第十二講軟件項(xiàng)目質(zhì)量管理

第十二講軟件項(xiàng)目質(zhì)量管理1/13/20231主要內(nèi)容軟件質(zhì)量的重要性軟件質(zhì)量的描述質(zhì)量度量ISO9126軟件質(zhì)量度量方法軟件質(zhì)量改進(jìn)1/13/20232軟件質(zhì)量的重要性盡管所有的商品或服務(wù)都存在質(zhì)量問(wèn)題，但是軟件的特殊性，特別是其復(fù)雜性和不可見(jiàn)性，使其更為重要軟件危險(xiǎn)性的增加：企業(yè)越來(lái)越依賴(lài)軟件軟件的無(wú)形性：很難知道項(xiàng)目中的特定任務(wù)是否完全滿(mǎn)足軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中錯(cuò)誤積累1/13/20233軟件質(zhì)量對(duì)軟件系統(tǒng)可以從三方面描述：描述系統(tǒng)如何工作的功能描述功能如何提供的質(zhì)量描述花費(fèi)在系統(tǒng)上的資源描述問(wèn)題：學(xué)院工資系統(tǒng)準(zhǔn)備選用商品化軟件。請(qǐng)定義選擇原則？1/13/20234軟件質(zhì)量///答案：對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行調(diào)查，以明確不同用戶(hù)的不同需求集合將需求分成若干組，并定義質(zhì)量和其它屬性，如質(zhì)量，可用性，效率，靈活性等某些需求具有絕對(duì)特性。例如，應(yīng)用程序必須能夠記錄職員的最大條數(shù)。這種需求必須滿(mǎn)足。某些需求具有相對(duì)特性。某些相對(duì)需求比其它需求更重要市場(chǎng)上調(diào)查一系列待選的軟件。度量軟件質(zhì)量的方法需要確定某些軟件的某些方面有不足，但是其它方面可能給以補(bǔ)償，因而定義某些方法來(lái)完策劃能夠選擇。1/13/20235軟件質(zhì)量軟件質(zhì)量可以包括：運(yùn)行質(zhì)量正確性可靠性集成性可用性修改質(zhì)量可維護(hù)性可測(cè)試性靈活性轉(zhuǎn)換質(zhì)量可移植性可重用性互操作性問(wèn)題：請(qǐng)指出質(zhì)量特性中哪些是無(wú)關(guān)的，互補(bǔ)的和沖突的？無(wú)關(guān)的：如可用性和可重用性互補(bǔ)的：如靈活性與可維護(hù)性沖突的：由于考慮了某一類(lèi)型的平臺(tái)可能效率高，但是移植性差1/13/20236軟件質(zhì)量質(zhì)量要素需要轉(zhuǎn)化成開(kāi)發(fā)者可以意識(shí)到的內(nèi)部準(zhǔn)則。問(wèn)題：同一準(zhǔn)則出現(xiàn)在不同的質(zhì)量要素中說(shuō)明了什么？說(shuō)明這些質(zhì)量要素是互補(bǔ)的。1/13/20237質(zhì)量度量對(duì)于每一準(zhǔn)則，必須定義一個(gè)和多個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成評(píng)估工作任何相對(duì)度量需要將度量的單元與環(huán)境中發(fā)生的最大可能性相聯(lián)系，例如程序中最大的錯(cuò)誤數(shù)就需要和程序的大小相聯(lián)系。在某些時(shí)候，我們可以直接度量質(zhì)量，在另外一些時(shí)候，我們度量的是質(zhì)量的表現(xiàn)。軟件的使用者關(guān)注的是質(zhì)量因素，而開(kāi)發(fā)者需要關(guān)注的是質(zhì)量準(zhǔn)則。1/13/20238質(zhì)量度量為了度量，需要對(duì)每一質(zhì)量規(guī)定：度量的單元測(cè)試的范圍最差的可接受的值計(jì)劃達(dá)到的值當(dāng)前可達(dá)到的最佳的值目前的值問(wèn)題：針對(duì)字處理系統(tǒng)，舉出一個(gè)質(zhì)量度量的例子。1/13/20239質(zhì)量度量質(zhì)量：易學(xué)習(xí)性定義：新手學(xué)會(huì)使用軟件生成一份標(biāo)準(zhǔn)文檔的時(shí)間度量的單元：小時(shí)測(cè)試：首先對(duì)新手進(jìn)行調(diào)查以確定他們的字處理軟件的使用經(jīng)驗(yàn)，然后給他們一臺(tái)機(jī)器，一套軟件，訓(xùn)練手冊(cè)和安裝文檔。