RUP的剪裁原理和剪裁过程
本文由《RUP逆向工程》《RUP定制原理》《RUP定制流程》三篇心得整理而成
作者：温昱
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RUP即Rational Unified Process，是Rational公司开发的软件过程产品。The Unified Software Development Process也指的是RUP，不过去掉了前面的公司名。本文分别采用“统一软件过程”和“RUP”作为其全称和简称。
就笔者所了解，当前国内业界普遍关心的一个问题是：RUP的剪裁原理是什么，有没有工程化的RUP剪裁过程。本文将讨论上面两个问题。本文有不少观点来自个人心得，有不妥之处，敬请斧正。
第一部分 RUP的剪裁原理
首先介绍“软件过程也是软件”这一著名原理，然后指明RUP的剪裁原理是：软件过程开发的再工程。
一、 软件过程也是软件
软件工程大师Osterweil在其论文《Software Processes are Software Too》中高屋建瓴地指出：软件过程也是软件。软件有一个开发的过程，软件过程也有一个开发的过程；软件开发产出软件产品，软件过程开发产出过程产品；软件开发可以是一个演进过程，软件过程开发也可以是一个演进过程。
1. 软件过程也有一个开发的过程
软件过程也是经过了需求捕获、分析、设计、实现和测试等活动才开发出来的。下面仅简单论述。软件过程开发中，需求是指采用该软件过程的目的是什么（高层需求），要用来指导哪些活动（需求）；分析和设计是指，活动之间如何衔接甚至并行执行，各活动产出什么产品；实现是指，将软件过程文档化，相当于软件开发的coding；软件过程开发也有测试，不过是在脑子里run的，而上级领导用脑子run两遍批示通过就是验收测试。
进一步讲，软件过程不仅有开发过程，而且有完整的软件过程生存周期。因为软件过程在开发出来之后，也有交付使用、维护升级直至废弃的过程。交付使用就是将软件过程实施，用于指导软件项目的开发。要是在使用软件过程时发现有错误之处（bug，需纠错性维护）或欠缺之处（新需求，需升级性维护），可以对原软件过程进行修改或增强。当其经过修改升级也不能满足指导开发的需要时，就将其废弃，软件过程生存周期结束。
顺便插一句，当前异常火爆的CMM说是“软件过程框架和标准”，当如何理解。从“软件过程也是软件”的角度考虑，CMM的本质其实是软件过程开发的需求和测试方案：CMM的每个“关键实践”都是软件过程开发的一条需求；至于“关键过程域”和“关键实践类”，从需求的层次角度（请参考Wiegers著陆丽娜译《软件需求》一书），可分别理解为“业务需求”和“用户需求”；CMM提问单的每个问题就是测试方案的一个一个的测试案例，测试方案是依照需求来制定的，CMM把需求和测试方案二合一了。“CMM是软件过程的进化框架”也不难从“软件过程也是软件”的角度找到犀利的理解，那就是：CMM对所有软件过程开发的需求，依据重要性和相互依赖关系，划分了优先级，然后依据需求的优先级将需求分成五组，即初始级、可重复级、已定义级、定量管理级和优化级。
2. 软件过程开发产出过程产品
软件开发产出的软件产品是程序和文档的集合，那么，过程开发产出的过程产品是什么样呢？过程成品从存在形式上，是一些文档。通过评审的过程产品，就是标准化制度化的文档，这些文档来指导和制约软件开发过程。
过程产品都必须具备四要素：功能要素（即活动），行为要素（即活动间通过依赖等关联构成活动模型，其实四大经典开发模型的图基本都是活动模型），组织要素（即人和活动间的关联），信息要素（即产品）。
再看RUP，该过程产品也是一些文档，总共有上千页，被组织成可以在线查询的知识库。我们看其核心概念：角色、活动、工作流和工件，并没用离开四要素的范畴：角色即人（的职责），工件即产品，工作流是涉及角色、活动和工件的模型。
3. 软件过程开发也可以是一个演进过程
