建设项目管理成熟度模型CPM3的体系与结构

第38卷　第11期

2006年11月

哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报

JOURNAL OF HARB I N I N STI T UTE OF TECHNOLOGY

Vol 138No 111Nov .2006

建设项目管理成熟度模型CP M 3的体系与结构

李忠富1

,王丹1

,五百井俊宏

2

(1.哈尔滨工业大学管理学院,哈尔滨150006;2.千叶工业大学项目管理学科,千叶习志野)

摘　要:建设项目由于其固有的特性,比一般的软件项目管理更复杂、难度更大,因此,建设项目管理成熟度评估更具有重要意义.在借鉴多种成熟度模型的基础上,提出建设项目管理成熟度模型的概念和构成要素,明确各要素之间的相互关系,建立以成熟度单元为核心的两层次结构体系模型,提出模型的基本评价方法,对改善建设项目管理成熟水平会起到重要的推动作用.关键词:建设项目管理成熟度模型;成熟度单元;过程域中图分类号:F40719

文献标识码:A

文章编号:0367-6234(2006)11-1989-04

System and structure for con structi on project managem en t ma tur ity m odel (CP M 3)

L I Zhong 2fu 1

,WANG Dan 1

,I oi T oshihir o

2

(1.School of M anage ment,Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150006,China;2Depart m ent of

Pr ojectM anage ment,Chiba I nstitute of Technol ogy,Chiba,Narasino,Japan )

Abstract:Because constructi on p r oject management has its own inherent characteristic,and is more comp lex and difficult than s oft w are p r oject manage ment,the app licati on of the model in constructi on becomes more sig 2nificant and challenging .Based on studying and referring many models,this paper offers the concep t and basic components of constructi on p r oject manage ment maturity model,and make the relati onshi p a mong the m clear,and als o establishes a t w o 2layer structure syste m model and basic evaluati on method with maturity unit as its core .This model will hel p i m p r oving constructi on p r oject manage ment maturity level .

Key words:constructi on p r oject manage ment maturity model (CP M3);maturity unit;p r ocess area

收稿日期:2004-10-21.

基金项目:哈尔滨工业大学科技基金资助项目(H I T .2002.64);

黑龙江省青年科学技术专项基金资助项目(QC05C75).

作者简介:李忠富(1964—),男,博士,教授,博士生导师.

1　项目管理成熟度模型

项目管理成熟度模型(P MMM )表达的是一个

组织(通常是一个企业)具有的按照预定的目标和条件成功地、可靠地实施项目的能力

[1,2]

.“成

熟度”意味着在发展过程中不断地充实和改善项目管理的能力,从而提高项目的成功率.“模型”意味着从低级向高级的发展过程和阶段.因此,成熟度模型不是一个数学解析式或一个图表,是一整套科学的体系和方法,也是表征一个组织项目管理能力从低级向高级发展、项目实施的成功率

不断提高的过程.

在拥有许多项目的企业或组织机构中,通过

应用成熟度模型,可以建立一系列的规范,根据模型中所要求的要点,总结以往项目经验教训,发挥项目办公室以及风险预警系统的功能,规范并减少不必要的变更等,来实现不断改进.因此,P MMM 作为一种高效管理方法,有助于企业降低

成本、提高质量和用户满意度.同时,根据成熟度模型,还可以定制有针对性的项目管理培训,以提升企业员工,特别是项目经理的能力和高层人员的战略理念,提高企业能力.

I S O9000系列规范也是著名的过程质量管理

方法,P MMM 与I S O9000之间有许多共同之处,但P MMM 更专业,更适合于建设、不动产、I T 、服务业等项目型企业,而I S O9000则更适合于制造业,并

且P MMM的多级成熟度水平评价方式比I S O9000的两级制更科学合理.

2　主要的项目管理成熟度模型

1)SE I的C MM.主要用于软件开发过程和软件开发能力的评估和改进,侧重于软件开发过程的管理及工程能力的提高与评估,是目前软件业最权威、应用最广的成熟度模型[3,4].C MM已逐步发展成为软件成熟度集成模型C MM I.

2)美国项目管理解决方案公司的五级项目管理成熟度模型P MS-P MMM[2].

3)伯克利项目管理过程成熟度模型是由Young Hoon K wak博士和C.W illia m I bbs博士联合开发的模型,简称(P M)2模型[5].

4)美国Har old Kerzner博士的五层次项目管理成熟度模型K-P MMM[6].

5)美国项目管理学会P M I组织的项目管理成熟度模型OP M3.该模型是“评价组织通过管理单个项目和项目组合来实施自己战略目标的能力的方法,还是帮助组织提高市场竞争力的方法”,其目标是“帮助组织通过开发其能力,成功地、可靠地、按计划地选择并交付项目而实现其战略”.OP M3为使用者提供了丰富的知识和自我评估标准,用以确定组织的当前状态,并制定相应的改进计划[7].基于美国项目管理学会的威望,这应该是目前为止最具理论水平和权威性的P M M M模型.

