ch10-201009 軟件質(zhì)量管理與質(zhì)量保證

1、第八章軟件質(zhì)量管理和質(zhì)量保證8.1軟件質(zhì)量概要8.1.1軟件質(zhì)量定義ANSI標(biāo)準(zhǔn)的軟件質(zhì)量定義：“軟件質(zhì)量是軟件產(chǎn)品或服務(wù)的特性和特性的整體”IEEE的軟件質(zhì)量定義：軟件產(chǎn)品滿足規(guī)定要求的特性具體能力軟件具有預(yù)期的各種屬性組合程度用戶認(rèn)為軟件能滿足綜合預(yù)期程度的軟件組合特性的用戶預(yù)期的需求程度，8.1.2軟件質(zhì)量的質(zhì)量特性， McCall質(zhì)量模型：提出了軟件質(zhì)量特性中包含的質(zhì)量特性的可用性、效率性、安全性和靈活性可測(cè)性可移植性互操作性、McCall三層質(zhì)量測(cè)量模型McCall質(zhì)量測(cè)量模型框架、特性、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量、測(cè)量、管理觀點(diǎn)決定產(chǎn)品質(zhì)量的軟件屬性、定量測(cè)量的軟件屬性ISO提出的軟

2、件質(zhì)量評(píng)價(jià)模型標(biāo)準(zhǔn)是三級(jí)：高層：質(zhì)量需求評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(SQRC )中層：質(zhì)量設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(SQDC )低層：質(zhì)量測(cè)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(SQMC )， ISO提出的軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)模型、正確性、可跟蹤性、完整性、正確性、容錯(cuò)性，分為簡(jiǎn)單性、模塊性、通用性、可擴(kuò)展性、兼容性、效率、安全性、可維護(hù)性、適應(yīng)性、互連性、SQDC (中層)、SQRC (上層)、SQMC (低層) 使用單位的獨(dú)特定制8.1.3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的質(zhì)量特性ISO/iec 9126-1991信息技術(shù)chnotionsoftwareproductionproductiontechnoftwareproduct 16260-1996軟件產(chǎn)品的

3、質(zhì)量特性及其使用指南，8 . 產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)技術(shù)、成本、時(shí)間、進(jìn)度、過程質(zhì)量、人員素質(zhì)、影響產(chǎn)品質(zhì)量的四個(gè)方面，8.2軟件質(zhì)量保證、質(zhì)量保證也是一個(gè)過程，已進(jìn)入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 12207信息技術(shù)-軟件生存期過程。8.2.1質(zhì)量保證的主要功能、 質(zhì)量方針的制定和展開質(zhì)量保證方針的質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)的建立和管理各階段的質(zhì)量審查8.2.2實(shí)施質(zhì)量保證軟件質(zhì)量測(cè)定過程測(cè)定軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)：軟件復(fù)雜度測(cè)定靜態(tài)測(cè)定軟件產(chǎn)品規(guī)模軟件產(chǎn)品程序控制結(jié)構(gòu)的測(cè)定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的測(cè)定開發(fā)測(cè)定， Halstead的軟件復(fù)雜度測(cè)量方法Halstead根據(jù)程序中可執(zhí)行的代碼行的運(yùn)算符和運(yùn)算符的數(shù)量， 程序復(fù)雜度n1 :程序中出現(xiàn)的

4、運(yùn)算符的數(shù)量n2 :計(jì)算程序中出現(xiàn)的運(yùn)算符的數(shù)量n1 :程序中出現(xiàn)的運(yùn)算符的總數(shù)n2 :程序中出現(xiàn)的運(yùn)算符的總數(shù)，使用原來(lái)度量定義的式(1) 程序長(zhǎng)度N=n1log2 n1 n2log2 n2 (2)程序容量V=Nlog2 (n1 n2) (3)語(yǔ)言級(jí)別L=(2n2)/(n1n2) (4)程序工作量E=V/L (5)程序創(chuàng)建時(shí)間T=E/S S:Stroud數(shù)(認(rèn)為程序潛在錯(cuò)誤的數(shù)量B=Nlog2 (n1 n2)/3000，Halstead是程序中可能存在的錯(cuò)誤與程序容量成比例，例如：程序訪問75數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目1300次， 在150運(yùn)算符中使用了1200次的潛在錯(cuò)誤數(shù)為： b=(13001200 )

