軟件工程產(chǎn)品度量課件

第十六講

產(chǎn)

品

度

量第十六講

產(chǎn)品度量產(chǎn)品度量軟件產(chǎn)品質(zhì)量的生命周期及其度量軟件產(chǎn)品度量用于對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)之上推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化。軟件產(chǎn)品的度量實(shí)質(zhì)上是軟件質(zhì)量的度量，而軟件的質(zhì)量度量與其質(zhì)量的周期密切相關(guān)。

產(chǎn)品度量軟件產(chǎn)品質(zhì)量的生命周期及其度量軟件質(zhì)量對(duì)明確陳述的功能和性能需求、明確記錄的開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)所有專(zhuān)業(yè)化軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)具備的隱含特征的符合度軟件需求是質(zhì)量測(cè)量的基礎(chǔ)特定標(biāo)準(zhǔn)定義了用以指導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)的準(zhǔn)則有一組未被提及的隱式需求軟件質(zhì)量對(duì)明確陳述的功能和性能需求、明確記錄的開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)為什么軟件質(zhì)量需要有度量？有效產(chǎn)品質(zhì)量管理改進(jìn)用戶滿意度改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和售后服務(wù)支持費(fèi)用沒(méi)有質(zhì)量度量，等于沒(méi)有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)！為什么軟件質(zhì)量需要有度量？有效產(chǎn)品質(zhì)量管理軟件測(cè)試的質(zhì)量需要有度量有效實(shí)行測(cè)試質(zhì)量分析和管理可及時(shí)檢查測(cè)試進(jìn)度和質(zhì)量幫助發(fā)現(xiàn)測(cè)試漏洞比較測(cè)試質(zhì)量變化趨勢(shì)，風(fēng)險(xiǎn)分析幫助找出最佳實(shí)踐軟件測(cè)試的質(zhì)量需要有度量有效實(shí)行測(cè)試質(zhì)量分析和管理使用軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量的挑戰(zhàn)無(wú)公認(rèn)準(zhǔn)確和科學(xué)的度量產(chǎn)品性質(zhì)不同，很難有通用的度量最佳實(shí)踐實(shí)際上是經(jīng)驗(yàn)積累總結(jié)涉及不定因素和人為因素片面理解和使用可以造成負(fù)面影響和效果使用軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量的挑戰(zhàn)無(wú)公認(rèn)準(zhǔn)確和科學(xué)的度量制定軟件質(zhì)量度量時(shí)注意事項(xiàng)跟蹤度量的變化的一致性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以便杜絕濫用數(shù)據(jù)討論會(huì)或所有有關(guān)方面認(rèn)可體現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)果是否滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)明確誰(shuí)是使用者制定軟件質(zhì)量度量時(shí)注意事項(xiàng)跟蹤度量的變化的一致性軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量模型

軟件產(chǎn)品的度量主要針對(duì)作為軟件開(kāi)發(fā)成果的軟件產(chǎn)品的質(zhì)量而言，獨(dú)立于其過(guò)程。軟件的質(zhì)量由一系列質(zhì)量要素組成，每一個(gè)質(zhì)量要素又由一些衡量標(biāo)準(zhǔn)組成，每個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)又由一些量度標(biāo)準(zhǔn)加以定量刻劃。質(zhì)量度量貫穿于軟件工程的全過(guò)程以及軟件交付之后。在軟件交付之前的度量主要包括程序復(fù)雜性、模塊的有效性和總的程序規(guī)模在軟件交付之后的度量則主要包括殘存的缺陷數(shù)和系統(tǒng)的可維護(hù)性方面。一般情況下，可以將軟件質(zhì)量特性定義成分層模型。

軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量模型軟件產(chǎn)品的度量主要針對(duì)作為軟件開(kāi)發(fā)成果勃姆(BarryW.Boehm)在《軟件風(fēng)險(xiǎn)管理》(SoftwareRiskManagement)中第一次提出了軟件質(zhì)量度量的層次模型。麥考爾(McCall)等人將軟件質(zhì)量分解至能夠度量的層次，提出FCM3層模型：軟件質(zhì)量要素(factor)衡量標(biāo)準(zhǔn)(criteria)量度標(biāo)準(zhǔn)(metrics)包括11個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，分為產(chǎn)品操作(productoperation)、產(chǎn)品修正(productrevision)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)移(producttransition)。ISO9126將軟件質(zhì)量總結(jié)為6大特性，每個(gè)特性包括一系列副特性，其軟件質(zhì)量模型包括3層：高層：軟件質(zhì)量需求評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(SQRC)；中層：軟件質(zhì)量設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(SQDC)；低層：軟件質(zhì)量度量評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(SQMC)。

