1、軟件工程,歡迎各位同學(xué)光臨本科生課程,第12章 軟件質(zhì)量保證,本章導(dǎo)讀 質(zhì)量保證一直是CMMI和ISO9000的中心議題，是微軟公司和IBM公司的重點(diǎn)課題，同樣也是項(xiàng)目管理的重要內(nèi)容。 通常，人們將“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、配置管理、測(cè)試測(cè)量”，作為質(zhì)量管理的三大支柱，而將“SQA計(jì)劃、SQA進(jìn)度、SQA評(píng)審和審計(jì)”，作為質(zhì)量管理三大要素。 本章先論述軟件質(zhì)量保證的基本概念和多種方法，后介紹IT企業(yè)軟件質(zhì)量保證文檔書(shū)寫(xiě)的參考指南。,12.1 軟件質(zhì)量基本概念,1. 軟件質(zhì)量及相關(guān)概念的定義 【定義12-1】所謂軟件質(zhì)量，就是供方提供的軟件產(chǎn)品滿足用戶明確和隱含需求的能力特性的總和。 【定義12-2】所謂軟件

2、產(chǎn)品，就是供方交付給用戶使用的一套計(jì)算機(jī)程序、數(shù)據(jù)以及相關(guān)文檔。 【定義12-3】所謂供方，就是向用戶提供產(chǎn)品的組織。供方有時(shí)又稱承包方。 通過(guò)上述定義，知道了軟件質(zhì)量是什么，以及意味著什么。在此之前，可能不知道這么多概念，只知道好的軟件的特點(diǎn)是功能強(qiáng)、性能優(yōu)、易使用、易維護(hù)、可移植、可重用。,什么樣的軟件是質(zhì)量好的軟件？,事實(shí)上，不同的人對(duì)軟件質(zhì)量有不同的評(píng)價(jià)和看法： （1）用戶認(rèn)為，功能、性能、接口滿足了需求就是好軟件。 （2）營(yíng)銷人員認(rèn)為，客戶群大且能賣個(gè)好價(jià)錢就是好軟件。 （3）管理者認(rèn)為，軟件開(kāi)發(fā)的進(jìn)度、成本、質(zhì)量（功能+性能+接口）在計(jì)劃的控制范圍內(nèi)就是好軟件。 （4）開(kāi)發(fā)者認(rèn)為，

3、易維護(hù)、可移植、可重用就是好軟件。 上述眾多觀點(diǎn)不無(wú)道理，但都是從各自的利益出發(fā)的。應(yīng)當(dāng)說(shuō)上述評(píng)價(jià)和看法的匯總，才是貨真價(jià)實(shí)的好軟件。,2. 質(zhì)量管理與控制的三個(gè)層次 (1) 事先的預(yù)防措施：制訂軟件過(guò)程開(kāi)發(fā)規(guī)范和軟件產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)和管理人員進(jìn)行這方面知識(shí)和技能的定向培訓(xùn)；(規(guī)范是對(duì)行為的約束、標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)產(chǎn)品的約束、規(guī)程是對(duì)操作的約束) (2) 事中的跟蹤監(jiān)控措施：按照CMM/CMMI或ISO9000的過(guò)程管理思想，對(duì)軟件過(guò)程和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量控制提供可視性管理； (3) 事后的糾錯(cuò)措施：對(duì)軟件工作產(chǎn)品和軟件產(chǎn)品加強(qiáng)評(píng)審和檢測(cè)。評(píng)審是在宏觀上框住您，在微觀上挑剔您，找出不符合項(xiàng)。檢測(cè)是為

