碩士學位論文 （專業(yè)學位） 軟件缺陷 管理系統的設計與實現 姓 名： 學 號： 所在院系：軟件學院 職業(yè)類型： 工程碩士 專業(yè)領域：軟件工程 指導教師： 副 指導教師 ： 二 一三 年 八 月 A in 2013 of 軟件缺陷管理系統的設計與實現 同濟大學 學位論文版權使用授權書 本人完全了解同濟大學關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，同意如下 各項內容：按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版本；學校有權保存學位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數字化或其它手段保存論文；學校有權提供目錄檢索以及提供本學位論文全文或者部分的閱覽服務；學校有權按有關規(guī)定向國家有關部門或者機構送交論文的復印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學?？梢赃m當復制論文的部分或全部內容用于學術活動。 學位論文作者簽名： 年 月 日 經指導教師同意，本學位論文屬于保密，在 年解密后適用本授權書。 指導教師簽名： 學位論文作者簽名： 年 月 日 年 月 日 同濟大學學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師指導下，進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本學位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 本 學位論文原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。 學位論文作者簽名： 年 月 日 同濟大學 碩士學位論文 摘要 I 摘要 隨著 國內當今各類軟件開發(fā)規(guī)模的發(fā)展和變化 ，軟件測試和軟件缺陷管理的工作量也 在隨之增加，它們占據整個研發(fā)工作量的比重 在迅速地提高。 軟件缺陷管理系統是軟件企業(yè)提升軟件產品質量 ,提高軟件開發(fā)效率 ,降低軟件生產成本的重要 系統 。 軟件缺陷管理的核心作用是對其缺陷采取正確的補救措施以保證軟件的質量，同時為軟件的升級開發(fā)提供重要的技術依據。 本文以 某 軟件管理中心 的需求 為背景，設計和開發(fā)了 一個基于 構的軟件缺陷管理系統 。在系統的 設計和開發(fā)過程中，我們采用了 個開源框架的基礎上 ，并運用 發(fā)平臺， 采用靈活的B/S 結構實現的。 本 系統 可以通過角色進行權限管理，從而實現對軟件缺陷的整個生命周期的管理。該 系統 主要包括了用戶操作模塊、工程管理模塊、缺陷管理流程模塊三個功能模塊，支持用戶查詢功能和缺陷統計功能，較好的滿足了中小規(guī)模團隊實現缺陷管理規(guī)范化、標準化、自動化的目標。 本文 論述 的缺陷管理系統 不但能夠實現對于軟件測試過程中發(fā)現的缺陷進行跟蹤和查詢，更多的是比較系統的、全面的把握了各個缺陷在 其生命 周期中的各個狀態(tài)，切實 的將管理缺陷應用于軟件開發(fā)的過程中，不僅 減少了測試工程師的工作量和文檔整理的時間，并且通過直觀 圖形的形式來顯示缺陷的統計和嚴重程度、缺陷來源等因素，方便測試人員進行整理、統計、分析。 