这些模型各具特点,都是用来描述企业项目管理能力的.最低级表明管理的混乱,在较高级的级别中大多提倡基准比较方法,而最高级别反映了持续改进、不断优化的过程.

3　建设项目管理成熟度模型CP M3的构建

311　CP M3的基本构成

31111　成熟度等级(Level)

按照成熟度模型惯例,CP M3也设定为5级,从第1级到第5级水平逐次提高、逐渐趋向成熟.各级成熟度的名称如图1所示.

初始级:建设企业意识到项目管理的重要性并且开始理解和接受项目管理的基础知识,但还没有建立起相应的标准、经验积累和项目办公室,项目计划控制等工作随意性很大.项目成功与否与个人关系极大.

结构化过程和标准:建设企业意识到需要定义并发展通用的过程,通过建立结构化的过程,重视知识和经验积累,可以重复应用项目管理过程并使之标准化、规范化.

组织标准和制度化过程:在这一阶段,建设企业意识到组织体系和重要性,建立标准化、规范化的企业组织体系并使项目管理过程制度化.

定量管理级:建设企业的每个项目管理过程和组织体系都能用定量化的统计或其他度量方法来管理,产品质量、服务质量和过程性能都能用统计术语解释,并在整个生命周期内得到控制.

最优化级:在4级基础上,每个项目管理过程都能根据过程的内在因素进行优化和改进,实现满足项目目标要求的过程优化管理.建设企业通过渐进式或创新式改进来持续地改善组织和过程管理的范围和内容

,并形成不断改进的良性循环.

图1　CP M3模型的5个等级

31112　建设项目管理知识领域(K A)

项目管理知识体系是建设项目全寿命期各项活动的集合.根据建设项目管理范围[8],可以分为如下知识领域:项目管理规划;项目组织和人员;项目进度控制;项目质量控制;项目安全控制;项目成本控制;项目现场管理;项目合同管理;项目信息管理;项目生产要素管理;项目沟通与协调;项目竣工和保修管理.项目管理知识领域与各成熟度级别间形成类似P MS-P MMM的矩阵,如表1.其中成熟度水平与建设项目管理知识领域交叉的每个单元格称为CP M3的成熟度单元MU.

31113　过程域(P A)

对应不同等级的CP M3各知识领域,建设企业为使项目管理达到该等级水平而必须设立一些要重点抓好的改善对象领域.这样的领域称为CP M3的过程域.过程域根据重要程度可分为关键过程域和一般过程域.关键过程域是该等级水平必须重点抓好的对象领域,一般过程域可兼顾. 31114　目标(G O)

目标是评价过程域针对具体知识领域的属性和实现程度的基本特性.目标不是唯一的,可分为

?

9

9

1

?哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 第38卷　

重要目标和一般目标.重要目标必须全部实现,而一般目标可以部分实现.

表1　CP M 3

项目管理内容与成熟度级别间关系矩阵

31115　实践(AC )

在每个过程域中,都存在一些为了实现过程域目标而必须完成的工作或活动,这些工作或活动称为实践.实践是某过程域中相关活动的集合,实施这些活动可以满足该过程域内过程改进的目标集.实践可分为关键实践和最佳实践.关键实践是为实现过程域的目标而必须实施的实践活动,而最佳实践则表示该实践的最佳标准,通常用在基准比较中.31116　保证(E N )保证是保障每个实践能够得以顺利实施必须具备的条件和要求,包括人员、组织、技术、资金、资源、信息等.保证可以分为基本保证和最佳保证.31117　通用步骤(CS )

通用步骤是实践活动实施中通常都要经过的几个步骤,可以划分为计划、实施、控制、评价(P I 2CA ).通用步骤实施和参与该项目的相关人员与组织直接相关.

计划确定实践的方针和目标,确定活动计划;实施按照计划执行,实现计划中的内容;控制对项目计划执行的情况进行跟踪检查,总结执行结果,找出问题,调整计划;评价对实践实施的结果进行评价,成功的经验加以肯定并适当推广、标准化,失败的教训加以总结,以免重现,未解决的问题放到下一个循环,以实现逐步改善.312　CP M 3的两层次结构体系

CP M3的结构体系较为复杂,因此,将其划分为两个层次结构,第一层次结构是成熟度水平与建设项目管理知识领域的关系图,如表1所示.这是CP M3的总体结构体系.成熟度水平与建设项目管理知识领域交叉的每个格是CP M3的成熟度单元,该成熟度单元由过程域、目标、实践、保证和通用步骤等要素通过复杂的组合关系构成,其内部结构如图2所示,这是CP M3的第二层次结构,也是CP M3的微观结构,其中的各组成要素的关系如下:每个成熟度单元内部包含有若干个过程域,每个过程域都有若干个目标,每个过程域目标的实现都要通过若干个实践实施.每个实践的实施要有若干个保证作为保障,而每个实践又要通过计划、实施、控制、评价4个通用步骤来实施.如何科学合理地确定每个成熟度单元的过程域和实践是CP M3模型建立的关键.313　CP M 3成熟度水平评价