4、了發(fā)現(xiàn)Bug，改正錯(cuò)誤。 結(jié)論：軟件質(zhì)量保證措施，應(yīng)以提前預(yù)防和實(shí)時(shí)跟蹤為主，以事后測(cè)試和糾錯(cuò)為輔。,3. 傳統(tǒng)軟件工程中質(zhì)量管理的弱點(diǎn) 在傳統(tǒng)軟件工程中，由于沒(méi)有完全吸收CMMI和ISO9000的質(zhì)量管理思想，因而對(duì)軟件質(zhì)量的定義是較模糊的，如表12-2所示。 按照這些定義，對(duì)軟件階段產(chǎn)品和軟件最終產(chǎn)品的測(cè)試、評(píng)審和評(píng)價(jià)，也是較模糊的。因?yàn)樗饕皇歉鶕?jù)用戶需求報(bào)告中，對(duì)“功能、性能、接口”的具體要求，記錄并跟蹤“不符合項(xiàng)”是否為零，而是考慮“正確性、健壯性、完整性、可用性、可理解性、可移植性、靈活性”等抽象指標(biāo)，往往使測(cè)試人員和評(píng)審人員感到有點(diǎn)無(wú)所事從。,12.2 軟件質(zhì)量保證方法,1.

5、從四個(gè)方面來(lái)改進(jìn)軟件質(zhì)量 (1) 力圖從編程語(yǔ)言上實(shí)現(xiàn)突破。已經(jīng)從機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、面向過(guò)程的語(yǔ)言、面向數(shù)據(jù)的語(yǔ)言，發(fā)展到面向?qū)ο?、面向?gòu)架的語(yǔ)言。 (2) 力圖從CASE工具上實(shí)現(xiàn)突破。這些工具有：OracleDesigner，PowerDesigner，ERwin，Rose，San Francisco，北大青鳥(niǎo)系統(tǒng)，分行業(yè)的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)。 (3) 力圖從軟件過(guò)程管上實(shí)現(xiàn)突破。如CMMI，ISO9000，微軟企業(yè)文化，IBM企業(yè)文化。 (4) 力圖從測(cè)試與糾錯(cuò)上實(shí)現(xiàn)突破。先后出現(xiàn)了各種測(cè)試方法、工具和糾錯(cuò)手段。,2. CMM改進(jìn)軟件質(zhì)量的方法 CMM認(rèn)為：它的18個(gè)關(guān)鍵過(guò)程域，每一個(gè)都跟質(zhì)

6、量管理有關(guān)，質(zhì)量管理體現(xiàn)在每一個(gè)KPA的驗(yàn)證之中。當(dāng)前，針對(duì)軟件質(zhì)量進(jìn)行保證的問(wèn)題，最有效的辦法還是下面五個(gè)方法的匯集： (1) 面向CMM2的KPA“軟件質(zhì)量保證”(SQA：Software Quality Assurance)方法。 (2) 面向CMM3的KPA“同行評(píng)審”(PR：Peer Reviews)方法。 (3) 面向CMM4的KPA“軟件質(zhì)量管理”(SQM：Software Quality Management)方法。 (4) 面向CMM5的KPA“缺陷預(yù)防”(DP：Defect Prevention)方法。 (5) 軟件質(zhì)量保證的其他措施。,3. CMM2的“軟件質(zhì)量保證SQA

7、”過(guò)程 (1) 首先，通過(guò)監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程，來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量； (2) 其次，保證軟件產(chǎn)品及軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程； (3) 最后，保證軟件產(chǎn)品、軟件過(guò)程中存在的不符合項(xiàng)問(wèn)題得到處理，必要時(shí)將問(wèn)題反映給高級(jí)管理者。 結(jié)合這三項(xiàng)內(nèi)容，CMM2的軟件質(zhì)量保證手段主要有三項(xiàng)：“審計(jì)、評(píng)審和處理不符合項(xiàng)”。審計(jì)是檢查做沒(méi)做，做了多少，以及按什么標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范做的。評(píng)審是檢查干得好不好，是否還存在不符合項(xiàng)。處理不符合項(xiàng)是跟蹤糾錯(cuò)過(guò)程，直至改正為止。,4. CMM3的軟件質(zhì)量保證手段“同行評(píng)審” 俗話說(shuō)，隔行如隔山，所以外行不能參與評(píng)審。同行評(píng)審是指同行進(jìn)行軟件產(chǎn)品驗(yàn)證的活動(dòng)，其目的是為了及早和

