軟件質(zhì)量透視

第11章軟件質(zhì)量透視通過對前面的學(xué)習(xí)，我們對傳統(tǒng)的軟件測試有了一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)。我們認(rèn)識(shí)到測試人員需要對產(chǎn)品的質(zhì)量負(fù)責(zé)。那么什么是質(zhì)量，該如何看待質(zhì)量？本章重點(diǎn)討論：什么是質(zhì)量？如何才能提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量？

Deming的14條質(zhì)量原則是什么？

CMM、PSP和TSP之間的關(guān)系是什么？11.1質(zhì)量的定義

ISO關(guān)于質(zhì)量的定義表示如下：“一個(gè)實(shí)體（產(chǎn)品和服務(wù)）的所有特性，基于這些特性可以滿足明顯的或隱含的需要?！蔽覀兛梢砸瓿鲑|(zhì)量的3個(gè)維度：符合目標(biāo)目標(biāo)是客戶提出的，符合目標(biāo)就是判斷我們是不是在做我們需要做的事情。在這個(gè)維度上用戶認(rèn)為的質(zhì)量是“產(chǎn)品是否按照用戶的需要運(yùn)行”11.1質(zhì)量的定義符合需求檢驗(yàn)產(chǎn)品是否在做讓它做的事情。軟件產(chǎn)品的需求必須是可度量的，并且產(chǎn)品的需求要么被滿足，要么不被滿足。根據(jù)這種度量，質(zhì)量也應(yīng)該是二維的狀態(tài)，也就是說產(chǎn)品要么是有質(zhì)量，要么是無質(zhì)量的。對于開發(fā)者而言，他們認(rèn)為質(zhì)量就是滿足用戶的需求或規(guī)格說明書。在此滿足規(guī)格說明書成為了產(chǎn)品本身的一個(gè)終點(diǎn)。11.1質(zhì)量的定義符合實(shí)際需求。實(shí)際的需求包括用戶明確說明的和隱含的需求。而往往我們會(huì)忽略隱含的需求。因此控制一個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量的過程中必須關(guān)注這些隱含的需求，并給予應(yīng)有的驗(yàn)證。產(chǎn)品是為用戶提供服務(wù)的，凡是不滿足客戶需求的，我們都認(rèn)為是一個(gè)失效的產(chǎn)品。所以我們的產(chǎn)品必須圍繞著客戶的需求進(jìn)行開發(fā)和驗(yàn)證。11.1質(zhì)量的定義“客戶”和“用戶”的區(qū)別：客戶之真正能夠決定是否購買你軟件的人，而用戶是實(shí)際使用軟件的人。我們開發(fā)軟件是應(yīng)該更多地站在用戶的角度去開發(fā)，要做到讓用戶用得方便、舒服、提高了效率。用戶的意見能直接反饋到客戶那里，作為客戶選購軟件的依據(jù)。

了解兩者的區(qū)別，在分析需求和進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量驗(yàn)證時(shí)可以做出不同的權(quán)衡。11.1質(zhì)量的定義當(dāng)每個(gè)人提到質(zhì)量時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到下列矛盾，在這些矛盾中隱含著對質(zhì)量的承諾：質(zhì)量需要一個(gè)承諾，尤其是高層管理者的承諾。為了得到更高的質(zhì)量，高層管理者必須和員工進(jìn)行緊密的合作。許多相信沒有缺陷的產(chǎn)品和服務(wù)是不可能的。但是控制在一定級別的缺陷數(shù)量是正常的，是可以接受的。11.1質(zhì)量的定義質(zhì)量經(jīng)常是和成本緊密聯(lián)系在一起的，一個(gè)高質(zhì)量的產(chǎn)品同時(shí)也意味著高投入。這是設(shè)計(jì)的質(zhì)量和一致性質(zhì)量的一個(gè)矛盾。一個(gè)高的質(zhì)量要求需求規(guī)格說明書足夠詳細(xì)，并根據(jù)這些規(guī)格說明書可進(jìn)行定量的分析。然而許多組織沒有能力或者不愿意制作如此詳細(xì)的規(guī)格說明書。技術(shù)人員經(jīng)常相信規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)會(huì)束縛他們的創(chuàng)造力，因而不愿意遵照標(biāo)準(zhǔn)做事。然而如果要得到高質(zhì)量的產(chǎn)品，就必須遵循良好定義的標(biāo)準(zhǔn)和過程。11.2質(zhì)量的預(yù)防和檢測

