（Configuration Control Board，CCB）：
負責指導和控制配置管理的各項具體活動(dòng)的進(jìn)行，為項目經(jīng)理的決策提供建議。其具體職責為以下幾項：
定制開(kāi)發(fā)子系統；
定制訪(fǎng)問(wèn)控制；
制定常用策略；
建立、更改基線(xiàn)的設置，審核變更申請；
根據配置管理員的報告決定相應的對策。
配置管理員（Configuration Management Officer，CMO）：
根據配置管理計劃執行各項管理任務(wù)，定期向CCB提交報告，告，并列席CCB的例會(huì )。其具體職責為以下幾項：
件配置管理工具的日常管理與維護；
提交配置管理計劃；
各配置項的管理與維護；
執行版本控制和變更控制方案；
完成配置審計并提交報告；
對開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行相關(guān)的培訓；
識別軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的問(wèn)題并擬就解決方案。
系統集成員（System Integration Officer，SIO）：
系統集成員負責生成和管理項目的內部和外部發(fā)布版本，其具體職責為以下幾項：
集成修改；
構建系統；
完成對版本的日常維護；
建立外部發(fā)布版本。
開(kāi)發(fā)人員（Developer，DEV）：
開(kāi)發(fā)人員的職責就是根據組織內確定的軟件配置管理計劃和相關(guān)規定，按照軟件配置管理工具的使用模型來(lái)完成開(kāi)發(fā)任務(wù)。
二．過(guò)程描述
一個(gè)軟件研發(fā)項目一般可以劃分為三個(gè)階段：計劃階段、開(kāi)發(fā)階段和維護階段。然而從軟件配置管理的角度來(lái)看，后兩個(gè)階段所涉及的活動(dòng)是一致，所以就把它們合二為一，成為“項目開(kāi)發(fā)和維護”階段。
項目計劃階段：
一個(gè)項目設立之初PM首先需要制定整個(gè)項目的計劃，它是項目研發(fā)工作的基礎。在有了總體研發(fā)計劃之后，軟件配置管理的活動(dòng)就可以展開(kāi)了，因為如果不在項目開(kāi)始之初制定軟件配置管理計劃，那么軟件配置管理的許多關(guān)鍵活動(dòng)就無(wú)法及時(shí)有效的進(jìn)行，而它的直接后果就是造成了項目開(kāi)發(fā)狀況的混亂并注定軟件配置管理活動(dòng)成為一種“救火”的行為。所以及時(shí)制定一份軟件配置管理計劃在一定程度上是項目成功的重要保證。
在軟件配置管理計劃的制定過(guò)程中，它的主要流程應該是這樣的：
CCB根據項目的開(kāi)發(fā)計劃確定各個(gè)里程碑和開(kāi)發(fā)策略；
CMO根據CCB的規劃，制定詳細的配置管理計劃，交CCB審核；
CCB通過(guò)配置管理計劃后交項目經(jīng)理批準，發(fā)布實(shí)施。
項目開(kāi)發(fā)維護階段：
這一階段時(shí)項目研發(fā)的主要階段。在這一階段中，軟件配置管理活動(dòng)主要分為三個(gè)層面：（1）主要由CMO完成的管理和維護工作；（2）由SIO和DEV具體執行軟件配置管理策略；（3）變更流程。這三個(gè)層面是彼此之間既獨立又互相聯(lián)系的有機的整體。
在這個(gè)軟件配置管理過(guò)程中，它的核心流程應該是這樣的：（1）CCB設定研發(fā)活動(dòng)的初始基線(xiàn)；（2）CMO根據軟件配置管理規劃設立配置庫和工作空間，為執行軟件配置管理就阿做好準備；（3）開(kāi)發(fā)人員按照統一的軟件配置管理策略，根據獲得的授權的資源進(jìn)行項目的研發(fā)工作；（4）SIO按照項目的進(jìn)度集成組內開(kāi)發(fā)人員的工作成果，并構建系統，推進(jìn)版本的演進(jìn)；（5）CCB根據項目的進(jìn)展情況，審核各種變更請求，并適時(shí)的劃定新的基線(xiàn)，保證開(kāi)發(fā)和維護工作有序的進(jìn)行。