评价过程从底层向上层逐层进行,如图3从右向左进行.31311　实践的评价

1)基于最佳实践的比较法,即首先确定该实践活动理论上的最佳实践,以此作为评价实际实践的基准,依照实际的实践与该最佳实践的差距来确定其评分;2)评分法,即设定实践活动各环节的基本准则、评价模型、评价基准和评分标准,以此评分标准评价各具体实践活动的得分;3)经验评估法,即根据以往所做的实践活动评价的经验,判断该实践活动的得分,这需要有丰富的评价经验和敏锐的判断力才行.31312　目标的评价

目标的评价以实践的得分为基础进行评价.可以建立数学模型,确定各目标与各实践之间的权重,然后根据各实践的评分确定对目标的实现值.各目标实现值要设定一个阈值,规定达到一定

?

1991?第11期李忠富,等:建设项目管理成熟度模型CP M3的体系与结构

的程度才行.几个目标值之和为总目标,总目标的

数据表明本过程域的实现程度,当总目标达到一定的阈值后,表明本过程域已经达到实现的要求.313.3　项目总体的评价

某成熟度单元内的所有过程域都达到实现的

要求,该成熟度单元才达到成熟;而某个成熟度水平对应的所有成熟度单元都达到成熟,该层次的成熟度才算通过评价

.

图2　CP M3的成熟度单元MU 内部结构图

图3　CP M3的评价模型和过程

对于建设工程项目的成熟度模型来说,由于

其涉及的过程域、目标、实践、保证及通用步骤的数量呈几何级数增长,最多将会有几十个过程域、几百个目标、几千实践活动、保证和通用步骤等,因此,在制定CP M3的标准时,需要像C MM I 一样[9]

,制作认定实施手册,对过程域、目标、实践、保证和实施过程等进行标准化,依据特性编码制作条目的词典,并制定各实践的评分标准.

4　结　论

1)建设项目管理由于对象的独特性,与工业

生产相比,其过程的明确程度和标准化较差.但将

过程成功与否由人为因素变为由科学的组织体系来决定,是任何过程业务都避不开的.

2)CP M3作为将难以定量化的公司项目业务的质量高低进行客观有效评价的工具,可以帮助企业改善项目管理能力和水平,并能取得企业内部和外部对其项目管理能力状况的信任.

3)本文针对建设项目,提出了建立一套成熟

度模型的基本结构和体系,但还很不成熟.随着CP M3的研究和实施,建设项目管理成熟度模型会发展成为评价和认定建设企业项目管理能力和资格的重要理论和方法,也会成为企业改善建设项目管理的重要工具.

参考文献:

[1]　五百井俊宏など.? 成熟度

(P M M M )における5W1H [J ].日本? 学会誌,2002,4(4):27-31.

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和 ? ,20031

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ment maturity:An industry bench mark [J ].Pr oject

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maturity (P M )2model [J ].Journal of Manage ment in

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北京:中国建筑工业出版社,2002.

[9]　龚波.能力成熟度模型C MM I 集成及应用[M ].北

京:中国水利电力出版社,2003.

(编辑　刘彤)

?2991?哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 第38卷　

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最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。 综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相 关架构进行描述。 1.2. 技术架构设计 如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。下面我们将分别进行说明。 1.3. 整体架构设计

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关架构进行描述。 1.2.技术架构设计 如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。下面我们将分别进行说明。 1.3.整体架构设计 上述两节，我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明，通过上述设计，我们对整体项目的架构图进行了归纳如下：

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网络体系结构及OSI基本参考模型典型例题分析解答 一、填空题 1.计算机网络层次及其协议的集合称为网络的___。 2.为进行计算机网络中的数据交换而建立的____、标准或____的集合称为网络协议。 3.0SI的全称为____,的参考模型是由____制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型。 4.ISO包括____、服务定义和____三级抽象。 5.0SI的体系结构定义了一个七层模型,从下到上分别为物理层、数据链路层、____、运输层、会话层、____和____。 6.网络协议包含三要素,这三要素分别是语义、____和____。 二、单项选择题 1.在网络协议中,涉及数据和控制信息的格式、编码及信号电平等的内容属于网络协议的()要素。 A)语法B)语义C)定时D)语用 2.osI体系结构定义了一个()层模型。 A)8 B)9 C)6 D)7 3.在OSI的7层模型中,主要功能是在通信子网中实现路由选择的层次为(). A)物理层B)网络层C)数据链路层D)运输层 4.在OSI的7层模型中,主要功能是协调收发双方的数据传输速率,将比特流组织成帧,并进行校验、确认及反馈重发的层次为()。 A)物理层B)网络层C)数据链路层D)运输层 5.在ISO的7层模型中,主要功能是提供端到端的透明数据运输服务、差错控制和流量撞控制的层次为()。 A)物理层B)数据链路层C)运输层D)网络层 6.在ISO的7层模型中,主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间通信的层次为(). A)网络层B)会话层C)运输层D)表示层 7.在OSI的7层模型中,主要功能是为上层用户提供共同的数据或信息语法表示转换，也可进行数据压缩和加密的层次为()。 A)会话层B)网络层C)表示层D)运输层 8.在开放系统互连参考模型中,把传输的比特流划分为帧的层次是()。 A)网络层B)数据链路层C)运输层D)分组层 9.在OSI的7层模型中,提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功的和规程的特性的层次是()。 A)网络层B)数据链路层C)物理层D)运输层 10。在OSI的7层模型中,负责为OSI应用进程提供服务的层次是() A)应用层B)会话层C)运输层D)表示层 11。在创I的7层模型中,位于物理层和网络层之间的层次是()。 A)表示层B)应用层C)数据链路层D)运输层 12。在OSI的7层模型中,位于运输层之上的层次是()。 A)表示层B)数据链路层C)会话层D)应用层 13。允许计算机相互通信的语言被称为()。 A)协议B)寻址c)轮询D)对话