8、高效地從軟件工作產(chǎn)品中識(shí)別并消除缺陷。與技術(shù)評(píng)審不同，同行評(píng)審的對(duì)象一般是部分軟件工作產(chǎn)品，重點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)軟件工作產(chǎn)品中的缺陷。 所謂同行，是指和開(kāi)發(fā)者在被評(píng)審的軟件工作產(chǎn)品上有相同的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的人員。一般來(lái)講，不建議管理者作為同行，參與同行評(píng)審，也不應(yīng)使用同行評(píng)審的結(jié)果去評(píng)價(jià)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者的功過(guò)是非。 有人會(huì)說(shuō)：同行是“冤家”。沒(méi)關(guān)系，因?yàn)橥性u(píng)審是挑剔，是找缺陷，“冤家”更好。,5. CMM4的軟件質(zhì)量保證手段“軟件質(zhì)量管理” CMM4的“軟件質(zhì)量管理”目的是：建立對(duì)項(xiàng)目的軟件產(chǎn)品質(zhì)量的定量了解，以便實(shí)現(xiàn)特定的質(zhì)量目標(biāo)，例如在流程、時(shí)間、功能、性能、接口、界面上的特定需求目標(biāo)。為此，要對(duì)軟件工

9、作產(chǎn)品，實(shí)施內(nèi)容豐富的特定測(cè)量計(jì)劃，進(jìn)行質(zhì)量的定量管理。 6. CMM5的軟件質(zhì)量保證手段“缺陷預(yù)防” CMM5的“缺陷預(yù)防”目的是：鑒別缺陷的原因，并防止它們?cè)俅伟l(fā)生。具體做法有：建立項(xiàng)目缺陷分析的工程數(shù)據(jù)庫(kù)，字段有：“缺陷編號(hào)、缺陷名稱、缺陷類型、缺陷部位、缺陷原因、影響范圍、發(fā)生頻率、發(fā)生時(shí)間、所屬項(xiàng)目”等。將分析結(jié)果，尤其是帶普遍價(jià)值的過(guò)程更改，通知組織中的其他軟件項(xiàng)目組。,7CMMI軟件質(zhì)量保證的措施,CMMI更關(guān)注軟件質(zhì)量管理與控制。在CMMI的24個(gè)過(guò)程域中，直接與質(zhì)量管理有關(guān)的過(guò)程域有9個(gè)： (1)需求管理過(guò)程域，目的就是管理項(xiàng)目的產(chǎn)品和產(chǎn)品構(gòu)件的需求，標(biāo)識(shí)需求與項(xiàng)目計(jì)劃、工作

10、產(chǎn)品之間的不一致性，并解決不一致性問(wèn)題。 (2)度量和分析過(guò)程域，目的就是開(kāi)發(fā)和維持用于支持管理信息需要的度量能力。,CMMI軟件質(zhì)量保證的措施(續(xù)),(3)項(xiàng)目計(jì)劃過(guò)程，包括定義度量和度量的內(nèi)容。度量就是測(cè)量，分析就是統(tǒng)計(jì)與決策。 (4)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量保證過(guò)程域，目的就是對(duì)過(guò)程及相關(guān)工作產(chǎn)品進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，提供給項(xiàng)目成員和管理部門(mén)。強(qiáng)調(diào)同行評(píng)審與審計(jì)，交流和解決不一致問(wèn)題。 (5)驗(yàn)證過(guò)程域，目的就是保證所選的工作產(chǎn)品符合特定的需求。驗(yàn)證是個(gè)增量過(guò)程，它從需求驗(yàn)證開(kāi)始，經(jīng)歷工作產(chǎn)品的驗(yàn)證，直到最后完整產(chǎn)品的驗(yàn)證。 (6)確認(rèn)過(guò)程域，目的就是證明工作產(chǎn)品和產(chǎn)品構(gòu)件，當(dāng)它們處于其計(jì)劃的環(huán)境中時(shí)，能

