軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)的定量監(jiān)理

1、. ：.； 軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)的定量監(jiān)理軟件質(zhì)量是指與軟件產(chǎn)品滿足規(guī)定和隱含的需求的才干和有關(guān)的特征的全體，即一切描畫計(jì)算機(jī)軟件優(yōu)秀程度的特性的組合。 運(yùn)用軟件的質(zhì)量依賴于問(wèn)題需求的描述、處理方案的建模設(shè)計(jì)、可執(zhí)行程序的編碼的產(chǎn)生以及為發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而運(yùn)轉(zhuǎn)軟件的測(cè)試。一個(gè)優(yōu)秀的監(jiān)理工程師應(yīng)該可以運(yùn)用定量的方法來(lái)評(píng)價(jià)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的分析及設(shè)計(jì)模型、源代碼和測(cè)試用例(usecase)的質(zhì)量。 軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量的定量監(jiān)理 為了實(shí)現(xiàn)這種實(shí)時(shí)的質(zhì)量評(píng)價(jià)，監(jiān)理工程師們必需采用技術(shù)度量來(lái)客觀地評(píng)價(jià)質(zhì)量，而不能僅僅采用客觀的方法進(jìn)展評(píng)價(jià)。 在評(píng)價(jià)中，首先要明確的一點(diǎn)是，軟件需求是度量軟件質(zhì)量的根底。不符合需求的軟件

2、就不具備質(zhì)量。 而在定量監(jiān)理實(shí)際中，通常需求運(yùn)用一種被稱為尺度度量的方法，這種定量度量適用于一些可以直接度量的特性，比如，出錯(cuò)率定義為錯(cuò)誤數(shù)KLOC單位時(shí)間等。 因此，對(duì)質(zhì)量控制所應(yīng)該建立的一些定量數(shù)據(jù)是： 1明確性(無(wú)二義性)、完全性、正確性、可了解性、可驗(yàn)證性、內(nèi)部和外部一致性、可完成性、簡(jiǎn)約性、可追蹤性、可修正性、準(zhǔn)確性和可復(fù)用性的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以用來(lái)評(píng)價(jià)分析模型和相應(yīng)的需求規(guī)約質(zhì)量的特征。 公開(kāi)的能夠缺陷數(shù)與報(bào)告總?cè)毕輸?shù)的對(duì)比那么可以用來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)試準(zhǔn)確度和測(cè)試覆蓋度，同時(shí)也可以預(yù)測(cè)工程發(fā)布時(shí)間。 2產(chǎn)品發(fā)布前去除的缺陷數(shù)在總?cè)毕輸?shù)中所占的百分比，有助于評(píng)價(jià)產(chǎn)品的質(zhì)量。 3按嚴(yán)重缺陷、子

3、系統(tǒng)缺陷來(lái)劃分，分類統(tǒng)計(jì)出平均修復(fù)時(shí)間，這樣將有助于規(guī)劃糾正缺陷的任務(wù)。 4利用測(cè)試的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估算可維護(hù)性、可靠性、可用性和原有缺點(diǎn)總數(shù)等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將有助于評(píng)價(jià)運(yùn)用軟件的穩(wěn)定程度和能夠產(chǎn)生的失敗。 在上述定量數(shù)據(jù)的根底上，就可以開(kāi)場(chǎng)進(jìn)展估算。 1、根本的定量估算 根本定量估算例如： 設(shè) F為用功能點(diǎn)描畫的軟件規(guī)模； D1為在開(kāi)發(fā)過(guò)程提交之前中發(fā)現(xiàn)的一切缺陷數(shù)； D2為提交后發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)； D為發(fā)現(xiàn)的總?cè)毕輸?shù)。 因此，D=D1+D2 對(duì)于一個(gè)運(yùn)用軟件工程，那么有如下計(jì)算方程式可以從不同的角度估算軟件的質(zhì)量： 質(zhì)量=D2/F； 缺陷注入率=D/F； 整體缺陷去除率=D1/D； 同樣以上期中的

