SQE-Ch.7 軟件質(zhì)量度量

1、2.1 軟件開發(fā)生命周期的度量活動(dòng) 2.2 軟件的項(xiàng)目度量 2.3 軟件產(chǎn)品的規(guī)模度量 2.4 代碼行度量方法2.5 功能點(diǎn)分析法2.6 面向?qū)ο筌浖亩攘寇浖a(chǎn)品度量：主要用來描述軟件產(chǎn)品的特征，用于產(chǎn)品評(píng)估和決策。產(chǎn)品度量包括軟件規(guī)模大小、產(chǎn)品復(fù)雜度、設(shè)計(jì)特征、性能以及質(zhì)量水平。本書主要討論產(chǎn)品的質(zhì)量度量，測(cè)量產(chǎn)品的各個(gè)質(zhì)量指標(biāo)并最終對(duì)產(chǎn)品整體質(zhì)量做出合理的評(píng)估。軟件項(xiàng)目度量：用來描述項(xiàng)目的特性和執(zhí)行狀態(tài)，如項(xiàng)目計(jì)劃的有效性、項(xiàng)目資源使用效率、成本效益、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)、進(jìn)度和生產(chǎn)力等。目的是評(píng)估項(xiàng)目開發(fā)過程的質(zhì)量、預(yù)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)度、工作量等，輔助管理者進(jìn)行質(zhì)量控制和項(xiàng)目控制。軟件過程度量：用于軟件開

2、發(fā)、維護(hù)過程的優(yōu)化和改進(jìn)，如開發(fā)過程中的缺陷移除效率、測(cè)試階段中的缺陷到達(dá)模式以及缺陷修復(fù)過程的效率等。對(duì)于軟件過程本身的度量，目的是形成適合軟件組織應(yīng)有的各種模型，作為對(duì)項(xiàng)目、產(chǎn)品的度量基礎(chǔ)；以及對(duì)軟件開發(fā)過程進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，提高軟件生產(chǎn)力。軟件開發(fā)生命周期中的測(cè)量活動(dòng)軟件開發(fā)生命周期中的測(cè)量活動(dòng) 1.規(guī)模度量 (size measurement)：以代碼行數(shù)、功能點(diǎn)數(shù)、對(duì)象點(diǎn)或特征點(diǎn)等來衡量。軟件規(guī)模度量是工作量度量、進(jìn)度度量的基礎(chǔ)，用于估算軟件項(xiàng)目工作量、編制成本預(yù)算、策劃項(xiàng)目進(jìn)度的基礎(chǔ)。2.復(fù)雜度度量(complexity measurement)：確定程序控制流或軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度

3、指標(biāo)。復(fù)雜度度量用于估計(jì)或預(yù)測(cè)軟件產(chǎn)品的可測(cè)試性、可靠性和可維護(hù)性，以便選擇最優(yōu)化、最可靠的程序設(shè)計(jì)方法，來確定測(cè)試策略、維護(hù)策略等。3.缺陷度量(defect measurement)：幫助確定產(chǎn)品缺陷分布的情況、缺陷變化的狀態(tài)等，從而幫助分析修復(fù)缺陷所需的工作量、設(shè)計(jì)和編程中存在哪些弱點(diǎn)、預(yù)測(cè)產(chǎn)品發(fā)布時(shí)間、預(yù)測(cè)產(chǎn)品的遺留缺陷等。4.工作量度量工作量度量(workload measurement)：任務(wù)分解并結(jié)合人力資源：任務(wù)分解并結(jié)合人力資源水平來度量，合理地分配研發(fā)資源和人力，獲得最高的效率比。水平來度量，合理地分配研發(fā)資源和人力，獲得最高的效率比。工作量度量是在軟件規(guī)模度量和生產(chǎn)率度量