11、完成其計(jì)劃的用途。,CMMI軟件質(zhì)量保證的措施(續(xù)),(7)組織級(jí)過(guò)程性能過(guò)程域，目的就是建立和維護(hù)組織標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程集性能的定量理解，且提供過(guò)程性能數(shù)據(jù)、基線和模型來(lái)定量地管理組織的項(xiàng)目。 (8)項(xiàng)目定量管理過(guò)程域，目的就是定量地管理項(xiàng)目的已定義過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目已建立的質(zhì)量和過(guò)程性能目標(biāo)。 (9)因果分析和解決方案過(guò)程域，目的就是識(shí)別發(fā)生缺陷和其他問(wèn)題的原因，采取行動(dòng)來(lái)預(yù)防其將來(lái)再次發(fā)生。 結(jié)論：質(zhì)量來(lái)源于過(guò)程，過(guò)程需要改進(jìn)，改進(jìn)需求量模型，改進(jìn)是無(wú)止境的，這就是CMMI精神！ CMMI精神萬(wàn)歲！,8. 軟件質(zhì)量保證的其他措施 除了CMM/CMMI外，為了抓好軟件質(zhì)量管理，軟件組織的高層經(jīng)理和項(xiàng)

12、目經(jīng)理，還應(yīng)該大力提倡并嚴(yán)格執(zhí)行“七化原則”，即在軟件質(zhì)量管理中，管理人員要做到：行為規(guī)范化，報(bào)告制度化，報(bào)表統(tǒng)一化，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，信息網(wǎng)絡(luò)化，管理可視化，措施及時(shí)化。 為了執(zhí)行好上述“七化原則”，在軟件組織內(nèi)部的各個(gè)項(xiàng)目中，還要建立“五報(bào)一例制度” ：日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、里程碑報(bào)表、重大事件報(bào)表和例會(huì)制度。實(shí)行“高層經(jīng)理抓月報(bào)，部門(mén)經(jīng)理抓周報(bào)，項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)抓日?qǐng)?bào)”的上、中、下三層的管理方法。,12.3 評(píng)審在質(zhì)量保證中的作用,從大量的軟件實(shí)踐中得知，正式評(píng)審工作被認(rèn)為是盡早發(fā)現(xiàn)軟件缺陷，降低軟件成本的最有效手段。 軟件缺陷的發(fā)現(xiàn)時(shí)間，同缺陷修正的成本呈冪次關(guān)系。根據(jù)IBM的研究結(jié)果，假定在分析

13、階段發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤其改正成本為1個(gè)貨幣單位，那么在測(cè)試之前（設(shè)計(jì)編碼階段）發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤的修改成本約為6.5個(gè)貨幣單位，在測(cè)試時(shí)（集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試）發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤的修改成本約為15個(gè)貨幣單位，而在發(fā)布之后（已經(jīng)交到用戶手上）發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤的修改成本約為60100個(gè)貨幣單位。該比例同樣也適用于發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤需要的時(shí)間代價(jià)。,評(píng)審在質(zhì)量保證中的作用,正式評(píng)審會(huì)議的流程,1. 評(píng)審會(huì)議的準(zhǔn)備 涉及的角色有：創(chuàng)建者、評(píng)審負(fù)責(zé)人、檢查者。 涉及的文檔有：評(píng)審檢查單。 (1)創(chuàng)建者負(fù)責(zé)陳述評(píng)審目標(biāo)；提交工作產(chǎn)品及其規(guī)范；與評(píng)審負(fù)責(zé)人一起選擇檢查者，并分配角色。 (2)評(píng)審負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)計(jì)劃、安排和組織評(píng)審活動(dòng)