网络体系结构参考模型

一、互连网体系结构 1974年IBM提出了SNA（系统网络体系结构），考虑到各个网络存在的异构，异质，导致网络都属于封闭式网络，无法相互连接，通过ISO(国际标准化组织)定义了OSI（开放式系统互连）标准，将计算机网络进行分层分层优点：解决了通信的异质性问题，使复杂的问题简单化，向高层屏蔽低层细节问题，使网络的设计更加的简单、容易实现。 协议：网络中通信或数据交换的规则和标准 实体：发送接收信息的软件或硬件的进程 对等实体：不同系统内的同一层次两个实体 接口：相临两层之间的交互界面 服务：某一层和此层以下的层能力，通过接口交给相临层 协议栈：系统内的各个层的协议集合 网络体系结构：计算机网络的层次结构和协议的集合 1、ISO/OSI参考模型 ISO/OSI参考模型是一种逻辑结构，不是具体的设备，任何遵循协议的系统都可以相互通信经过OSI七层模型的数据要经历数据的封装（打包）和解封装（解包）过程，封装过程是将原数据从高层向低层传递的过程，每经过一层都需要加上该层的报头信息，解封装过程是从低层向高层传递的过程，每经过一层都需要将对等层的报头去掉还原为上层数据。

第一层：物理层 处于最底层，为上层提供物理连接，负责传送二进制比特流，在物理层中定义了机械特性（连接器形式和插针分配），电气特性（接口电路参数），功能特性（物理接口的信号线）和规程特性（信号线操作规程），传输介质可以使用有线介质或无线介质，物理层传输二进制比特流，为数据链路层提供物理连接物理层的典型设备有：集线器 第二层：数据链路层 链路的管理，流量的控制，差错控制，数据以数据帧格式传输的，数据帧包含帧头(H2)和帧尾(T2)MAC（介质访问控制），48位二进制组成，为了方便表示使用十六进制表示，网卡上的MAC地址是物理地址，在生产网卡时就内臵在网卡的ROM（只读存储器）芯片中了，不能修改，但是可以伪造（网卡属性中），为了表示网卡的全球唯一性，将MAC地址表示的48位二进制地址分为2部分，前24位表示厂商代号，后24位表示厂商内部代号，MAC地址相同的计算机不能够相互通信网桥，二层交换机，网卡都工作在数据链路层。 第三层：网络层 提供统一的寻址方案，完成分组的独立路由选择，网络层数据以数据包传输路由器工作在网络层，实现路径的选择，通过路由表中的路由表项，（直连路由，路由器自己接口所在的网络形成的路由表），（静态路由，管理员手工添加路由信息添加的路由表），（动态路由，路由器通过相互的路由学习，得到的路由表），路由器可以实现网络

