裝備軟件質量監督及檢驗驗收研究

李碩 胡山林 孫文俠 胡文麗

序言

裝備軟件既可以實現裝備的戰技術性能，又可以提高裝備的綜合作戰能力，是我軍由機械化向信息化轉變過程中必須加以重視的一個環節。在有些情況下，軟件質量會與硬件質量放在一起進行類別性討論。但軟件質量與硬件質量的不同是軟件不會出現物理性老化，也不會隨時間的增加而減少。而且，在軟件測試和運行過程中，由于軟件出問題時軟件錯誤可以被檢測出來并加以排除，因此，軟件的質量會相應隨時間的增長而不斷增加。但同時軟件的質量也可能因修改軟件不正確而牽引出其他軟件質量問題。

與硬件問題大多為物理故障不同的是，軟件問題主要是因設計缺陷而引起的。這使得軟件問題不具有觀測性，也更難分析和測量。基于軟件存在的這些特點，如何對軟件進行質量監督及檢驗驗收一直是裝備建設中很重要的問題。

軟件質量監督及檢驗驗收過程中存在的問題

軟件作為裝備質量評價中的重要一環，對于裝備整體效能來講，起著極其重要的作用。但軟件質量檢驗較硬件質量檢驗來講，起步較晚，且很多驗收方法還不是十分成熟。目前，很多承制單位在檢驗軟件質量時，一般將驗收軟件的重點放在軟件和硬件結合后的功能實現部分。這種驗收方法固然大大提高了軟件驗收的“效率”，但卻忽略了軟件質量的多重性，忽略了軟件編程完畢后裝入硬件前的質量。另外，有些軟件人員在解決軟件問題時，往往忽略了各個軟件單元之間的相互影響，從而導致更多的軟件問題出現。面對以上問題，軍事代表應認識到影響軟件質量的因素很多，且錯綜復雜，不易查明。因此，對于軟件的質量監督及檢驗驗收應采取系統化、團隊化的質量監督模式。如采取習慣性“頭疼醫頭”的軟件質量監督模式的話，對于軟件質量的提高來講，必然是無益的。

軟件質量監督方法的幾種方式

（一）做好軟件編寫前后的質量監督工作

軟件在編寫前，首先要考慮軟件與硬件的匹配性，包括軟件大小要匹配硬件的容量，編寫軟件使用的語言應是硬件中能夠運行的編程語言等相關問題。同時，要清楚軟件在硬件中要實現的功能及有可能出現的軟硬件不兼容等問題（如：有些編程語言可以在WINDOWS2000系統中進行編程，但卻不能在win7系統中運行）。軟件在編寫完成后，未裝入硬件載體前，是軟件質量監督的重要環節，但此過程容易被忽略。實際上，很多軟件中的錯誤語句、語句邏輯不通及語句繁冗等問題，是可以在軟件編寫完成后的第一時間通過相關軟件測評工具避免的。如果軟件人員在軟件編寫過程中不斷通過軟件測評工具來完善軟件，那對于保障軟件質量來講效果是很明顯的。但此法有可能破壞軟件編程過程的連續性，及因軟件未完成而導致測評工具出現的錯誤邏輯檢測。因此，在軟件完成后第一時間利用工具軟件進行軟件測評是十分有必要的。在首次軟件測評結束后，軟件人員應將相關的軟件問題改正，并再次通過工具軟件驗證無誤后，再將軟件裝入硬件進行功能測試。如功能測試中出現軟件質量問題，首先將軟件問題解決后，再一次使用工具軟件對修改后軟件進行軟件測評，在工具軟件測評無誤后，再重新裝入硬件中進行驗證，如此循環，直到軟件程序問題解決為止，如圖1所示。通過這種方式，既可以減少軟件編寫中的邏輯、語病等錯誤，又可以不斷完善軟件在硬件中的功能性能，對于保障軟件質量來講，具有極其重要的意義。

（二）使用故障樹對軟件故障進行分析

對于軟件故障，如在發現軟件故障后，要求軟件開發人員逐條的檢查軟件的正確性，顯然是既費時又費力的。因為一般裝備軟件的源程序代碼至少有一萬多條，查起來不可避免地出現一些人為的誤操作。為提高復雜軟件系統的質量和可靠性，最好的辦法是設計軟件故障樹模型。

故障樹模型是事件之間邏輯關系的圖形表示。故障樹雖然從傳統意義上講是用來分析硬件的，但故障樹也可以為軟件質量提供監督模式，如圖2所示。軟件雖不像硬件那樣具有可觀察性，但軟件卻和硬件一樣具有偶然失效的特點。因此，軟件人員可以利用軟件故障樹模型，通過軟件窮舉測試的方法，來確定軟件的實效原因及恢復修改的方法。

軟件故障樹和硬件故障樹一樣，也有可能出現考慮不周全的情況。因此，在利用故障樹分析軟件的過程中，也應該同時考慮一些極有可能被忽視的軟件失效模式。如發現有些軟件失效模式未被考慮，則應及時加入故障樹中，以保證軟件故障樹模型的完整性。

（三）在軟件質量監督過程中，注重對軟件團隊的管理

目前，軟件的編制往往需要一個團隊的通力合作才能達成。因此，在軟件的編制中需要良好團隊精神才能圓滿地完成軟件的編制工作。但在日常的軟件檢驗驗收過程中，有時會發現因缺乏團隊合作精神所引起的質量問題。例如，一個軟件由很多分單元組成，而每個分單元都有它的編寫人員，當其中的一個軟件工程師發現自己的軟件存在缺陷，并自行進行修改的話，那么對這軟件單元的修改極有可能產生“牽一發而動全身”的影響，從而導致更多的軟件問題發生。因為軟件是由多個軟件分單元組成的一個整體，如果分單元在修改時未能充分考慮與其他分單元相關聯系的話，則在軟件運行時極有可能出現質量問題，從而影響整個軟件的正常運行。并且，這種因分單元軟件修改而產生的質量問題，如不能及時發現原因，往往很難發現問題的癥結。面對這個問題，軍代表應制定嚴格的軟件修改程序，并納入到承制單位的質量保證體系中。當軟件出現問題時，軍代表應督促承制單位采取團隊分析的方法來分析軟件的質量問題，確保軟件質量問題得到準確的定位。同時杜絕軟件問題未經軟件團隊分析便擅自修改的情況發生，以達到切實保證軟件質量的效果。