14、，與創(chuàng)建者一起選擇檢查者。評(píng)審負(fù)責(zé)人應(yīng)該從創(chuàng)建者處將評(píng)審產(chǎn)品的內(nèi)容準(zhǔn)備齊全，并打包發(fā)送給檢查者。評(píng)審負(fù)責(zé)人還要詢問(wèn)每個(gè)檢查者的準(zhǔn)備時(shí)間，確定會(huì)議準(zhǔn)備是否充分，如果不充分，應(yīng)重新安排會(huì)議時(shí)間。 (3)檢查者：檢查工作產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)其缺陷，提出問(wèn)題，并且記錄到評(píng)審檢查單中。,正式評(píng)審會(huì)議的流程(續(xù)),2. 評(píng)審會(huì)議的召開(kāi) 涉及的新角色有：閱讀人和記錄人。創(chuàng)建者、評(píng)審負(fù)責(zé)人、檢查者在此階段，有新的工作任務(wù)。 涉及的文檔有：評(píng)審會(huì)議記錄，記錄評(píng)審過(guò)程中確定的軟件缺陷。 評(píng)審負(fù)責(zé)人：召開(kāi)會(huì)議，介紹參與者，說(shuō)明其角色，陳述評(píng)審的目標(biāo)，指導(dǎo)檢查者將精力集中于發(fā)現(xiàn)缺陷，而不是解決方法。提醒參與者評(píng)論要針對(duì)正在評(píng)審

15、的工作產(chǎn)品，而不是創(chuàng)建者。,正式評(píng)審會(huì)議的流程(續(xù)),閱讀人：向評(píng)審小組展示工作產(chǎn)品的各部分。 檢查者：提出缺陷、問(wèn)題、疑問(wèn)、改進(jìn)建議。 創(chuàng)建者：解答問(wèn)題，簡(jiǎn)短回答提出的問(wèn)題，使檢查者進(jìn)一步了解工作產(chǎn)品，從而幫助發(fā)現(xiàn)缺陷。 記錄人：詳細(xì)的記錄到問(wèn)題日志上。 3. 評(píng)審會(huì)議的跟蹤 涉及的新角色有：審核者。 涉及的文檔有：評(píng)審會(huì)議跟蹤表，由審核者跟蹤軟件缺陷的修復(fù)情況，并詳細(xì)記錄到評(píng)審會(huì)議跟蹤表中。 審核者：進(jìn)行跟蹤，確定正式評(píng)審會(huì)議上確定的缺陷都被按照改進(jìn)意見(jiàn)修改了，填寫(xiě)評(píng)審會(huì)議確信跟蹤表。,12.4 軟件質(zhì)量保證文檔,12.4.1 質(zhì)量保證文檔 12.4.2 質(zhì)量保證管理文檔 軟件質(zhì)量保證計(jì)劃任務(wù)進(jìn)度表是軟件質(zhì)量保證的管理文檔。但是，最重要的質(zhì)量管理文檔是：不符合項(xiàng)跟蹤表、軟件質(zhì)量保證活動(dòng)度量表。 不符合項(xiàng)跟蹤表，是由SQA成員根據(jù)評(píng)審記錄編制的管理文檔，它是為了驗(yàn)證被評(píng)審的工作產(chǎn)品的符合性(正確性)，以達(dá)到跟蹤其偏差率的目的： (1) 當(dāng)偏差率超過(guò)30%時(shí)，工作產(chǎn)品要重做； (2) 當(dāng)偏差率超過(guò)20%時(shí)，工作產(chǎn)品要大改； (3) 當(dāng)偏差率超過(guò)10%時(shí)，工作產(chǎn)品要小改； (4) 當(dāng)偏差率超過(guò)1%時(shí)，工作產(chǎn)品要修正； (5) 只有當(dāng)偏差率為零時(shí)，工作產(chǎn)品評(píng)審才通過(guò)。,12.5 本章小結(jié),軟件質(zhì)量是軟件企業(yè)的生命。本章從軟件質(zhì)量的定義開(kāi)