论文部分内容阅读
摘 要：软件配置管理作为软件开发过程中一个重要的过程，对航空软件产品的安全性和可靠性有着至关重要的作用。本文以DO-178B为指导，结合CMMI三级关键过程域实践，总结出一套符合民用机载软件的配置管理流程，给民用机载软件配置管理技术实践者提供参考。
关键词：软件配置管理；配置标识；基线；变更控制；加载控制；软件生命周期环境控制；控制类别；DO - 178B；CMMI；民机；软件
中图分类号：TP311.52
1 引言
飞速发展的航空工业在给人们的生活带来便利的同时，航空软件的安全性与稳定性也提升到越来越重要的位置。决定航空软件安全性和稳定性的是软件过程，配置管理技术无疑是过程管理中的关键过程域。不恰当的配置管理技术会导致软件产品的损坏，甚至造成机毁人亡的惨剧。
为规范软件研发过程，提高软件产品的安全性，美国航空无线电技术委员会（ RTCA） 提出了DO-178B《机载系统和设备合格审定中的软件考虑》，它用于建立开发人员、安装人员和用户在使用计算机技术设计航空系统及设备时遵从的软件要求。该标准并成为美国联邦航空管理局（ FAA） 和欧洲联合航空管理局（ JAA） 进行机载软件开发的标准。
CMMI全称是Capability Maturity Model Integration，即软件能力成熟度模型集成，是由美国国防部与卡内基-梅陇大学和美国国防工业协会共同开发和研制的，其目的是幫助软件企业对软件工程进行管理和改进，增强开发与改进能力，从而能够按时的、不超预算的开发出高质量的软件。
目前，由于民用航空软件开发的特殊性，市面上主流的一些配置管理技术还并不能够满足民用机载航空软件的开发要求。本文以DO-178B为指导，结合CMMI三级关键过程域实践，总结出一套适用于民机机载软件配置管理的具体实施方法，供民用机载软件配置管理实践者参考。
2 民机配置管理的特点
民机机载软件的特点是，高可靠性，高安全性，所以，民机机载软件配置管理技术手段也要能够支持民机机载软件的这些特点。因为，民机配置管理技术应该要符合以下几项的技术特点：
（1）严格遵循DO-178B标准。遵循DO-178B标准也给机载软件的质量带来保证。DO-178B规定了配置管理技术需要详细阐述每一个与配置管理相关的活动的具体方法和过程，并且要能够提供相应的符合性证据。（2）严格的软件版本控制。不适当的软件版本间的配合，往往会带来严重的后果，甚至会造成机毁人亡的事故。因为，民机机载软件的版本控制必须高于一般行业的软件。
3 配置管理实施
3.1 计划制定
按要求在项目早期，根据项目开发计划制定项目的配置管理计划，便于项目有计划地开展配置管理工作。完成此任务的角色为配置管理员和CCB（变更控制委员会），其中配置管理员的任务是制定《配置管理计划》CCB（变更控制委员会）的任务是评审《配置管理计划》
过程流程如下：（1）配置管理员确定配置管理的软硬件资源，包括采用的配置管理工具信息和计算机硬、软件资源。（2）配置管理员标识软件开发过程中将会产生的软件工作产品。（3）配置管理员定义要建立的基线类型。定义软件配置管理结构，创建库结构进行配置管理，针对配置管理库各目录进行存放内容说明。（4）确定CCB（变更控制委员会）成员，配置管理员和CCB一起指定变更管理流程。（5）配置管理员制定配置库备份计划及其他相关计划。（6）定义软件配置管理审核时机和审核内容。（7）将上述内容纳入《配置管理计划》由CCB评审，并由配置管理员将其纳入配置库。
3.2 标识配置项
配置项标识是主要包括了文档标识和程序标识。配置项标识应具备一定的含义，能够说明其代表的文件、源代码的内容或功能。配置项标识一半采用英文，也可以采用中文，但应该具有唯一性。