圖1 軟件質量監督圖

圖2 簡單的故障樹模型

軟件檢驗驗收時應注意的問題

（一）在輸入軟件參數時，應考慮各種可能出現的情況

在驗收軟件功能時，有時會涉及軟件輸入參數的情況。面對這種情況，軍代表不應按常規方式進行參數輸入，應輸入軟件處在極限條件下或非正常的條件下可能出現的參數。這樣可以防止軟件因沒有設置參數限制條件保護而導致不必要的軟件崩潰。如軟件常規輸入為1到10，軍代表應首先輸入1到10，在確認無誤后，就應輸入除1到10以外的數字，以此達到充分考核軟件糾錯性的效果。這樣做的目的是因為裝備交付部隊后，可能遇到各種誤操作的情況，操作軟件人員可能因為緊張等原因而出現輸入參數不符合正常條件的情況。所以，在檢驗裝備軟件功能的時候應充分考慮軟件可能出現的各種情況。

（二）督促承制方充分驗證軟件問題

由于軟件具有邏輯連貫性的特點，因此，在軟件問題修改后的驗證中往往需要一定的測試手段和時間。但有時會軟件人員在修改完軟件問題后，便立刻提交進行檢驗驗收，并不對修改后的軟件進行大量的測試。這樣做往往使舊的問題改過之后，在繼續驗收過程中又連帶出新的問題，從而不僅使軍代表檢驗驗收的工作量增加，而且還浪費了本應完善軟件的相應時間。面對這種情況，軍代表應督促承制單位按照圖1的方式，充分驗證軟件，以達到切實保證軟件質量的效果。

（三）加強軟件技術狀態的管理

當軟件質量穩定后，要控制軟件質量，最重要的是要控制軟件版本。要控制軟件版本，就要控制好軟件在整個生命周期內的技術狀態。如軟件出現更改情況，就應在軟件更改后，充分驗證軟件的正確性。待確定軟件質量沒有問題后，軍代表應督促軟件人員將定型軟件存入相應的軟件產品庫。對于日后軟件的提取及灌注，都應有相關責任人負責監督，以此杜絕軟件人員隨意修改軟件的情況發生。

（四）當軟件問題多次出現時，應注意區分硬件問題和軟件問題

當軟件問題多次出現，而軟件人員又多次對軟件進行檢查卻未發現問題，但相同問題卻仍舊出現時，應適當分析軟件載體是否存在問題。一般情況下，面對重復出現的軟件問題，首先應該組織相關人員（包括軟件人員和硬件人員）對軟件問題進行充分的分析，以此達到區分簡單硬件問題和軟件問題的目的。如果很難確定是軟件問題或硬件問題的話，應在不裝載軟件的情況下單獨對硬件進行檢查，如仍未發現問題的話，則可判斷為軟件問題；如在不裝載軟件時，硬件仍出現類似問題，則可先將硬件問題解決后再將軟件重新裝載，再重復進行測試，如圖3所示，以達到問題得到真正定位。

（五）確保軟件開發環境健康運行

軟件開發環境是否健康是保證軟件質量的基礎。因此，在開發軟件前，要切實保證軟件開發環境的健康運行。要保證軟件開發環境的健康運行。第一要保證使用的編程軟件是正版軟件，以防止盜版軟件中可能存在的解碼漏洞影響軟件的質量；第二，軟件編程環境應是隔離網絡的，以防止軟件在編輯的過程中受到網絡病毒的攻擊。同時，軍代表要督促承制單位在軟件開發環境中裝入殺毒軟件，并對組建軟件開發環境的硬盤、光盤和移動設備等介質進行病毒檢查，以此達到隔離軟件病毒的效果。

（六）軟件驗收中，應注重軟件的提取、灌注及拷貝過程

在軟件功能的驗收過程中，如果要驗收的軟件是定型后比較穩定的軟件，則在軟件的功能驗收中，應將驗收的重點放在軟件的灌注及拷貝過程上面。對于軟件來講，每一套軟件程序都是從軟件庫中提取的穩定的定型軟件。只要灌注及拷貝過程不出現失誤，則在理論上是可保證每套軟件的質量一致性的。因此，軍代表應重點把控軟件的提取、灌注及拷貝過程。

圖3 軟硬件問題區分邏輯圖

在軟件功能的檢驗驗收過程中，如果第一套軟件無質量問題的話，其他套軟件的驗收可以采取整套軟件功能抽檢的驗收方式。這樣做的優點在于從源頭控制軟件質量同時，提高了軟件檢驗的效率。因此在定型軟件質量有保證的前提下，只要保證提取、灌注及拷貝這三個過程沒有問題，則可以說基本控制了軟件質量。

結束語

軟件作為裝備建設中的重要一環，它的質量自誕生之日起便受到各個國家的重視。近年來，軟件的開發及應用正以極快的速度發展著。但目前相應的軟件質量監督及檢驗驗收卻仍處在發展探索的階段，公認的切實可行的方法還未正式確立，還仍需進一步研究和探討。對此，我軍應加快研究軟件質量監督及檢驗驗收的相關方法，確保裝備質量同步不斷提升。