第十二講 軟件項(xiàng)目質(zhì)量管理

1、2024/3/17,1,第十二講 軟件項(xiàng)目質(zhì)量管理,,2024/3/17,2,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),2024/3/17,3,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)量問題，但是軟件的特殊性，特別是其復(fù)雜性和不可見性，使其更為重要軟件危險(xiǎn)性的增加：企業(yè)越來越依賴軟件軟件的無形性：很難知道項(xiàng)目中的特定任務(wù)是否完全滿足軟件開發(fā)過程中錯(cuò)誤積累,2024/

2、3/17,4,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？,2024/3/17,5,軟件質(zhì)量///,答案：對(duì)用戶需求進(jìn)行調(diào)查，以明確不同用戶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)。這種需求必須滿足。

3、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完策劃能夠選擇。,2024/3/17,6,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)性可測試性靈活性轉(zhuǎn)換質(zhì)量可移植性可重用性互操作性,問題：請(qǐng)指出質(zhì)量特性中哪些是無關(guān)的，互補(bǔ)的和沖突的？,無關(guān)的：如可用

4、性和可重用性互補(bǔ)的：如靈活性與可維護(hù)性沖突的：由于考慮了某一類型的平臺(tái)可能效率高，但是移植性差,2024/3/17,7,軟件質(zhì)量,質(zhì)量要素需要轉(zhuǎn)化成開發(fā)者可以意識(shí)到的內(nèi)部準(zhǔn)則。,問題：同一準(zhǔn)則出現(xiàn)在不同的質(zhì)量要素中說明了什么？,說明這些質(zhì)量要素是互補(bǔ)的。,2024/3/17,8,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

5、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，而開發(fā)者需要關(guān)注的是質(zhì)量準(zhǔn)則。,2024/3/17,9,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題：針對(duì)字處理系統(tǒng)，舉出一個(gè)質(zhì)量度量的例子。,2024/3/17,10,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

6、份標(biāo)準(zhǔn)文檔的時(shí)間度量的單元：小時(shí)測試：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),2024/3/17,11,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

7、息的提供，幫助信息的提供等,2024/3/17,12,ISO9126,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)量問題的。這份13頁的標(biāo)準(zhǔn)為制定進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。,2024/3/17,13,ISO9126,ISO9126規(guī)定軟件質(zhì)量可以從6個(gè)特性來評(píng)價(jià)：Functionali

8、ty: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)

9、移到另一環(huán)境的能力有關(guān)的一組屬性,2024/3/17,14,ISO9126,ISO9126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,2024/3/17,15,ISO9126,可靠性Maturity（成熟性）指的是由于軟件產(chǎn)品的問題而出現(xiàn)故障的頻率可用性,2024/3/17,16,ISO

10、9126,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)的編程語言就是一種遵循性。,2024/3/17,17,ISO9126,ISO9126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

11、來后，就要進(jìn)行下列步驟：質(zhì)量度量標(biāo)準(zhǔn)的選擇：ISO9126沒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)以確定需求滿足的程度。,2024/3/17,18,ISO9126,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有滿足，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：

12、,2024/3/17,19,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?？煽啃訟vailability（可用性）：在一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)可用的時(shí)間比例Mean time between failures（MTBF）:兩次失效間隔的平均時(shí)間Failure on demand: 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Support activity:錯(cuò)誤報(bào)

13、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問題有一整天不可用。在接下來的另外兩天由于頭天晚上的批處理運(yùn)行的問題每次直到早晨10點(diǎn)才能使用，請(qǐng)計(jì)算Availability和MTBF。,2024/3/17,20,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度量。診斷性可以用診斷一個(gè)錯(cuò)誤的平均時(shí)間來度量?？蓴U(kuò)展性將新的

14、特征加到現(xiàn)有系統(tǒng)中的效率占從頭開始開發(fā)一個(gè)新系統(tǒng)的效率的比。某公司開發(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，問擴(kuò)展性為多少？40％,2024/3/17,21,產(chǎn)品和過程質(zhì)量管理,上述度量都是在產(chǎn)品出來后進(jìn)行的，這種事后度量也許太晚了。在過程的各個(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。因而需要在過程進(jìn)行中盡心仔細(xì)的檢查。Entry Requiremen