然后測(cè)試他們學(xué)會(huì)生成一份文檔的時(shí)間最差：4小時(shí)計(jì)劃：2小時(shí)最好：1小時(shí)目前：4小時(shí)1/13/202310質(zhì)量度量為了產(chǎn)生一份質(zhì)量描述文檔，經(jīng)常需要將質(zhì)量準(zhǔn)則進(jìn)一步細(xì)分。例如可用性下面的易理解性，可以分成：菜單結(jié)構(gòu)的易理解性，特別是某項(xiàng)執(zhí)行功能的命令要容易找到，其它方面還包括錯(cuò)誤消息的提供，幫助信息的提供等1/13/202311ISO9126目前，不少人提出了不同的軟件質(zhì)量特性表示方法。但是缺少一個(gè)公共的標(biāo)準(zhǔn)。例如可維護(hù)性能夠指錯(cuò)誤可以迅速確定并被修改，也可以指軟件能夠很容易地被修改。制定于1991年的ISO9126標(biāo)準(zhǔn)就是處理軟件質(zhì)量問(wèn)題的。這份13頁(yè)的標(biāo)準(zhǔn)為制定進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。1/13/202312ISO9126ISO9126規(guī)定軟件質(zhì)量可以從6個(gè)特性來(lái)評(píng)價(jià)：Functionality:與一組功能及其指定的性質(zhì)有關(guān)的一組屬性Reliability:在規(guī)定的時(shí)間和條件下，軟件維持其性能水平的能力有關(guān)的一組屬性Usability:與一組規(guī)定或潛在用戶(hù)為使用軟件所需作的努力和對(duì)這樣的使用所作的評(píng)價(jià)有關(guān)的一組屬性Efficiency:在規(guī)定的條件下，軟件性能水平與所用的資源量之間關(guān)系相關(guān)的一組屬性Maintainability:與進(jìn)行指定的修改所需的努力有關(guān)的一組屬性Portability:與軟件可從某一環(huán)境轉(zhuǎn)移到另一環(huán)境的能力有關(guān)的一組屬性1/13/202313ISO9126ISO9126對(duì)每一特性規(guī)定了子特性功能特性：Compliance(依從性)指的是軟件符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)或法律的程度。Interoperability（互操作性）指的是軟件與其它系統(tǒng)交互的能力1/13/202314ISO9126可靠性Maturity（成熟性）指的是由于軟件產(chǎn)品的問(wèn)題而出現(xiàn)故障的頻率可用性1/13/202315ISO9126效率和可維護(hù)性Stability(穩(wěn)定性)不是指軟件從不變化，而是指軟件由于預(yù)想不到的原因而要修改的風(fēng)險(xiǎn)很低?？梢浦残訡onformance(遵循性):與Compliance(依從性)不一樣，它與可移植性有關(guān)。例如使用標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言就是一種遵循性。1/13/202316ISO9126ISO9126也提供了使用這些質(zhì)量特性的指南。對(duì)于不同的產(chǎn)品，各種質(zhì)量特性的重要程度是各不相同的。一旦軟件產(chǎn)品的需求建立起來(lái)后，就要進(jìn)行下列步驟：質(zhì)量度量標(biāo)準(zhǔn)的選擇：ISO9126沒(méi)有給出具體的方法排序水平定義：度量的結(jié)果需要映射成等級(jí)以確定需求滿(mǎn)足的程度。1/13/202317ISO9126評(píng)價(jià)準(zhǔn)則定義對(duì)每一個(gè)特性進(jìn)行評(píng)價(jià)后，需要對(duì)整個(gè)產(chǎn)品有一個(gè)綜合的質(zhì)量評(píng)價(jià)ISO9126沒(méi)有給出具體的方法。推薦方法：首先根據(jù)產(chǎn)品的特定確定必須的特性，如果產(chǎn)品在這些特性方面沒(méi)有滿(mǎn)足，則不能采用，對(duì)于那些不是最為關(guān)鍵的特性可以采用下表的方法進(jìn)行綜合計(jì)算：1/13/202318軟件質(zhì)量度量方法本節(jié)所講的是某些質(zhì)量特性的建議的度量方法，對(duì)于具體的產(chǎn)品，質(zhì)量特性的度量各有不同。