4、的基礎(chǔ)上進(jìn)行。工作量度量是在軟件規(guī)模度量和生產(chǎn)率度量的基礎(chǔ)上進(jìn)行。5.進(jìn)度度量進(jìn)度度量(schedule measurement)：通過任務(wù)分解、工作量度量、：通過任務(wù)分解、工作量度量、有效資源分配等做出計(jì)劃，然后將實(shí)際結(jié)果和計(jì)劃值進(jìn)行對(duì)比來有效資源分配等做出計(jì)劃，然后將實(shí)際結(jié)果和計(jì)劃值進(jìn)行對(duì)比來度量。度量。6.風(fēng)險(xiǎn)度量風(fēng)險(xiǎn)度量(risk measurement)：一般通過兩個(gè)參數(shù)：一般通過兩個(gè)參數(shù)“風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率概率”和和“風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后所帶來的損失風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后所帶來的損失”來評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。來評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。7.其他的項(xiàng)目度量，如需求穩(wěn)定性或需求穩(wěn)定因子其他的項(xiàng)目度量，如需求穩(wěn)定性或需求穩(wěn)定因子（

5、RSI,Requirement Stability Index）、資源利用效率）、資源利用效率(Resource Utilization)、文檔復(fù)審水平（、文檔復(fù)審水平（Review level）、問題）、問題解決能力（解決能力（Issue-resolving ability）、代碼動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)等。）、代碼動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)等。1.德爾菲法 德爾菲法(Delphi technique)是一種專家評(píng)估技術(shù)，適用于在沒有或沒有足夠的歷史數(shù)據(jù)情況下，來評(píng)定軟件采用不同的技術(shù)、新技術(shù)所帶來的差異，但專家的水平及對(duì)項(xiàng)目的理解程度是工作中的關(guān)鍵點(diǎn)。 2. COCOMO模型建造成本模型(COCOMO：constructi

6、ve cost model)是一種精確、易于使用的基于模型的成本估算方法 。它有分為基本COCOMO模型 ，中間COCOMO模型和詳細(xì)COCOMO模型3. 代碼行度量方法4. 功能點(diǎn)分析法5. 面向?qū)ο筌浖膶?duì)象點(diǎn)方法1.1.每個(gè)類的加權(quán)方法每個(gè)類的加權(quán)方法(WMC-weighted methods per class)假定對(duì)類假定對(duì)類C定義了復(fù)雜度為定義了復(fù)雜度為c1，c2，cn的的n個(gè)方法，所選擇的特定個(gè)方法，所選擇的特定的復(fù)雜性度量應(yīng)該規(guī)范化，使得對(duì)某方法的名義上的復(fù)雜性取值的復(fù)雜性度量應(yīng)該規(guī)范化，使得對(duì)某方法的名義上的復(fù)雜性取值1.0。WMC=ci2.繼承樹的深度繼承樹的深度(DIT-

7、DepthofInheritanceTree)3.子女的數(shù)量子女的數(shù)量(NOC-NumberofimmediateChildrenofaclass)4.對(duì)象類之間的耦合對(duì)象類之間的耦合(CBO-CouplingBetweenObjects)一個(gè)類的CBO是它與別的類有耦合耦合關(guān)系的類的數(shù)目，屬于系統(tǒng)層次級(jí)的度量。CBO值越小，表明該類影響到的類越少，獨(dú)立性越強(qiáng)，修改所涉及的類也越少，維護(hù)的代價(jià)越小。5.對(duì)類的響應(yīng)對(duì)類的響應(yīng)(RFC-ResponseforaClass):類的RFC越大，該類的測(cè)試和調(diào)試將越 復(fù)雜，復(fù)雜度越大6.方法中缺少內(nèi)聚方法中缺少內(nèi)聚(LCOM-LackofCohesion