4、CAD軟件為例，根據(jù)上期計(jì)算所得結(jié)果，功能點(diǎn)F為366，而在開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了15個(gè)錯(cuò)誤，提交后又發(fā)現(xiàn)了4個(gè)錯(cuò)誤，那么： D1=15，D2=4 D=D1+D2=15+4=19 質(zhì)量(每功能點(diǎn)的缺陷數(shù))=D2/F=4/366=0.0109 缺陷注入率=D/F=19/366=0.05191 整體缺陷去除率=D1/D=15/19=0.7895 有資料報(bào)告，美國(guó)的平均整體缺陷去除率目前只到達(dá)大約85%。而像AT&T、IBM、摩托羅拉和惠普這樣一些大公司的頂級(jí)工程，經(jīng)過(guò)實(shí)施最正確實(shí)際，其缺陷去除率可以超越99%。 眾所周知，去除軟件缺陷的難易程度是不同的。需求錯(cuò)誤、規(guī)格闡明、設(shè)計(jì)問(wèn)題及錯(cuò)誤修正是最難去除的

5、。表1給出了美國(guó)平均缺陷的情況： 表2反映的是CMM五個(gè)等級(jí)是如何影響軟件質(zhì)量的，其數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)空軍1994年委托SPR美國(guó)一家著名的調(diào)查公司進(jìn)展的一項(xiàng)研討。 從表中可以看出，CMM級(jí)別越高，缺陷去除率也越高。 在監(jiān)理過(guò)程中，可以將這這些規(guī)范或目的結(jié)合起來(lái)運(yùn)用，用以辨明能夠存在的質(zhì)量問(wèn)題。 2、對(duì)軟件需求的估算 假設(shè)在一個(gè)規(guī)約中有nr個(gè)需求，所以 nr=nf+nnf 其中，nf是功能需求的數(shù)目，nnf是非功能需求數(shù)目(例如性能)。 為了確定需求確實(shí)定性(無(wú)二義性)，一種基于復(fù)審者對(duì)每個(gè)需求解釋的一致性的度量方法為： Q1nui/nr 其中，Q1表示需求確實(shí)定性，nui是一切復(fù)審者都有一樣解釋

6、的需求數(shù)目。當(dāng)需求的模糊性越低時(shí)，Q1的值越接近1。 在CAD軟件的例子中，假設(shè)計(jì)算機(jī)圖形顯示功能模塊的功能性需求是10個(gè)，非功能性需求呼應(yīng)速度和分辨率是2個(gè)，一切復(fù)審者都有一樣解釋的需求數(shù)目是11個(gè)，那么： Q1=11/12=0.916667 而功能需求的完好性Q2那么可以經(jīng)過(guò)計(jì)算以下比率獲得： Q2nu/(nins) 其中，nu是獨(dú)一功能需求的數(shù)目，ni是由規(guī)商定義或包含的輸入(刺激)的個(gè)數(shù)，ns是被表示的形狀的個(gè)數(shù)。 Q2只是測(cè)度了一個(gè)系統(tǒng)所表示的必需的功能百分比，但是它并沒(méi)有思索非功能需求。為了把這些非功能需求結(jié)合到整體度量中以求完好，必需思索已有需求曾經(jīng)被確認(rèn)的程度。這可以用Q3來(lái)表

7、示： Q3nc/(ncnnv) 其中，nc是曾經(jīng)確以為正確的需求的個(gè)數(shù)，nnv是尚未被確認(rèn)的需求的個(gè)數(shù)。 在CAD軟件的例子中，假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能模塊的獨(dú)一功能需求是10個(gè)，由規(guī)商定義或包含的輸入個(gè)數(shù)也是10個(gè)，表示的形狀的個(gè)數(shù)是1個(gè)，曾經(jīng)被確認(rèn)的需求是8個(gè)，未被確認(rèn)的需求是2個(gè)，那么： Q210/101=1.0 Q38/8+2=0.8 3、估算驗(yàn)收測(cè)試階段預(yù)期發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù) 1假設(shè)運(yùn)用類似工程的數(shù)據(jù)，那么可以估計(jì)當(dāng)前工程在驗(yàn)收測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷數(shù)，它等于在類似工程的驗(yàn)收測(cè)試階段發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)和這個(gè)工程估計(jì)的任務(wù)量與類似的總?cè)蝿?wù)量比率的乘積。用如下公式表示: 驗(yàn)收測(cè)試缺陷的估計(jì)=驗(yàn)收測(cè)試缺陷數(shù)任務(wù)量估

