從需求度量入手淺談軟件質(zhì)量＊

梁 彥，周 懿

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院，重慶 401120；2.中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司，重慶 401120）

從需求度量入手淺談軟件質(zhì)量＊

梁 彥1，周 懿2

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院，重慶 401120；2.中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司，重慶 401120）

提高效率和質(zhì)量是軟件行業(yè)一直關(guān)注的目標(biāo)。質(zhì)量、時(shí)間、成本是軟件項(xiàng)目中的重要方面，相互關(guān)聯(lián)影響又相互排斥，如何在實(shí)際中取得三者之間的平衡，是每個(gè)軟件項(xiàng)目都會(huì)遇到的難題。如果從需求著手，由需求度量的統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)軟件質(zhì)量框架定義的方式，來(lái)對(duì)軟件質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估；由需求驅(qū)動(dòng)來(lái)提高整個(gè)軟件項(xiàng)目的質(zhì)量，降低項(xiàng)目的成本，具有較高的可行性。

軟件質(zhì)量；質(zhì)量特征；度量因子；需求度量

提高效率和質(zhì)量是軟件行業(yè)一直關(guān)注的目標(biāo)，大家都希望能夠通過(guò)某種簡(jiǎn)單的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但單一的質(zhì)量評(píng)估方法無(wú)法滿足現(xiàn)在軟件行業(yè)發(fā)展快、需求增長(zhǎng)迅速、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈的需要，越來(lái)越多的人開(kāi)始討論和研究是否有合適的軟件質(zhì)量評(píng)估體系在軟件質(zhì)量中發(fā)揮作用，并且能夠適用于多種產(chǎn)品類型。如何評(píng)估軟件質(zhì)量，已成為軟件行業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題，而選擇合適的指標(biāo)體系，并使其量化是做好軟件質(zhì)量評(píng)估的關(guān)鍵。

1 軟件質(zhì)量框架

根據(jù)軟件質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8566—2001，我們發(fā)現(xiàn)軟件質(zhì)量評(píng)估可以從對(duì)軟件質(zhì)量框架的分析開(kāi)始。軟件質(zhì)量框架是一個(gè)“質(zhì)量特征—質(zhì)量子特征—度量因子”的三層結(jié)構(gòu)模型。在這個(gè)框架模型中，第一層質(zhì)量特征是面向管理的特征，代表軟件質(zhì)量的一個(gè)方面；第二層的質(zhì)量子特征是上層質(zhì)量特征的細(xì)化，一個(gè)特定的子特征可以對(duì)應(yīng)若干個(gè)質(zhì)量特征；第三層是軟件質(zhì)量度量因子，用來(lái)度量質(zhì)量特征[1]，軟件質(zhì)量度量因子是定量化的數(shù)據(jù)，可以直接被統(tǒng)計(jì)得到。

由軟件質(zhì)量框架三層結(jié)構(gòu)模型可以看出，對(duì)于軟件質(zhì)量的評(píng)估，我們可以由軟件內(nèi)部參數(shù)的度量來(lái)體現(xiàn)，度量是解決軟件項(xiàng)目中許多問(wèn)題的一種有效手段[2]，因此我們可以通過(guò)軟件項(xiàng)目中某項(xiàng)關(guān)鍵特征的度量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件質(zhì)量的確定與軟件問(wèn)題分析定位。

2 度量因子的選擇

在度量因子的選擇上，我們希望能夠達(dá)到這四個(gè)目標(biāo)：①?gòu)挠脩艚嵌榷攘肯到y(tǒng)產(chǎn)品的功能；②獨(dú)立于技術(shù)度量系統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和維護(hù)；③統(tǒng)一度量過(guò)程；④能夠在不同項(xiàng)目和組織間建立可比較的度量。所以，我們?cè)谲浖|(zhì)量框架建立的時(shí)候就必須考慮到產(chǎn)品項(xiàng)目質(zhì)量、時(shí)間、成本的權(quán)衡。