15、ts: 在活動(dòng)開始前，需要準(zhǔn)備好的條件。如在開始前，要準(zhǔn)備好測試數(shù)據(jù)和期待結(jié)果。Implementation Requirements:過程如何進(jìn)行。如在測試中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤并加以改進(jìn)后，所有的測試必須重新進(jìn)行。Exit Requirements:在一個(gè)活動(dòng)結(jié)束前必須滿足的條件。例如測試階段結(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。,2024/3

16、/17,22,產(chǎn)品和過程質(zhì)量管理,答案：在某些場合，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有最后調(diào)整好前，就可以先在硬件平臺(tái)上來測試性能。問題：請(qǐng)為學(xué)院工資系統(tǒng)的代碼編寫活動(dòng)確定進(jìn)入條件和退出條件？,2024/3/17,23,提高軟件質(zhì)量的途徑,Increasing visibility(增加可見性):例如“egoless progr

17、amming”編程員相互瀏覽對(duì)方代碼。Procedure Structure(過程結(jié)構(gòu)）Checking Intermediate Stages(檢查中間環(huán)節(jié)）：將錯(cuò)誤消滅在萌芽狀態(tài),2024/3/17,24,提高軟件質(zhì)量的途徑,Inspection(檢查):通過將完成的工作交付給多個(gè)合作者檢查，然后召開會(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)

18、他提高團(tuán)隊(duì)精神,2024/3/17,25,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)化的檢查過程，稱為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)議不超過兩小時(shí)檢查由一個(gè)經(jīng)過訓(xùn)練的“moderator”來領(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

19、Checklist來幫助檢查過程的實(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)方法來對(duì)檢查過程的有效性進(jìn)行監(jiān)控,2024/3/17,26,結(jié)構(gòu)化編程和凈室軟件開發(fā),在二十世紀(jì)60年代，軟件變得越來越復(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)行完全測試。測試所能做的是證明錯(cuò)誤的出現(xiàn)，而不是沒有錯(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

20、，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的凈室軟件開發(fā)，該方法將軟件開發(fā)分為三個(gè)小組：分析小組開發(fā)小組校驗(yàn)小組系統(tǒng)采用增量式方式開發(fā)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)出都必須滿足用戶的需要。開發(fā)小組不進(jìn)行編譯而代之以用數(shù)學(xué)方法來證明。校驗(yàn)小組不斷的測試直到滿足特定的統(tǒng)計(jì)水平。,2024/3/17,27,形式化方法,數(shù)學(xué)方法采用的是對(duì)每一個(gè)過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

21、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。,2024/3/17,28,軟件質(zhì)量循環(huán),盡管測試方法和Fagan檢查能夠幫助發(fā)現(xiàn)問題，但是相同類型的錯(cuò)誤還是一犯再犯。通過發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的來源，應(yīng)該可以減少相同的錯(cuò)誤。因而，開發(fā)人員可以在質(zhì)量循環(huán)中參與錯(cuò)誤來源的查找，該過程稱為軟件質(zhì)量循環(huán)（Software quality circles, 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

22、析和處理他們工作中的問題。,2024/3/17,29,軟件質(zhì)量循環(huán),識(shí)別一系列問題選擇一個(gè)問題加以處理將問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發(fā)一個(gè)實(shí)施計(jì)劃將計(jì)劃交給管理部門實(shí)施計(jì)劃監(jiān)控計(jì)劃考慮解決方案更廣泛的應(yīng)用重新選擇問題問題：軟件質(zhì)量循環(huán)與一般的檢查過程有何區(qū)別一個(gè)是面向所有過程，一個(gè)是面向某一產(chǎn)品,2024/3/17,30,GQM方法,過程改善可以采用定量測量技術(shù)來實(shí)

23、現(xiàn)。GQM(Goal/Question/Metric)方法：首先需要定義一個(gè)目標(biāo)，該目標(biāo)可能是評(píng)估是否一個(gè)新的編程語言能夠提高開發(fā)者的效率。為了完成目標(biāo)，可以提出許多問題，例如對(duì)于上述目標(biāo)，問題可以為：目前開發(fā)者編程的速度有多快？開發(fā)者利用新的編程語言有多快？目前的軟件質(zhì)量如何？利用新語言軟件質(zhì)量如何？對(duì)每一個(gè)問題，可以定義度量方法，例如來度量開發(fā)速度可以根據(jù)開發(fā)每一功能點(diǎn)花費(fèi)的時(shí)間來進(jìn)行。,2024/3/17,31,小