勃姆(BarryW.Boehm)在《軟件風(fēng)險(xiǎn)管理》(SoMcCall的質(zhì)量因素產(chǎn)品運(yùn)行產(chǎn)品修改產(chǎn)品轉(zhuǎn)移可維護(hù)性靈活性可測(cè)試性可移植性可復(fù)用性互操作性正確性

可靠性

易用性

完整性

效率McCall的質(zhì)量因素產(chǎn)品運(yùn)行產(chǎn)品修改產(chǎn)品轉(zhuǎn)移可維護(hù)性可移植軟件質(zhì)量度量FCM模型

軟件質(zhì)量度量FCM模型

McCall的質(zhì)量因素(II)

正確性：程序滿足需求規(guī)格說(shuō)明和完成用戶任務(wù)目標(biāo)的程度。可追蹤性：從一個(gè)設(shè)計(jì)表示或?qū)嶋H程序追蹤到需求的能力。完備性：所需功能完全實(shí)現(xiàn)的程度一致性：設(shè)計(jì)文檔與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一致性。

McCall的質(zhì)量因素(II)正確性：程序滿足需求規(guī)格說(shuō)McCall的質(zhì)量因素(III)

可靠性：程序以所要求的精度完成預(yù)期功能的程度。準(zhǔn)確性：計(jì)算和控制的精度容錯(cuò)性：在各種異常條件下繼續(xù)提供操作的能力

與正確性的區(qū)別

正確性：它按我的需要工作嗎？

可靠性：在任何時(shí)候它都能適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)嗎？

McCall的質(zhì)量因素(III)可靠性：程序以所要求的精McCall的質(zhì)量因素(IV)完整性：對(duì)未授權(quán)人員訪問(wèn)軟件或數(shù)據(jù)的可控程度。

易用性（易培訓(xùn)性）：對(duì)程序?qū)W習(xí)、操作、準(zhǔn)備輸入和解釋輸出所需要的工作量

效率：程序完成其功能所需的資源

計(jì)算效率存儲(chǔ)效率McCall的質(zhì)量因素(IV)完整性：對(duì)未授權(quán)人員訪問(wèn)軟件或McCall的質(zhì)量因素(V)可維護(hù)性：定位和修復(fù)程序中的一個(gè)錯(cuò)誤所需要的工作量簡(jiǎn)單性：理解程序的難易程度

簡(jiǎn)明性：程序源代碼的緊湊與簡(jiǎn)潔性

檢測(cè)性：系統(tǒng)能監(jiān)視自身的運(yùn)行，一旦發(fā)生錯(cuò)誤，能明確地標(biāo)識(shí)出產(chǎn)生錯(cuò)誤的位置

McCall的質(zhì)量因素(V)可維護(hù)性：定位和修復(fù)程序中的一個(gè)McCall的質(zhì)量因素(VI)靈活性（適應(yīng)性）：修改一個(gè)可正常運(yùn)行的程序所需的工作量

模塊化：程序部件的獨(dú)立性

通用性：程序部件潛在應(yīng)用范圍的廣泛性，即可重用性

軟件系統(tǒng)獨(dú)立性：程序與非標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言特征、操作系統(tǒng)特征以及其他環(huán)境限制無(wú)關(guān)的程度。

硬件獨(dú)立性：軟件同支持它運(yùn)行的硬件系統(tǒng)不相關(guān)的程度。

與可維護(hù)性的區(qū)別可維護(hù)性：我能修復(fù)它嗎？

靈活性：我能改變它嗎？McCall的質(zhì)量因素(VI)靈活性（適應(yīng)性）：修改一個(gè)可正McCall的質(zhì)量因素(VII)可移植性：將軟件從一個(gè)硬件和軟件系統(tǒng)環(huán)境移植到另一個(gè)所需要的工作量

可復(fù)用性：軟件的各個(gè)構(gòu)件可以在另一個(gè)軟件中使用的程度

互操作性：將一個(gè)系統(tǒng)連接到另一個(gè)系統(tǒng)所需要的工作量

通信通用性：使用標(biāo)準(zhǔn)接口、協(xié)議、規(guī)范的程序

數(shù)據(jù)通用性：在程序中使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和類(lèi)型