（1）文档标识方法。文档的标识一般存与文档首页，通常的标识方法为，项目简称+文档类型+编号，同时在文档的变更记录中应该有该文档的每个版本的变更记录。（2）程序标识方法。程序一般是源代码，模型文件，测试用例或测试脚本等等。这类配置项里面会有许多小文件，不便于为每一个单独的小文件配置标识。一般来说，按照程序的功能和特征对程序分类，然后将每一类程序进行唯一的配置标识。通常的标识方法为，项目简称+程序类型+编号。
3.3 基线管理
在软件开发过程中以及软件交付以后，因为后期发现错误需要修正，或者用户需求发生了变化，整个系统将受到影响，这些影响将会导致配置项里面存在着多个版本。所以，需要在所有配置项里面确定一个相对固定一致的子集。这个子集就称之为基线。
一般来说，基线可以分为需求基线，设计基线，代码基线，测试基线，产品基线。其中，需求基线是需求完成，且需求经过评审，冻结了的需求。设计基线，里面包括了各类经过评审的设计文档。代码基线，里面包括了所有根据设计完成的代码。测试基线，里面应该包括所有的测试用例、测试脚本及测试程序。产品基线，里面应该包括所有应该提交给用户的软件产品，产品说明书等。
3.4 变更控制
配置管理的一个重要部分是变更控制，只有做好了变更控制，才能够有效的记录、跟踪和报告软件系统的更改。软件开发组织的变更控制流程一般包括了如何提交更改申请，如何对变更要求进行评审从而决定是否实施更改，变更实施的执行者是谁，如何实施变更，如何通知变更受影响方等方面。
3.5 配置审计
配置审计活动通常发生在建立基线和软件产品发布的时候。配置审计由配置管理员执行，主要是证明基线或者产品发布所要求配置项均已产生，所有的变更申请均已经得到解决，并且当前的配置管理活动符合软件配置管理计划。当审计发现有不符合项的时候，需要记录不符合项，并跟踪直到解决。同时，配置审计报告将会分发给项目经理。
3.6 配置记录
配置记录活动通常定期发生或者以事件驱动的方式发生。其目的是为管理人员和软件开发人员提供有关项目进展的全面信息，提供项目配置的当前状态及修改情况。
3.7 归档、修复及发布
软件及文档的归档、修复及发布应建立详细的发布规程。 发布规程中应规定发布时机、发布申请人、批准机构、申请及审批流程。 而归档与恢复也应建立相应规程。
3.8 软件加载控制
产品软件的加载，由产品生产部门填写软件出库申请单，获得发布版本的产品软件，在工艺人员的指导下，写入产品。软件加载完毕后，填写软件写片报告，记录软件加载过程的问题以及处理方法。
3.9 生命周期环境控制
在一般的软件配置管理活动中往往忽略一项重要的活动，那就是对用来开发，构建，验证以及加载软件的工具的配置控制，也称为软件生命周期环境的控制。而在民机机载软件的配置管理活动中，这是不可或缺的一件非常重要的活动。DO-178B中对此有明确的要求；即用来产生软件产品的工具必须进行标识、控制，以保证其可恢复性。具体要求如下：项目组内，建立专门的工具库，存放项目中使用到的所有工具及工具软件，对于需要进行质量鉴定的工具还要包括对应的鉴定数据。
4 结束语
想要保证软件质量和软件产品按时交付，软件配置管理是一个重要手段。在民机软件开发过程中，实施合适的配置管理方案，有助于提高工作效率，规范开发过程，也可以使得机载软件产品更加安全、可靠。本文以DO-178B为指导，结合CMMI三级关键过程域实践，总结出一套符合民用机载软件的配置管理流程，希望能够给民用机载软件配置管理技术实践者提供参考。
参考文献：
[1]美国航空无线电技术委员会.RTCA DO-178B—机载系统和设备合格审定中的软件考虑[S].美国：航空无线电技术委员会，1992：45-50.
