软件质量管理.ppt

n n软件质量概念软件质量概念n n软件质量模型软件质量模型n n软件质量保证软件质量保证n n软件可靠性软件可靠性n n软件配置管理软件配置管理软件质量概念软件质量概念n n软件质量的定义软件质量的定义n n软件质量特性软件质量特性n n软件质量模型软件质量模型n n软件质量的度量和评价软件质量的度量和评价软件质量的定义软件质量的定义n nANSI/IEEE Std 729-1983定义软件定义软件质量为质量为“与软件产品满足规定的和与软件产品满足规定的和隐含的需求的能力有关的特征或特隐含的需求的能力有关的特征或特性的全体性的全体”。n nM.J.Fisher 定义软件质量为定义软件质量为“所有所有描述计算机软件优秀程度的特性的描述计算机软件优秀程度的特性的组合组合”。质质量量特特性性及及其其组组合合，是是软软件件开开发发与维护中的重要考虑因素与维护中的重要考虑因素n n为满足软件的各项精确定义的功能、为满足软件的各项精确定义的功能、性能需求，符合文档化的开发标准，性能需求，符合文档化的开发标准，需要相应地给出或设计一些质量特需要相应地给出或设计一些质量特性及其组合。性及其组合。n n如果这些质量特性及其组合都能在如果这些质量特性及其组合都能在产品中得到满足，则这个软件产品产品中得到满足，则这个软件产品就是高质量的。就是高质量的。软件质量特性软件质量特性n n软件质量特性，反映了软件的本质软件质量特性，反映了软件的本质。讨论一个软件的质量，问题最终要讨论一个软件的质量，问题最终要归结到定义软件的质量特性。归结到定义软件的质量特性。n n人们通常把影响软件质量的特性用人们通常把影响软件质量的特性用软件质量模型来描述软件质量模型来描述。软件质量模型软件质量模型n n软件质量特性定义成软件质量特性定义成分层模型，主要分层模型，主要的软件质量模型有：的软件质量模型有：1976年年 Boehm质量模型质量模型1979年年 McCall质量模型质量模型1985年年 ISO质量模型质量模型BoehmBoehm质量模型质量模型McCallMcCallMcCallMcCall质量模型质量模型质量模型质量模型ISO的软件质量评价模型的软件质量评价模型n n按照按照ISO/TC97/SC7/WG3/1985-1-30/N382，软件质量度量模型由三软件质量度量模型由三层组成层组成n n软件质量需求评价准则软件质量需求评价准则（SQRC）n n软件质量设计评价准则软件质量设计评价准则（SQDC）n n软件质量度量评价准则软件质量度量评价准则（SQMC）n n高层和中层建立国际标准，低层可高层和中层建立国际标准，低层可由各使用单位视实际情况制定由各使用单位视实际情况制定1991年年 ISO质质量量特特性性国国际际标标准准（ISO/IEC9126）n n质量特性：质量特性：功能性功能性、可靠性可靠性、可维可维护性护性、效率效率、可使用性可使用性、可移植性可移植性n n推荐推荐21个子特性：适合性个子特性：适合性 准确性准确性 互用性互用性 依从性依从性 安全性安全性 成熟性成熟性 容容错性错性 可恢复性可恢复性 可理解性可理解性 易学易学习性习性 操作性操作性 时间特性时间特性 资源特资源特性性 可分析性可分析性 稳定性稳定性 可变更性可变更性 可测试性可测试性 可安装性可安装性 可替换性可替换性 适适应性应性 一致性一致性 软件质量的度量和评价软件质量的度量和评价n n软件质量特性度量有两类：软件质量特性度量有两类：预测型预测型和和验收型验收型。n n预测度量预测度量是利用定量或定性的方法，是利用定量或定性的方法，估算软件质量的评价值，以得到软估算软件质量的评价值，以得到软件质量的比较精确的估算值。件质量的比较精确的估算值。n n验收度量验收度量是在软件开发各阶段的检是在软件开发各阶段的检查点，对软件的要求质量进行确认查点，对软件的要求质量进行确认性检查的具体评价值，它是对开发性检查的具体评价值，它是对开发过程中的预测进行评价。过程中的预测进行评价。n n预测度量预测度量有两种。有两种。n n第一种叫做第一种叫做尺度度量尺度度量，这是一种，这是一种定定量度量量度量。它适用于一些能够直接度。它适用于一些能够直接度量的特性，量的特性，例如，出错率定义为：例如，出错率定义为：错误数错误数KLOC单位时间单位时间。