質(zhì)量管理可以降低產(chǎn)品的成本，這是因?yàn)槿毕莅l(fā)現(xiàn)和修改得越早，所花費(fèi)的成本就越少。盡管在初期時(shí)，其成本投入相當(dāng)大，但是從長遠(yuǎn)來看，質(zhì)量管理將減少后期的維護(hù)費(fèi)用，并最終得到一個(gè)高質(zhì)量的產(chǎn)品。研究表明：維護(hù)階段發(fā)現(xiàn)和修改一個(gè)缺陷的成本時(shí)需求階段的70倍甚至更高。一個(gè)有效的質(zhì)量管理成本包括4個(gè)部分：預(yù)防成本、檢視成本、內(nèi)部缺陷發(fā)現(xiàn)和修改成本、外部缺陷發(fā)現(xiàn)和修改成本。11.2質(zhì)量的預(yù)防和檢測預(yù)防成本包括防止缺陷最初產(chǎn)生的活動(dòng)的成本。檢視成本包括測量、評價(jià)和審計(jì)一個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)是否和標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格相一致而花費(fèi)的成本。內(nèi)部缺陷發(fā)現(xiàn)和修改成本是那些在產(chǎn)品交付之前發(fā)現(xiàn)和修改錯(cuò)誤所投入的成本。

11.2質(zhì)量的預(yù)防和檢測外部缺陷發(fā)現(xiàn)和修改成本是產(chǎn)品發(fā)布之后發(fā)現(xiàn)和修改缺陷所花費(fèi)的成本。外部缺陷有可能是災(zāi)難性的，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)損害企業(yè)的名譽(yù)并最終導(dǎo)致銷售的下滑。預(yù)防的最大回報(bào)是在增加預(yù)防成本的同時(shí)減少外部缺陷，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少維護(hù)成本和產(chǎn)品成本。11.3如何提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量如何提高軟件的質(zhì)量已經(jīng)不是一個(gè)純粹的技術(shù)問題，而是一個(gè)工程問題。自從軟件危機(jī)產(chǎn)生以來，出現(xiàn)了很多關(guān)于提高產(chǎn)品質(zhì)量方面的理論和方法：有從技術(shù)角度出發(fā)的，如面向?qū)ο蟮募夹g(shù)的產(chǎn)生和推廣；有從自動(dòng)化角度出發(fā)的，如CASE工具、過程控制軟件、自動(dòng)化管理平臺(tái)等；有從過程模型角度出發(fā)，如:迭代模型、螺旋模型等；11.3如何提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量有從管理角度出發(fā)的，如：團(tuán)對管理、責(zé)效管理等；有從測試角度出發(fā)的，如:把Deming的PDCA循環(huán)應(yīng)用到全流程的測試過程上來；一些相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)也孕育而生，例如：ISO9000系列，CMM等。然而每一種技術(shù)都不是絕對的，軟件質(zhì)量的提高應(yīng)該是一個(gè)綜合的因素，需要從各個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)還需要兼顧成本和進(jìn)度。

11.3.1流程對質(zhì)量的控制從一個(gè)軟件企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展來看，如果要提高產(chǎn)品的質(zhì)量首先應(yīng)當(dāng)從流程抓起，規(guī)范軟件產(chǎn)品的開發(fā)過程。這是一個(gè)軟件企業(yè)從小作坊的生產(chǎn)方式向集成化規(guī)范化的大公司邁進(jìn)的必經(jīng)之路，也是從根本上解決質(zhì)量問題，提高工作效率的一個(gè)關(guān)鍵手段。11.3.1流程對質(zhì)量的控制

軟件產(chǎn)品的開發(fā)同其他產(chǎn)品（如汽車）的生產(chǎn)有著共同特性，即需要按一定的過程來進(jìn)行生產(chǎn)。

在工業(yè)界，流水線生產(chǎn)方式被證明是一種高效的，且能夠比較穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量的一種方式。通過這種方式，不同的人員被安排在流程的不同位置，最終為著一個(gè)目標(biāo)共同努力，這樣可以防止人員時(shí)間的內(nèi)耗，極大地提高了工作效率。并且由于其過程來源于成功的案例，因此其最終的產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足過程所設(shè)定的范圍。11.3.1流程對質(zhì)量的控制

