从工程实践谈软件系统开发

非常高兴有这样一个机会和大家交流软件开发。我应该算是典型的计算机科班出身，从本科、硕士到在英国读博士，都是计算机科学。而从1993年读完博士之后到现在，干的工作则主要是实际的应用软件系统开发。我曾参加设计开发的主要系统有：动物基因图谱信息系统，虚拟主机，货运招标系统，证券分析数据系统，人寿保险查询系统。这些项目的时间有长有短（从几个月到几年），项目组人员有多有少（从几人到几十人），开发的系统有些是从无到有建立的，有些是在“半成品”上继续开发的。我今天主要是从自己的实践经验出发，结合目前行业发展谈谈自己对软件开发的体会。这些可能受到我的背景和经历的影响，不当或片面之处还请大家指正。

一般来说，软件系统开发应该包括如下三个方面的因素。1. 技术技能：编程技能是软件开发的核心，除此之外，其他方面的技能也很重要，如工程实践技能、掌握应用领域知识的技能等；2. 团队合作：目前一个系统的开发已不是凭一己之力可完成的，软件开发已是一种群体活动；3. 方法过程：开发所采用的方法与步骤。

技术技能

对软件开发来说，开发人员的技术与技能无疑是起着重要的作用的。当前最主要和基本的技术当数面向对象（Object-Oriented）技术。OO技术可以有效地对一个系统进行描述，并且能有效地支持系统的演进与复用。

一个开发人员除了需要扎实的计算机科学基础和严密的逻辑思维，还需要具备工程实践观念。程序设计不等于软件工程，我想这已是大家的共识。传统上的程序设计在一定程度上是偏重于计算机科学的领域，属于较抽象一些的范畴。而软件工程则是要实实在在地做出一个满足用户要求的系统出来，这是一个很具体的实践过程。那么对一个开发人员来说，就需要具备从事工程实践的技能，如系统分析、编写文档、源码控制、使用工具等。

另一个技能是对应用领域知识的掌握。一般来说，一个应用软件系统总是用在某一个领域。因此，一个开发人员应该对应用领域知识有一定的掌握。这个要求常被忽略，而根据我在实践中的观察，工业界最需要的恰恰是对IT技术和行业知识都精通的开发人员。所以，一个开发人员应该从心理上作好积极的准备去学习行业应用领域的知识。

团队合作

团队合作是经常听到的一个词语，而在软件开发中团队合作尤为重要。一般来说，软件开发人员都是智商不算低的专业技术人员，要开发出高质量的软件系统，除了前面所说的“硬”技能外，还应具备一些“软技能”，其中最重要的是人际交流沟通能力。这包括知会、倾听、表述、讨论、处理冲突等技能。在软件开发中，团队合作主要是反映在讨论设计方案、建立编码标准、相互审阅源码以及检讨调整开发过程等。当然，还有一个重要方面是项目管理者需要随时向大家通报项目进展情况，让大家知道自己的工作对项目的成功所起的作用，使每个人都有参与感和成就感。

方法过程

软件开发的方法过程的提出是针对开发的随意性，即边写边改（code and fix）。它主要是借鉴了其他工程领域的方法，最著名的当数“瀑布式”过程了，即把软件开发分解成这样一些阶段：需求分析、规范说明、系统设计、编码实现、测试验证。而在开发实践中完全遵循这种过程取得成功的并不多。其原因在于这种方法有一个前提条件，那就是系统需求必须是明确的，需求分析一经完成就应该不变了。而在现实世界中，特别是在商用系统开发中，这几乎是不可能的。需求通常是模糊的，并且在系统开发期间随时都在变化的。因此要求采用的方法过程也必须是能适应这种变化的，毕竟一个软件系统的第一要求是它的正确性，即能正确地完成所要求的任务。

最近几年兴起的以极限程序设计（Extreme Programming 或简称XP），引发了一场软件“敏捷开发” （agile development）运动。“敏捷开发”的基本要义是采用递增式（或称之为迭代式、螺旋式等）的开发方式。系统功能被分解成若干小的功能。每一个递增周期为两周到一两月（视具体情况而定），实现一项新功能。每个周期做的代码必须经过充分的（单元）测试。业务人员（business people）或用户必须和开发组在一起，以随时保证做出的功能是满足用户的需求的。项目组成员应在同一地点工作以保证高效的、面对面交流。要经常性地（典型地是在每个周期结束时）进行回顾检讨，随时调整方法过程以达到最有效的开发。

我所参加的大部分项目基本上都是采用了这种“敏捷”型开发方法。有些是比较严格地按照这些原则去做。而在有些项目中，因为种种原因没严格遵循有些原则，其结果是从反面证明了这些原则的重要性。如有个项目，开发组分散在两个国家，做主要开发工作的一边没有业务人员和用户。这样的后果是开发人员在审读需求文档，以及在编码实现中遇到问题时得通过电话和email去和另一边业务人员讨论，其效率和质量都大打折扣，还很可能会留下一些隐患。

提到软件开发，大家可能会想到CMM。我想在这里提一下的是有CMM之父之称的Watts S. Humphrey。他最近在一个“敏捷”方法大会上作了一次演讲，题目是“Setting the agile context”，其中他列出了一些软件开发原则，还着重描述了如何运用他前些年提出的TSP（Team Software Process）与PSP（Personal Software Process）来进行开发的过程。这些原则和过程与前面提到的“敏捷”原则与过程相当类似。另外，Humphrey在前两年一份技术报告中把CMM、TSP和PSP统一在一个框架中，并把它们分别定位为：CMM用于改进一个（软件）企业的管理能力，TSP以提高一个开发团队的有效性，PSP则是增强个人的技能与纪律性。

总之，从软件开发方法的发展趋势与我个人的工作实践来看，要开发出高质量的软件产品，除了技术技能外，很重要的一个方面是团队合作，与用户的密切交流，和递增式的开发过程。当然这些只是一些原则，具体如何实施还要根据具体情况，所谓“运用之妙，存乎一心”。