8、計(jì)/實(shí)踐任務(wù)量 在CAD軟件的例子中，假設(shè)以前有一個(gè)類似的圖形處置軟件，在驗(yàn)收測(cè)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了12個(gè)缺陷，本工程估算的任務(wù)量是66人/月，實(shí)踐的任務(wù)量是82人/月，那么CAD軟件工程在驗(yàn)收測(cè)試時(shí)能夠出現(xiàn)的缺陷是： 驗(yàn)收測(cè)試缺陷的估計(jì)=1266/82=10 2運(yùn)用過(guò)程才干基線中的數(shù)據(jù)，那么可以運(yùn)用幾種方法來(lái)計(jì)算這個(gè)值: a、估算每功能單元的缺陷數(shù)，那么功能點(diǎn)規(guī)模按前面討論的方式進(jìn)展估計(jì)，預(yù)期的缺陷數(shù)是質(zhì)量數(shù)據(jù)和估計(jì)規(guī)模的乘積。 b、估算過(guò)程缺陷去除率。在這種情形下，在驗(yàn)收測(cè)試階段預(yù)期存在的缺陷數(shù)可以由缺陷注入率、過(guò)程中的去除率目的以及估計(jì)的規(guī)模一同來(lái)決議。 4、針對(duì)維護(hù)活動(dòng)設(shè)計(jì)的度量 IEEES

9、td.982.1-1988IEE94建議了一個(gè)軟件成熟度目的(SMI)，它提供了對(duì)軟件產(chǎn)品的穩(wěn)定性的指示(基于為每一個(gè)產(chǎn)品的發(fā)布而做的變動(dòng))，以下信息可以確定： MT=當(dāng)前發(fā)布中的模塊數(shù)； Fc=當(dāng)前發(fā)布中曾經(jīng)變動(dòng)的模塊數(shù)； Fa=當(dāng)前發(fā)布中曾經(jīng)添加的模塊數(shù)； Fd=當(dāng)前發(fā)布中已刪除的前一發(fā)布中的模塊數(shù)； 那么，軟件成熟度目的可以用下面的公式來(lái)計(jì)算： SMI=MT-(Fa+Fc+Fd)/MT 當(dāng)SMI接近1.0的時(shí)候，產(chǎn)品開(kāi)場(chǎng)穩(wěn)定。SMI也可以用作方案軟件維護(hù)活動(dòng)的度量。產(chǎn)生一個(gè)軟件產(chǎn)品的發(fā)布的平均時(shí)間可以和SMI關(guān)聯(lián)起來(lái)，并且也可以開(kāi)發(fā)一個(gè)維護(hù)任務(wù)量的閱歷模型。 在CAD軟件的例子中，假設(shè)目

10、前的軟件是2.0版，當(dāng)前發(fā)布的模塊數(shù)是32個(gè)，當(dāng)前發(fā)布中曾經(jīng)變動(dòng)的模塊數(shù)是8個(gè)，當(dāng)前發(fā)布中曾經(jīng)添加的模塊數(shù)是2個(gè)，當(dāng)前發(fā)布中已刪除的前一發(fā)布中的模塊數(shù)是1個(gè)，那么： SMI=32821/32=0.656， 從結(jié)果可以看出，目前的情況離產(chǎn)品穩(wěn)定還有相當(dāng)?shù)拈g隔 。 5、軟件可用性的計(jì)算 軟件可用性是指在某個(gè)給定時(shí)間點(diǎn)上程序可以按照需求執(zhí)行的概率。其定義為： 可用性=MTTF/MTTF+MTTR100 其中，MTTF是“平均失敗時(shí)間，MTTR是“平均修復(fù)時(shí)間。 在CAD軟件的例子中，假設(shè)軟件在6個(gè)月內(nèi)失敗一次，每次恢復(fù)平均需求20分鐘恢復(fù)時(shí)間為排除缺點(diǎn)或系統(tǒng)重新啟動(dòng)所用的時(shí)間，那么，它的可用性是：