为了进一步证明软件过程开发和软件开发的相似性，我们选择很流行的“演进”概念来考察二者。演进开发在RUP中叫增量开发，就是后一步的开发在前一步开发的半成品的基础上进行。软件开发采用演进开发的，一般称为“喷泉模型”。而软件过程开发也可以采用演进开发，特别是开发针对大项目的软件过程时，由于软件过程足够复杂，演进开发是必要的。
二、 RUP的剪裁原理
首先说明再工程的概念，然后说明RUP剪裁就是一项再工程。
1. 再工程的概念
再工程（reengineering）是对现有软件系统的重新开发过程，包括逆向工程、新需求的考虑和正向工程三个步骤。
2. RUP剪裁是软件过程开发的再工程
既然“软件过程也是软件”，那么再工程概念对软件过程开发也适用。RUP剪裁的故事就可以这样讲：Rational公司开发出了RUP；我们想将RUP剪裁后用于某软件项目，于是我们就对RUP进行逆向工程得到《RUP开发需求》和《RUP设计方案》等文档；然后，再考虑我们这个软件项目得到《某软件项目软件过程需求》；最后，比较两个需求，借鉴《RUP设计方案》，进行软件过程开发的正向工程得到《某软件项目软件开发过程》。
是的，“RUP剪裁是软件过程开发的再工程”的观点确实很有启发，为我们制定工程化的RUP剪裁过程打下了坚实的理论基础。
第二部分 对RUP进行逆向工程
依据“RUP剪裁是软件过程开发的再工程”的观点，RUP剪裁分为对RUP进行逆向工程、考虑软件过程新需求和过程开发正向工程三个步骤。但是，对RUP进行逆向工程只需进行一次，以后的RUP剪裁过程都可以重用了。所以，笔者将“对RUP进行逆向工程”从“工程化的RUP剪裁过程”单独提出讨论。
另外，本文也不打算详细阐述逆向工程的工程化过程，那将是非常庞大和非常理论化的。本文采取的方法是，列出逆向工程过程的产出产品的子集，而且每个产品的内容也仅涉及核心子集。
其实，如果不从理论化的角度讲，对RUP进行逆向工程其实就是个理解RUP的过程（不理解RUP就没用办法进行剪裁），因此，下面的阐述也是笔者对RUP的一点理解，抛砖引玉，敬请斧正。
一、 需求
Rational的大师们在开发RUP时先要进行需求捕获，他们捕获到的需求肯定少不了下面的内容：
◆RUP将是一个有足够通用性的过程产品，将RUP适当剪裁后应能适合绝大多数项目。（功能需求）
◆采用RUP作为开发过程，开发风险必须最小化。（非功能需求）
二、 分析
接下来进行分析，想必会是这样：
◆开发过程由多种“活动”组成。
◆每种“活动”生产出不同的“产品”，也可能多种“活动”生产出一种“产品”。
◆活动有业务建模、需求、分析和设计、实现、测试、实施、配置和变更管理、项目管理和环境。（RUP的九个核心工作流）
◆产品有：用例模型、分析模型、设计模型、源程序和测试报告等。
◆活动可以包含子活动，子活动之间可以并行进行，干脆把活动改称工作流，把子活动改称活动。
◆“产品”可以是成品或供演进的半成品，干脆把成品和半成品合称为“工件”。
三、 设计
接下来进行设计，想必会是这样：
◆为了满足通用性需求：借鉴面向对象的泛化思想（即参数化或模板），RUP只提供框架而和具体项目无关。
◆为了满足风险最小化需求：引入阶段概念和迭代开发模型，以便给开发者足够多的机会，在付出太多代价之前放弃或调整开发。
四、 实现
RUP的实现我们都看到了，就是那个可以在线查询的知识库，内容很丰富。
第三部分 工程化的RUP剪裁过程
在对RUP进行了逆向工程，并且比较好地理解了RUP之后，还需要进行的两个步骤是RUP剪裁过程的核心部分，本段给出一种工程化的解决方案。首先，讨论软件过程开发的需求工程；然后，讨论软件过程开发的正向工程，即五步法；最后，对五步法给出几点说明，着重说明五步法是如何降低RUP剪裁的复杂性的。下面要阐述的工程化的RUP剪裁过程，不是放之四海而皆准的，但确实有一定的通用性。
一、 软件过程开发的需求工程
这里，软件过程开发的需求工程，完全可以借鉴软件开发中的需求工程，包括需求捕获、需求分析、编写需求文档和需求评审。
