軟件質(zhì)量保證基本概念與方法

軟件工程劉竹松歡迎各位同學(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、測試測量”，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)量保證文檔書寫的參考指南。要求具體內(nèi)容了解1)軟件質(zhì)量及其相關(guān)概念的定義2)質(zhì)量管理與控制的三個(gè)層次3)傳統(tǒng)軟件工程中質(zhì)量管理的弱點(diǎn)4)同行評(píng)審5)軟件質(zhì)量保證管理文檔理解1)從四個(gè)方面來改進(jìn)軟件質(zhì)量2)CMM/CMMI改進(jìn)軟件質(zhì)量的方法3)軟件組織內(nèi)部的“七化原則”和“五報(bào)一例制度”關(guān)注1)CMM2的“軟件質(zhì)量保證SQA”過程2)《軟件質(zhì)量保證計(jì)劃》的編寫方法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）開發(fā)者認(rèn)為，易維護(hù)、可移植、可重用就是好軟件。上述眾多觀點(diǎn)不無道理，但都是從各自的利益出發(fā)的。應(yīng)當(dāng)說上述評(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：制訂軟件過程開發(fā)規(guī)范和軟件產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)軟件開發(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的過程管理思想，對(duì)軟件過程和軟件產(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。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)。檢測是為了發(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)，往往使測試人員和評(píng)審人員感到有點(diǎn)無所事從。序號(hào)質(zhì)量因素質(zhì)量因素的定義1正確性系統(tǒng)滿足規(guī)格說明書和用戶目標(biāo)的程度。2健壯性在意外環(huán)境或錯(cuò)誤操作下，系統(tǒng)做出適當(dāng)響應(yīng)的程度。3完整性對(duì)未經(jīng)授權(quán)的人使用系統(tǒng)的企圖，系統(tǒng)能夠控制的程度。4可用性系統(tǒng)完成預(yù)定的功能時(shí)，令人滿意的程度。5可理解性系統(tǒng)的理解和使用的容易程度。6可維修性診斷和改正發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤所需的工作量大小。7靈活性修改或改進(jìn)系統(tǒng)，需要的工作量多少。8可測試性系統(tǒng)容易測試的程度。9可移植性移植到另一種平臺(tái)中運(yùn)行所需資源的多少。10可再用性軟件系統(tǒng)的可復(fù)用程度。11互運(yùn)行性與其他系統(tǒng)集成，所需的工作量多少。12.2軟件質(zhì)量保證方法1.從四個(gè)方面來改進(jìn)軟件質(zhì)量

(1)力圖從編程語言上實(shí)現(xiàn)突破。已經(jīng)從機(jī)器語言、匯編語言、面向過程的語言、面向數(shù)據(jù)的語言，發(fā)展到面向?qū)ο蟆⒚嫦驑?gòu)架的語言。

(2)力圖從CASE工具上實(shí)現(xiàn)突破。這些工具有：OracleDesigner，PowerDesigner，ERwin，Rose，SanFrancisco，北大青鳥系統(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)力圖從測試與糾錯(cuò)上實(shí)現(xiàn)突破。先后出現(xiàn)了各種測試方法、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)鍵過程域，每一個(gè)都跟質(zhì)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：SoftwareQualityAssurance)方法。

