軟件產(chǎn)品質(zhì)量的度量和評估方法

王蕊

[摘 要]隨著信息化進程的不斷發(fā)展，軟件產(chǎn)品的應用范圍和需求越來越大，同時軟件產(chǎn)品的質(zhì)量問題愈加被人們所關注。因此，本文將站在第三方軟件檢測機構的角度，結合現(xiàn)行國家標準和實際案例，對軟件產(chǎn)品的質(zhì)量模型、質(zhì)量度量和評價方法進行介紹。

[關鍵詞]軟件檢測；質(zhì)量模型；質(zhì)量度量；評價方法

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.04.046

[中圖分類號]TP311.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）04-00-03

0 引 言

隨著信息技術的飛速發(fā)展，軟件應用已滲透到各個領域，軟件質(zhì)量的檢測要求也日益提高。尤其是對涉及國防、金融、政務的軟件來說，能否穩(wěn)定安全的運行是保障國計民生的關鍵。而對軟件產(chǎn)品質(zhì)量進行客觀全面的度量和評價、不斷提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量始終是計算機科學領域研究的重要方向之一。本文介紹了第三方軟件檢測機構常常涉及的《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 質(zhì)量模型》（GB/T 16260.1-2006）系列國家標準，并結合實際案例，介紹軟件質(zhì)量模型以及如何對軟件質(zhì)量進行度量和評估。

1 軟件質(zhì)量模型

《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第1部分：質(zhì)量模型》（GB/T 16260.1-2006）系列國家標準等同采用了最新的《Software engineering -Product quality - Part 1： Quality model》（ISO/IEC 9126-1：2001）系列標準。在本標準中，給出了軟件質(zhì)量的通用模型。軟件質(zhì)量分為外部質(zhì)量、內(nèi)部質(zhì)量和使用質(zhì)量，外部質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量的質(zhì)量模型如圖1所示。這些特性和子特性基本涵蓋了軟件質(zhì)量的各個方面。在第三方軟件檢測機構中，通常以此質(zhì)量模型為基礎，對軟件產(chǎn)品本身進行檢測和度量評估。

軟件的使用質(zhì)量是基于用戶觀點的軟件產(chǎn)品用于指定的環(huán)境和使用周境時的質(zhì)量，使用質(zhì)量的模型如圖2所示，為有效性、生產(chǎn)率、安全性、滿意度四個特性。它測量用戶在特定環(huán)境中能達到目標的程度，而不是測量軟件自身的屬性。用戶環(huán)境中的質(zhì)量級別可能與開發(fā)者環(huán)境中的不同，因為不同用戶的要求和能力間存在著差別，以及不同硬件和支持環(huán)境間有差異。用戶僅評價那些用于其任務的軟件屬性。

2 軟件質(zhì)量的度量方法

《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第1部分：質(zhì)量模型》（GB/T 16260.1-2006）系列標準還提供了軟件質(zhì)量的度量方法。其中《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第2部分：外部度量》（GB/T 16260.2-2006）定義了外部度量，《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第3部分：內(nèi)部度量》（GB/T 16260.3-2006）定義了內(nèi)部度量，《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第4部分：使用質(zhì)量度量》（GB/T 16260.4-2006）定義了使用質(zhì)量的度量。

圖2 使用質(zhì)量的質(zhì)量模型

外部度量用來測量包含該軟件的基于計算機系統(tǒng)的行為。外部質(zhì)量的特性和子特性的度量，主要是測量標準中定義的6個質(zhì)量特性的屬性。開發(fā)者、評價者、質(zhì)量管理者和需方可以從本部分中選擇合適的度量，用來定義質(zhì)量需求、評價軟件產(chǎn)品、測量質(zhì)量情況或作其他用途，亦可以修改度量或使用本部分未包括的其他度量。另外《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第2部分：外部度量》（GB/T 16260.2-2006）標準中還列舉了一些可操作的度量元及度量實例。

內(nèi)部度量用來測量軟件本身的功能，看其能否滿足規(guī)定和隱含的要求。在實際應用中，用戶可以使用《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第3部分：內(nèi)部度量》（GB/T 16260.3-2006）標準中建議的度量元，也可以使用自己定義的度量元或度量方法。