1. 需求捕获
首先明确项目环境，然后向项目所有涉及人员收集信息。项目环境包括软件类型、软件规模、软件重要程度、开发人员素质、合作单位素质等，这些因素都会影响到将来软件过程的制定。项目涉及的人员包括用户、开发人员、合同确定者和投标者等，从他们那里收集对软件过程的要求。
2. 需求分析
研究采集到的要求，形成有条理的需求表述。
3. 编写需求文档
将有条理的需求表述文档化。
4. 需求评审
组织由上级领导、开发人员及其他人员参加的评审。若评审未获通过，根据具体情况从上面三步的其中一步开始回溯，直至评审通过。
二、 软件过程开发的正向工程
采用“五步法”。一方面，五步法保留了RUP的优秀概念，如阶段、迭代、工作流、工件和角色等。另一方面，五步法采用了一些旨在降低RUP剪裁复杂性的策略，在后面“五步法的几点说明”中有讲述。
1. 确定本项目的软件过程需要哪些工作流
根据项目规模的大小不同，RUP的九大工作流并不总是需要的；另外嵌入式软件项目一般不需要业务建模工作流。虽然工作流中可以包含并行执行的活动，但本阶段并不关心这些，而是仅把工作流看成黑盒，也就是说工作流退化成了活动。
2. 确定每个工作流产出哪些工件
因为很多开发单位还是评审传统形式的文档，因此，可以规定工作流产出某传统文档。
3. 确定阶段间演进
RUP将开发过程分为四个阶段（初始阶段、细化阶段、构造阶段和移交阶段）是控制风险的很好的方法，确定阶段间演进就是要以风险控制为原则，决定每个阶段要执行哪几个工作流，每个工作流执行到什么程度，产出的工件有哪些，每个工件完成到什么程度。
4. 确定阶段内的迭代计划
迭代是RUP非常强调的一个概念，可以进一步降低开发风险，在RUP的四大阶段（在后三个阶段进行迭代更常见）中，决定是否采用迭代开发，每次迭代开发的内容有哪些。
5. 规划工作流内部结构
工作流不是活动的简单堆积，工作流涉及到角色、活动和工件，并且工作流的复杂程度和项目规模及角色多少等有很大关系。因此，我们应首先决定本软件过程要设立哪些角色；如果第二步中引入了传统文档，还要将传统文档映射到RUP工件；最后，规划工作流内部的结构，通常用活动图的形式给出。
若想通过对RUP剪裁得到比较复杂的软件过程，无疑这一步是剪裁的难点。
三、 五步法的几点说明
1. 确定软件过程的时机
在实际中，确定软件过程的时机不是一成不变的。比如，如果新项目和该项目组以前开发过的某个项目很相似，就可以在软件开发开始之前确定将采用的软件过程；如果是不熟悉的项目，就可能在初始阶段完成后才能确定或修改要采用的软件过程；如果项目有很多未知因素，迭代计划推迟到阶段开始前比较好，工作流规划也同样推迟。
2. 五步法为何前瘦后胖
五步法中的五步，让人感觉前三步很“瘦”，而后两步比较“胖”，这是为什么呢？其实，将迭代计划和角色设立都往后推迟，是为了使软件过程开发简单化。软件过程开发主要有两种流派：以活动为中心和以角色为中心。而RUP的工作流这个核心概念是角色和活动并重的，通过适当推迟规划工作流，可以使RUP剪裁简单化。五步法正是这样一种RUP剪裁过程：它以活动为中心的，它的第一步就是确定活动；并且它把角色的设立推迟到了最后，既降低了RUP剪裁的复杂性，又保留了工作流的优点。
3. 传统文档和RUP工件的对应关系
传统文档和RUP工件之间，有时存在一定的对应关系，而且往往是一对多的关系。因此五步法的第二步可以用传统文档，不仅是符合习惯的，也减少了软件过程开发先期阶段的细节，降低了RUP定制的复杂性。到了第五步，再将传统文档分解成RUP工件，以利用RUP的工作流方面的指南。传统的《软件定义文档》可以分解为RUP的scope、vision和features；传统的《软件需求规格说明书》的非功能需求部分要包括RUP的business rules；等等。
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