(2)面向CMM3的KPA“同行評(píng)審”(PR：PeerReviews)方法。

(3)面向CMM4的KPA“軟件質(zhì)量管理”(SQM：SoftwareQualityManagement)方法。

(4)面向CMM5的KPA“缺陷預(yù)防”(DP：DefectPrevention)方法。

(5)軟件質(zhì)量保證的其他措施。3.CMM2的“軟件質(zhì)量量保證SQA”過程(1)首先，通過監(jiān)監(jiān)控軟件的開開發(fā)過程，來來保證產(chǎn)品的的質(zhì)量；(2)其次，保證軟軟件產(chǎn)品及軟軟件開發(fā)過程程，符合相應(yīng)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)規(guī)程；(3)最后，保證軟軟件產(chǎn)品、軟軟件過程中存存在的不符合合項(xiàng)問題得到到處理，必要要時(shí)將問題反反映給高級(jí)管管理者。結(jié)合這三項(xiàng)內(nèi)內(nèi)容，CMM2的軟件質(zhì)量保保證手段主要要有三項(xiàng)：““審計(jì)、評(píng)審審和處理不符符合項(xiàng)”。審審計(jì)是檢查做做沒做，做了了多少，以及及按什么標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和規(guī)范做的的。評(píng)審是檢檢查干得好不不好，是否還還存在不符合合項(xiàng)。處理不不符合項(xiàng)是跟跟蹤糾錯(cuò)過程程，直至改正正為止。4.CMM3的軟件質(zhì)量保保證手段“同同行評(píng)審”俗話說，隔行行如隔山，所所以外行不能能參與評(píng)審。。同行評(píng)審是是指同行進(jìn)行行軟件產(chǎn)品驗(yàn)驗(yàn)證的活動(dòng)，，其目的是為為了及早和高高效地從軟件件工作產(chǎn)品中中識(shí)別并消除除缺陷。與技技術(shù)評(píng)審不同同，同行評(píng)審審的對(duì)象一般般是部分軟件件工作產(chǎn)品，，重點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)軟件工作產(chǎn)產(chǎn)品中的缺陷陷。所謂同行，是是指和開發(fā)者者在被評(píng)審的的軟件工作產(chǎn)產(chǎn)品上有相同同的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)和知識(shí)的人人員。一般來來講，不建議議管理者作為為同行，參與與同行評(píng)審，，也不應(yīng)使用用同行評(píng)審的的結(jié)果去評(píng)價(jià)價(jià)產(chǎn)品開發(fā)者者的功過是非非。有人會(huì)說：同同行是“冤家家”。沒關(guān)系系，因?yàn)橥行性u(píng)審是挑剔剔，是找缺陷陷，“冤家””更好。5.CMM4的軟件質(zhì)量保保證手段“軟軟件質(zhì)量管理理”CMM4的“軟件質(zhì)量量管理”目的的是：建立對(duì)對(duì)項(xiàng)目的軟件件產(chǎn)品質(zhì)量的的定量了解，，以便實(shí)現(xiàn)特特定的質(zhì)量目目標(biāo)，例如在在流程、時(shí)間間、功能、性性能、接口、、界面上的特特定需求目標(biāo)標(biāo)。為此，要要對(duì)軟件工作作產(chǎn)品，實(shí)施施內(nèi)容豐富的的特定測量計(jì)計(jì)劃，進(jìn)行質(zhì)質(zhì)量的定量管管理。6.CMM5的軟件質(zhì)量保保證手段“缺缺陷預(yù)防”CMM5的“缺陷預(yù)防防”目的是：：鑒別缺陷的的原因，并防防止它們?cè)俅未伟l(fā)生。具體體做法有：建建立項(xiàng)目缺陷陷分析的工程程數(shù)據(jù)庫，字字段有：“缺缺陷編號(hào)、缺缺陷名稱、缺缺陷類型、缺缺陷部位、缺缺陷原因、影影響范圍、發(fā)發(fā)生頻率、發(fā)發(fā)生時(shí)間、所所屬項(xiàng)目”等等。將分析結(jié)結(jié)果，尤其是是帶普遍價(jià)值值的過程更改改，通知組織織中的其他軟軟件項(xiàng)目組。。7．CMMI軟件質(zhì)量保證證的措施CMMI更關(guān)關(guān)注注軟軟件件質(zhì)質(zhì)量量管管理理與與控控制制。。在在CMMI的24個(gè)過過程程域域中中，，直直接接與與質(zhì)質(zhì)量量管管理理有有關(guān)關(guān)的的過過程程域域有有9個(gè)：：(1)需求求管管理理過過程程域域，目目的的就就是是管管理理項(xiàng)項(xiàng)目目的的產(chǎn)產(chǎn)品品和和產(chǎn)產(chǎn)品品構(gòu)構(gòu)件件的的需需求求，，標(biāo)標(biāo)識(shí)識(shí)需需求求與與項(xiàng)項(xiàng)目目計(jì)計(jì)劃劃、、工工作作產(chǎn)產(chǎn)品品之之間間的的不不一一致致性性，，并并解解決決不不一一致致性性問問題題。。