軟件工程在軟件的發(fā)展過程中吸取了這個(gè)經(jīng)驗(yàn)并把它應(yīng)用到了軟件開發(fā)中，這就形成了軟件工程過程，簡稱開發(fā)流程。開發(fā)流程告訴我們該怎樣一步一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品，可能會(huì)有那些風(fēng)險(xiǎn)，如何避免風(fēng)險(xiǎn)等。由于流程源于成功的經(jīng)驗(yàn)，因此，按照流程進(jìn)行開發(fā)可以使我們少走彎路，并有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高用戶的滿意度。11.3.1流程對質(zhì)量的控制

目前流行的流程方法有很多種，不同的流程適合不同類型的項(xiàng)目。瀑布模型該模型是應(yīng)用最為廣泛的一種模型，也是最容易理解和掌握的模型，但是它的缺陷也是顯而易見的。遺留的需求或者不斷變化的需求會(huì)使得該模型無所適從。然而，對于那些容易理解但很復(fù)雜的項(xiàng)目，采用瀑布模型比較適合，因?yàn)榭梢园床烤桶嗟厝ヌ幚韽?fù)雜的問題。在質(zhì)量要求高于成本和進(jìn)度時(shí)，該模型表現(xiàn)突出。11.3.1流程對質(zhì)量的控制螺旋模型是一個(gè)經(jīng)典的模型，它關(guān)注于發(fā)現(xiàn)和降低項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。螺旋型項(xiàng)目從小的規(guī)模開始，探測風(fēng)險(xiǎn)，制定風(fēng)險(xiǎn)控制計(jì)劃，接著確定下一步項(xiàng)目是否還要繼續(xù)，然后進(jìn)行下一步螺旋的反復(fù)。該模型的最大優(yōu)點(diǎn)是隨著成本的增加，風(fēng)險(xiǎn)程度隨之降低。缺點(diǎn)是比較復(fù)雜，且需要管理人員有責(zé)任心，專注以及有管理經(jīng)驗(yàn)。對管理人員的經(jīng)驗(yàn)和素質(zhì)依賴比較大。11.3.1流程對質(zhì)量的控制

RUP模型該模型是Rational公司提出的一套開發(fā)過程模型，它是一個(gè)面向?qū)ο筌浖こ痰耐ㄓ脴I(yè)務(wù)流程。它描述了一系列相關(guān)的軟件工程流程，它們具有相同的結(jié)構(gòu)，即相同的流程架構(gòu)。

RUP為在開發(fā)組織中分配任務(wù)和職責(zé)提供了一種規(guī)范方法，其目標(biāo)是確保在可預(yù)計(jì)的時(shí)間安排和預(yù)算內(nèi)開發(fā)出滿足最終用戶需求的高品質(zhì)的軟件。11.3.1流程對質(zhì)量的控制

RUP有兩個(gè)軸，一個(gè)軸是時(shí)間，這是動(dòng)態(tài)的；另一個(gè)軸是工作流軸，這是靜態(tài)的。在時(shí)間軸上，RUP分為4個(gè)階段：初始階段、細(xì)化階段、構(gòu)造階段和發(fā)布階段。每個(gè)階段都使用了迭代的概念。在工作流軸上，RUP設(shè)計(jì)了6個(gè)核心工作流程和3個(gè)核心支撐工作流。核心工作流軸包括：業(yè)務(wù)建模工作流、需求工作流、分析設(shè)計(jì)工作流、實(shí)現(xiàn)工作流、測試工作流和發(fā)布工作流。核心支撐工作流包括：環(huán)境工作流、項(xiàng)目管理工作流和配置與變更管理工作流。RUP流程示意圖11.3.1流程對質(zhì)量的控制

IPD模型流程是由IBM提出的一套集成產(chǎn)品開發(fā)流程，非常適合于復(fù)雜的大型開發(fā)項(xiàng)目，尤其涉及到軟硬件結(jié)合的項(xiàng)目。

IPD從整個(gè)產(chǎn)品角度出發(fā)，流程綜合考慮了從系統(tǒng)工程、研發(fā)（硬件、軟件、結(jié)構(gòu)工業(yè)設(shè)計(jì)、測試、資料開發(fā)等）、制造、財(cái)務(wù)到市場、采購、技術(shù)支援等所有流程，是一個(gè)端到端的流程。11.3.1流程對質(zhì)量的控制在IPD流過程中總共劃分了6個(gè)階段（概念階段、計(jì)劃階段、開發(fā)階段、驗(yàn)證階段、發(fā)布階段和生命周期階段），4個(gè)決策評審點(diǎn)（概念階段決策評審點(diǎn)、計(jì)劃階段決策評審點(diǎn)、可獲得性決策評審點(diǎn)和生命周期終止決策評審點(diǎn)）以及6個(gè)技術(shù)評審點(diǎn)。IPD流程示意圖11.3.1流程對質(zhì)量的控制