n n第二种叫做第二种叫做二元度量二元度量，这是一种，这是一种定定性度量性度量。它适用于一些只能间接度。它适用于一些只能间接度量的特性，量的特性，例如，可使用性、灵活例如，可使用性、灵活性等等性等等。软件的质量保证软件的质量保证n n质量保证的概念质量保证的概念n n软件质量保证措施软件质量保证措施n n软件质量保证体系软件质量保证体系n n质量保证的实施质量保证的实施n n软件的质量设计软件的质量设计质量保证的概念质量保证的概念n n质量保证是质量保证是为保证产品和服务充分满为保证产品和服务充分满足消费者要求的质量而进行的有计划、足消费者要求的质量而进行的有计划、有组织的活动有组织的活动。n n质量保证是质量保证是面向消费者的活动面向消费者的活动，是为，是为了使产品实现用户要求的功能，站在了使产品实现用户要求的功能，站在用户立场上来掌握产品质量的。用户立场上来掌握产品质量的。n n软件的质量保证就是向用户及社会提软件的质量保证就是向用户及社会提供满意的高质量的产品。供满意的高质量的产品。质量保证措施质量保证措施n n审查审查 在软件生命周期每个阶段结束之前，对在软件生命周期每个阶段结束之前，对该阶段产生的软件配置进行严格的技术该阶段产生的软件配置进行严格的技术审查。审查。n n复查和管理复审复查和管理复审 复查是检查已有材料，以确定特定阶段复查是检查已有材料，以确定特定阶段是否能开始或继续；是否能开始或继续；管理复审是从管理角度对开发工作进行管理复审是从管理角度对开发工作进行审查审查 n n测试测试n n程序正确性证明程序正确性证明软件质量保证体系软件质量保证体系n n为了顺利开展为了顺利开展质量保证活动质量保证活动，事先明事先明确部门间的质量保证业务确部门间的质量保证业务，确立部门确立部门间的联合与协作的机构间的联合与协作的机构，这个机构就这个机构就是是质量保证体系质量保证体系。质量保证的实施质量保证的实施n n软件质量保证的实施需要从纵向软件质量保证的实施需要从纵向和横向两个方面展开。和横向两个方面展开。uu 要求所有与软件生存期有关的要求所有与软件生存期有关的人员都要参加（人员都要参加（纵向）纵向）uu 要求对产品形成的全过程进行要求对产品形成的全过程进行质量管理（质量管理（横向）横向）质量保证活动的实施步骤：质量保证活动的实施步骤：n nTarget：以用户要求和开发方针为以用户要求和开发方针为依据，对质量需求准则、质量设计依据，对质量需求准则、质量设计准则的各质量特性准则的各质量特性设定质量目标设定质量目标。n nPlan：设定适合于被开发软件的评设定适合于被开发软件的评测检查项目测检查项目(质量评价准则质量评价准则)。研讨。研讨实现质量目标的方法或手段。实现质量目标的方法或手段。n nDo：开发活动，制作高质量的规格：开发活动，制作高质量的规格说明和程序。说明和程序。n nCheck：以以Plan阶段设定的质量评阶段设定的质量评价准则进行评价。价准则进行评价。计算结果用质量计算结果用质量图的形式表示图的形式表示出来。比较评价结果出来。比较评价结果的质量得分和质量目标，看其是否的质量得分和质量目标，看其是否合格。合格。n nAction：对对评价发现的问题进行改评价发现的问题进行改进活动进活动，如果实现并达到了质量目，如果实现并达到了质量目标就转入下一个工程阶段。标就转入下一个工程阶段。这样重这样重复复“Plan”到到“Action”的过程的过程，直到整个开发项目完成。直到整个开发项目完成。软件的质量设计软件的质量设计n n质量特性转换为软件的内部结构质量特性转换为软件的内部结构n n在在软件定义阶段软件定义阶段，必须定义对软件必须定义对软件的质量需求的质量需求。即确定软件的质量特。即确定软件的质量特性及必需的评价准则，并定量地设性及必需的评价准则，并定量地设定其必须达到的质量水平定其必须达到的质量水平n n在以后软件开发的每一阶段结束时，在以后软件开发的每一阶段结束时，要算出评价的分数要算出评价的分数，然后与，然后与目标值目标值加以对照加以对照，以评估在这一阶段开发，以评估在这一阶段开发的软件质量是否达到要求。的软件质量是否达到要求。n n为了实现规定的质量特性，就需要为了实现规定的质量特性，就需要把这些把这些质量特性转换为软件的内部质量特性转换为软件的内部结构的特性结构的特性。