(2)度量量和和分分析析過過程程域域，目目的的就就是是開開發(fā)發(fā)和和維維持持用用于于支支持持管管理理信信息息需需要要的的度度量量能能力力。。CMMI軟件件質(zhì)質(zhì)量量保保證證的的措措施施(續(xù))(3)項(xiàng)目目計(jì)計(jì)劃劃過過程程，包包括括定定義義度度量量和和度度量量的的內(nèi)內(nèi)容容。。度度量量就就是是測測量量，，分分析析就就是是統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)與與決決策策。。(4)過程程和和產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量保保證證過過程程域域，目目的的就就是是對(duì)對(duì)過過程程及及相相關(guān)關(guān)工工作作產(chǎn)產(chǎn)品品進(jìn)進(jìn)行行客客觀觀評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)，，提提供供給給項(xiàng)項(xiàng)目目成成員員和和管管理理部部門門。。強(qiáng)強(qiáng)調(diào)調(diào)同同行行評(píng)評(píng)審審與與審審計(jì)計(jì)，，交交流流和和解解決決不不一一致致問問題題。。(5)驗(yàn)證證過過程程域域，目目的的就就是是保保證證所所選選的的工工作作產(chǎn)產(chǎn)品品符符合合特特定定的的需需求求。。驗(yàn)驗(yàn)證證是是個(gè)個(gè)增增量量過過程程，，它它從從需需求求驗(yàn)驗(yàn)證證開開始始，，經(jīng)經(jīng)歷歷工工作作產(chǎn)產(chǎn)品品的的驗(yàn)驗(yàn)證證，，直直到到最最后后完完整整產(chǎn)產(chǎn)品品的的驗(yàn)驗(yàn)證證。。(6)確認(rèn)認(rèn)過過程程域域，目目的的就就是是證證明明工工作作產(chǎn)產(chǎn)品品和和產(chǎn)產(chǎn)品品構(gòu)構(gòu)件件，，當(dāng)當(dāng)它它們們處處于于其其計(jì)計(jì)劃劃的的環(huán)環(huán)境境中中時(shí)時(shí)，，能能完完成成其其計(jì)計(jì)劃劃的的用用途途。。CMMI軟件件質(zhì)質(zhì)量量保保證證的的措措施施(續(xù))(7)組織織級(jí)級(jí)過過程程性性能能過過程程域域，目目的的就就是是建建立立和和維維護(hù)護(hù)組組織織標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)過過程程集集性性能能的的定定量量理理解解，，且且提提供供過過程程性性能能數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)、、基基線線和和模模型型來來定定量量地地管管理理組組織織的的項(xiàng)項(xiàng)目目。。(8)項(xiàng)目定量管理理過程域，目的就是定定量地管理項(xiàng)項(xiàng)目的已定義義過程，從而而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目已已建立的質(zhì)量量和過程性能能目標(biāo)。(9)因果分析和解解決方案過程程域，目的就是識(shí)識(shí)別發(fā)生缺陷陷和其他問題題的原因，采采取行動(dòng)來預(yù)預(yù)防其將來再再次發(fā)生。結(jié)論：質(zhì)量來來源于過程，，過程需要改改進(jìn)，改進(jìn)需需求量模型，，改進(jìn)是無止止境的，這就就是CMMI精神！CMMI精神萬歲！8.軟件質(zhì)量保證證的其他措施施除了CMM/CMMI外，為了抓好好軟件質(zhì)量管管理，軟件組組織的高層經(jīng)經(jīng)理和項(xiàng)目經(jīng)經(jīng)理，還應(yīng)該該大力提倡并并嚴(yán)格執(zhí)行““七化原則”，即在軟件件質(zhì)量管理中中，管理人員員要做到：行行為規(guī)范化，，報(bào)告制度化化，報(bào)表統(tǒng)一一化，數(shù)據(jù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，信息息網(wǎng)絡(luò)化，管管理可視化，，措施及時(shí)化化。為了執(zhí)行行好上述述“七化化原則””，在軟軟件組織織內(nèi)部的的各個(gè)項(xiàng)項(xiàng)目中，，還要建建立“五報(bào)一例例制度”：日日?qǐng)?bào)表、、周報(bào)表表、月報(bào)報(bào)表、里里程碑報(bào)報(bào)表、重重大事件件報(bào)表和和例會(huì)制制度。