軟件度量分析工具的研究與實現

摘要：度量分析是軟件質量管理中的重要組成部分，是實現軟件數據管理的基礎，可作為體現企業軟件項目管理水平的關鍵指標。文章詳細介紹了軟件度量分析的流程、模型，研制了適合企業應用的軟件度量工具，實現數據收集、度量實施及度量分析等活動，以及使企業快速提升度量分析能力。軟件度量分析工具將項目實施過程中的進度、資源、過程穩定性等參數量化，讓項目管理人員通過數據把控項目質量。

關鍵詞：度量分析；軟件管理；量化

中圖法分類號：TP311 文獻標識碼：A

１ 引言

度量分析是一種分析和測量數據的方法，旨在幫助人們更好地了解數據并從中獲取有用信息。隨著計算機技術的發展，數據復雜性的增加使得傳統的統計方法不再足夠有效，度量分析變得越來越重要。度量分析提供了一種更高效、更精確和更可靠的方法來處理數據，并從中獲得有用的信息。隨著軟件規模的不斷擴大，伴隨而來的軟件質量問題也越來越多。為解決這些問題，提高軟件的質量，軟件質量管理也越來越受到軟件企業的關注。如何科學合理地開展質量管理，利用數據事實輔助決策，這就需要依賴度量分析。度量始于度量項的數據積累，量化展示項目運行過程，用數據輔助分析控制項目的進度，從而合理地分配資源，提高軟件質量和項目的成功率。為了更加合理地實踐應用度量分析，本文對度量分析進行了理論研究及應用實踐。

２ 度量分析定義

度量分析包含度量和分析２ 個部分，是從項目開始到結束的一個持續性數據采集和量化分析的過程，包括項目過程管理數據、開發數據、測試數據等，覆蓋整個項目生命周期。其目的在于對項目的開發和過程加以理解、評估、預測、控制，最終實現持續改進的能力。

３ 度量分析流程

度量分析流程由選擇和定義度量、制定度量計劃、數據采集、分析等活動組成，通過過程的穩定性分析識別數據穩定和不穩定的原因，并制定措施、執行改進，落實到研制過程，以提升軟件能力。度量分析流程［１］ 如圖１ 所示。

４ 軟件度量分析主要活動

４．１ 度量計劃

軟件度量分析從制定計劃出發。編制度量計劃分為４ 個步驟：確認目標目的、確定過程問題、選擇與定義度量以及集成到軟件過程中。其具體如圖２所示。

度量計劃的編制需要按照步驟進行，先從確認目標和范圍出發，梳理目標與軟件過程之間的關聯，以確保度量結果能夠為決策提供有用信息；再找出過程問題，整理出各個過程和目標中可能發現問題的區域，對可能存在的問題進行分組，定位過程問題；在確認問題后，選擇與目標實現相關聯的數據，并對數據進行定義，保證定義后的度量項可以被量化、收集和分析；最終，將已定義度量活動與軟件過程結合［２］ 。

常用的度量分類有質量、成本、進度。質量方面度量項通常包括評審問題率、代碼走查問題率、測試缺陷率、需求變更率等。成本方面度量項包括毛利率、外協占比率、采購占比率、人工成本占比率等。進度方面有里程碑性能、工作進度、工作偏差等。

度量數據收集是開展度量分析工作的前提，數據分析和在分析結果上采取的措施都是以數據為基礎。

在確定度量項、制定度量計劃以及實施措施計劃后，就開始執行收集數據。

在數據收集前，需約定統一采集人員、采集時間和頻率、數據記錄規范等［３］ 。

４．２ 實施度量

在全面部署實施度量項前，需要對度量項選擇項目進行一段時間的試點，并且總結試點效果，采取試點有效的度量項。分析度量計算數據是否符合實際、度量要求是否明確，其中最重要的是要主觀判斷數據說明是否滿足需求，收集試點度量的成本數據，分析試點情況，驗證收集準確度，度量單位是否合適等，以及試點項目的關聯性、相似性、樣本范圍是否覆蓋全部項目類型等［４］ 。

４．３ 度量分析

在度量數據分析時，需結合度量目的、過程基線以及期望值。分析應從２ 方面進行，一方面是支持軟件過程活動的設施；另一方面是保證軟件組織擁有執行和支持過程所需的能力。針對度量結果及時做出有效的決策，度量結果只有在被有效利用時才能產生價值。因此，在實施度量后，需要確保度量結果能夠被合理解釋和使用，以做出有益的決策。