可靠性Availability（可用性）：在一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)可用的時(shí)間比例Meantimebetweenfailures（MTBF）:兩次失效間隔的平均時(shí)間Failureondemand:在需要用該系統(tǒng)的時(shí)間，系統(tǒng)不可工作的概率，或者一項(xiàng)事務(wù)失敗的概率Supportactivity:錯(cuò)誤報(bào)告的次數(shù)某一系統(tǒng)安裝后，一般在星期一到星期五中8:00到6：00使用，四星期后，系統(tǒng)因?yàn)橛脖P(pán)問(wèn)題有一整天不可用。在接下來(lái)的另外兩天由于頭天晚上的批處理運(yùn)行的問(wèn)題每次直到早晨10點(diǎn)才能使用，請(qǐng)計(jì)算Availability和MTBF。1/13/202319軟件質(zhì)量度量方法可維護(hù)性該特性與靈活性緊密關(guān)聯(lián)。靈活性是系統(tǒng)修改的容易程度?？删S護(hù)性可以用靈活性加上可診斷性來(lái)度量。診斷性可以用診斷一個(gè)錯(cuò)誤的平均時(shí)間來(lái)度量?？蓴U(kuò)展性將新的特征加到現(xiàn)有系統(tǒng)中的效率占從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)一個(gè)新系統(tǒng)的效率的比。某公司開(kāi)發(fā)一個(gè)包含5000SLOC的系統(tǒng)花費(fèi)了400個(gè)人日。對(duì)系統(tǒng)添加一個(gè)新功能增加了100SLOC花費(fèi)20個(gè)人日，問(wèn)擴(kuò)展性為多少？40％1/13/202320產(chǎn)品和過(guò)程質(zhì)量管理上述度量都是在產(chǎn)品出來(lái)后進(jìn)行的，這種事后度量也許太晚了。在過(guò)程的各個(gè)階段可能都會(huì)引入錯(cuò)誤，這種錯(cuò)誤將傳遞到后續(xù)的階段。因而需要在過(guò)程進(jìn)行中盡心仔細(xì)的檢查。EntryRequirements:在活動(dòng)開(kāi)始前，需要準(zhǔn)備好的條件。如在開(kāi)始前，要準(zhǔn)備好測(cè)試數(shù)據(jù)和期待結(jié)果。ImplementationRequirements:過(guò)程如何進(jìn)行。如在測(cè)試中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤并加以改進(jìn)后，所有的測(cè)試必須重新進(jìn)行。ExitRequirements:在一個(gè)活動(dòng)結(jié)束前必須滿(mǎn)足的條件。例如測(cè)試階段結(jié)束的條件是所有的錯(cuò)誤都被更正并且不能夠再發(fā)現(xiàn)任何錯(cuò)誤。問(wèn)題：在什么情況下，前面一個(gè)活動(dòng)的結(jié)束條件不是后面一個(gè)活動(dòng)的進(jìn)入條件。1/13/202321產(chǎn)品和過(guò)程質(zhì)量管理答案：在某些場(chǎng)合，某一活動(dòng)可以在它前面一個(gè)活動(dòng)完全結(jié)束前開(kāi)始。在這種情況下，后面活動(dòng)的進(jìn)入條件可以與前面一個(gè)活動(dòng)的退出條件不一致。例如，某些軟件模塊的界面還沒(méi)有最后調(diào)整好前，就可以先在硬件平臺(tái)上來(lái)測(cè)試性能。問(wèn)題：請(qǐng)為學(xué)院工資系統(tǒng)的代碼編寫(xiě)活動(dòng)確定進(jìn)入條件和退出條件？1/13/202322提高軟件質(zhì)量的途徑Increasingvisibility(增加可見(jiàn)性):例如“egolessprogramming”編程員相互瀏覽對(duì)方代碼。ProcedureStructure(過(guò)程結(jié)構(gòu)）CheckingIntermediateStages(檢查中間環(huán)節(jié)）：將錯(cuò)誤消滅在萌芽狀態(tài)1/13/202323提高軟件質(zhì)量的途徑Inspection(檢查):通過(guò)將完成的工作交付給多個(gè)合作者檢查，然后召開(kāi)會(huì)議進(jìn)行討論如何修改。