IPD流程是一個(gè)階段性模型，具有瀑布模型的影子。該模型通過使用全面而且復(fù)雜的流程來把一個(gè)龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行分解并降低風(fēng)險(xiǎn)。一定程度上，該模型是通過流程成本來提高整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量并獲得市場的占有。由于該模型沒有定義如何進(jìn)行流程回退的機(jī)制，因此對于需求經(jīng)常變動(dòng)的項(xiàng)目，該流程就顯得不太適合了。并且對于一些小項(xiàng)目，也不是非常適合使用該模型。11.3.2流程與技術(shù)流程和成功不是等價(jià)的。沒有流程，成功就不可能得到保證，但是有了流程并不意味著肯定能夠成功。技術(shù)是成功的另外一個(gè)必要條件。11.3.2流程與技術(shù)對于軟件開發(fā)者來說，要保證軟件的質(zhì)量，需要掌握多方面的技術(shù)，包括分析技術(shù)，設(shè)計(jì)技術(shù)，編碼技術(shù)和測試技術(shù)等。在國內(nèi)有一個(gè)普遍的非正?，F(xiàn)象，就是大家覺得只有編程才是玩計(jì)算機(jī)的真正技能。就好像造一套房子，其他都不重要，只要磚瓦匠有高超的技能就行了。我們?nèi)鄙傧到y(tǒng)級的工程師，在分析和設(shè)計(jì)方面的工作做得很不扎實(shí)。11.3.2流程與技術(shù)需求是一個(gè)項(xiàng)目的靈魂。模棱兩可的需求不可避免的后果就是返工——重做一些你認(rèn)為已做好的事情。返工會(huì)耗費(fèi)總開發(fā)費(fèi)用的40％，而70％～85％的重做是由于需求方面的錯(cuò)誤所導(dǎo)致的。11.3.2流程與技術(shù)設(shè)計(jì)是最能體現(xiàn)一個(gè)工程師能力的地方。一個(gè)好的設(shè)計(jì)基本上決定了產(chǎn)品的最終質(zhì)量。設(shè)計(jì)是把需求轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵步驟，它需要從自然語言描述的需求中尋找出設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)單元，構(gòu)建出整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)架。在RUP模型中關(guān)于系統(tǒng)架構(gòu)師和設(shè)計(jì)師的定位是相當(dāng)高的。關(guān)于設(shè)計(jì)方面的技能是很廣的，包括從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)到面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員需要掌握一定的建模技術(shù)。11.3.2流程與技術(shù)