体系结构 完整版

第一章 1.软件复用：利用现有的软件资源来开发新应用系统的过程。其中软件资源可能是已经存在的软件，也可能是专门用于开发设计且可复用的软件构件。 2.可复用的软件的资源即复用成分，是软件服用技术的核心与基础。 3.实现软件复用需要解决三个问题： 1.有可以复用的对象 2.所复用的对象的对象是可用的 3.复用者要知道怎样去使用被复用的对象 4..软件重用再工程五个阶段： （1）候选阶段（2）选择阶段（3）资格说明阶段（4）分类和存储阶段（5）查找和检索5.软件复用： （1）代码复用分为目标代码复用和源代码复用 （2）设计复用比源程序复用的级别更高 （3）分析复用要比设计复用的级别更高 （4）测试复用主要包括测试用例复用和测试过程复用 6.软件复用的实现技术：组装和生成 在组装中软件构件是复用的基石 在生成中由程序生成器完成对软件结构模式的复用 7.从构件的表示角度出发，分为人工智能方法、超文本和信息科学方法 信息科学方法：枚举层次关键词分类方法 8.软件构件化：就是要让软件开发过程向机械加工一样，可以使用各种标准的和非标准的零件来组装机器。 9.抽象构件模型：提供服务接口--（软件构件：属性集合行为集合）--接收服务接口 10.网络服务技术：OMG的CORBA;SUN公司的J2EE/JavaBeans/EJB;Microsoft的DCOM/COM/COM+ 11.构件获取的四种方式： （1）从构件库中，按照适合新系统的原则选取，并做适应性修改已获得可重用的构件。（2）根据新功能模块进行自行开发，以获取新构件 （3）对遗留系统进行功能分析，将具有潜在应用价值的模块提取出来，使其接口进行标准化以获得可重用性构件 （4）通过商业方式购买合适的构件，利用互联网资源进行共享或免费获取 12.框架：是一种为特定领域应用提供可扩展模版的架构实例。它表述了整个设计过程、指明了协作对象之间的依赖关系、明确了责任分配和控制流 13.软件体系结构主要包括：构件、连接件和配置约束 14.构件：可预制和可重用的软件部件，是组成体系结构的基本计算单元或数据存储单元

各种系统架构图与详细说明

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1.1.共享平台逻辑架构设计 如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面： 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。 2 应用资源采集 整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。 3 数据分析与展现 采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。 4 数据的应用 最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。 综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相关架构进行描述。

1.2.技术架构设计 如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。下面我们将分别进行说明。 1.3.整体架构设计 上述两节，我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明，通过上述设计，我们对整体项目的架构图进行了归纳如下： 综上，我们对整体应用系统架构图进行了设计，下面我们将分别进行说明。 1.3.1.应用层级说明 整体应用系统架构设计分为五个基础层级，通过有效的层级结构的划分可以全面展现整体应用系统的设计思路。 基础层 基础层建设是项目搭建的基础保障，具体内容包含了网络系统的建设、机房建设、多媒体设备建设、存储设备建设以及安全设备建设等，通过全面的基础设置的搭建，为整体应用系统的全面建设良好的基础。 应用数据层 应用数据层是整体项目的数据资源的保障，本次项目建设要求实现全面的资源共享平台的搭建，所以对于应用数据层的有效设计规划对于本次项目的建设有着非常重要的作用。 从整体结构上划分，我们将本次项目建设数据资源分为基础的结构型资源和非结构型资源，对于非结构型资源我们将通过基础内容管理平台进行有效的管理维护，从而供用户有效的查询浏览；对于结构型数据，我们进行了有效的分类，具体包括政务公开资源库、办公资源库、业务经办资源库、分析决策资源库、内部管理资源库以及公共服务资源库。通过对资源库的有效分类，建立完善的元数据管理规范，从而更加合理有效的实现资源的共享机制。

软件体系结构论文：一种面向方面软件体系结构模型

软件体系结构论文：一种面向方面软件体系结构模型 摘要: 为了分离软件系统中的核心关注点和横切关注点，通过引入面向方面软件开发的思想设计了一种面向方面软件体系结构模型，并详细分析了该模型的三个基本构成单元，即构件、连接件和方面构件。最后通过一个网上支付实例验证了该模型具有一定的理论意义和实用价值。 关键词: 面向方面软件体系结构;横切关注点;构件;连接件;方面构件 20世纪60年代的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。起初，人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上，然而随着软件系统规模越来越大，对总体的系统结构设计和规格说明变得异常重要。随着软件危机程度的加剧，软件体系结构(software architecture)这一概念应运而生。软件体系结构着眼于软件系统的全局组织形式，在较高层次上把握系统各部分之间的内在联系，将软件开发的焦点从成百上千的代码上转移到粒度较大的体系结构元素及其交互的设计上。与传统软件技术相比，软件体系结构理论的提出不仅有利于解决软件系统日益增加的规模和复杂度的问题，有利于构件的重用，也有利于软件生产率的提高。面向方面软件开发(AOSD)认为系统是由核心关注点(corn concern)和

横切关注点(cross-cutting concern)有机地交织在一起而形成的。核心关注点是软件要实现的主要功能和目标，横切关注点是那些与核心关注点之间有横切作用的关注点，如系统日志、事务处理和权限验证等。AOSD通过分离系统的横切关注点和核心关注点，使得系统的设计和维护变得容易很多。 Extremadura大学的Navasa等人［1］在2002年提出了将面向方面软件开发技术引入到软件体系结构的设计中，称之为面向方面软件体系结构(aspect oriented software architecture，AO-SA)，这样能够结合两者的优点，但是并没有给出构建面向方面软件体系结构的详细方法。 尽管目前对于面向方面软件体系结构这个概念尚未形成统一的认识，但是一般认为面向方面软件体系结构在传统软件体系结构基础上增加了方面构件(aspect component)这一新的构成单元，通过方面构件来封装系统的横切关注点。目前国内外对于面向方面软件体系模型的研究还相对较少，对它的构成单元模型的研究更少，通常只关注方面构件这一构成单元。方面构件最早是由Lieberherr等人［2］提出的，它是在自适应可插拔构件(adaptive plug and play component，APPC)基础之上通过引入面向方面编程(AOP)思想扩展一个可更改的接口而形成的，但它关于请求接口和服务接口的定义很模糊，未能给出一个清晰的方面构件模型。Pawlak等人