5、 log2(75150 )/3000=6.5(即67個(gè)錯(cuò)誤)，Halstead復(fù)雜度測(cè)量方法雖然是較科學(xué)的方法，但缺少和問題： (1)模塊忽略代碼和數(shù)據(jù)的二義性(4)不考慮數(shù)據(jù)類型的差異(5)不考慮調(diào)用深度(6)不區(qū)分不同類型的運(yùn)算符的McCabe復(fù)雜度測(cè)量(循環(huán)測(cè)量)， McCabe是將程序的復(fù)雜性很大程度上依賴于程序控制流的復(fù)雜性的程序圖的循環(huán)數(shù)作為該程序的復(fù)雜性的測(cè)量值時(shí)，具有強(qiáng)連通圖的循環(huán)數(shù)： V(G)=e-n 2 e:邊數(shù)n:節(jié)點(diǎn)數(shù)、McCabe復(fù)雜度測(cè)量例1，2，3，7，6，8，4，5，9，R1，R2，R3，R4，R5 V(G)=9-6 2=5， 由于V(G )其他計(jì)算方法： (1

6、)計(jì)算圖中所有邊界區(qū)域和有界區(qū)域數(shù)r圖中的五個(gè)區(qū)域(R1r5 )，因此可以用V(G)=5 (2)用判定語(yǔ)句總數(shù)1 (判定個(gè)數(shù)=分支數(shù)-1)圖中的四個(gè)判定來(lái)計(jì)算，v(g)=4=5， 8.2.3技術(shù)評(píng)審，軟件評(píng)審是“過濾器”的“凈化”軟件項(xiàng)目的活動(dòng)、質(zhì)量管理技術(shù)、質(zhì)量管理活動(dòng)分類、開發(fā)方法學(xué)、配置管理、驗(yàn)證技術(shù)、審查、正確性驗(yàn)證、性能調(diào)試、組件測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試避免錯(cuò)誤，避免錯(cuò)誤，允許錯(cuò)誤，調(diào)試，測(cè)試8.3軟件的可靠性，硬件系統(tǒng)的故障率，0，t，Z(t )，軟件系統(tǒng)的故障率，0，t，Z(t )，8.3.1基本概念，軟件的可靠性是局部的軟件可靠性定義的要素是： (1)環(huán)境條件規(guī)定了軟件的使用環(huán)

7、境(輸入數(shù)據(jù)請(qǐng)求和環(huán)境)，(2)規(guī)定時(shí)間t是隨機(jī)變量。 (3)成功規(guī)定的功能(4)，主要的軟件可靠性指標(biāo)，通過定量測(cè)量硬件可靠性的方法來(lái)測(cè)量軟件可靠性： MTBF:的平均故障間隔時(shí)間MTTF:的平均故障時(shí)間，t1，t2，tn:的故障時(shí)間，MTTF t、I、8.4軟件容錯(cuò)技術(shù)，提高軟件質(zhì)量和可靠性的技術(shù)：是錯(cuò)誤技術(shù)容錯(cuò)技術(shù)：避免不可避免的錯(cuò)誤，使其影響最小的技術(shù)。什么是8.4.1容錯(cuò)軟件？ 定義1:的功能的軟件為定義2:的功能的軟件，所述軟件為具有屏蔽能力的軟件，在一定程度上對(duì)其錯(cuò)誤的作用。 在3:中定義的功能的軟件為可從錯(cuò)誤狀態(tài)自動(dòng)恢復(fù)到正常狀態(tài)的軟件，該軟件是一種實(shí)現(xiàn)8.4.2容錯(cuò)的一般方法