這個(gè)流程就是如此循環(huán)往復，直到項目的結束。當然，在上述的核心過(guò)程之外，還涉及其他一些相關(guān)的活動(dòng)和操作流程，下面按不同的角色分工予以列出：
各開(kāi)發(fā)人員按照項目經(jīng)理發(fā)布的開(kāi)發(fā)策略或模型進(jìn)行工作；
SIO負責將各分項目的工作成果歸并至集成分支，供測試或發(fā)布；
SIO可向CCB提出設立基線(xiàn)的要求，經(jīng)批準后由CMO執行；
CMO定期向項目經(jīng)理和CCB提交審計報告，并在CCB例會(huì )中報告項目在軟件過(guò)程中可能存在的問(wèn)題和改進(jìn)方案；
在基線(xiàn)生效后，一切對基線(xiàn)和基線(xiàn)之前的開(kāi)發(fā)成果的變更必須經(jīng)CCB的批準；
CCB定期舉行例會(huì )，根據成員所掌握的情況、CMO的報告和開(kāi)發(fā)人員的請求，對配置管理計劃作出修改，并向項目經(jīng)理負責。
綜上所述，配置管理的工作流程如圖1所示：
三. 關(guān)鍵活動(dòng)
1．配置項（Software Configuration Item，SCI）識別
Pressman對于SCI給出了一個(gè)比較簡(jiǎn)單的定義：“軟件過(guò)程的輸出信息可以分為三個(gè)主要類(lèi)別：（1）計算機程序（源代碼和可執行程序），（2）描述計算機程序的文檔（針對技術(shù)開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)），以及（3）數據（包含在程序內部或外部）。這些項包含了所有在軟件過(guò)程中產(chǎn)生的信息，總稱(chēng)為軟件配置項。”
由此可見(jiàn)，配置項的識別是配置管理活動(dòng)的基礎，也是制定配置管理計劃的重要內容。
軟件配置項分類(lèi)軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程是一個(gè)不斷變化著(zhù)的過(guò)程，為了在不嚴重阻礙合理變化的情況下來(lái)控制變化，軟件配置管理引入了“基線(xiàn)（Base Line）”這一概念。IEEE對基線(xiàn)的定義是這樣的：“已經(jīng)正式通過(guò)復審核批準的某規約或產(chǎn)品，它因此可作為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的基礎，并且只能通過(guò)正式的變化控制過(guò)程改變。”
所以，根據這個(gè)定義，我們在軟件的開(kāi)發(fā)流程中把所有需加以控制的配置項分為基線(xiàn)配置項和非基線(xiàn)配置項兩類(lèi)，例如：基線(xiàn)配置項可能包括所有的設計文檔和源程序等；非基線(xiàn)配置項可能包括項目的各類(lèi)計劃和報告等。
配置項的標識和控制
所有配置項都都應按照相關(guān)規定統一編號，按照相應的模板生成，并在文檔中的規定章節（部分）記錄對象的標識信息。在引入軟件配置管理工具進(jìn)行管理后，這些配置項都應以一定的目錄結構保存在配置庫中。
所有配置項的操作權限應由CMO嚴格管理，基本原則是：基線(xiàn)配置項向軟件開(kāi)發(fā)人員開(kāi)放讀取得權限；非基線(xiàn)配置項向PM、CCB及相關(guān)人員開(kāi)放。
2．工作空間管理