McCall的質(zhì)量因素(VII)可移植性：將軟件從一個(gè)硬件和產(chǎn)品度量框架測(cè)度(measure)產(chǎn)品或過(guò)程的某些屬性的程度、數(shù)量、維數(shù)、容量或大小的量化指示測(cè)量(measurement):確定測(cè)度的動(dòng)作度量(metrics)是一個(gè)系統(tǒng)、構(gòu)件或過(guò)程具有給定屬性的量化測(cè)量程度指標(biāo)：一個(gè)度量或多個(gè)度量的組合，提供了對(duì)軟件過(guò)程、軟件項(xiàng)目或產(chǎn)品本身的深入理解產(chǎn)品度量框架測(cè)度(measure)產(chǎn)品度量框架（II）分析模型的度量交付功能系統(tǒng)規(guī)模規(guī)格說(shuō)明質(zhì)量設(shè)計(jì)模型的度量體系結(jié)構(gòu)度量構(gòu)件級(jí)度量接口設(shè)計(jì)度量面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)度量產(chǎn)品度量框架（II）分析模型的度量產(chǎn)品度量框架（III）源碼的度量Halstead度量復(fù)雜性度量V(G)<=10為宜長(zhǎng)度的度量測(cè)試的度量語(yǔ)句與分支覆蓋度量與缺陷相關(guān)的度量測(cè)試有效性過(guò)程中度量產(chǎn)品度量框架（III）源碼的度量產(chǎn)品度量框架(1)Halstead復(fù)雜性度量法，基本思路是根據(jù)程序中可執(zhí)行代碼行的操作符和操作數(shù)的數(shù)量來(lái)計(jì)算程序的復(fù)雜性。操作符和操作數(shù)的量越大，程序結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜。產(chǎn)品度量框架(1)Halstead復(fù)雜性度量法，基本思路是根產(chǎn)品度量框架（IV）Halstead度量根據(jù)程序中運(yùn)算符和操作數(shù)的總數(shù)來(lái)度量程序的復(fù)雜程度令N1為程序中運(yùn)算符出現(xiàn)的總次數(shù)，N2為操作數(shù)出現(xiàn)的總次數(shù)，程序長(zhǎng)度定義為：N=N1+N2程序中使用的不同運(yùn)算符（含關(guān)鍵字）的個(gè)數(shù)為n1，不同操作數(shù)（含變量和常數(shù)）的個(gè)數(shù)為n2Halstead預(yù)測(cè)程序長(zhǎng)度公式為：H=n1log2n1+n2log2n2Halstead預(yù)測(cè)錯(cuò)誤個(gè)數(shù)的公式為：E=Nlog2(n1+n2)/3000產(chǎn)品度量框架（IV）Halstead度量產(chǎn)品度量框架（V）程序Z=0;whileX>0Z=Z+Y;X=X–1;End_while;print(Z);操作數(shù)有：Z,0,X,Y,1

即n2=5運(yùn)算符有：=,;,whileend_while,>,+,-,print,()

即n1=8預(yù)測(cè)程度長(zhǎng)度為n1log2n1+n2log2n2=8*log28+5*log25=35.6產(chǎn)品度量框架（V）程序操作數(shù)有：Z,0,X,Y,1即n2產(chǎn)品度量框架（VI）產(chǎn)品度量框架（VI）產(chǎn)品度量框架（VII）產(chǎn)品度量框架（VII）第十六講

產(chǎn)

品

度

量第十六講

產(chǎn)品度量產(chǎn)品度量軟件產(chǎn)品質(zhì)量的生命周期及其度量軟件產(chǎn)品度量用于對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)之上推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化。軟件產(chǎn)品的度量實(shí)質(zhì)上是軟件質(zhì)量的度量，而軟件的質(zhì)量度量與其質(zhì)量的周期密切相關(guān)。