實(shí)實(shí)行“高高層經(jīng)理理抓月報(bào)報(bào)，部門門經(jīng)理抓抓周報(bào)，，項(xiàng)目經(jīng)經(jīng)驗(yàn)抓日日?qǐng)?bào)”的的上、中中、下三三層的管管理方法法。12.3評(píng)審在質(zhì)質(zhì)量保證證中的作作用從大量的的軟件實(shí)實(shí)踐中得得知，正正式評(píng)審審工作被被認(rèn)為是是盡早發(fā)發(fā)現(xiàn)軟件件缺陷，，降低軟軟件成本本的最有有效手段段。軟件缺陷陷的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)時(shí)間，，同缺陷陷修正的的成本呈呈冪次關(guān)關(guān)系。根根據(jù)IBM的研究結(jié)結(jié)果，假假定在分分析階段段發(fā)現(xiàn)的的錯(cuò)誤其其改正成成本為1個(gè)貨幣單單位，那那么在測測試之前前（設(shè)計(jì)計(jì)編碼階階段）發(fā)發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤的的修改成成本約為為6.5個(gè)貨幣單單位，在在測試時(shí)時(shí)（集成成測試、、系統(tǒng)測測試和驗(yàn)驗(yàn)收測試試）發(fā)現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)錯(cuò)誤的修修改成本本約為15個(gè)貨幣單單位，而而在發(fā)布布之后（（已經(jīng)交交到用戶戶手上））發(fā)現(xiàn)一一個(gè)錯(cuò)誤誤的修改改成本約約為60～100個(gè)貨幣單單位。該該比例同同樣也適適用于發(fā)發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤需需要的時(shí)時(shí)間代價(jià)價(jià)。評(píng)審在質(zhì)質(zhì)量保證證中的作作用正式評(píng)審審會(huì)議的的流程1.評(píng)審會(huì)議議的準(zhǔn)備備涉及的角角色有：：創(chuàng)建者者、評(píng)審審負(fù)責(zé)人人、檢查查者。涉及的文文檔有：：評(píng)審檢檢查單。。(1)創(chuàng)建者負(fù)負(fù)責(zé)陳述述評(píng)審目目標(biāo)；提提交工作作產(chǎn)品及及其規(guī)范范；與評(píng)評(píng)審負(fù)責(zé)責(zé)人一起起選擇檢檢查者，，并分配配角色。。(2)評(píng)審負(fù)責(zé)責(zé)人負(fù)責(zé)責(zé)計(jì)劃、、安排和和組織評(píng)評(píng)審活動(dòng)動(dòng)，與創(chuàng)創(chuàng)建者一一起選擇擇檢查者者。評(píng)審審負(fù)責(zé)人人應(yīng)該從從創(chuàng)建者者處將評(píng)評(píng)審產(chǎn)品品的內(nèi)容容準(zhǔn)備齊齊全，并并打包發(fā)發(fā)送給檢檢查者。。評(píng)審負(fù)負(fù)責(zé)人還還要詢問問每個(gè)檢檢查者的的準(zhǔn)備時(shí)時(shí)間，確確定會(huì)議議準(zhǔn)備是是否充分分，如果果不充分分，應(yīng)重重新安排排會(huì)議時(shí)時(shí)間。(3)檢查者：：檢查工工作產(chǎn)品品，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)其缺陷陷，提出出問題，，并且記記錄到評(píng)評(píng)審檢查查單中。。正式評(píng)審審會(huì)議的的流程(續(xù))2.評(píng)審會(huì)議議的召開開涉及的新新角色有有：閱讀讀人和記記錄人。。創(chuàng)建者者、評(píng)審審負(fù)責(zé)人人、檢查查者在此此階段，，有新的的工作任任務(wù)。涉及的文文檔有：：評(píng)審會(huì)會(huì)議記錄錄，記錄錄評(píng)審過過程中確確定的軟軟件缺陷陷。評(píng)審負(fù)責(zé)責(zé)人：召召開會(huì)議議，介紹紹參與者者，說明明其角色色，陳述述評(píng)審的的目標(biāo)，，指導(dǎo)檢檢查者將將精力集集中于發(fā)發(fā)現(xiàn)缺陷陷，而不不是解決決方法。。提醒參參與者評(píng)評(píng)論要針針對(duì)正在在評(píng)審的的工作產(chǎn)產(chǎn)品，而而不是創(chuàng)創(chuàng)建者。。正式評(píng)審審會(huì)議的的流程(續(xù))閱讀人：：向評(píng)審審小組展展示工作作產(chǎn)品的的各部分分。檢查者：：提出缺缺陷、問題、疑問、改進(jìn)建議議。創(chuàng)建者：：解答問問題，簡簡短回答答提出的的問題，，使檢查查者進(jìn)一一步了解解工作產(chǎn)產(chǎn)品，從從而幫助助發(fā)現(xiàn)缺缺陷。記錄人：：詳細(xì)的的記錄到到問題日日志上。。3