關鍵字 : 缺陷管理 ， B/S 結構 I to of as & D of in is to of of to of is to to at an on as a eb In of we /S be so as to of of to in in of is a of in of in of of to of B/S 同濟大學 碩士學位論文 目錄 錄 第 1 章 引言 . 1 題背景 . 1 內外研究現狀 . 3 課題的目的和意義 . 4 題研究內容 . 5 文的組織結構 . 6 第 2 章 相關技術 . 7 ，軟件產品逐漸應用到了社會的各個領域。隨著用戶對軟件產品的實用性和復雜性的要求不斷提升，軟件產品的質量自然成為了人們共同關注的焦點。不論是軟件的生產者還是軟件的使用者，均對軟件的質量有很高的要求 1。人們在探討如何避免軟件錯誤和提高軟件產品質量的過程中已經逐漸意識到了不論采用什么技術和方法，軟件中仍然會有錯 誤 。采用新的語言、先進的開發(fā)方式、完善的開發(fā)過程，可以減少錯誤的引入，但是仍然不可能完全杜絕軟件中的錯誤，這些引入的錯誤需要通過軟件測試找出來，軟件中的錯誤密度也需要軟件測試 來進行估計。軟件測試的目的是發(fā)現缺陷，所以軟件開發(fā)團隊需要建立完善的缺陷管理系統來管理缺陷。同時，現實中存在著各種的中小規(guī)模團隊， 這之中包括了一些團隊成員因地理位置距離大而不能方便共享信息 ，比如說一些對開源項目的團隊，成員分布在世界各地，需要一個能即時更新缺陷數據，使團隊共享最新缺陷信息是一個急迫的需要。本文通過對缺陷管理的研究和對中小規(guī)模團隊缺陷管理需求的分析，設計了一套基于 軟件缺陷管理 系統 ，旨在解決中小規(guī)模軟件開發(fā)團隊尤其是團隊成員不在一起工作 的缺陷管理需求。 軟件缺陷是指那些使軟件方式與需求或 客戶要求不一致的東西。 軟件質量按照 963 年的標準陳述，可以定義為 “ 與軟件產品滿足規(guī)定的和隱含的需求的能力和有關的特征和特性的全體 ” 2。 為了適應這一現實的需求，使 用軟件缺陷管理系統輔助軟件開發(fā)和管理顯得尤為重要。 總的來說，缺陷是軟件錯誤和失效的根源。缺陷的引入、發(fā)現、修復和關閉貫穿于整個軟件開發(fā)過程中，要獲得高質量的軟件，必須有效的管理缺陷，對缺陷進行預防、檢測并主動清除 3。 通常在軟件開發(fā)過程中，造成軟件出現缺陷的原因可以歸納為以下幾點 3： 1. 程序編寫錯誤 這 是一個很 常見的問題，通常會跟開發(fā)人員的經驗有關。但是即便是經驗再 豐富的開發(fā)人員所編寫的軟件也會有缺陷 3。 2. 未按規(guī)范編寫程序 通常在軟件開發(fā)前，開發(fā)小組會制定一套編寫程序的規(guī)范，開發(fā)人員按照所規(guī)定的規(guī)范編寫。制定規(guī)范最主要的目的就是為了做好程序代碼的統一管理。同濟大學 碩士學位論文 軟件缺陷管理系統的設計與實現 2 開發(fā)人員編寫程序時未按照規(guī)范要求所帶來的問題，會對后續(xù)的代碼維護帶來很多的負面影響。 3. 軟件越來越復雜 由于軟件市場的競爭激烈，也迫使軟件產品的功能日益增多并相應的提高了服務功能。因此程序的編寫變得越來越復雜，與此同時，開發(fā)團隊為了提高開發(fā)效率、縮 短開發(fā)周期、對組件進行模塊化設計等行為也令軟件結構更加復雜。在這種情況下，產生缺陷的機會也隨之增 大 。 4. 開發(fā)人員的態(tài)度 開發(fā)人員在軟件開發(fā)過程中可能產生情緒，對客戶及測試人員的意見熟視無睹。這些來自開發(fā)人員的消極因素都無疑造成了軟件缺陷增多的原因之一。 5. 