產(chǎn)品度量軟件產(chǎn)品質(zhì)量的生命周期及其度量軟件質(zhì)量對(duì)明確陳述的功能和性能需求、明確記錄的開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)所有專(zhuān)業(yè)化軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)具備的隱含特征的符合度軟件需求是質(zhì)量測(cè)量的基礎(chǔ)特定標(biāo)準(zhǔn)定義了用以指導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)的準(zhǔn)則有一組未被提及的隱式需求軟件質(zhì)量對(duì)明確陳述的功能和性能需求、明確記錄的開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)為什么軟件質(zhì)量需要有度量？有效產(chǎn)品質(zhì)量管理改進(jìn)用戶滿意度改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和售后服務(wù)支持費(fèi)用沒(méi)有質(zhì)量度量，等于沒(méi)有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)！為什么軟件質(zhì)量需要有度量？有效產(chǎn)品質(zhì)量管理軟件測(cè)試的質(zhì)量需要有度量有效實(shí)行測(cè)試質(zhì)量分析和管理可及時(shí)檢查測(cè)試進(jìn)度和質(zhì)量幫助發(fā)現(xiàn)測(cè)試漏洞比較測(cè)試質(zhì)量變化趨勢(shì)，風(fēng)險(xiǎn)分析幫助找出最佳實(shí)踐軟件測(cè)試的質(zhì)量需要有度量有效實(shí)行測(cè)試質(zhì)量分析和管理使用軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量的挑戰(zhàn)無(wú)公認(rèn)準(zhǔn)確和科學(xué)的度量產(chǎn)品性質(zhì)不同，很難有通用的度量最佳實(shí)踐實(shí)際上是經(jīng)驗(yàn)積累總結(jié)涉及不定因素和人為因素片面理解和使用可以造成負(fù)面影響和效果使用軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量的挑戰(zhàn)無(wú)公認(rèn)準(zhǔn)確和科學(xué)的度量制定軟件質(zhì)量度量時(shí)注意事項(xiàng)跟蹤度量的變化的一致性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以便杜絕濫用數(shù)據(jù)討論會(huì)或所有有關(guān)方面認(rèn)可體現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)果是否滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)明確誰(shuí)是使用者制定軟件質(zhì)量度量時(shí)注意事項(xiàng)跟蹤度量的變化的一致性軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量模型

軟件產(chǎn)品的度量主要針對(duì)作為軟件開(kāi)發(fā)成果的軟件產(chǎn)品的質(zhì)量而言，獨(dú)立于其過(guò)程。軟件的質(zhì)量由一系列質(zhì)量要素組成，每一個(gè)質(zhì)量要素又由一些衡量標(biāo)準(zhǔn)組成，每個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)又由一些量度標(biāo)準(zhǔn)加以定量刻劃。質(zhì)量度量貫穿于軟件工程的全過(guò)程以及軟件交付之后。在軟件交付之前的度量主要包括程序復(fù)雜性、模塊的有效性和總的程序規(guī)模在軟件交付之后的度量則主要包括殘存的缺陷數(shù)和系統(tǒng)的可維護(hù)性方面。一般情況下，可以將軟件質(zhì)量特性定義成分層模型。

軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量模型軟件產(chǎn)品的度量主要針對(duì)作為軟件開(kāi)發(fā)成果勃姆(BarryW.Boehm)在《軟件風(fēng)險(xiǎn)管理》(SoftwareRiskManagement)中第一次提出了軟件質(zhì)量度量的層次模型。麥考爾(McCall)等人將軟件質(zhì)量分解至能夠度量的層次，提出FCM3層模型：軟件質(zhì)量要素(factor)衡量標(biāo)準(zhǔn)(criteria)量度標(biāo)準(zhǔn)(metrics)包括11個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，分為產(chǎn)品操作(productoperation)、產(chǎn)品修正(productrevision)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)移(producttransition)。ISO9126將軟件質(zhì)量總結(jié)為6大特性，每個(gè)特性包括一系列副特性，其軟件質(zhì)量模型包括3層：高層：軟件質(zhì)量需求評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(SQRC)；中層：軟件質(zhì)量設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(SQDC)；低層：軟件質(zhì)量度量評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(SQMC)。

勃姆(BarryW.Boehm)在《軟件風(fēng)險(xiǎn)管理》(SoMcCall的質(zhì)量因素產(chǎn)品運(yùn)行產(chǎn)品修改產(chǎn)品轉(zhuǎn)移可維護(hù)性靈活性可測(cè)試性可移植性可復(fù)用性互操作性正確性

可靠性

易用性

完整性

效率McCall的質(zhì)量因素產(chǎn)品運(yùn)行產(chǎn)品修改產(chǎn)品轉(zhuǎn)移可維護(hù)性可移植軟件質(zhì)量度量FCM模型

軟件質(zhì)量度量FCM模型

McCall的質(zhì)量因素(II)

正確性：程序滿足需求規(guī)格說(shuō)明和完成用戶任務(wù)目標(biāo)的程度。可追蹤性：從一個(gè)設(shè)計(jì)表示或?qū)嶋H程序追蹤到需求的能力。完備性：所需功能完全實(shí)現(xiàn)的程度一致性：設(shè)計(jì)文檔與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一致性。

McCall的質(zhì)量因素(II)正確性：程序滿足需求規(guī)格說(shuō)McCall的質(zhì)量因素(III)