在引入了軟件配置管理工具之后，所有開(kāi)發(fā)人員都會(huì )被要求把工作成果存放到由軟件配置管理工具所管理的配置庫中去，或是直接工作在軟件配置管理工具提供的環(huán)境之下。所以為了讓每個(gè)開(kāi)發(fā)人員和各個(gè)開(kāi)發(fā)團隊能更好的分工合作，同時(shí)又互不干擾，對工作空間的管理和維護也成為了軟件配置管理的一個(gè)重要的活動(dòng)。
一般來(lái)說(shuō)，比較理想的情況是把整個(gè)配置庫視為一個(gè)統一的工作空間，然后再根據需要把它劃分為個(gè)人（私有）、團隊（集成）和全組（公共）這三類(lèi)工作空間（分支），從而更好的支持將來(lái)可能出現的并行開(kāi)發(fā)的需求。
每個(gè)開(kāi)發(fā)人員按照任務(wù)的要求，在不同的開(kāi)發(fā)階段，工作在不同的工作空間上，例如：對于私有開(kāi)發(fā)空間而言，開(kāi)發(fā)人員根據任務(wù)分工獲得對相應配置項的操作許可之后，他即在自己的私有開(kāi)發(fā)分支上工作，他的所有工作成果體現為在該配置項的私有分支上的版本的推進(jìn)，除該開(kāi)發(fā)人員外，其他人員均無(wú)權操作該私有空間中的元素；而集成分支對應的是開(kāi)發(fā)團隊的公共空間，該開(kāi)發(fā)團隊擁有對該集成分支的讀寫(xiě)權限，而其他成員只有只讀權限，它的管理工作由SIO負責；至于公共工作空間，則是用于統一存放各個(gè)開(kāi)發(fā)團隊的階段性工作成果，它提供全組統一的標準版本，并作為整個(gè)組織的Knowledge Base。
當然，由于選用的軟件配置管理工具的不同，在對于工作空間的配置和維護的實(shí)現上有比較大的差異，但對于CMO來(lái)說(shuō)，這些工作是他的重要職責，他必須根據各開(kāi)發(fā)階段的實(shí)際情況來(lái)配置工作空間并定制相應的版本選取規則，來(lái)保證開(kāi)發(fā)活動(dòng)的正常運作。在變更發(fā)生時(shí)，應及時(shí)做好基線(xiàn)的推進(jìn)。
3．版本控制
版本控制是軟件配置管理的核心功能。所有置于配置庫中的元素都應自動(dòng)予以版本的標識，并保證版本命名的唯一性。版本在生成過(guò)程中，自動(dòng)依照設定的使用模型自動(dòng)分支、演進(jìn)。除了系統自動(dòng)記錄的版本信息以外，為了配合軟件開(kāi)發(fā)流程的各個(gè)階段，我們還需要定義、收集一些元數據（Metadata）來(lái)記錄版本的輔助信息和規范開(kāi)發(fā)流程，并為今后對軟件過(guò)程的度量做好準備。當然如果選用的工具支持的話(huà)，這些輔助數據將能直接統計出過(guò)程數據，從而方便我們軟件過(guò)程改進(jìn)（Software Process Improvement，SPI）活動(dòng)的進(jìn)行。
對于配置庫中的各個(gè)基線(xiàn)控制項，應該根據其基線(xiàn)的位置和狀態(tài)來(lái)設置相應的訪(fǎng)問(wèn)權限。一般來(lái)說(shuō)，對于基線(xiàn)版本之前的各個(gè)版本都應處于被鎖定的狀態(tài)，如需要對它們進(jìn)行變更，則應按照變更控制的流程來(lái)進(jìn)行操作。
4．變更控制
在對SCI的描述中，我們引入了基線(xiàn)的概念。從IEEE對于基線(xiàn)的定義中我們可以發(fā)現，基線(xiàn)是和變更控制緊密相連的。也就是說(shuō)在對各個(gè)SCI做出了識別，并且利用工具對它們進(jìn)行了版本管理之后，如何保證它們在復雜多變得開(kāi)發(fā)過(guò)程中真正的處于受控的狀態(tài)，并在任何情況下都能迅速的恢復到任一歷史狀態(tài)就成為了軟件配置管理的另一重要任務(wù)。因此，變更控制就是通過(guò)結合人的規程和自動(dòng)化工具，以提供一個(gè)變化控制的機制。