溝通障礙 這個問題出現在人員與人員、部門與 部門、垂直與橫向的溝通上，許多交流 之所以 會 存在就是為了增加溝通渠道。在一般人的印象中，工程師通常讓人覺得是難以溝通的。但是在軟件開發(fā)組織里溝通是必要的，促進溝通的方法除了要定期討論之外，還要要求工程師將作業(yè) 的流程與結果予以建檔，這也是一個重要的管理項目 。 6. 需求變更過頻這一點也是使程序產生更多問題的原因之一 需求變更所造成的結果就是變更程序代碼，程序代碼只要稍做變更就必須經過測試來確保運作正常，所以這個影響是一個連鎖反應或稱為依存問題。需求變更如果發(fā)生在開發(fā)的初期，對整體的影響是可以控制在一定范圍之內的 ;但如果發(fā)生在后期，所造成的影響除了開發(fā)周期延誤之外，軟件質量將很難得以控制。 軟件測試是伴隨著軟件 的產生而產生的，有了軟件生產和運行就必然有軟件測試。軟件測試的 主要目的在于發(fā)現存在的缺陷，對于如何處理測試 中發(fā)現的缺陷，將直接影響到測試的效果。只有正確、迅速、準確的處理這些缺陷，才能消除軟件缺陷，保證要發(fā)布的軟件符合需求設計的目標。在實際軟件測試過程中，對于每個缺陷都要經過測試、確認、修復、驗證等管理過程，這是軟件測試的重要環(huán)節(jié)。 為了正確的跟蹤每個軟件缺陷的處理過程，需要一個完善的管理系統將軟件測試發(fā)現的每個缺陷記錄下來，跟蹤缺陷從產生 到 最終解決的全過程，將軟件缺陷分類管理，同時提供了查詢接口，以供相關對軟件的缺陷進行查詢、統計和分析。 一套基于 統 提供了一個協同合作的環(huán)境和一個中央數據倉庫 ，集中規(guī)范管理軟件缺陷。由于測試人員可能分布在各地，用戶需要一個 第 1章 引言 3 集中的缺陷管理系統，能讓測試人員不管何時何地都能參與整個測試過程。因此設計開發(fā)一個基于 統 能消除各個團隊成員間的地域障礙，能讓測試人員、開發(fā)人員或其它的 員通過一個中央數據倉庫，在不同的地方就能提交測試信息。通過將測試過程流水化，僅在一個基于瀏覽器的應用中 便 可完成，而不需要每個客 戶端都安裝一套客戶端程序，極大地方便了測試人員、開發(fā)人員或其它 員的交流和協作。 內外研究現狀 軟件缺陷管理作為軟件質量管理的重要 組成部分，是軟件開發(fā)管理過程的關鍵性因素之一，人們對缺陷管理 系統 的需求逐漸增多，國內外越來越多的公司進行相關管理 系統 的開發(fā)。目前國外已有的比較知名的缺陷管理 系統 中，商業(yè)軟件主要有 ，基本的功能包括：定義信息條目類型、提供工作流程的實現、查詢信息、概要統計或圖形表示、支持多數據庫、評論系統、支持 務等。開源的軟件 系統 如，其中 用了關系型數據庫、支持 跨網絡 報告 持通過 覽或搜索 是此項目自 2001 年 3 月 12日之后處于停滯狀態(tài)。國內主要使用的軟件缺陷管理 系統 為 統 。 1. 一個優(yōu)秀的問題跟蹤及管理軟件 4 。 它 是 目 前 比 較 流 行 的 基 于 瀏 覽 器 / 服務器(簡稱 B/S)架構的管理系統，由于 司對很多開源項目實行免費提供缺陷跟蹤服務，因此在開源領域，其認知度比 其他的產品要高，而且易用性也好一些 5。 統的三個基本概念為 :問題 (項目 (工作流(6。問題可以代表一個軟件的缺陷，一個項目的任務，一個新的功能，一個改進等等 7。項目是指問題的集合，可以代表一個軟件開發(fā)項目，一個現有產品，一個測試項目等。工作流是指一個問題在其生命周期中在不同狀態(tài)中的轉變。 工作流是它的核心和靈魂 8。