軟件度量系統(tǒng)的設計

隨著軟件規(guī)模的日益龐大，軟件的質量也越來越難以控制與管理，成為長期以來困擾著軟件產品開發(fā)的主要問題。如何提高軟件產品的質量及降低后續(xù)類似系統(tǒng)的開發(fā)代價已成為一個亟待解決的熱點問題，而軟件度量是解決該問題的一個有效手段。

一、軟件度量的主要活動

本文所定義的“軟件度量”一詞是指:可由人工或自動化工具定量測量或區(qū)分有關軟件項目、軟件產品、軟件生產過程及其支持過程等諸多軟件屬性的度量方法，主要包括兩個方面:

一是有助于開發(fā)過程的控制或管理的度量;二是軟件產品質量的控制或管理的度量。

軟件度量的主要活動有：

1.度量計劃。度量軟件過程從制定計劃開始。制定度量計劃的過程分為三個階段：確定過程管理問題；選擇和定義相應的產品和過程度量；把最終的度量活動集成到組織當前的軟件過程中。

2.數(shù)據(jù)收集。數(shù)據(jù)采集是一個過程，包括采集數(shù)據(jù)、驗證數(shù)據(jù)和保存數(shù)據(jù)等活動。

3.實施度量。數(shù)據(jù)收集過程規(guī)定從數(shù)據(jù)收集點到度量評價的數(shù)據(jù)流程，確定有關數(shù)據(jù)的收集條件，給出工具的使用說明及數(shù)據(jù)存放規(guī)程。

4.度量分析。用戶可以根據(jù)需要生成散布圖、趨勢圖、直方圖、條形圖、控制圖、Pareto圖等，通過這些圖表可以直觀地反映過程的穩(wěn)定性、變化趨勢、影響過程性能的因素之間的關聯(lián)等。

二、系統(tǒng)功能模塊設計

系統(tǒng)主要包括項目和權限管理模塊、度量計劃、數(shù)據(jù)采集、度量分析和顯示等幾個部分。

1．項目權限管理模塊：建立系統(tǒng)中的度量項目與實際的軟件項目之間的對應關系，收集、管理和維護軟件項目的度量數(shù)據(jù)。

2．度量計劃模塊：目標驅動度量，一旦明確了目標，項目經理就要分析出達成目標所要執(zhí)行的度量，并識別出生成這些度量要采集的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的來源，例如工作量數(shù)據(jù)可以來自個人的周報，進度數(shù)據(jù)可以來自周報也可來自MS Project，缺陷數(shù)據(jù)來自評審報告、測試報告，規(guī)模數(shù)據(jù)來自個人的規(guī)模統(tǒng)計報告等等，將這些內容記錄到度量計劃中。系統(tǒng)提供度量計劃模板，用戶可以對度量計劃模板進行修改，制定度量計劃。系統(tǒng)在用戶定制的基礎上，生成XML格式保存的度量計劃文檔。

3．數(shù)據(jù)采集模塊：準確地收集度量數(shù)據(jù)是有效進行度量分析的基礎。系統(tǒng)以XML為數(shù)據(jù)交換格式的標準接口，幫助用戶導入在項目管理工具中所記錄的過程數(shù)據(jù)。在軟件開發(fā)過程中使用的項目管理工具如需求管理工具、配置管理工具、文檔管理工具、軟件問題報告工具等，在這些工具中已經記錄了很多關于軟件過程運行中的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)通過接口導入度量數(shù)據(jù)庫，可以節(jié)省大量的數(shù)據(jù)采集工作。

4．度量分析模塊：該模塊用各種圖表和表格的形式給出分析結果。在給出圖表的同時，對圖表進行分析，把分析結果提供給用戶，幫助用戶對軟件過程進行判斷，找出可歸屬的原因，進而改進過程。

為了在瀏覽器中動態(tài)顯示各種圖表，系統(tǒng)主要使用開放源代碼站點SourceForge.net上的JAVA圖表引擎JfreeChart來產生基于web的圖表，并利用JavaBean作為對JfreeChart的補充，生成系統(tǒng)所需要的各種圖表。其基本原理是直接在web服務器端生成好各種圖表、圖片文件后發(fā)送給瀏覽器。

JFreeChart中幾個核心的對象類：

JFreeChart：圖表對象，任何類型的圖表的最終表現(xiàn)形式都是在該對象進行一些屬性的定制。JFreeChart引擎本身提供了一個類用于創(chuàng)建不同類型的圖表對象。

JfreeDataset：數(shù)據(jù)集對象，用于提供顯示圖表所用的數(shù)據(jù)。根據(jù)不同類型的圖表對應著很多類型的數(shù)據(jù)集對象類。

JfreePlot：圖表區(qū)域對象，基本上這個對象決定著什么樣式的圖表，創(chuàng)建該對象的時候需要Axis、Renderer以及數(shù)據(jù)集對象的支持。

JfreeAxis：用于處理圖表的兩個軸：橫軸和縱軸。

JfreeRenderer：負責如何顯示一個圖表對象。

JFreeURLGenerator：用于生成Web圖表中每個項目的鼠標點擊鏈接。

JfreeToolTipGenerator：用于生成圖象的幫助提示，不同類圖表對應不同類型的工具提示類。

5．報告生成模塊：根據(jù)用戶的需要，系統(tǒng)為用戶生成項目的度量分析報告。

三、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

圖 數(shù)據(jù)表的關聯(lián)關系

該原型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫使用SQL Server2000。系統(tǒng)將軟件過程中的主要元素，如項目、活動、任務及相關產品的信息全部使用數(shù)據(jù)庫進行保存，主要表有過程模型表、項目表、任務表、活動表、度量計劃表、產品表等。每一個表描述一個實體，每一個實體有多個屬性。例如度量活動表（Metrics_Activity）的屬性有度量編號、度量名稱、描述、度量時間、度量類型編號、度量計劃編號、度量模板編號、任務編號、執(zhí)行度量人員編號、項目編號，其中表的主鍵是度量編號屬性，表的外鍵是度量模板編號屬性、任務編號屬性、執(zhí)行度量人員編號屬性、項目編號屬性。數(shù)據(jù)表的關聯(lián)關系及關鍵屬性字段如上圖所示。

參考文獻：

[1]John McGarry等著吳超英廖彬山譯:實用軟件度量.北京：機械工業(yè)出版社，2003

[2]Norman E.Fenton，Shari Lawrence Pfleeger著楊海燕趙巍張力譯:軟件度量（原書第二版）.北京:機械工業(yè)出版社，2004

[3]Daniel Galin.軟件質量保證（英文版）.北京:機械工業(yè)出版社，2005

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。