例如，软件质量需求中的例如，软件质量需求中的“性能性能”，可以转换成软件内部结构中的构，可以转换成软件内部结构中的构成元素，即成元素，即每一个程序模块和物理每一个程序模块和物理数据各自应具有的性能特性数据各自应具有的性能特性。软件可靠性软件可靠性n n在讨论软件可靠性中常用的定义在讨论软件可靠性中常用的定义n n软件可靠性定义软件可靠性定义n n测试中的可靠性分析测试中的可靠性分析在软件工程中常用的定义在软件工程中常用的定义n n故障故障(fault)：软件的内在缺陷软件的内在缺陷。这些。这些缺陷可在生存期各个阶段被引入。缺陷可在生存期各个阶段被引入。n n错误错误(error)：故障在一定的环境条件故障在一定的环境条件下的暴露下的暴露，导致系统在运行中出现了，导致系统在运行中出现了不正常、不正确、不按规范执行的状不正常、不正确、不按规范执行的状态，称为软件出错。态，称为软件出错。n n失效失效(failure)：对错误不做任何修正对错误不做任何修正和恢复，和恢复，导致系统的输出不满足用户导致系统的输出不满足用户要求要求，称为软件的一次失效。，称为软件的一次失效。三者间的关系可以理解为：三者间的关系可以理解为：n n设计者的失误设计者的失误导致系统中留有错误导致系统中留有错误的设计的设计缺陷或缺陷或“故障故障”(fault)n n 故障故障导致系统的错误执行导致系统的错误执行错误错误(error)n n 由于由于错误错误导致系统的错误输出导致系统的错误输出失失效效(failure)软件可靠性的定义软件可靠性的定义n n软件可靠性是软件在软件可靠性是软件在给定的时间间给定的时间间隔隔及及给定的环境条件给定的环境条件下，下，按设计要按设计要求求，成功地运行程序成功地运行程序的概率。的概率。n n环境条件环境条件指的是指的是软件的使用环境软件的使用环境。无论是什么软件，如果不对它的使无论是什么软件，如果不对它的使用环境加以限制，都是会失效的。用环境加以限制，都是会失效的。这种失效的数据，不能用来度量软这种失效的数据，不能用来度量软件的可靠性。件的可靠性。n n规定的时间规定的时间 在定义中，一般采用在定义中，一般采用“运行时间运行时间”t 作为时间的尺度。作为时间的尺度。应当把运行时间应当把运行时间t当作随机变量来考虑。当作随机变量来考虑。n n规定的功能规定的功能 在考虑软件可靠性时，首先应当明在考虑软件可靠性时，首先应当明确确软件的功能是什么软件的功能是什么，哪些功能是哪些功能是主要的主要的，哪些功能是次要的哪些功能是次要的。一般。一般从软件需求分析说明书和设计说明从软件需求分析说明书和设计说明书中可以了解这些情况。书中可以了解这些情况。n n成功地运行程序成功地运行程序 是指不仅程序能正确地运行，满足是指不仅程序能正确地运行，满足用户对它的功能要求，用户对它的功能要求，而且当程序而且当程序一旦受到意外的伤害，或系统故障一旦受到意外的伤害，或系统故障时，能尽快恢复，仍能正常地运行。时，能尽快恢复，仍能正常地运行。软件可用性软件可用性 n n软件可用性是软件在软件可用性是软件在给定的时间点给定的时间点及及给定的环境条件给定的环境条件下，下，按设计要求按设计要求，成功地运行程序成功地运行程序的概率。的概率。n n稳态可用性稳态可用性 Ass=Ass=Tup/(Tup+TdownTup/(Tup+Tdown)平均无故障时间平均无故障时间MTTFMTTFn n若引入平均无故障时间若引入平均无故障时间MTTFMTTF（Mean Mean Time To FailureTime To Failure）平均维修时间平均维修时间MTTRMTTR（Mean Time To Mean Time To RepairRepair）则则Ass=MTTF/(MTTF+MTTTR)Ass=MTTF/(MTTF+MTTTR)测试中的可靠性分析测试中的可靠性分析n n在软件开发的过程中，在软件开发的过程中，利用测试的利用测试的统计数据，估算软件的可靠性统计数据，估算软件的可靠性，以，以控制软件的质量是至关重要的。控制软件的质量是至关重要的。