8、inMethods):LorenzLorenz和和KiddKidd建議的度量建議的度量MOODMOOD度量套件度量套件耦合因子（耦合因子（CFCF）：）：CF=CF=i ij jis_clientis_client( (C Ci i,C,Cj j)/(TC)/(TC-TC)-TC) 多態(tài)因子（多態(tài)因子（PF）：重新定義被繼承方法的方法數(shù)量，）：重新定義被繼承方法的方法數(shù)量，除以可能的不同多態(tài)情形的最大數(shù)量除以可能的不同多態(tài)情形的最大數(shù)量.這樣，這樣，PF是是對(duì)系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)綁定相對(duì)數(shù)量的間接測(cè)量。對(duì)系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)綁定相對(duì)數(shù)量的間接測(cè)量。PF=iMo(Ci)/iMn(Ci)*DC(Ci)這里對(duì)這里對(duì)

9、i從從1到到TC求和。且求和。且Md(Ci)=Mn(Ci)+Mo(Ci)其中，其中，Mn(Ci)為新方法的數(shù)量，為新方法的數(shù)量，Mo(Ci)為覆寫方法的為覆寫方法的數(shù)量，數(shù)量，DC（Ci）為后代計(jì)數(shù)（某基類的后代類的數(shù)量）為后代計(jì)數(shù)（某基類的后代類的數(shù)量）面向操作的度量面向操作的度量平均操作大小（平均操作大?。∣SOSavgavg）: :可以用操作發(fā)送的消息的數(shù)量可以用操作發(fā)送的消息的數(shù)量作為對(duì)操作大小的一種度量。作為對(duì)操作大小的一種度量。操作復(fù)雜度（操作復(fù)雜度（OCOC）：可使用針對(duì)傳統(tǒng)軟件提出的任何）：可使用針對(duì)傳統(tǒng)軟件提出的任何復(fù)雜度度量來計(jì)算。應(yīng)保持復(fù)雜度度量來計(jì)算。應(yīng)保持OCOC盡可

10、能低。盡可能低。每個(gè)操作的平均參數(shù)的數(shù)量（每個(gè)操作的平均參數(shù)的數(shù)量（NPNPavgavg）：操作參數(shù)的數(shù)）：操作參數(shù)的數(shù)量越大，對(duì)象間的協(xié)作越復(fù)雜。量越大，對(duì)象間的協(xié)作越復(fù)雜。NPNPavgavg應(yīng)保持盡可能低應(yīng)保持盡可能低。封裝封裝在方法中內(nèi)聚性的缺乏（在方法中內(nèi)聚性的缺乏（LCOMLCOM）：）：LCOMLCOM值越高，必須值越高，必須被被 測(cè)試的狀態(tài)越多，以保證方法不產(chǎn)生副作用。測(cè)試的狀態(tài)越多，以保證方法不產(chǎn)生副作用。公共和保護(hù)屬性的百分比（公共和保護(hù)屬性的百分比（PAPPAP）：）：PAPPAP的高值增加了類的高值增加了類 間副作用的可能性。間副作用的可能性。對(duì)數(shù)據(jù)成員的公共訪問（對(duì)數(shù)

11、據(jù)成員的公共訪問（PADPAD）：）：PADPAD的高值導(dǎo)致了類間的高值導(dǎo)致了類間 副作用的潛在可能。副作用的潛在可能。繼承繼承根類的數(shù)量（根類的數(shù)量（NORNOR）：）：NORNOR增加時(shí)，測(cè)試工作量也增加；增加時(shí)，測(cè)試工作量也增加；扇入（扇入（FINFIN）：）：OOOO語(yǔ)境中，語(yǔ)境中，F(xiàn)INFIN是多繼承的指標(biāo)，是多繼承的指標(biāo)，F(xiàn)IN1FIN1 指明類從多于一個(gè)的根類繼承屬性和操作。指明類從多于一個(gè)的根類繼承屬性和操作。FIN1FIN1應(yīng)盡應(yīng)盡 量避免。量避免。子女?dāng)?shù)子女?dāng)?shù)(NOC)和繼承樹的深度和繼承樹的深度(DIT)：超類的方法必須：超類的方法必須針對(duì)每個(gè)子類被測(cè)試。針對(duì)每個(gè)子類被測(cè)