UML是國際上比較流行的一種建模語言，在嵌入式方面SDL也是一種很好的建模工具。

《設(shè)計(jì)模式》是一本在設(shè)計(jì)思想方面總結(jié)得非常出色得書，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，必須好好研究一下。11.3.2流程與技術(shù)現(xiàn)在的程序員熱衷于掌握多種編程語言，或者過分講究語言的技巧化，而往往忽略了編程語言的規(guī)范化。不規(guī)范的語言應(yīng)用給程序的可理解性、可維護(hù)性以及可測試性帶來很大的不便，甚至?xí)p害產(chǎn)品的質(zhì)量。11.3.2流程與技術(shù)如果大家是在做研究性的項(xiàng)目和純粹興趣性的項(xiàng)目，那么大家充分發(fā)揮自己的編程天才是可以的。但是對于一個(gè)公司，其產(chǎn)品最終是要交給用戶的，需要遵循的是一個(gè)軟件產(chǎn)品的開發(fā)過程。因此這類軟件的開發(fā)需要遵循一定的編程規(guī)范，畢竟開發(fā)的軟件不是自己用的，還需要和別人集成，還需要給以后版本重用和維護(hù)?？傊鞒毯荜P(guān)鍵，技術(shù)也很重要，“魚”和“熊掌”，兩者都不能放。11.3.3全面質(zhì)量管理作為全面質(zhì)量管理的最初倡導(dǎo)者和成功者Deming，其質(zhì)量理論包括統(tǒng)計(jì)理論的使用。統(tǒng)計(jì)有助于我們特別關(guān)注于問題的主要因素，當(dāng)問題改正后能極大地提高產(chǎn)品的質(zhì)量。11.3.3全面質(zhì)量管理1.Deming的質(zhì)量原則：第一個(gè)原則：要有一個(gè)堅(jiān)定不移的目標(biāo)為了應(yīng)用該原則，一個(gè)質(zhì)量保證組織可以：開發(fā)一個(gè)質(zhì)量保證計(jì)劃，提供一個(gè)長期的質(zhì)量方向；需要軟件測試者為每個(gè)項(xiàng)目開發(fā)并維護(hù)一個(gè)一致的測試計(jì)劃。鼓勵(lì)質(zhì)量分析人員和測試人員遵循具有革新的方法來最大化產(chǎn)品的質(zhì)量。致力于不斷改進(jìn)質(zhì)量過程。11.3.3全面質(zhì)量管理第二個(gè)原則：吸收新的哲學(xué)質(zhì)量必須成為一個(gè)新的信仰。根據(jù)Deming的理論：“生存的成本和需要花錢購買的商品和服務(wù)是成反比的，如：可靠的服務(wù)可以降低成本，延遲和錯(cuò)誤卻會(huì)提高成本?！庇捎谘舆t和錯(cuò)誤，商品和服務(wù)的消費(fèi)被終止了，這降低了它們存在的標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)中，對可接受的層次和缺陷忍耐程度是質(zhì)量和產(chǎn)量之間的一個(gè)路障。11.3.3全面質(zhì)量管理為了應(yīng)用該原則，一個(gè)質(zhì)量保證組可以：提高關(guān)于質(zhì)量的價(jià)值和需要；提高質(zhì)量保證部門的地位，是他們和別的部門同樣重要；糾正對質(zhì)量部門是“看門狗”的消極看法。11.3.3全面質(zhì)量管理第三個(gè)原則：不要依賴海量檢查傳統(tǒng)的想法認(rèn)為檢查可以排除糟糕的質(zhì)量。當(dāng)難于確定在過程中一個(gè)缺陷在哪邊產(chǎn)生時(shí)，一個(gè)好的方法是通過檢查關(guān)注于我們做的如何、而不應(yīng)針對最終的產(chǎn)品。質(zhì)量應(yīng)當(dāng)時(shí)內(nèi)在的，而不是通過無數(shù)的檢查獲得的。為了做到該原則，一個(gè)質(zhì)量保證組織可以：在整個(gè)開發(fā)生命周期中，提高并使用技術(shù)評審、走讀和檢視來獲取質(zhì)量；在整個(gè)組織中灌輸質(zhì)量意識(shí)，并把它作為一個(gè)切實(shí)的、可度量的工作產(chǎn)品；需要信息技術(shù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)證明。11.3.3全面質(zhì)量管理第四個(gè)原則：結(jié)束基于純粹價(jià)格標(biāo)簽裁定的商業(yè)實(shí)踐“兩個(gè)或多個(gè)以上的同種商品的供應(yīng)商會(huì)成倍地加劇損害，這些損害是內(nèi)在必然的，并且對任何一個(gè)供應(yīng)商都是不利的。”為了更好地服務(wù)于公司，購買方可以通過和供應(yīng)商建立一種長期的忠實(shí)的關(guān)系，并且與一個(gè)專門的供應(yīng)商建立信任關(guān)系。為了應(yīng)用該原則，一個(gè)質(zhì)量保證組織可以：需要軟件質(zhì)量和測試提供者提供能夠證明他們質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。對每一個(gè)質(zhì)量保證工具、測試工具和服務(wù)選擇一個(gè)最好的供應(yīng)商，并且建立一個(gè)與質(zhì)量計(jì)劃一致的工作關(guān)系。11.3.3全面質(zhì)量管理第五個(gè)原則：產(chǎn)品和服務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)定地、長期地提高改進(jìn)不是一時(shí)的努力——管理層有責(zé)任不斷地提高質(zhì)量。具體可以：不斷地提高質(zhì)量保證和測試過程。不要依賴于主觀的判斷。使用統(tǒng)計(jì)技術(shù)，如測試分析和通過主因及效果分析揭示問題根源等方法。11.3.3全面質(zhì)量管理第六個(gè)原則：建立培訓(xùn)和再培訓(xùn)制度在很多公司，很少甚至沒有培訓(xùn)，工人們不知道何時(shí)才能正確地完成他們的任務(wù)。Deming強(qiáng)調(diào)：只要工作成果無法受到統(tǒng)計(jì)控制，并且還能獲得更大的好處時(shí)，培訓(xùn)就不應(yīng)當(dāng)被終止。為了應(yīng)用該原則，可以:建立現(xiàn)代的培訓(xùn)輔