11、6個(gè)月/6個(gè)月+20分鐘X100=99.92% 通常，提高系統(tǒng)的可用性根本上有兩種方法：即添加MTTF或減少M(fèi)TTR。而添加MTTF還要求添加系統(tǒng)的可靠性。 6、利用植入缺點(diǎn)法估算程序中原有缺點(diǎn)總數(shù)ET 通常可以采用捕獲再捕獲抽樣法來(lái)估算程序中原有缺點(diǎn)總數(shù)。 設(shè)Ns是在測(cè)試前人為地向程序中植入的缺點(diǎn)數(shù)(稱播種缺點(diǎn))，ns是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間測(cè)試后發(fā)現(xiàn)的播種缺點(diǎn)的數(shù)目，n是在測(cè)試中又發(fā)現(xiàn)的程序原有缺點(diǎn)數(shù)。 假設(shè)測(cè)試用例發(fā)現(xiàn)植入缺點(diǎn)和原有缺點(diǎn)的才干一樣，那么程序中原有缺點(diǎn)總數(shù)N(=ET)估算值為： 例如，在CAD軟件的測(cè)試過(guò)程中，人為播入的缺點(diǎn)數(shù)是5個(gè)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的測(cè)試后發(fā)現(xiàn)的播種缺點(diǎn)數(shù)是4個(gè)，在測(cè)試

12、中又發(fā)現(xiàn)原有的缺點(diǎn)數(shù)是2個(gè)，那么程序中原有的缺點(diǎn)數(shù)是： N=5/42=15個(gè) 軟件開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的定量監(jiān)理 很多運(yùn)用軟件工程之所以墮入混亂形狀而使工程組人員經(jīng)常感到疲于奔命，就是由于對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理的不注重。在監(jiān)理過(guò)程中也經(jīng)常如此，很多情況下都是問(wèn)題發(fā)生時(shí)才認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的存在。而資源和工程周期的壓力，使得工程的相關(guān)方不得不在沒(méi)有很充分預(yù)備的情況下倉(cāng)促應(yīng)戰(zhàn)，而在這種情況下產(chǎn)生的結(jié)果往往是不理想的。 軟件風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)理就是在風(fēng)險(xiǎn)成為影響軟件工程勝利的要挾之前，識(shí)別、著手處置并消除風(fēng)險(xiǎn)的源頭。 風(fēng)險(xiǎn)關(guān)注未來(lái)將要發(fā)生的事情。那么，什么樣的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)導(dǎo)致軟件工程徹底失敗呢？改動(dòng)也是我們所關(guān)懷的用戶需求、開(kāi)發(fā)技術(shù)、目的計(jì)算機(jī)以及

13、一切其他與工程相關(guān)的要素的改動(dòng)，將會(huì)對(duì)按時(shí)交付和總體勝利產(chǎn)生什么影響呢？最后，我們必需抓住選擇時(shí)機(jī)我們應(yīng)該采用什么方法和工具？需求多少人員來(lái)參與任務(wù)？對(duì)質(zhì)量的要求要到達(dá)什么程度才是“足夠的？諸如此類的問(wèn)題還有很多，這些問(wèn)題是風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)理最關(guān)鍵的部分。 對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)展定量監(jiān)理的第一步，就是要識(shí)別那些能夠?qū)L(fēng)險(xiǎn)帶到工程方案中的要素，也就是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)展分類。 1、工程風(fēng)險(xiǎn)要挾到工程方案。也就是說(shuō)，假設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)變成現(xiàn)實(shí)，有能夠會(huì)拖延工程的進(jìn)度，且添加工程的本錢。 工程風(fēng)險(xiǎn)是指潛在的預(yù)算、進(jìn)度、人力(任務(wù)人員及組織)、資源、客戶、及需求等方面的問(wèn)題以及它們對(duì)軟件工程的影響。工程復(fù)雜性、規(guī)模以及構(gòu)造不確定性也被定義