12、試。3.1基于時(shí)間的缺陷到達(dá)模式- S曲線模型3.2 PTR累積模型微軟公司的缺陷到達(dá)模式微軟公司的缺陷到達(dá)模式 缺陷達(dá)到模式的理想趨勢(shì)圖缺陷達(dá)到模式的理想趨勢(shì)圖 在測(cè)試階段初期，缺陷率增長(zhǎng)很快。在達(dá)到峰值后，就隨時(shí)間以較慢的速率下降，降低到最低點(diǎn)零點(diǎn) 不同的缺陷統(tǒng)計(jì)方法：1）一定時(shí)間內(nèi)的總?cè)毕輸?shù)；2）一定時(shí)間內(nèi)的嚴(yán)重程度前兩個(gè)等級(jí)的缺陷數(shù)之和；3）一定時(shí)間內(nèi)的新引進(jìn)的缺陷及回歸的缺陷之和；4）一定時(shí)間內(nèi)的新引進(jìn)的缺陷及回歸的缺陷，而且嚴(yán)重程度在前兩個(gè)等級(jí)的缺陷之和。PTR累積模型累積模型4.1 軟件復(fù)雜性的度量4.2 軟件缺陷度量 4.3 顧客滿意度度量 語(yǔ)法構(gòu)造方法 基本思路是根據(jù)程序中可

13、執(zhí)行代碼行的操作符和操作數(shù)的數(shù)量來計(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。 語(yǔ)法構(gòu)造方法可以揭示程序中單獨(dú)的語(yǔ)法構(gòu)造和缺陷率之間的關(guān)系：缺陷率= 0.15 + 0.23 DO WHILE + 0.22 SELECT + 0.07 IF-THEN-ELSE結(jié)構(gòu)度量方法 Henry給出的復(fù)雜性定義：Cp = ( 扇入 扇出)2其中：扇入 調(diào)用外部模塊的模塊數(shù)扇出 被外部模塊調(diào)用的次數(shù) 缺陷密度軟件缺陷在規(guī)模上的分布如：每KLOC或每個(gè)功能點(diǎn)（或類似功能點(diǎn)的度量對(duì)象點(diǎn)、數(shù)據(jù)點(diǎn)、特征點(diǎn)等）的缺陷數(shù) 缺陷率缺陷在時(shí)間上的分布如：從應(yīng)用軟件的角度來說，90%以上的缺陷是在發(fā)布后兩年內(nèi)被

14、發(fā)現(xiàn)出來 。 整體缺陷清除率在軟件開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)的被清除的所有缺陷數(shù) / /發(fā)現(xiàn)的總?cè)毕輸?shù) 階段性缺陷清除率產(chǎn)品中潛伏的缺陷數(shù)開發(fā)階段清除的缺陷數(shù)100顧客滿意度要素顧客滿意度要素顧客滿意度要素的內(nèi)容顧客滿意度要素的內(nèi)容技術(shù)解決方案質(zhì)量、可靠性、有效性、易用性、價(jià)格、安裝、新技術(shù)支持與維護(hù)靈活性、易達(dá)性、產(chǎn)品知識(shí)市場(chǎng)營(yíng)銷解決方案、接觸點(diǎn)、信息管理購(gòu)買流程、請(qǐng)求手續(xù)、保證期限、注意事項(xiàng)交付準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確、交付后過程企業(yè)形象技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)、財(cái)務(wù)穩(wěn)定性、執(zhí)行印象軟件組織的顧客滿意度要素及其內(nèi)容軟件組織的顧客滿意度要素及其內(nèi)容 顧客滿意度要素顧客滿意度要素顧客滿意度度量?jī)?nèi)容顧客滿意度度量?jī)?nèi)容軟件產(chǎn)品功能性、可靠