質(zhì)量、時(shí)間、成本是軟件項(xiàng)目的重要方面。我們?cè)诩埳袭?huà)一個(gè)等邊三角形，在各個(gè)邊上標(biāo)上時(shí)間、質(zhì)量、成本。我們會(huì)看到，任何一方的移動(dòng)必然會(huì)帶動(dòng)其他的變形。這個(gè)三角形中間的范圍就是項(xiàng)目范圍。如何在實(shí)際中取得三者之間的平衡，是每個(gè)軟件項(xiàng)目都會(huì)遇到的難題。

時(shí)間，我們可以由軟件研發(fā)流程的里程碑來(lái)確定；質(zhì)量，可以由項(xiàng)目過(guò)程中、項(xiàng)目結(jié)束后發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與風(fēng)險(xiǎn)處理來(lái)初步得出。在確定以上兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上，成本也就比較好確定了。從軟件項(xiàng)目的生命周期來(lái)看，整個(gè)周期中始終有一項(xiàng)由開(kāi)始貫穿到結(jié)束，那就是需求的驅(qū)動(dòng)。如果從需求著手，由需求度量的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)提高需求的質(zhì)量，由需求驅(qū)動(dòng)來(lái)提高整個(gè)軟件項(xiàng)目的質(zhì)量、降低項(xiàng)目的成本是可行的。

3 需求度量的統(tǒng)計(jì)與分析

需求度量包括需求工程和需求管理這兩個(gè)方面的度量，其中，重點(diǎn)是需求管理方面的度量。根據(jù)軟件項(xiàng)目的生命周期，我們選擇了傳統(tǒng)的V模型，并在項(xiàng)目中按里程碑的方式開(kāi)展了需求管理度量統(tǒng)計(jì)。

需求管理主要是對(duì)需求穩(wěn)定性進(jìn)行管理，其中一個(gè)主要指標(biāo)就是需求變化的數(shù)量。在工作中，我們對(duì)XX項(xiàng)目開(kāi)展了需求管理度量指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)和分析，1.1版本需求數(shù)10個(gè)，1.2版本需求數(shù)12個(gè)，1.3版本需求數(shù)5個(gè)，2.0版本需求數(shù)15個(gè)，3.1版本需求數(shù)7個(gè)。以版本為橫軸，度量數(shù)據(jù)為縱軸，我們可以得到一個(gè)需求變化的趨勢(shì)圖。由需求變化趨勢(shì)圖可以清晰地看到隨著項(xiàng)目版本的進(jìn)行需求變化的總體趨勢(shì)。同類型的項(xiàng)目版本，各版本的變化趨勢(shì)應(yīng)該類似，如果某個(gè)變化點(diǎn)與其他版本點(diǎn)相比較有明顯的變化，則可單獨(dú)進(jìn)行分析與研究。因此，我們對(duì)需求趨勢(shì)變化較大的3.0版本進(jìn)行分析，采用以下內(nèi)容進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析。

表1 需求在各階段的分布

通過(guò)需求變化數(shù)與需求在各階段的分布，我們可以清晰地看到需求分析與評(píng)審階段發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題數(shù)占總問(wèn)題數(shù)的60%，測(cè)試準(zhǔn)備中發(fā)現(xiàn)的需求問(wèn)題占總問(wèn)題數(shù)31.25%.

假設(shè)修改一個(gè)獨(dú)立需求費(fèi)時(shí)0.1 h，評(píng)審該需求的時(shí)間為0.3 h，編寫(xiě)此需求的測(cè)試用例的時(shí)間為0.3 h，系統(tǒng)測(cè)試此用例的時(shí)間為0.5 h。根據(jù)需求問(wèn)題在項(xiàng)目周期的不同階段被發(fā)現(xiàn)所需要經(jīng)歷或重新經(jīng)歷的階段，我們可以得到以下幾種情況。

情況1：需求編寫(xiě)階段被發(fā)現(xiàn)，則耗時(shí)＝0.1＋0.3＋0.3＋0.5＝1.2；

情況2：需求評(píng)審階段被發(fā)現(xiàn)，則耗時(shí)＝0.1＋情況1時(shí)間＝1.3，比情況1增加8%；

情況3：測(cè)試用例編寫(xiě)階段被發(fā)現(xiàn)，則耗時(shí)＝0.3＋情況2時(shí)間＝1.6，比情況1增加33%；

情況4：系統(tǒng)測(cè)試階段被發(fā)現(xiàn)，則耗時(shí)＝0.5＋情況3時(shí)間＝2.1，比情況1增加75%.