8、，該軟件即使在錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)也能完成一定程度的預(yù)期功能。 實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)計(jì)算的方法：錯(cuò)誤檢查算法錯(cuò)誤恢復(fù)算法軟件組實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)計(jì)算的主要手段是冗馀，代理：普通軟件所需的資源，附加體：容錯(cuò)資源，容錯(cuò)軟件8.4.3容錯(cuò)的一般方法，冗馀技術(shù)分類：1.結(jié)構(gòu)冗馀2 .信息冗馀3 .時(shí)間冗馀8.4.3容錯(cuò)的一般方法3型(TMR )投票系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，表格決定器，U=(u1u2) (u2u3)=(u1u3)，1 .結(jié)構(gòu)冗馀Mk，I，H(N，k )系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，開關(guān)，Mn，Mk 1，v，切換開關(guān)，2 .為了檢測(cè)和修正運(yùn)算和傳輸中的信息的錯(cuò)誤而追加的一部分信息。 誤差校正碼(冗馀碼) :奇偶碼、恒重碼、循環(huán)碼、3 .通過以時(shí)間冗馀反

9、復(fù)執(zhí)行指令(指令的再執(zhí)行)或程序(程序的再計(jì)算)，消除瞬時(shí)錯(cuò)誤造成的影響。 常用的程序重新計(jì)算方法：程序回滾技術(shù)，錯(cuò)誤、t0、t1、t2、t3、ti-1、ti 1、i-1、程序回滾的圖像，1、2、3、時(shí)刻t0、t1、t2、程序?qū)?yīng)軟件容錯(cuò)的系統(tǒng)構(gòu)成1 .多版本的結(jié)構(gòu)，將相同功能不同版本的程序(多子系統(tǒng)和模塊級(jí))與系統(tǒng)并聯(lián)連接，構(gòu)成冗馀并行模型，版本1、版本2、版本3 投票，相同的功能，多個(gè)版本的程序的概念圖， 2 .恢復(fù)塊結(jié)構(gòu)以構(gòu)成要求容錯(cuò)的塊(基本塊)的提供：對(duì)備份塊(單獨(dú)設(shè)計(jì)的冗馀備份)的附加錯(cuò)誤檢查恢復(fù)措施、恢復(fù)塊， Ensure從測(cè)試By基本塊Else By備份塊1 Else By備份

10、塊n Else錯(cuò)誤、恢復(fù)塊的操作方式、保存現(xiàn)場(chǎng)、團(tuán)隊(duì)空、恢復(fù)塊的備份塊列中取出模塊，激活該模塊通過測(cè)試t，、出現(xiàn)問題，顯示錯(cuò)誤和位置，通過繼續(xù)后續(xù)工作，、8.5質(zhì)量管理，質(zhì)量管理的類型： (1)質(zhì)檢型管理(2)全面質(zhì)量管理，軟件質(zhì)量保證體系的研究和主要技術(shù)現(xiàn)在， 國(guó)際軟件過程質(zhì)量管理的最主要三個(gè)代表是CMM /PSP/TSP ISO9000系列ISO/IEC15504，過程和軟件質(zhì)量管理隨著軟件技術(shù)和軟件應(yīng)用的發(fā)展，以過程為中心質(zhì)量形成過程，可靠性高，質(zhì)量高的軟件必須依賴軟件過程的管理。 軟件過程和軟件質(zhì)量管理iso9000版本將過程定義為“將輸入轉(zhuǎn)換為輸出的交互或交互活動(dòng)”，軟件工程過程：軟

11、件開發(fā)和生產(chǎn)過程，如需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、tee 例如，項(xiàng)目策劃流程、監(jiān)控流程、質(zhì)量保證流程軟件支持流程：支持軟件開發(fā)和生產(chǎn)流程的流程。 例如，審查過程、培訓(xùn)過程、質(zhì)量過程。、技術(shù)改進(jìn)和過程改進(jìn)的關(guān)系技術(shù)改進(jìn)在改進(jìn)過程的同時(shí)，低技術(shù)、高技術(shù)、過程成熟、過程不成熟、低風(fēng)險(xiǎn)路徑、高風(fēng)險(xiǎn)路徑、原始狀態(tài)、理想狀態(tài)、結(jié)果路徑可能沒有、軟件過程的管理模式、 CMM :軟件過程管理和改進(jìn)CMM是軟件過程學(xué)科的管理和改進(jìn)模式，也是測(cè)量軟件開發(fā)能力和成熟度的標(biāo)準(zhǔn)。 CMM /PSP/TSP技術(shù)流派CMM (軟件能力成熟度模型： capabilitymaturitymodelforsoftware )是美國(guó)卡內(nèi)基