該方法可以：很容易地發(fā)現(xiàn)表面錯(cuò)誤激勵(lì)編程人員編寫(xiě)出結(jié)構(gòu)更好，更清晰地代碼，因?yàn)樗婪駝t別的人將會(huì)批評(píng)他提高團(tuán)隊(duì)精神1/13/202324提高軟件質(zhì)量的途徑IBM建立了一套更為正式和結(jié)構(gòu)化的檢查過(guò)程，稱(chēng)為Fangan檢查對(duì)所有主要的交付物都進(jìn)行檢查所有的錯(cuò)誤都需加以注意，而不僅是邏輯的和功能的錯(cuò)誤檢查可以由在所有層次的人員（除了最上層的人員外）進(jìn)行檢查檢查采用預(yù)定義的步驟進(jìn)行檢查會(huì)議不超過(guò)兩小時(shí)檢查由一個(gè)經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的“moderator”來(lái)領(lǐng)導(dǎo)其它參與者也有定義的角色，例如一個(gè)人員擔(dān)任記錄員，另一擔(dān)任閱讀者等采用Checklist來(lái)幫助檢查過(guò)程的實(shí)施檢查材料時(shí)采用100行一小時(shí)的速度采用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)對(duì)檢查過(guò)程的有效性進(jìn)行監(jiān)控1/13/202325結(jié)構(gòu)化編程和凈室軟件開(kāi)發(fā)在二十世紀(jì)60年代，軟件變得越來(lái)越復(fù)雜而人記憶細(xì)節(jié)的能力是有限的。因此，不可能去對(duì)軟件的所有部分進(jìn)行完全測(cè)試。測(cè)試所能做的是證明錯(cuò)誤的出現(xiàn)，而不是沒(méi)有錯(cuò)誤。Dijkstra建議保證軟件代碼正確性的唯一方法是對(duì)代碼重新審視。復(fù)雜系統(tǒng)可以分成子部件，為了使這種分解工作正常，每個(gè)部件必須自包含，同時(shí)只有一個(gè)進(jìn)入點(diǎn)和一個(gè)退出點(diǎn)。該觀點(diǎn)進(jìn)一步發(fā)展為IBM的凈室軟件開(kāi)發(fā)，該方法將軟件開(kāi)發(fā)分為三個(gè)小組：分析小組開(kāi)發(fā)小組校驗(yàn)小組系統(tǒng)采用增量式方式開(kāi)發(fā)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)出都必須滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。開(kāi)發(fā)小組不進(jìn)行編譯而代之以用數(shù)學(xué)方法來(lái)證明。校驗(yàn)小組不斷的測(cè)試直到滿(mǎn)足特定的統(tǒng)計(jì)水平。1/13/202326形式化方法數(shù)學(xué)方法采用的是對(duì)每一個(gè)過(guò)程定義前提條件和后置條件。前提條件定義了在處理前允許的狀態(tài)，后置條件定義了處理后的狀態(tài)。由于數(shù)學(xué)方法是精確的，因此可以保證其正確性。1/13/202327軟件質(zhì)量循環(huán)盡管測(cè)試方法和Fagan檢查能夠幫助發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，但是相同類(lèi)型的錯(cuò)誤還是一犯再犯。通過(guò)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的來(lái)源，應(yīng)該可以減少相同的錯(cuò)誤。因而，開(kāi)發(fā)人員可以在質(zhì)量循環(huán)中參與錯(cuò)誤來(lái)源的查找，該過(guò)程稱(chēng)為軟件質(zhì)量循環(huán)（Softwarequalitycircles,SWQC).質(zhì)量循環(huán)由四個(gè)到十個(gè)自愿者構(gòu)成，每個(gè)星期采用一定時(shí)間如一小時(shí)尋找、分析和處理他們工作中的問(wèn)題。1/13/202328軟件質(zhì)量循環(huán)識(shí)別一系列問(wèn)題選擇一個(gè)問(wèn)題加以處理將問(wèn)題分析清楚分析原因并加以評(píng)價(jià)分析解決方案并加以評(píng)價(jià)決定采用某一解決方案開(kāi)發(fā)一個(gè)實(shí)施計(jì)劃將計(jì)劃交給管理部門(mén)實(shí)施計(jì)劃監(jiān)控計(jì)劃考慮解決方案更廣泛的應(yīng)用重新選擇問(wèn)題問(wèn)題：軟件質(zhì)量循環(huán)與一般的檢查過(guò)程有何區(qū)別一個(gè)是面向所有過(guò)程，一個(gè)是面向某一產(chǎn)品1/13/202329GQM方法過(guò)程改善可以采用定量測(cè)量技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。GQM(Goal/Question/M