由于 統的采用織開發(fā)的開源工作流引擎具有極其靈活的特點，因此 統可以讓用 戶較為方便靈活地定制符合用戶需要的問題生命周期。 統的主要功能如下 5:問題追蹤和管理 ;問題跟進情況的分析報告 ;對不同項目配置不同管理功能 ;組件 /模塊負責人功能 ;無限制的工作流，可以自同濟大學 碩士學位論文 軟件缺陷管理系統的設計與實現 4 己定制工作流 (有版本限制 );子任務 (能 ;郵件通知功能 ;豐富的客戶化配置項目 ;豐富的插件 (置等。 統的主要優(yōu)點有 :統通過郵件功能進行協作通知，在實際工作中有效提高工作和溝通效率 ;多種插件及詳細的界面自定義功能，基本上可以滿 足項目的需要 ;通過工作流的定制， 了擔當缺陷管理系統外，還可以作為需求管理，任務管理，過程管理系統等等偏重流程管理的系統 ； 且可以將搜索結果導出。 統的主要缺點有 :對應測試需求，測試用例等都沒有提供直接的方式進行管理，沒有做到測試計劃，需求，用例的關聯 ;定制功能實現較為復雜，需要用戶配置大量的 高端客戶要求較高 ;作為 于沒有這些產品的用戶來說這些功能顯然是不必要的 ;商業(yè)軟件，價格較高。產品更新和服務許可需要每年付費更新。具有 僅在企業(yè)版提供 (。 件收費更是按照系統用戶數量來收取。 2. 主要目標是滿足中小型項目的管理以及跟蹤。 要有以下功能 5:缺陷跟蹤管理 ;問題跟進分析報告 ;可以添加子項目，模塊等功能 ;權限設置靈活 ;工作流自 定義配置 ;路線圖，修改日志 ;統計報表，圖形報表 ;與 戶可以免費使用 ;較為強大的 知定制功能 ;可以跟蹤程序版本變更歷程 ;可以生成項目 種指標統計圖表 ;豐富的過濾器搜索功能 ;開源軟件，可以修改代碼進行 2 次開發(fā)。 安裝配置復雜，界面不美觀 ;工作流整體的配置不靈活 ;管理不方便，修改配置大部分需要進行代碼修改。 除了以上介紹的幾款比較著名的缺陷管理 系統 之外，國內外成熟的公司都會 建立自己軟件缺陷信息收集系統，并對缺陷信息都有較好的應用。本 文 將結合調查與實踐經驗，具體介紹構建一個基于 、方便小規(guī)模開發(fā)團隊快速便捷地管理軟件缺陷的缺陷管理 系統 的方法和步驟。 課題 的目的和意義 第 1章 引言 5 隨著 發(fā)展，互聯網徹底改變了人們的生活 以及 工作方式，越來越多的人喜歡通過網絡來 工作。互聯網解決了人員的地域障礙，可以實現人員之間 快速方便的交流。軟件開發(fā)團隊成員并不一定全部在一起工作交流，很多的團隊成員是分散在各地的，這樣團隊的項目出現缺陷時，一個基于 缺陷管理 系統 是必須的。由 于團隊的規(guī)模各異，要求也變化不一，很難在短的時間內完成一個滿足所有團隊需要的管理 系統 ，所以本文討論介紹的軟件缺陷 系統 是定位于小規(guī)模開發(fā)團隊，這樣的團隊可以是有固定成員的團隊，也可以是通過網絡認識組成的團隊，更可以是因某一個目標臨時組成的團隊。以上描述的團隊存在著組隊規(guī)模靈活、成員分配角色多變、項目變化較頻繁 、成員地理位置不確定等多方面的不確定 信息，本 系統 含有更多的 素，構建了一個較為開放的系統，可以方便實現的構建小組、創(chuàng)建自己的工程、根據用戶狀態(tài)添加人員等操作，本 系統 非常方便的解決了團隊的組成問題，可 以方便團隊成員順利的完成缺陷管理，達到團隊協作的目的。 本論文中提到的軟件缺陷管理 系統 適用于小規(guī)模軟件開發(fā)團隊的使用 9。由于本 系統 是基于 以使用人員可以方便的通過 絡使用本 系統 。