软件体系结构 4+1模型案例

案例教学1：4+1视图方法进行软件体系结构设计 要开发出用户满意的软件并不是件容易的事，软件体系结构师必须全面把握各种各样的需求、权衡需求之间有可能的矛盾之处，分门别类地将不同需求一一满足。本文从理解需求种类的复杂性谈起，通过具体案例的分析，展示了如何通过RUP的4+1视图方法，针对不同需求进行体系结构设计，从而确保重要的需求一一被满足。 1、呼唤体系结构设计的多重视图方法 灵感一闪，就想出了把大象放进冰箱的办法，这自然好。但希望每个体系结构设计策略都依靠灵感是不现实的--我们需要系统方法的指导。 需要体系结构设计的多重视图方法，从根本上来说是因为需求种类的复杂性所致。以工程领域的例子开道吧。比如设计一座跨江大桥：我们会考虑"连接南北的公路交通"这个"功能需求"，从而初步设计出理想化的桥墩支撑的公路桥方案；然后还要考虑造桥要面临的"约束条件"，这个约束条件可能是"不能影响万吨轮从桥下通过"，于是细化设计方案，规定桥墩的高度和桥墩之间的间距；另外还要顾及"大桥的使用期质量属性"，比如为了"能在湍急的江流中保持稳固"，可以把大桥桥墩深深地建在岩石层之上，和大地浑然一体；其实，"建造期间的质量属性"也很值得考虑，比如在大桥的设计过程中考虑"施工方便性"的一些措施。 和工程领域的功能需求、约束条件、使用期质量属性、建造期间的质量属性等类似，软件系统的需求种类也相当复杂，具体分类如图1所示。

图1 软件需求分类的复杂性 2、超市系统案例：理解需求种类的复杂性 例子是最好的老师。为了更好地理解软件需求种类的复杂性，我们来分析一个实际的例子。在表1中，我们列举了一个典型的超市系统的需求子集，从这个例子中可以清晰地看到需求可以分为两大类：功能需求和非功能需求。

体系结构结构模型

仓库管理系统的软件体系结构模型 XXX （XX大学 XXX学院，XX XXX） 摘要：本文使用统一建模语言UML对仓库管理软件的软件体系架构进行建模。使仓库管理软件架构在开发初期能够很好地被开发人员和客户理解。本文采用“4+1”视图模型对系统进行建模。 关键词：仓库管理UML 软件体系架构 1.软件系统体系结构模型 本章采用“4+1”视图模型对软件系统进行建模。该视图模型从5个不同的视角，包括逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图、和场景视图来描述软件体系机构。每个视图只关心系统的一个侧面，5个视图结合在一起才能反映系统的软件体系结构的全部内容。“4+1”视图模型如图1所示，其中图中的实施视图就是开发视图。 图1 “4+1”视图模型1.1逻辑视图 逻辑视图（Logical view），主要是整个系统的抽象结构表述，关注系统提供最终用户的功能需求，不涉及具体的编译，即输出和部署。在逻辑视图中，系统分解成一系列的功能抽象。这些分解不但可以用来进行功能分析，而且可用作标识在整个系统的各个不同部分的通用机制和设计元素。通常在UML中用类图来描述逻辑视图。类图(Class diagram)显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等，从系统构成角度来描述正在开发的系统。类图不显示暂时性信息。如图2所示为系统逻辑视图。 在逻辑视图中，采购入库员、出库员、商场管理员、仓库管理员类是通过系统用户类泛化来的，系统用户有的一般操作和属性他们也都拥有。其中按照系统的权限范围来说，采购入库员、出库员、仓库管理员依赖于商场管理员，因为只有商场管理 图2 逻辑视图

常用的系统架构图

常用的系统架构图 2014年冬

1.1.共享平台逻辑架构设计 如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面： 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。 2 应用资源采集 整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。 3 数据分析与展现 采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。 4 数据的应用 最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。 综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相

关架构进行描述。 1.2.技术架构设计 如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。下面我们将分别进行说明。 1.3.整体架构设计 上述两节，我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明，通过上述设计，我们对整体项目的架构图进行了归纳如下：