14、為工程風(fēng)險(xiǎn)要素。 2、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)要挾到要開(kāi)發(fā)軟件的質(zhì)量及交付時(shí)間。假設(shè)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)變成現(xiàn)實(shí)，那么開(kāi)發(fā)任務(wù)能夠變得很困難或根本不能夠。 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是指潛在的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、接口、驗(yàn)證、和維護(hù)等方面的問(wèn)題。此外，規(guī)約的二義性、技術(shù)的不確定性、陳舊的技術(shù)及“先進(jìn)的技術(shù)也是風(fēng)險(xiǎn)要素。 3、組織風(fēng)險(xiǎn)。常見(jiàn)的組織風(fēng)險(xiǎn)是組織內(nèi)部對(duì)目的未達(dá)成一致、高層對(duì)工程不注重、資金缺乏或與其他工程有資源沖突等都是潛在的組織風(fēng)險(xiǎn)。 4、外部風(fēng)險(xiǎn)。比如法律法規(guī)變化、工程相關(guān)接口方的情況發(fā)生變化，這些事件往往是不可控制的。但要留意的是，普通將不可控制的“不可抗力不作為風(fēng)險(xiǎn)，而是將它們當(dāng)作災(zāi)難進(jìn)展防御。 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，又稱為風(fēng)險(xiǎn)估算，試圖從兩個(gè)

15、方面評(píng)價(jià)每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的能夠性或概率，以及假設(shè)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后所產(chǎn)生的后果。 工程方案者以及其他管理人員和技術(shù)人員需求一同執(zhí)行四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)活動(dòng)：1建立一個(gè)尺度，以反映風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的能夠性；2描畫風(fēng)險(xiǎn)的后果；3估算風(fēng)險(xiǎn)對(duì)工程及產(chǎn)品的影響；4標(biāo)注風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的整體準(zhǔn)確度，以免產(chǎn)生誤解。 風(fēng)險(xiǎn)表可以給工程管理者、監(jiān)視者提供一種簡(jiǎn)單的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)。風(fēng)險(xiǎn)表的樣本如表3所示。 在這里，PS指產(chǎn)品/工程規(guī)模風(fēng)險(xiǎn)，BU指商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，CU是指客戶特性風(fēng)險(xiǎn)，TE是指建造技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，DE是指開(kāi)發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，ST是指人員閱歷與閱歷風(fēng)險(xiǎn)，像這樣風(fēng)險(xiǎn)可以有許多，在這里就不一一舉例了。 工程組一開(kāi)場(chǎng)要在表中的第一列列出一切風(fēng)險(xiǎn)(不論多么細(xì)

16、微)。每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)在第二列上加以分類。每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率那么輸入到第三列中。每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的概率值可以由工程組成員個(gè)別估算，然后將這些單個(gè)值求平均，得到一個(gè)有代表性的概率值。 下一步是評(píng)價(jià)每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)所產(chǎn)生的影響。運(yùn)用表3所述的特性評(píng)價(jià)每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)要素，并確定其影響的類別。對(duì)四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)要素-性能、支持、本錢及進(jìn)度的影響類別求平均可得到一個(gè)整體的影響值(假設(shè)其中一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)要素對(duì)工程特別重要，也可以運(yùn)用加權(quán)求平均值)。 在表三中，影響類別取值如下： 1-災(zāi)難的，2-嚴(yán)重的，3-細(xì)微的，4-可忽略的 完成了風(fēng)險(xiǎn)表的前四列內(nèi)容之后，就要根據(jù)概率及影響來(lái)進(jìn)展排序。高發(fā)生概率、高影響的風(fēng)險(xiǎn)放在表的上方，而低概率風(fēng)險(xiǎn)那么移到表的下方