本 系統 提供了項目創(chuàng)建管理、模塊創(chuàng)建管理、軟件缺陷創(chuàng)建管理、參與人員管理、缺陷總結分析等功能，能 滿足團隊開發(fā)過程中的基本 軟件缺陷管理需求，并提供了相應的接口，方便 系統 功能添加，可以幫助小規(guī)模開發(fā)團隊克服團隊人員由于地理 位置 距離過大 而 不便交流的困難，方便團隊人員在任何有 地方登陸系統進行 團隊交流，保證團隊的合作進度合理的進行。 題研究內容 本文以 某 軟件管理中心 的需求 為背景，設計和開發(fā)了一個基于 構的軟件缺陷管理系統。在系統的設計和開發(fā)過程中，我們采用了 個開源框架的基礎上，并運用 發(fā)平臺，采用靈活的B/ 具體的研究內容包括： 1. 通過 件管理中心 的業(yè)務需求進行分析和研究，并畫出相關用例圖。 2. 通過 對用例圖的分析， 針對軟件企業(yè)對于不同項目、不同種類的缺陷 ,能在管理系統內對應 擁有不同的缺陷處理流程的 分析，發(fā)現實現過程中出現的問題，并與 團隊 進行進一步的溝通和研究。 同濟大學 碩士學位論文 軟件缺陷管理系統的設計與實現 6 3. 對 軟件缺陷 管理系統進行總體的結構設計和功能設計。 該系統主要包括了用戶操作模塊、工程管理模塊、缺陷管理流程模塊三個功能模塊，支持用戶查詢功能和缺陷統計功能 。 4. 對 軟件缺陷管理系統 進行詳細設計和開發(fā)，實現各模塊的功能，然后集成各模塊，并對系統進行調試。 文的組織結構 本文是以 了解 開源框架和 相關技術知識以及軟件缺陷管理等基本流程，遵循軟件工程中軟件開發(fā) 的基本流程，分析軟件開發(fā)過程及缺陷管理 系統 的功能需求，研究其設計和實現的技術和 方法。設計基于 統 的總體架構，使用 統 、結合 成系統的人員操作模塊、項目操作模塊、缺陷管理流程模塊等三個主要功能模塊的編寫實現，并對所實現的部分進行測試和評價。 本文的組織結構如下： 第 1 章引言，主要介紹了課題的背景，意義和目的，以及 軟件缺陷 管理系統 的發(fā)展現狀。 第 2 章相關技術，主要介紹了系統在設計和開發(fā)過程中所涉及到的方法和技術。 第 3 章系統的 分析，主要是通過與 團隊和用戶 的 交流 ，從而獲得 軟件缺陷管理 系統的需求信息，并運用 用例圖將需求分析可視化，進而使系統的擁有者，開發(fā)者 對系統有一個直觀上的認識。 第 4 章系統的設計，在本章中，運用了時序圖對系統的各個子功能進行了詳細的 分析，并利用 三范式設計出了系統的數據庫。 第 5 章系統的實現，主要是實現了 軟件缺陷 管理 系統的功能，并對部分功能進行了 介紹。 第 6 章 系統 的 測試 ， 主要是對各功能模塊的具體測試，包括可用性測試和功能測試。 第 7章總 結 ，主要是對系統的設計與實現進行總結，并提出下一步的計劃。 第 2章 相關技術 7 第 2 章 相關技術 ，用戶通過瀏覽器向分布在網絡上的許多服務器發(fā)出請求，服務器對瀏覽器的請求進行處理，將用戶所需信息返回到瀏覽器。 B/戶機上只需配置少量的客戶端 軟件 。服務器將擔負更多的工作，對數據庫的訪問和應用程序的執(zhí)行將在服務器上完成。瀏覽器發(fā)出請求，而其余如數據請求、加工、結果返回以及動態(tài)網頁生成等工作全部由 際上 B/，由 務器單獨組成一 層來負擔其任務，這樣客戶機的壓力減輕了，把負荷分配給了 務器。 圖 層體系結構 采用該結構軟件的優(yōu)勢在于： 1. 無須開發(fā)客戶端軟件，維護和升級方便； 2. 可跨平臺操作，任何一臺機器只要裝有 可作為客戶機來訪問系統； 3. 具有良好的開放性和可擴充性； 4. 可采用防火墻技術來保證系統的安全性，有效地適應了當前用戶對管理信息系統的新需求。 