指揮控制系統(tǒng)的軟件質(zhì)量模型

指揮控制系統(tǒng)的軟件質(zhì)量模型

0軟件質(zhì)量的評估現(xiàn)代戰(zhàn)爭是對制度的對抗，指揮自動化系統(tǒng)是戰(zhàn)爭機器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和必要的手段。而指揮控制系統(tǒng)是兵力的粘合劑,沒有指揮控制系統(tǒng),指揮員就無法掌握武器和部隊,整個體系就不能構(gòu)成閉合環(huán)路。指揮控制系統(tǒng)是指揮自動化系統(tǒng)的核心,而指揮控制軟件則又是指揮控制系統(tǒng)的靈魂和核心。指揮控制軟件的水平基本代表系統(tǒng)的水平,軟件的質(zhì)量基本反映系統(tǒng)的質(zhì)量。故對系統(tǒng)的軟件質(zhì)量進(jìn)行測試、度量和評估,促進(jìn)軟件質(zhì)量的提高,是系統(tǒng)研制階段的一項重要工作。本文以通用軟件質(zhì)量模型為基礎(chǔ),結(jié)合電子對抗指揮控制系統(tǒng)的特點,給出了指揮控制系統(tǒng)的軟件質(zhì)量模型,并對軟件質(zhì)量的評估方法進(jìn)行了分析和探討。1軟件質(zhì)量度量sqm從整體上度量軟件質(zhì)量,最早由Rubey和Herfwick在1968年提出,他們就軟件的一些屬性提出了度量方法,但尚未建立質(zhì)量度量模型,所提出的度量方法也不完整。1976年Boehm等人提出了定量評價軟件質(zhì)量的觀點,并給出了60個質(zhì)量度量公式,說明了怎樣評價軟件質(zhì)量,并首次提出了軟件質(zhì)量度量的層次模型。對于最低層的度量引入數(shù)量的概念,向上綜合可以求得對軟件質(zhì)量的整體評價,總體上看,他們的評價方法側(cè)重于可用性、可維護(hù)性和可移植性。1978年,Walters和McCall明確提出了軟件質(zhì)量要素、準(zhǔn)則和度量三層次式的軟件質(zhì)量度量模型,所依據(jù)的準(zhǔn)則是面向軟件產(chǎn)品的運行、修正和轉(zhuǎn)移。在這個模型中歸納了11個軟件質(zhì)量要素,并指明各要素之間的關(guān)系。他們認(rèn)為,要素是軟件質(zhì)量的反映,而軟件屬性可用作評價準(zhǔn)則定量地度量軟件屬性,從而反映其質(zhì)量。同時各要素之間存在著交互作用,甚至是互逆的作用。這使得難以將全部要素推向最優(yōu),而是應(yīng)根據(jù)不同的類型、場合作出相應(yīng)的決策。所以在實際開發(fā)過程中,應(yīng)該根據(jù)不同類型軟件的不同要求做不同的抉擇。如航空航天用的軟件系統(tǒng),它的可靠性是一個至關(guān)重要的問題。對于商業(yè)領(lǐng)域的軟件,可維護(hù)性則是關(guān)鍵的問題。而實時軟件系統(tǒng)中,效率是尤為重要的問題。為了在國際上推廣應(yīng)用SQM技術(shù),國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)分別于1985和1993年相繼提出了多項關(guān)于軟件質(zhì)量度量(SQM)技術(shù)的工作報告,并提出了SQM國際標(biāo)準(zhǔn),即軟件質(zhì)量度量模型。我國軟件行業(yè)協(xié)會上海分會(SSC)于1989年依據(jù)ISO/TC97/SC7的建議準(zhǔn)則制訂的SSC模型[ZHU90]將要素減少到6個,采用了與ISO/IEC9l26(1993年)相同的6個質(zhì)量特性,去除了安全性、靈活性和連接性,增加了可移植性,將正確性改為功能性,可使用性改為易使用性。它們分別是功能性(正確性)、可靠性、易使用性、效率、可維護(hù)性和可移植性。表1描述了以上幾種常用軟件質(zhì)量模型定義的標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)。2要素與度量的處理軟件總體質(zhì)量是不確定的。不同的人對軟件不同要素有不同的要求,不同類型的軟件對軟件要素的要求也大不相同,例如對可靠性的要求,對可維護(hù)性的要求,對效率的要求,都與軟件的使用背景和應(yīng)用目的有關(guān)。因此,建立由各要素計算總體質(zhì)量的通用計算模型是不現(xiàn)實且沒有意義的。但是,各要素值的確定是有意義的,用戶可以根據(jù)這些值和特定的需要,具體地評判特定的軟件。要素是面向管理者和用戶的,反映的是滿意程度。這種主觀的滿意程度應(yīng)當(dāng)和軟件的客觀特性一致。有些要素是不能直接度量、測試或評估的,因此必須分解為可以直接度量、測試或評估的子要素。度量和測試是面向產(chǎn)品的,應(yīng)當(dāng)是產(chǎn)品特性的客觀反映。但是,期望所有產(chǎn)品特性都能被度量或測試是不現(xiàn)實的。