在本文的前面的部分中，已經(jīng)把SCI分為基線(xiàn)配置項和非基線(xiàn)配置項兩大類(lèi)，所以這里所涉及的變更控制的對象主要指配置庫中的各基線(xiàn)配置項。
變更管理的一般流程是：
A) （獲得）提出變更請求；
B) 由CCB審核并決定是否批準；
C) （被接受）修改請求分配人員為，提取SCI，進(jìn)行修改；
D) 復審變化；
E) 提交修改后的SCI；
F) 建立測試基線(xiàn)并測試；
G) 重建軟件的適當版本；
H) 復審（審計）所有SCI的變化；
I) 發(fā)布新版本。
在這樣的流程中，CMO通過(guò)軟件配置管理工具來(lái)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)控制和同步控制，而這兩種控制則是建立在前文所描述的版本控制和分支策略的基礎上的。
5．狀態(tài)報告
配置狀態(tài)報告就是根據配置項操作數據庫中的記錄來(lái)向管理者報告軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)的進(jìn)展情況。這樣的報告應該是定期進(jìn)行，并盡量通過(guò)CASE工具自動(dòng)生成，用數據庫中的客觀(guān)數據來(lái)真實(shí)的反映各配置項的情況。
配置狀態(tài)報告應根據報告應著(zhù)重反映當前基線(xiàn)配置項的狀態(tài)，以作為對開(kāi)發(fā)進(jìn)度報告的參照。同時(shí)也能從中根據開(kāi)發(fā)人員對配置項的操作記錄來(lái)對開(kāi)發(fā)團隊的工作關(guān)系作一定的分析。
配置狀態(tài)報告應該包括下列主要內容：
A) 配置庫結構和相關(guān)說(shuō)明；
B) 開(kāi)發(fā)起始基線(xiàn)的構成；
C) 當前基線(xiàn)位置及狀態(tài)；
D) 各基線(xiàn)配置項集成分支的情況；
E) 各私有開(kāi)發(fā)分支類(lèi)型的分布情況；
F) 關(guān)鍵元素的版本演進(jìn)記錄；
G) 其它應予報告的事項。
6．配置審計
配置審計的主要作用是作為變更控制的補充手段，來(lái)確保某一變更需求已被切實(shí)實(shí)現。在某些情況下，它被作為正式的技術(shù)復審的一部分，但當軟件配置管理是一個(gè)正式的活動(dòng)時(shí)，該活動(dòng)由SQA人員單獨執行。
總之，軟件配置管理的對象是軟件研發(fā)活動(dòng)中的全部開(kāi)發(fā)資產(chǎn)。所有這一切都應作為配置項納入管理計劃統一進(jìn)行管理，從而能夠保證及時(shí)的對所有軟件開(kāi)發(fā)資源進(jìn)行維護和集成。因此，軟件配置管理的主要任務(wù)也就歸結為以下幾條：（1）制定項目的配置計劃；（2）對配置項進(jìn)行標識；（3）對配置項進(jìn)行版本控制；（4）對配置項進(jìn)行變更控制；（5）定期進(jìn)行配置審計；（6）向相關(guān)人員報告配置的狀態(tài)。
在此，我想特別指出的是：由于軟件配置管理覆蓋了整個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程，因此它是改進(jìn)我們的軟件過(guò)程、提高過(guò)程能力成熟度的理想的切入點(diǎn)。希望本文所描述的這個(gè)軟件配置管理的角色分配和工作流程能在實(shí)踐中不斷地得到完善，從而使我們的軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)能夠更加有序、高效的進(jìn)行！
本文已發(fā)表于《共創(chuàng )軟件》（ http://www.cosoft.org.cn ）2002年7月
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