软件设计与体系结构-复习试题

名词解释 1.设计模式一些设计面向对象的软件开发的经验总结，就是系统的命名、解释、和评价某一个重要的面向对象的可重现的面向对象的设计方案。 2.软件体系结构（Software Architecture）软件体系结构以组件和组件交互的方式定义系统，说明需求与成品系统之间的对应关系，描述系统级别的可伸缩性、能力、吞吐量、一致性和兼容性等属性。软件体系结构由组件、连接件和属性组成。 3.软件体系结构风格（Software Architecture Style）软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。体系结构风格定义了一个系统家族，即一个体系结构定义一个词汇表和一组约束。词汇表中包含一些构件和连接件类型约束指出系统中构件和连接件的组合方式，体系结构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统。 4.软件产品线产品线是一个产品集合，这些产品共享一个公共的、可管理的特征集，这个特征集能满足选定的市场或任务领域的特定需求。这些系统遵循一个预描述的方式，在公共的核心资源(core assets)基础上开发的。 5.体系结构描述语言体系结构描述语言（ADL）是在底层语义模型的支持下，为软件系统的概念体系结构建模提供了具体语法和概念框架。基于底层语义的工具为体系结构的表示、分析、演化、细化、设计过程等提供支持。其三个基本元素是：构件、连接件、体系结构配置。 6.软件重用指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。软件元素包括程序代码、测试用例、设计文档、设计过程、需要分析文档甚至领域知识。通常，可重用的元素也称作软构件，可重用的软构件越大，重用的粒度越大。 7.构件是指语义完整、语法正确和有可重用价值的单位软件，是软件重用过程中可以明确辨识的系统；结构上，它是语义描述、通信接口和实现代码的复合体。 8.构件组装构件组装是指将库中的构件经适当修改后相互连接，或者将它们与当前开发项目中的软件元素相连接，最终构成新的目标软件。 9.体系结构配置体系结构配置或拓扑是描述体系结构的构件与连接件的连接图。体系结构配置提供信息来确定构件是否正确连接、接口是否分配、连接件构成的通信是否正确，并说明实现要求行为的组合含义。 10.易用性易用性关注一个用户完成需要的工作的容易程度以及系统提供的用户支持的种类，包括：学习系统特性。如果用户对某一特定系统或者系统的特定方面不熟悉，系统应该怎样使得学习变得容易？高效地使用系统。系统在帮助用户更高效操作方面能做些什么？11.场景（scenarios）场景可以看做是那些重要系统活动的抽象，它使4个视图有机联系起来，从某种意义上说场景是最重要的需求抽象。 12.MVC MVC是模型（Model），视图（View）和控制（Controller）三个单词的缩写。MVC 模式的目的就是实现Web系统的职能分工。Model是应用对象，所有的操作都在这里实现，它若需要取得视图中的对象或更新视图，需通过控制器来进行处理。View是模型在屏幕上的表示，模型在进行操作后，其结果是通过视图显示的。Controller用于管理用户与视图发生的交互，定义用户界面对用户输入的响应方式。一旦用户需要对模型进行处理，不能直接执行模型，而必须通过控制器间接实现的。 13.C2体系结构风格C2体系结构风格可以概括为通过连接件绑定在一起的、按照一组规则运作的并行构件网络。 14.SOA 即service-oriented architecture，面向服务架构。它是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接

软件体系结构建模的种类

软件体系结构建模的种类: 结构模型, 框架模型, 动态模型, 过程模型,功能模型 "4+1"视图模型： 1.逻辑视图:逻辑视图主要支持系统的功能需求，即系统提供给最终用户的服务。 2.开发视图：开发视图也称模块视图，主要侧重于软件模块的组织和管理。 3.进程视图：进程视图侧重于系统的运行特性，主要关注一些非功能性的需求。强调并发性、分布性、系统集成性和容错能力，以及从逻辑视图中的主要抽象如何适合进程结构。 4.物理视图：物理视图主要考虑如何把软件映射到硬件上，它通常要考虑到系统性能、规模、可靠性等。 5.场景：场景可以看作是那些重要系统活动的抽象，它使四个视图有机联系起来，从某种意义上说场景是最重要的需求抽象。 体系结构核心模型由5中元素组成：构件、连接件、配置、端口和角色。 经典的体系结构风格 数据流风格：批处理序列；管道/过滤器。 ◎调用/返回风格：主程序/子程序；面向对象风格；层次结构。 ◎独立构件风格：进程通讯；事件系统。 ◎虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。 ◎仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统。 ◎其他（如适应性软件系统的体系结构风格、面向Agent的研究、网格计算、Web服务等）过滤器的活动可通过以下三种方式激活： 后续构件从过滤器中取出数据； 前序构件向过滤器推入数据； 过滤器处于活跃状态，不断从前序构件取出、并向后续部件推入数据。 软件体系结构描述方法： 图形表达工具、模块内连接语言、基于软构件的系统描述语言、软件体系结构描述语言 软件体系结构描述语言ADL是在底层语义模型的支持下，为软件系统的概念体系结构建模提供了具体语法和概念框架。基于底层语义的工具为体系结构的表示、分析、演化、细化、设计过程等提供支持。其三个基本元素是：构件、连接件、体系结构配置。 主要的体系结构描述语言有Aesop、MetaH、C2、Rapide、SADL、Unicon和Wright等，尽管它们都描述软件体系结构，却有不同的特点。 作业题： 第一章： 1、根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。 2、什么是软件重用？软件重用的元素有哪些？就项目管理方面而言，软件重用项目与非重用项目有哪些不同之处。 3、实际参与/组织一个软件重用项目的开发，然后总结你是如何组织该项目的开发的。 4、为什么要研究软件体系结构？ 5、根据软件体系结构的定义，你认为软件体系结构的模型应该由哪些部分组成？ 6、在软件体系结构的研究和应用中，你认为还有哪些不足之处？ 第二章： 1、软件体系结构模型包括哪几种？Kruchten提出的“4+1”模型又包含哪些？结合UML的相关知识，理解“4+1”模型中各种模型的功能及含义。选择一个规模合适的系统，为其建立“4+1”模型。