必須采用主觀評估的方法,作為度量和測試方法的補充?？梢钥吹?軟件質(zhì)量評價應(yīng)當(dāng)在軟件度量的基礎(chǔ)上進(jìn)行,因為評價模型的建立需要依賴度量數(shù)據(jù)的積累。因此,對于子要素和它們的度量方法必須建立標(biāo)準(zhǔn),以便于不斷地、廣泛地積累度量數(shù)據(jù),否則永遠(yuǎn)不能科學(xué)地評價軟件的質(zhì)量。根據(jù)以上分析,并結(jié)合電子對抗指揮控制軟件的特點,本文建立了適用于電子對抗指揮控制軟件的軟件質(zhì)量模型標(biāo)準(zhǔn)草案,包括側(cè)面的定義、要素的定義和要素度量/評估方法類型的采用。該標(biāo)準(zhǔn)草案改變了以往將要素與度量割裂開來的觀點。以往認(rèn)為,要素與度量之間必須由評判準(zhǔn)則或子特性聯(lián)系,這樣,就定義了數(shù)十個概念模糊的評價準(zhǔn)則或子特性,使得模型應(yīng)用困難。本標(biāo)準(zhǔn)的觀點是,雖然要素是質(zhì)量的特征,而測試、度量和評估是對軟件特性的客觀和半客觀量化,但是,如果合理地定義要素,則要素可以與測試、度量和評估直接聯(lián)系,反映了事物的本質(zhì)與表現(xiàn)的一致。都是基于質(zhì)量要素、標(biāo)準(zhǔn)和度量之間關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)模型,在要素與度量之間由概念模糊的評判準(zhǔn)則或子特性聯(lián)系,并且這種對應(yīng)關(guān)系基于人的直覺,這樣,就使得模型應(yīng)用困難?；谶@個原因,結(jié)合電子對抗指揮控制軟件的特點,我們將要素與度量結(jié)合起來,用測試、度量和評估對軟件特性進(jìn)行客觀和半客觀的量化,基本上反映事物的本質(zhì)與表現(xiàn)的一致,建立圖1所示的電子對抗指揮控制軟件質(zhì)量模型。3評估軟件的質(zhì)量3.1內(nèi)要素間的隸屬關(guān)系在上述建立的層次結(jié)構(gòu)的指控軟件質(zhì)量模型中,我們確定了上下層的側(cè)面和要素之間的隸屬關(guān)系。由于直接得到各要素的權(quán)值比較困難,所以應(yīng)在軟件質(zhì)量側(cè)面的定義下,對所屬該側(cè)面的要素進(jìn)行兩兩比較,根據(jù)相互的重要性,對各自的重要程度賦值,從而得到判斷矩陣。3.2計算權(quán)重的一致性檢驗利用上面的判斷矩陣,根據(jù)權(quán)重計算法,有:Wi=1nn∑j=1aijn∑k=1akj(1)Wi=1n∑j=1naij∑k=1nakj(1)計算在每個側(cè)面下的各質(zhì)量因素的相對權(quán)重,同時要對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢測,計算一致性比例C.R.:C.R.=C.Ι.R.Ι.(2)C.R.=C.I.R.I.(2)若C.R.<0.1,認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的;否則,應(yīng)對判斷矩陣進(jìn)行修改。其中C.I.是一致性指標(biāo):C.Ι.=λmax-nn-1(3)C.I.=λmax?nn?1(3)式中:λmax=1nn∑i=1n∑k=1aijWjWiλmax=1n∑i=1n∑k=1naijWjWi;n為矩陣的階數(shù);R.I.為平均隨機一致性指標(biāo),它可以通過查表得到。在得到各元素相對其上層權(quán)重的基礎(chǔ)上,最終得到各元素對于總目標(biāo)的相對權(quán)重w1,w2,…,wn。這一過程是從上至下依次計算的,并且逐層都要進(jìn)行一致性檢驗。假設(shè)得到第k-1層上nk-1個元素相對于頂層的權(quán)值:Wk-1=(w1k-1,w2k-1,…,wnk-1k-1)(4)第k層上nk個元素對k-1層上第j個元素的權(quán)值為p(k)j(k)j=(p(k)1j(k)1j,p(k)2j(k)2j,…,p(k)nkj(k)nkj)T,其中不受第j個因素支配的元素的權(quán)值為0,令:P(k)=(p(k)1(k)1,p(k)2(k)2,…,p(k)nk-1(k)nk?1)(5)P(k)表示k層上元素對k-1層上各元素的權(quán)值,那么第k層上元素對頂層元素的權(quán)值為:w(k)=p(k)p(k-1)…p(2)(6)3.3被測質(zhì)量的確定設(shè)由度量、測試與評估得到的指揮控制軟件各個質(zhì)量因素的滿意程度為r1,r2,…,rn,則被測軟件的質(zhì)量為A=n∑i=1wiri。滿意程度r1,r2,…,rn是利用由度量、測試與評估得到的各個質(zhì)量因素的實際值與標(biāo)準(zhǔn)值或期望值比較得到的。4指揮控制軟件質(zhì)量模型的初步分析框架高質(zhì)量