[2]林锐，彭国明.CMMI集成化软件研发管理.
关键词：软件配置管理；配置标识；基线；变更控制；加载控制；软件生命周期环境控制；控制类别；DO - 178B；CMMI；民机；软件
中图分类号：TP311.52
1 引言
飞速发展的航空工业在给人们的生活带来便利的同时，航空软件的安全性与稳定性也提升到越来越重要的位置。决定航空软件安全性和稳定性的是软件过程，配置管理技术无疑是过程管理中的关键过程域。不恰当的配置管理技术会导致软件产品的损坏，甚至造成机毁人亡的惨剧。
为规范软件研发过程，提高软件产品的安全性，美国航空无线电技术委员会（ RTCA） 提出了DO-178B《机载系统和设备合格审定中的软件考虑》，它用于建立开发人员、安装人员和用户在使用计算机技术设计航空系统及设备时遵从的软件要求。该标准并成为美国联邦航空管理局（ FAA） 和欧洲联合航空管理局（ JAA） 进行机载软件开发的标准。
CMMI全称是Capability Maturity Model Integration，即软件能力成熟度模型集成，是由美国国防部与卡内基-梅陇大学和美国国防工业协会共同开发和研制的，其目的是幫助软件企业对软件工程进行管理和改进，增强开发与改进能力，从而能够按时的、不超预算的开发出高质量的软件。
目前，由于民用航空软件开发的特殊性，市面上主流的一些配置管理技术还并不能够满足民用机载航空软件的开发要求。本文以DO-178B为指导，结合CMMI三级关键过程域实践，总结出一套适用于民机机载软件配置管理的具体实施方法，供民用机载软件配置管理实践者参考。
2 民机配置管理的特点
民机机载软件的特点是，高可靠性，高安全性，所以，民机机载软件配置管理技术手段也要能够支持民机机载软件的这些特点。因为，民机配置管理技术应该要符合以下几项的技术特点：
（1）严格遵循DO-178B标准。遵循DO-178B标准也给机载软件的质量带来保证。DO-178B规定了配置管理技术需要详细阐述每一个与配置管理相关的活动的具体方法和过程，并且要能够提供相应的符合性证据。（2）严格的软件版本控制。不适当的软件版本间的配合，往往会带来严重的后果，甚至会造成机毁人亡的事故。因为，民机机载软件的版本控制必须高于一般行业的软件。
3 配置管理实施
3.1 计划制定
按要求在项目早期，根据项目开发计划制定项目的配置管理计划，便于项目有计划地开展配置管理工作。完成此任务的角色为配置管理员和CCB（变更控制委员会），其中配置管理员的任务是制定《配置管理计划》CCB（变更控制委员会）的任务是评审《配置管理计划》
过程流程如下：（1）配置管理员确定配置管理的软硬件资源，包括采用的配置管理工具信息和计算机硬、软件资源。（2）配置管理员标识软件开发过程中将会产生的软件工作产品。（3）配置管理员定义要建立的基线类型。定义软件配置管理结构，创建库结构进行配置管理，针对配置管理库各目录进行存放内容说明。（4）确定CCB（变更控制委员会）成员，配置管理员和CCB一起指定变更管理流程。（5）配置管理员制定配置库备份计划及其他相关计划。（6）定义软件配置管理审核时机和审核内容。（7）将上述内容纳入《配置管理计划》由CCB评审，并由配置管理员将其纳入配置库。
3.2 标识配置项
配置项标识是主要包括了文档标识和程序标识。配置项标识应具备一定的含义，能够说明其代表的文件、源代码的内容或功能。配置项标识一半采用英文，也可以采用中文，但应该具有唯一性。