15、性、易用性、效率性、可維護(hù)性、可移植性開發(fā)文檔文檔的構(gòu)成、質(zhì)量、外觀、圖表以及索引、用語(yǔ)項(xiàng)目進(jìn)度以及交期交期的根據(jù)、進(jìn)度遲延情況下的應(yīng)對(duì)、進(jìn)展報(bào)告技術(shù)水平項(xiàng)目組的技術(shù)水平、項(xiàng)目組的提案能力、項(xiàng)目組的問題解決能力溝通能力事件記錄、格式確認(rèn)、問題解答運(yùn)用維護(hù)支持、問題發(fā)生時(shí)的應(yīng)對(duì)速度、問題解決能力軟件項(xiàng)目的顧客滿意度要素及其內(nèi)容軟件項(xiàng)目的顧客滿意度要素及其內(nèi)容 5.1軟件需求過程的質(zhì)量度量5.2軟件過程生產(chǎn)率的度量5.3 測(cè)試階段的過程質(zhì)量度量5.4 維護(hù)階段的過程質(zhì)量度量需求一致性度量Q1 Q1 n nuiui /n /nr rn nuiui是所有復(fù)審者都有相同解釋的需求數(shù)目n nr r是需求說

16、明書中需求的個(gè)數(shù)，包含功能和非功能需求需求完整性度量Q2 Q2 n nu u /(n/(ni i n ns s) ) n nu u是唯一功能需求的數(shù)目n ni i是由需求規(guī)格定義或包含的輸入的個(gè)數(shù)n ns s是被表示的狀態(tài)的個(gè)數(shù)。 需求確認(rèn)程度度量Q3Q3n nc c /(n/(nc cnnvnv) ) n nc c是已經(jīng)確認(rèn)為正確的需求的個(gè)數(shù)nnvnv是尚未被確認(rèn)的需求的個(gè)數(shù) 需求穩(wěn)定性度量需求穩(wěn)定性度量是通過需求穩(wěn)定因子RSI 來表示：RSI = （所有確定的需求數(shù) - 累計(jì)的需求變化請(qǐng)求數(shù)）/所有確定的需求數(shù) 所有確定的需求數(shù) = 初始需求請(qǐng)求列表數(shù) + 接受的需求變化請(qǐng)求數(shù) 軟件生產(chǎn)率

17、的三維關(guān)系軟件生產(chǎn)率的三維關(guān)系度量量 代碼行 功能點(diǎn) 類 測(cè)試用例度量單位 人時(shí)（man-hour） 人日（man-day） 人月（man-month） 人年（man-year）測(cè)試用例的深度（TCD, Test Case Depth）- - 每每KLOCKLOC的測(cè)試用例數(shù)的測(cè)試用例數(shù)- - 每個(gè)功能點(diǎn)每個(gè)功能點(diǎn)/ /對(duì)象點(diǎn)的測(cè)試用例數(shù)對(duì)象點(diǎn)的測(cè)試用例數(shù)測(cè)試用例的有效性- - 每每100100或或10001000個(gè)測(cè)試用例所發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)個(gè)測(cè)試用例所發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)測(cè)試用例的質(zhì)量（TCQ, Test Case Quality） - - 測(cè)試用例發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量測(cè)試用例發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量/ /總的缺陷數(shù)量

18、總的缺陷數(shù)量 測(cè)試執(zhí)行的效率和質(zhì)量 - - 每個(gè)人日所執(zhí)行的測(cè)試用例數(shù)每個(gè)人日所執(zhí)行的測(cè)試用例數(shù) - - 每個(gè)人日所發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)每個(gè)人日所發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù) - - 每修改的每修改的KLOCKLOC所運(yùn)行的測(cè)試用例數(shù)所運(yùn)行的測(cè)試用例數(shù) 缺陷報(bào)告的質(zhì)量 - - 報(bào)告的質(zhì)量不高的缺陷數(shù)報(bào)告的質(zhì)量不高的缺陷數(shù)/ /報(bào)告的總?cè)毕輸?shù)報(bào)告的總?cè)毕輸?shù)質(zhì)量不高的缺陷包含：1）狀態(tài)為“需要補(bǔ)充信息”的缺陷2）狀態(tài)為“不是缺陷”的缺陷基于需求的測(cè)試覆蓋- - 已執(zhí)行的測(cè)試覆蓋已執(zhí)行的測(cè)試覆蓋 TxTxRft Rft - - 成功的測(cè)試覆蓋成功的測(cè)試覆蓋 TsTsRftRft Tx表示已執(zhí)行的測(cè)試過程數(shù)或測(cè)試用例數(shù) Ts