由以上4種情況可知，每一個(gè)需求功能點(diǎn)的問(wèn)題因?yàn)楸煌戆l(fā)現(xiàn)一個(gè)階段，為糾正這個(gè)問(wèn)題所增加的額外耗時(shí)為8%，33%，75%，而這僅是一個(gè)獨(dú)立需求點(diǎn)，如果是高耦合或是核心流程的需求功能點(diǎn)，那所花費(fèi)的時(shí)間會(huì)成倍增加。對(duì)于軟件高交付要求來(lái)講，增加了項(xiàng)目的時(shí)間和資源成本，降低了工作效率，加大了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，而這些問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)原本是可以避免和減少的。因此，我們?cè)诖_定需求質(zhì)量時(shí)需考慮項(xiàng)目的實(shí)際情況，并結(jié)合績(jī)效考核數(shù)據(jù)度量，從工作量、工作質(zhì)量、工作效率、工作交付這4個(gè)方面，分別選取了以下幾個(gè)度量因子來(lái)開(kāi)展需求度量：①工作量，需求完成數(shù)、緊急需求完成數(shù)；②工作效率，需求答復(fù)及時(shí)率、需求完成率、緊急需求完成及時(shí)率；③工作質(zhì)量，需求合格率、需求缺陷率；④工作交付，需求延期完成數(shù)、需求延期率。

在使用了度量因子對(duì)需求文檔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并納入項(xiàng)目績(jī)效統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，我們發(fā)現(xiàn)需求文檔的質(zhì)量有了較大的提高，需求評(píng)審、系統(tǒng)測(cè)試階段發(fā)現(xiàn)的因需求文檔編寫(xiě)造成的缺陷大幅度減少，從而縮短了項(xiàng)目研發(fā)周期，提高了用戶響應(yīng)度。

4 度量與質(zhì)量

通過(guò)軟件度量可以不斷改進(jìn)和完善軟件研發(fā)的流程，有效地提高軟件開(kāi)發(fā)的效率和軟件質(zhì)量，我們可以從兩個(gè)方面看出軟件度量所提供的幫助：①項(xiàng)目方面。我們使用度量數(shù)據(jù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行前期預(yù)估、中期監(jiān)控、后期評(píng)價(jià)的工作，以各項(xiàng)度量數(shù)據(jù)來(lái)判斷軟件產(chǎn)品是否達(dá)到項(xiàng)目的質(zhì)量要求和設(shè)計(jì)期望[3]。②組織方面。度量數(shù)據(jù)可以幫助我們確定軟件生命周期各個(gè)階段的效率和質(zhì)量的總體水平、發(fā)展趨勢(shì)，以幫助我們更好進(jìn)行產(chǎn)品組合、確定成本/技術(shù)投向，策劃、管理或驗(yàn)證項(xiàng)目活動(dòng)。我們相信，通過(guò)建立分層的軟件質(zhì)量框架，一層層地細(xì)化質(zhì)量特征，選擇適合的度量因子，由軟件內(nèi)部的質(zhì)量特性＋外部展現(xiàn)特征的方式反映軟件質(zhì)量，能夠較真實(shí)、客觀地評(píng)價(jià)軟件質(zhì)量。

［1］周建.關(guān)于軟件質(zhì)量的定量評(píng)估的研究［D］.成都：電子科技大學(xué)，2007.

［2］曾慧明，劉衛(wèi)斌.企業(yè)軟件度量過(guò)程的研究［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2005（4）：274-276.

［3］洪倫耀，董云衛(wèi).軟件質(zhì)量工程［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.

〔編輯：劉曉芳〕

TP311.52

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.062

2095－6835（2017）23－0062－02

2016年重慶高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃資助項(xiàng)目（編號(hào)：CXTDG201602006）