推测错误的产生频度，即推测错推测错误的产生频度，即推测错误产生的时间间隔误产生的时间间隔 推测残留在程序中的错误数推测残留在程序中的错误数推测错误的产生频度推测错误的产生频度n n估算错误产生频度的一种方法是估算错误产生频度的一种方法是估算估算平均无故障时间平均无故障时间MTTF(Mean Time To Failure)n nMTTF估算公式估算公式(Shooman模型模型)设 Et：测试前的故障总数 It：程序长度 Ec():在0时间内改正的故障数则经过时间测试后，残余的故障数为 Et-Ec单位长度的故障数：（Et-Ec()）/It因为MTTF与单位长度的故障数成反比，所以有：估算软件中故障总数ET n植入故障法植入故障法估算程序中原有故障总数估算程序中原有故障总数ETETn分别测试法分别测试法估算程序中原有故障总数估算程序中原有故障总数ETETn n设设Ns 是是在测试前人为地向程序中植入在测试前人为地向程序中植入的故障数的故障数，ns 是是经过一段时间测试后发经过一段时间测试后发现的播种故障数目现的播种故障数目，n 是是在测试中又发在测试中又发现的程序原有故障数现的程序原有故障数。设。设测试用例发现测试用例发现植入故障和原有故障的能力相同植入故障和原有故障的能力相同，则，则程程序中原有故障总数序中原有故障总数 N(=ET)估算值为估算值为植入故障法植入故障法Hyman分别测试法分别测试法n n由两个测试员同时互相独立地测试由两个测试员同时互相独立地测试同一程序的两个副本，用同一程序的两个副本，用 t 表示表示测测试时间试时间，记，记 t0时，时，程序中原有故程序中原有故障总数是障总数是 B0；tt1 时，时，测试员甲发测试员甲发现的故障总数是现的故障总数是 B1；测试员乙发现测试员乙发现的故障总数是的故障总数是 B2；其中两人发现的其中两人发现的相同故障数目是相同故障数目是 bc；两人发现的两人发现的不不同故障数目是同故障数目是 bi。则有则有 例：甲、乙两个测试员同测一个长度例：甲、乙两个测试员同测一个长度为为2400024000条指令的程序，经过一段时间条指令的程序，经过一段时间测试后，甲发现了测试后，甲发现了2020个错误，使个错误，使MTTFMTTF达达到到1010个小时，同时，乙发现了个小时，同时，乙发现了2424个错误，个错误，其中其中6 6个甲和乙同时发现了，以后甲继个甲和乙同时发现了，以后甲继续测试此程序，求：续测试此程序，求：1 1刚开始测试时，程序隐藏多少个刚开始测试时，程序隐藏多少个错误错误 2 2为使为使MTTF=60MTTF=60，还需改正多少个错，还需改正多少个错误误解：1.N/B0=B1/bc 其中：B0=24,B1=20,bc=6 所以：N=B0*B1/bc=20*24/6=802.2.10=1/(k(80-20)/It)10=1/(k(80-20)/It)60=1/(K(80-X)/It)60=1/(K(80-X)/It)即即 10/60=(80-X)/6010/60=(80-X)/60 X=70 X=70 还需改正的错误数还需改正的错误数=70-20=50=70-20=50软件配置管理软件配置管理n n在软件开发过程中，在软件开发过程中，变更变更是不可避免是不可避免的的，若没有进行变更控制，若没有进行变更控制，则加剧了则加剧了项目中软件人员之间的混乱项目中软件人员之间的混乱。n n配置管理是协调软件开发使得混乱减配置管理是协调软件开发使得混乱减到最小的技术到最小的技术。n n配置管理是在软件整个生命周期内管配置管理是在软件整个生命周期内管理变化一组活动。这组活动用来：理变化一组活动。这组活动用来：(1)标识变更；标识变更；(2)控制变更；控制变更；(3)确保变更正确地实现；确保变更正确地实现；(4)向其他有关的人报告变更。向其他有关的人报告变更。n n软件配置软件配置 在软件工程过程中产生的所有信在软件工程过程中产生的所有信息项（文档、报告、程序、表格、息项（文档、报告、程序、表格、数据）数据）构成了软件配置构成了软件配置。n n随着软件工程过程的进展，随着软件工程过程的进展，软件配软件配置项置项(SCI)数目快速增加。数目快速增加。基线基线(Baseline)n n基线是软件生存期中各开发阶段末基线是软件生存期中各开发阶段末尾的特定点，又称里程碑尾的特定点，又称里程碑。n n基线的基线的作用是把各阶段工作的划分作用是把各阶段工作的划分更加明确化更加明确化，以便于检验和肯定阶，以便于检验和肯定阶段成果。段成果。软件开发各阶段的基线软件开发各阶段的基线