使用質(zhì)量的度量則測量軟件在某個特定使用周境中的使用效果，使用質(zhì)量的度量是在真實的系統(tǒng)環(huán)境下進行的。《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第4部分：使用質(zhì)量度量》（GB/T 16260.4-2006）標準中給出的各種度量既可以用來測量不同階段的軟件產(chǎn)品使用質(zhì)量，也可以在產(chǎn)品開發(fā)的初始階段作為確認使用質(zhì)量需求的指標。

3 軟件質(zhì)量的度量案例介紹

以某單位ERP業(yè)務管理系統(tǒng)為例，在該項目中，客戶要求對軟件系統(tǒng)的外部質(zhì)量的特性及其子特性進行檢測和度量，為此，筆者根據(jù)該項目的產(chǎn)品說明書、需求文檔、用戶使用手冊等，共設計199個測試用例，覆蓋了功能性、可靠性、易用性、效率、維護性和可移植性六個質(zhì)量特性及客戶關心的相應子特性，共發(fā)現(xiàn)12個問題，其中S3級問題2個，S4級和S5級問題共10個。

軟件缺陷級別分類如下：

S1級是發(fā)現(xiàn)影響被測系統(tǒng)正確運行的嚴重問題，包括：

——導致系統(tǒng)崩潰； ——出現(xiàn)不可挽救的數(shù)據(jù)丟失或損壞；

——主業(yè)務流程出現(xiàn)斷點； ——導致死機；

——內(nèi)存泄漏。

S2級是發(fā)現(xiàn)影響被測模塊正確運行的嚴重問題，包括：

——導致程序模塊丟失或未實現(xiàn)；——軟件錯誤導致數(shù)據(jù)丟失；

——被測數(shù)據(jù)處理錯誤； ——用戶需求未實現(xiàn)。

S3級是發(fā)現(xiàn)影響被測功能正確實現(xiàn)的問題。

S4級是一般性的錯誤或功能實現(xiàn)有不完善處。

S5級是建議性問題。

該項目的測試用例執(zhí)行情況及缺陷分布情況見圖3和圖4。

該項目中，客戶關心的軟件質(zhì)量特性和子特性，經(jīng)過溝通討論，該單位制定的權重分布，可參見表1的權值列（質(zhì)量特性權值ωi、子特性權值ωij、度量元權值ωijk）。根據(jù)《軟件工程產(chǎn)品質(zhì)量第2部分：外部度量》（GB/T 16260.2-2006）標準中的度量表，結合測試用例及缺陷情況統(tǒng)計表，計算相應的度量值，將其百分化。把計算出來的數(shù)據(jù)，分別記入表1軟件外部質(zhì)量度量評價結果中的度量值一列，然后從右向左，加權計數(shù)，最終得出外部質(zhì)量的度量結果。

評分：確定度量結果的評分等級，即確定度量值落在哪一個范圍內(nèi)以判定其質(zhì)量等級。通常，根據(jù)度量結果，如果最終的度量值在90分及以上，該軟件外部質(zhì)量為“通過”；70分（含）-90分，為“基本通過”；70分以下，為“不通過”。

4 結 語

軟件度量的目的是通過量化的分析和總結，幫助人們對軟件產(chǎn)品本身的質(zhì)量有一個客觀系統(tǒng)的認知，然后采取相應措施，提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量，提高用戶滿意度和產(chǎn)品競爭力。從國內(nèi)和國際進行軟件產(chǎn)品質(zhì)量度量成功的案例來看，度量活動給組織和項目所帶來的收益也是遠遠超出預期的。隨著軟件企業(yè)開發(fā)過程能力成熟度水平和第三方軟件檢測機構檢驗能力的不斷提高，軟件質(zhì)量的度量將會變得越來越受重視，最終為用戶提供可靠的、高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。同時，本文幫助讀者了解和應用《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第1部分：質(zhì)量模型》（GB/T 16260.1-2006）系列國家標準，希望能對軟件檢驗機構提供有益的指導。

主要參考文獻

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