19、是已執(zhí)行的完全成功、沒有缺陷的測(cè)試過程數(shù)或測(cè)試用例數(shù) Rft是測(cè)試需求的總數(shù) 基于代碼的測(cè)試覆蓋- - 已執(zhí)行的測(cè)試覆蓋已執(zhí)行的測(cè)試覆蓋 TcTcTncTnc Tc是用代碼語(yǔ)句、條件分支、代碼路徑、數(shù)據(jù)狀態(tài)判定點(diǎn)或數(shù)據(jù)元素名表示的已執(zhí)行項(xiàng)目數(shù) Tnc（Total number of items in the code）是代碼中的項(xiàng)目總數(shù) 平均失效時(shí)間MTTF (mean time to failure)基于時(shí)間缺陷 (或用戶問題數(shù)) 的到達(dá)率軟件成熟度指標(biāo) (SMI)質(zhì)量度量的統(tǒng)計(jì)方法包含以下步驟：1) 收集和分類軟件缺陷信息；2) 找出導(dǎo)致每個(gè)缺陷的原因(例如，不符合規(guī)格說明書、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、代

20、碼錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)處理不對(duì)、對(duì)客戶需求誤解、違背標(biāo)準(zhǔn)、界面不友好等)；3) 使用Pareto規(guī)則(80缺陷主要是由20的主要因素造成的，20缺陷是由另外80的次要因素造成的)，要將這20的主要因素分離出來。4) 一旦標(biāo)出少數(shù)的主要因素，就比較容易糾正引起缺陷的問題。錯(cuò)誤的根本原因來源于下面幾個(gè)方面：說明不完整或說明錯(cuò)誤(IES)與客戶交流不夠所產(chǎn)生的誤解(MCC)故意與說明偏離(IDS)違反編程標(biāo)準(zhǔn)(VPS)數(shù)據(jù)表示有錯(cuò)(EDR)模塊接口不一致(IMI)設(shè)計(jì)邏輯有錯(cuò)(EDL)不完整或錯(cuò)誤的測(cè)試(IET)不準(zhǔn)確或不完整的文檔(IID)將設(shè)計(jì)翻譯成程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的錯(cuò)誤(PLT)不清晰或不一致的人機(jī)界面(

21、HCI)雜項(xiàng)(MIS)質(zhì)量度量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集質(zhì)量度量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集總計(jì)總計(jì)(Ei)嚴(yán)重嚴(yán)重(Si)一般一般(Mi)微小微小(Ti)錯(cuò)誤錯(cuò)誤數(shù)量數(shù)量百分比百分比數(shù)量數(shù)量百分比百分比數(shù)量數(shù)量百分比百分比數(shù)量數(shù)量百分比百分比IES29622.3%5528.2%9518.6%14623.4%MCC20415.3%189.2%8717.0%9915.9%IDS644.8%21.0%311%315.0%VPS342.6%10.5%193.7%142.2%EDR18213.7%3819.5%9017.6%548.7%IMI822%147.2%214.1%477.5%EDL644.8%2010.3%173.3

22、%274.3%IET14010.5%178.7%5110.0%7211.6%IID544.1%31.5%285.5%233.7%PLT875%2211.3%265.1%393%HCI423.2%42.1%275.3%111.8%MIS811%10.5%203.9%609.6%總計(jì)1330100%195100%512100%623100%PMDPMDLicense:License:Open SourceCurrent version:Current version:5.0.2 (released 03.02.2013)URL:URL:http:/ is a source code analyze

23、r. It finds unused variables, empty catch blocks, unnecessary object creation, and so forth.”PMD is used for detecting bad practices in code, which is intended decrease the number of bugs in your code. The theory is that conforming to good practices in coding leads to better code, which we definitely agree with. With tagline tha