（1）文档标识方法。文档的标识一般存与文档首页，通常的标识方法为，项目简称+文档类型+编号，同时在文档的变更记录中应该有该文档的每个版本的变更记录。（2）程序标识方法。程序一般是源代码，模型文件，测试用例或测试脚本等等。这类配置项里面会有许多小文件，不便于为每一个单独的小文件配置标识。一般来说，按照程序的功能和特征对程序分类，然后将每一类程序进行唯一的配置标识。通常的标识方法为，项目简称+程序类型+编号。
3.3 基线管理
在软件开发过程中以及软件交付以后，因为后期发现错误需要修正，或者用户需求发生了变化，整个系统将受到影响，这些影响将会导致配置项里面存在着多个版本。所以，需要在所有配置项里面确定一个相对固定一致的子集。这个子集就称之为基线。
一般来说，基线可以分为需求基线，设计基线，代码基线，测试基线，产品基线。其中，需求基线是需求完成，且需求经过评审，冻结了的需求。设计基线，里面包括了各类经过评审的设计文档。代码基线，里面包括了所有根据设计完成的代码。测试基线，里面应该包括所有的测试用例、测试脚本及测试程序。产品基线，里面应该包括所有应该提交给用户的软件产品，产品说明书等。
3.4 变更控制
配置管理的一个重要部分是变更控制，只有做好了变更控制，才能够有效的记录、跟踪和报告软件系统的更改。软件开发组织的变更控制流程一般包括了如何提交更改申请，如何对变更要求进行评审从而决定是否实施更改，变更实施的执行者是谁，如何实施变更，如何通知变更受影响方等方面。
3.5 配置审计
配置审计活动通常发生在建立基线和软件产品发布的时候。配置审计由配置管理员执行，主要是证明基线或者产品发布所要求配置项均已产生，所有的变更申请均已经得到解决，并且当前的配置管理活动符合软件配置管理计划。当审计发现有不符合项的时候，需要记录不符合项，并跟踪直到解决。同时，配置审计报告将会分发给项目经理。
3.6 配置记录
配置记录活动通常定期发生或者以事件驱动的方式发生。其目的是为管理人员和软件开发人员提供有关项目进展的全面信息，提供项目配置的当前状态及修改情况。
3.7 归档、修复及发布
软件及文档的归档、修复及发布应建立详细的发布规程。 发布规程中应规定发布时机、发布申请人、批准机构、申请及审批流程。 而归档与恢复也应建立相应规程。
3.8 软件加载控制
产品软件的加载，由产品生产部门填写软件出库申请单，获得发布版本的产品软件，在工艺人员的指导下，写入产品。软件加载完毕后，填写软件写片报告，记录软件加载过程的问题以及处理方法。
3.9 生命周期环境控制
在一般的软件配置管理活动中往往忽略一项重要的活动，那就是对用来开发，构建，验证以及加载软件的工具的配置控制，也称为软件生命周期环境的控制。而在民机机载软件的配置管理活动中，这是不可或缺的一件非常重要的活动。DO-178B中对此有明确的要求；即用来产生软件产品的工具必须进行标识、控制，以保证其可恢复性。具体要求如下：项目组内，建立专门的工具库，存放项目中使用到的所有工具及工具软件，对于需要进行质量鉴定的工具还要包括对应的鉴定数据。
4 结束语
想要保证软件质量和软件产品按时交付，软件配置管理是一个重要手段。在民机软件开发过程中，实施合适的配置管理方案，有助于提高工作效率，规范开发过程，也可以使得机载软件产品更加安全、可靠。本文以DO-178B为指导，结合CMMI三级关键过程域实践，总结出一套符合民用机载软件的配置管理流程，希望能够给民用机载软件配置管理技术实践者提供参考。
参考文献：
[1]美国航空无线电技术委员会.RTCA DO-178B—机载系统和设备合格审定中的软件考虑[S].美国：航空无线电技术委员会，1992：45-50.
[2]林锐，彭国明.CMMI集成化软件研发管理.