這種三層結構層與層之間相互獨立，任何一層的改 變不影響其他層的功能。 三層 B/S 結構將應用的三個部分明確的分開：表示部分、應用邏輯部分、數據訪問部分。這三個部分在邏輯上獨立的分開，分別加以實現，稱之為：客戶端、應用服務器、數據庫服務器。而在客戶端和應用服務器之間加入一個 形成了一種特殊的 B/S 結構： 在客戶端安裝瀏覽器軟件即可?？蛻舳耸褂?，就可以讓 覽器 務器 同濟大學 碩士學位論文 軟件缺陷管理系統的設計與實現 8 變成為能夠處理數據的應用系統。 由于這種模式是提供一個跨平臺的、簡單一致的應用環(huán)境，實現了開發(fā)系統 與應用系統的分離，因此避免了為多重不同的操作系統開發(fā)同一應用系統的重復操作，便于用戶群的擴展、變化以及應用系統的管理。 因此該結構在管理信息系統開發(fā)領域中獲得飛速發(fā)展，成為應用軟件開發(fā)中一種流行的體系結構 層分層結構 在軟件體系架構的設計中，分層結構是最常見的，也是最重要的一種結構。微軟推薦的分層式結構一般分為三層，即：數據層，業(yè)務邏輯層和表示層。其中數據層，也稱為持久層，其功能主要是負責數據庫的訪問。業(yè)務邏輯層是整個系統的核心，它與這個系統的業(yè)務邏輯有關。而表示 層則是系統的 責用戶與整個系統的交互。 一個好的分層結構，可以使開發(fā)人員的分工更加明確，一旦定義好各個層次之間的接口，負責不同邏輯設計的開發(fā)人員就可以并行開發(fā)，互不影響。一個完善的三層結構的要求是：修改表示層而不用修改邏輯業(yè)務層，修改邏輯業(yè)務層而不用修改數據層。 因此一個完善的分層結構 可以降低層與層之間的依賴性，從而保證了系統未來的可擴展性與復用性。 但是，分層結構也不可避免的存在一些缺陷。一個非常重要的缺點是降低了系統的整體性能。即很多業(yè)務不能直接訪問數據庫，以獲得相應的數據，而必須通過一個所謂的 中間層來完成這些操作。因此三層結構并不適用于一些對執(zhí)行速度要求過于苛刻的系統。 而且 分層結構可能會導致級聯修改 ，即 如果在表示層需要增加一個功能，為了保證其設計符合分層結構，可能需要在相應的業(yè)務邏輯層和數據訪問層中都增加相應的代碼。 總之，任何一種開發(fā)模式或方法，都是有利有弊的。在設計和開發(fā)系統時，通過比較和權衡后，選擇一個適合系統的模式是很重要的。 言 一種可以撰寫跨平臺應用軟件的面向對象的程序設計語言，是由司于 1995 年 5 月推出的 序設計 語言和 臺（即 總稱 10。 效性、平臺移植性和安全性，廣泛應用于個人 據中心、游戲控制臺、科學 第 2章 相關技術 9 超級計算機、移動電話和互聯網，同時擁有全球最大的開發(fā)者專業(yè)社群。在全球云計算和移動互聯網的產業(yè)環(huán)境下， 具備了顯著優(yōu)勢和廣闊前景。 程語言的解釋是： 程語言是個簡單、面向對象、分布式、解釋性、健壯、安全與系統無關、可移植、高性能、多線程和動態(tài)的語言。 明顯的優(yōu)勢 11。它具有平臺無關性的特點；具有更高的安全性；具有現象對象的特點；具有面向分布的特點；并且具有更強的健壯性。 則 1. 言可以在不同的平臺上運行。由于 言引進了虛擬機的原理，即它可以在虛擬機上運行，因此 言在不同的運行平臺上都具有 口。 言的虛擬機的建立是在操作系統和硬件之上的，它的數據 類型是與機器無關的，又不它提供了不同平臺的接口，因此用 言 編寫的程序是可以在全世界共享的。 2. +語言類似的，但是C+語言是有指針的，且指針是對應存儲器的地址而進行直接的操作的， +語 言