可靠性：程序以所要求的精度完成預(yù)期功能的程度。準(zhǔn)確性：計(jì)算和控制的精度容錯(cuò)性：在各種異常條件下繼續(xù)提供操作的能力

與正確性的區(qū)別

正確性：它按我的需要工作嗎？

可靠性：在任何時(shí)候它都能適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)嗎？

McCall的質(zhì)量因素(III)可靠性：程序以所要求的精McCall的質(zhì)量因素(IV)完整性：對(duì)未授權(quán)人員訪問(wèn)軟件或數(shù)據(jù)的可控程度。

易用性（易培訓(xùn)性）：對(duì)程序?qū)W習(xí)、操作、準(zhǔn)備輸入和解釋輸出所需要的工作量

效率：程序完成其功能所需的資源

計(jì)算效率存儲(chǔ)效率McCall的質(zhì)量因素(IV)完整性：對(duì)未授權(quán)人員訪問(wèn)軟件或McCall的質(zhì)量因素(V)可維護(hù)性：定位和修復(fù)程序中的一個(gè)錯(cuò)誤所需要的工作量簡(jiǎn)單性：理解程序的難易程度

簡(jiǎn)明性：程序源代碼的緊湊與簡(jiǎn)潔性

檢測(cè)性：系統(tǒng)能監(jiān)視自身的運(yùn)行，一旦發(fā)生錯(cuò)誤，能明確地標(biāo)識(shí)出產(chǎn)生錯(cuò)誤的位置

McCall的質(zhì)量因素(V)可維護(hù)性：定位和修復(fù)程序中的一個(gè)McCall的質(zhì)量因素(VI)靈活性（適應(yīng)性）：修改一個(gè)可正常運(yùn)行的程序所需的工作量

模塊化：程序部件的獨(dú)立性

通用性：程序部件潛在應(yīng)用范圍的廣泛性，即可重用性

軟件系統(tǒng)獨(dú)立性：程序與非標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言特征、操作系統(tǒng)特征以及其他環(huán)境限制無(wú)關(guān)的程度。

硬件獨(dú)立性：軟件同支持它運(yùn)行的硬件系統(tǒng)不相關(guān)的程度。

與可維護(hù)性的區(qū)別可維護(hù)性：我能修復(fù)它嗎？

靈活性：我能改變它嗎？McCall的質(zhì)量因素(VI)靈活性（適應(yīng)性）：修改一個(gè)可正McCall的質(zhì)量因素(VII)可移植性：將軟件從一個(gè)硬件和軟件系統(tǒng)環(huán)境移植到另一個(gè)所需要的工作量

可復(fù)用性：軟件的各個(gè)構(gòu)件可以在另一個(gè)軟件中使用的程度

互操作性：將一個(gè)系統(tǒng)連接到另一個(gè)系統(tǒng)所需要的工作量

通信通用性：使用標(biāo)準(zhǔn)接口、協(xié)議、規(guī)范的程序

數(shù)據(jù)通用性：在程序中使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和類(lèi)型

McCall的質(zhì)量因素(VII)可移植性：將軟件從一個(gè)硬件和產(chǎn)品度量框架測(cè)度(measure)產(chǎn)品或過(guò)程的某些屬性的程度、數(shù)量、維數(shù)、容量或大小的量化指示測(cè)量(measurement):確定測(cè)度的動(dòng)作度量(metrics)是一個(gè)系統(tǒng)、構(gòu)件或過(guò)程具有給定屬性的量化測(cè)量程度指標(biāo)：一個(gè)度量或多個(gè)度量的組合，提供了對(duì)軟件過(guò)程、軟件項(xiàng)目或產(chǎn)品本身的深入理解產(chǎn)品度量框架測(cè)度(measure)產(chǎn)品度量框架（II）分析模型的度量交付功能系統(tǒng)規(guī)模規(guī)格說(shuō)明質(zhì)量設(shè)計(jì)模型的度量體系結(jié)構(gòu)度量構(gòu)件級(jí)度量接口設(shè)計(jì)度量面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)度量產(chǎn)品度量框架（II）分析模型的度量產(chǎn)品度量框架（III）源碼的度量Halstead度量復(fù)雜性度量V(G)<=10為宜長(zhǎng)度的度量測(cè)試的度量語(yǔ)句與分支覆蓋度量與缺陷相關(guān)的度量測(cè)試有效性過(guò)程中度量產(chǎn)品度量框架（III）源碼的度量產(chǎn)品