12、瓜大學(xué)的軟件工程研究所(sei:softwareengineeringinging 在1986年接受美國(guó)國(guó)防部評(píng)價(jià)軟件供應(yīng)商能力的要求開始研究開發(fā)，在美國(guó)，之后在全世界實(shí)施的軟件評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要用于軟件開發(fā)過程和軟件開發(fā)能力的評(píng)價(jià)和改善。 CMM標(biāo)準(zhǔn)分為五個(gè)等級(jí)，從低到高分別為：個(gè)初始等級(jí)、可重復(fù)等級(jí)、定義等級(jí)、定量管理等級(jí)和優(yōu)化等級(jí)。 1998年SEI通過cmmi(CMM集成) cmmi提供統(tǒng)一的流程改善框架，消除了不同模型之間的不匹配和再現(xiàn)性，預(yù)計(jì)將成為今后軟件流程改善領(lǐng)域的比較穩(wěn)定的實(shí)用模型。 現(xiàn)在SEI把質(zhì)量管理理念和思想擴(kuò)展到人力資源管理方面(PSP/TSP/P-CMM )。 融合工藝技

13、術(shù)和生產(chǎn)線技術(shù)，如2000年推出的軟件生產(chǎn)線PLP(Products Line Practice )和COTS(Commercial Off The Shelf )，ISO 9000標(biāo)準(zhǔn)系列，1987年ISO 9000質(zhì)量管理截止到1997年底，約100個(gè)國(guó)家、地區(qū)推進(jìn)了ISO9000質(zhì)量認(rèn)證活動(dòng)，ISO9000族的標(biāo)準(zhǔn)目前有20種，分為5種： (1)質(zhì)量用語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)： ISO8402-1994 (2)質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)(3)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)(4)質(zhì)量管理和質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)的選定和實(shí)施指南“消費(fèi)者向供應(yīng)商要求質(zhì)量保證”的標(biāo)準(zhǔn)： 9001 9003“供應(yīng)商建立質(zhì)量保證體系”的標(biāo)準(zhǔn)： 9004區(qū)分9001、9002

14、、9003對(duì)象的工序范圍不同： 9001范圍最廣，包括從設(shè)計(jì)到售后服務(wù)在內(nèi)的9002為9002 ISO/IEC15504年軟件處理簡(jiǎn)化和可用性(spice )項(xiàng)目組織是用于確定自己能力改造和軟件供應(yīng)商能力的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)iso/iso/I 該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了流程評(píng)價(jià)、流程改進(jìn)、流程能力確認(rèn)等方針和模型。 當(dāng)前，相關(guān)組織正在考慮CMMI與15504標(biāo)準(zhǔn)的兼容性，CMMI最終與ISO/IEC 15504標(biāo)準(zhǔn)兼容，CMM也支持并很可能兼容。 在CMM模型及其實(shí)踐、CMM模型及其實(shí)踐中，企業(yè)的流程能力被認(rèn)為是重要的因素。 過程能力是指企業(yè)從事軟件開發(fā)和生產(chǎn)的過程本身透明化、規(guī)范化和強(qiáng)制運(yùn)行。 這樣，就可以把軟件開發(fā)和生產(chǎn)過程中成功或失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)轉(zhuǎn)化為今后可以參考和吸收的營(yíng)養(yǎng)，大幅度提高軟件生產(chǎn)成熟度。 在軟件開發(fā)過程中，識(shí)別了幾個(gè)重要的進(jìn)程域(KPA )，并成為了對(duì)幾種CMM模型方法的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。 利用過去軟件工程發(fā)展的成果，以實(shí)施這些重要的流程域?yàn)榻裹c(diǎn)，有效地建立流程，加快軟件企