建立软件系统体系结构模型

建立软件系统体系结构模型 为了帮助确保您的软件系统或应用程序满足用户需求，您可以在 Visual Studio 旗舰版中创建模型来作为软件系统或应用程序的总体结构和行为的说明的一部分。还可以使用模型来描述在整个设计过程中使用的模式。这些模型可帮助您了解现有的体系结构、讨论更改以及明确传达您的意图。 模型可用于减少自然语言说明中出现的多义性，并帮助您和您的同事直观地显示设计和讨论备选设计。 应将模型与其他文档或讨论一起使用。模型本身并不表示体系结构的完整规范。 说明 可以将系统的体系结构分为两个区域： ?高级设计。高级设计描述主要组件，并说明这些组件之间如何进行交互以满足每项需求。如果系统是大型系统，则每个组件可能具有自己的高级设计，以便显示这些组件是如何由多个更小的组件构成的。?在整个设计过程使用的设计模式和约定。模式描述实现编程目标的特定方法。通过在整个设计过程中使用相同的模式，您的团队可以降低进行更改和开发新软件的成本。 高级设计 高级设计描述系统的主要组件，并说明这些组件之间如何进行交互以实现设计目标。以下列表中的活动与开发高级设计有关，但这些活动不一定按照特定的顺序排列。 如果您要更新现有代码，则可以先从描述主要组件开始。请先确保您了解对用户需求的任何更改，然后再添加或修改组件之间的交互。如果您要开发新系统，则可以从了解用户需求的主要功能开始。然后，您可以探究主要用例的交互序列，再将这些序列合并为一个组件设计。 对于上述每种情况，并行开发不同的活动并在早期阶段开发代码和测试会很有用。避免尝试在开始这些方面中的某个方面前完成另一个方面。通常，在您编写和测试代码时，相关需求和您对系统的最佳设计方法的理解会发生更改。因此，您应先了解需求和设计的主要功能并对其进行编码。在稍后的项目迭代中填充详细信息。 ?了解需求。任何设计的第一步都是要清楚地了解用户需求。 ?体系结构模式。您对系统的核心技术和体系结构元素做出的相关选择。 ?组件及其接口。您可以绘制组件图来显示系统的主要部件以及它们进行交互所使用的接口。每个组件的接口均包含您在序列图中标识的所有消息。

软件体系结构作业(完整版)

第一章： 1.根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。 软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。 以下几个原因导致：（1）软件自身特点 （2）开发人员的弱点 （3）用户需求不明 （4）缺乏正确理论指导 （5）开发规模越来越大 （6）开发复杂度越来越高 可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。 软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。 2.什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别？ 软件重用:是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。可以分为三个层次： （1）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用 3.什么是可重用构件？相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求？ 可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素。 可重用构件的特殊要求： （1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性； （2）可重用构件应该具有较高的通用性； （3）可重用构件应该具有较高的灵活； （4）可重用构件应该具有严格的质量保证； （5）可重用构件应该具有较高的标准化程。 4.基于构件的软件开发的优势是什么？基于构件的软件开发面临哪些挑战和困难？ 优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降 低了软件开发的费用 困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战.此外，在同 一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所 要面对的一个严峻的问题 挑战和困难：

软件体系结构作业

姓名:王皓 学号：20112526 第一章： 1.根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。 软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。 以下几个原因导致：（1）软件自身特点 （2）开发人员的弱点 （3）用户需求不明 （4）缺乏正确理论指导 （5）开发规模越来越大 （6）开发复杂度越来越高 可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。 软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。 2.什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别？ 软件重用:是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。可以分为三个层次： （1）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用 3.什么是可重用构件？相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求？ 可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素。 可重用构件的特殊要求： （1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性； （2）可重用构件应该具有较高的通用性； （3）可重用构件应该具有较高的灵活； （4）可重用构件应该具有严格的质量保证； （5）可重用构件应该具有较高的标准化程。 4.基于构件的软件开发的优势是什么？基于构件的软件开发面临哪些挑战和困难？ 优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降 低了软件开发的费用 困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战.此外，在同一系统采