常見的度量分析工具包括Ｅｘｃｅｌ， ＳＰＳＳ，ＭＡＴＬＡＢ，Ｒ 等。本文度量分析工具的優點是直接導入軟件項目開發過程積累的數據，直接生成統計報表，易學易用，便于用戶進行高級分析。設定統計分析周期自行執行并可郵件通知，缺點是前期需要基于開發工具做二次開發接入數據源。考慮后續長期使用及節約成本，度量分析工具的研究與實現是非常有必要且可行的。

５ 度量分析工具實現及應用

基于ＩＢＭ 公司的協作開發平臺ＲＴＣ（ＲａｔｉｏｎａｌＴｅａｍ Ｃｏｎｃｅｒｔ）和Ｇｉｔｌａｂ 開發平臺，結合軟件公司度量分析現狀開發設計一款度量分析工具。

度量分析工具使用“ ｅｃｌｉｐｓｅ 工具＋ ｊａｖａ 語言＋ＳｐｒｉｎｇＭＶＣ 框架”進行實現和開發，實現用戶登錄驗證、用戶權限管理、新項目信息導入、已有項目基本信息展示、以周為周期存儲項目信息、按照計算公式處理項目數據衍生出派生度量項，以及項目信息導出到Ｅｘｃｅｌ。

數據采集：目前ＲＴＣ／ Ｇｉｔｌａｂ 是作為度量分析工具的數據來源。使用ｊａｖａｃｓｖ 讀取ＲＴＣ 中ｃｓｖ 文件，以表單的形式導入Ｓｑｌｉｔｅ 數據庫。將ｃｓｖ 文件的表頭轉換成英文，并加入時間屬性，以便ＭｙＳＱＬ 數據庫的操作（服務器的數據庫為ＭｙＳＱＬ）和使用。該數據再經過度量數據采集工具的處理，存儲在服務器中，以做進一步的分析。

通過對數據的分析，得出進度、資源、產品規模和穩定性、產品質量、過程性能５ 類統計結果，以便度量分析人員有針對地選擇方向并進行深入分析。度量分析人員可以對不同的度量指標之間的關系進行分析，以幫助用戶找出影響軟件質量的因素。

分析過程行為：在使用度量數據采集工具對某項目的數據進行導出后，經過質量管理人員的整理分析，最終形成對應項目的度量分析報告。度量分析工具可以根據用戶需求定制報表，以便用戶查看所關心的度量指標。該報告由項目負責人和相關領導進行審閱，并針對對應項目制定相應的舉措，從而合理控制項目進度。

定期對項目數據進行采集分析，通過使用度量分析工具，大大減少了度量分析人員數據采集、整理的時間，提高了過程分析效率。度量分析工具可以對歷史數據進行趨勢分析，預測后續發展趨勢，提示風險；可設置預警值，提示異常；也可設置郵件發送范圍，定期以度量分析報告形式將度量分析結果反饋給相關人員，幫助項目管理人員及時發現項目異常，及時識別項目風險，做好應對措施，提高軟件開發效率和質量，減少開發風險。

常見的度量異常包括數據異常、精度異常、邏輯異常、穩定性異常。度量工具可以處理簡單的數據異常和精度遺產，規避邏輯異常，但是對于穩定性異常需要度量分析人員開展針對性分析。這些異常可能會影響軟件度量的準確性和有效性，因此需要對異常數據進行分析和處理，以確保軟件度量數據的可靠性。

６ 結束語

實施度量分析能夠合理控制項目的進度、成本、規模和質量，監控項目穩定性、提高過程性能等，節約了人工處理度量數據的時間成本，可直接生成度量分析報告。其有效提高了項目的效益，也使得項目的整個過程是可視可控的，便于客戶理解和交流，保證了項目按時完成，提高了軟件質量。目前，基于ＲＴＣ 和Ｇｉｔｌａｂ 的度量分析工具可以直觀展示項目研制過程中存在的問題，但項目售后過程數據未完全覆蓋，可以以此為基礎，合理優化度量分析，不斷改進，以實現提高軟件質量的目標。

參考文獻：

［１］ 孫垂云．基于ＣＭＭＩ 的軟件質量度量研究［Ｄ］．北京：北京交通大學，２００９．

［２］ 孫晶．基于ＣＭＭＩ 的軟件質量度量模型及工具原型研究［Ｄ］．大連：大連海事大學，２００６．

［３］ 周曉瑩．基于軟件過程的度量方法設計與研究［Ｄ］．上海：上海師范大學，２０１３．

［４］ 李國峰．基于ＣＭＭＩ 的軟件開發項目質量管理研究［Ｄ］．北京：北京郵電大學，２０１４．

作者簡介：林贛秀（１９９１—），本科，工程師，研究方向：項目管理、智慧城市、信息化與信息安全。