基于測試及試驗使用的軟件質量評價

李軍鋒

（91404部隊，秦皇島 066000）

0 引言

質量工作是裝備工作的生命線，軟件質量更是軟件的生命。隨著信息技術的發展，硬件軟件化趨勢愈加明顯，軟件質量已經成為影響和制約裝備質量的主要因素和瓶頸，由軟件缺陷引起的災難性后果也不少見。自各行業開始關注軟件質量以來至今已五十余年，國內外相關專家、學者投入了大量精力，在不斷改進完善過程中，逐步形成了一系列軟件質量模型、評價標準[1-10]。我國軍用裝備軟件質量的研究，自2000年后逐漸起步并于2004年發布GJB2434A《軍用軟件產品評價》，十余年來也取得了豐富的成果[5]。但據了解，往往由于缺乏數據采集支撐，沒有相對可行的質量量化指標，理論研究與實際應用的緊密結合尚有一定的差距。如何使軟件質量評價模型和標準等切實落地，督導研發過程，提高裝備軟件質量，是迫切需要解決的問題。

1 軟件質量與質量評價

ISO/ICE 250101中將軟件質量定義為：反映軟件產品滿足規定需求和潛在需求能力的特征和特性的總和[3]。

MJ.Fisher將軟件質量定義為：所有描述計算機優秀程度的特性的組合。也就是說為了滿足軟件的各項精確定義的功能、性能要求，符合文檔化的開發標準，需要相應的給出或設計一些質量特性及其組合，要得到高質量的軟件產品，就必須使這些質量特性滿足[9]。

ANSI/IEEE Std.1061-1992中的標準將軟件質量定義為：與軟件產品滿足需求所規定的和隱含的能力有關的特征或特性的全體，具體包括：

（1）軟件產品中所能滿足用戶給定需求的全部特性的集合；

（2）軟件具有所有的各種屬性組合的程度；

（3）用戶主觀得出的軟件是否滿足其綜合期望的程度；

（4）決定所用軟件在使用中將滿足其綜合期望程度的合成特性。

綜合上述定義理解，軟件質量是軟件的生命，它直接影響著軟件的使用和維護。

軟件質量評價是一項系統活動，包括最終產品的評價、開發過程的評價及若干相似功能的軟件比較評價。在本文中軟件工程質量評價的定義為：從測試試驗階段，在針對性的質量模型基礎上，通過測試數據收集、主觀評價，進行量化計算，并最終完成對軟件工程化水平及開發質量評定的過程。

2 評價目的和基本思路

2.1 評價目的

近年來，軍用裝備軟件發展迅速，各類型新技術新裝備陸續投入使用的背后，難免存在參與的研制單位眾多，軟件研發水平參差不齊，質量工作深入程度不一的情況。為使各部門掌握裝備軟件質量面貌，對關鍵質量問題引起重視，同時也為了便于各研制單位分析當前裝備軟件研發過程中存在的薄弱環節，以便進行持續有效地改進。

2.2 基本思路

以客觀公正、科學可行為基本指導思想，結合軟件測試、裝備試驗及部隊使用過程，從客觀和主觀兩個角度提出裝備軟件質量評價模型，具體分為以下幾個方面[4-5]：

客觀部分，主要由第三方測評機構負責，結合裝備軟件測試過程收集評價數據：

（1）進入測試成熟度：對測評進入條件進行審查，并將審查結果作為評價數據；

（2）測試中的軟件質量：采集軟件測試過程數據，在此基礎上進行評價。如軟件需求是衡量軟件質量的基礎，不符合需求的軟件就不具備質量，設計的軟件應在功能、性能等方面都符合要求，并能可靠地運行；軟件結構良好，易讀、易于理解，并易于修改、維護；軟件系統具有友好的用戶界面，便于用戶使用等。部分采用GJB2434A《軍用軟件產品評價》的相關內容，并在此基礎上進行補充、裁剪或調整。

（3）技術狀態穩定性：對軟件版本的管理情況，內容代碼的變更，實際進度與計劃安排的相符性等進行評價。

主觀部分，由測評機構、裝備試驗人員、部隊使用人員結合軟件測試、裝備試驗及日常使用的主觀感受，通過問卷調查的方式收集評價數據：

（1）測評機構主觀評價：主要包括軟件的功能、性能、可靠性、界面友好性、安全性、代碼質量、文檔質量等的主觀感受；

（2）試驗使用主觀評價：主要包括裝備試驗和部隊使用過程中，相關人員對軟件的功能、性能、可靠性、界面友好性等的主觀感受。

3 裝備軟件質量評價模型

根據國際國內慣例以及相關標準[1-3],軟件質量由若干個特性組成，其中部分特性又可劃分為若干個子特性，子特性又可進一步劃分為若干度量指標也即度量元。參考相關國家軍用標準中的層次分析方法，結合實際情況，提出裝備軟件質量評價模型[1-3,6]，見圖1。

圖1 裝備軟件質量評價模型

4 度量元選擇及權重確定

在裝備軟件質量評價模型的基礎上提出裝備軟件質量的特性和子特性，制定度量表，并通過提供一系列行之有效的度量元的方式，列出權值分配表，權值比例參考以往研究的基礎上[4-6]，征集相關單位及業內專家意見共同確定，具體度量元的選擇及權值比例可在不同的軟件評價活動過程中，結合實際情況進行適當調整，示例見表1。

表1 裝備軟件質量評價模型-度量元及權值分配表

5 度量計算方法

5.1 度量元量化方法

對于每一個度量元要確定相應的目標測量值作為量化表示，以便對它們進行測量。在實際應用過程中，盡量選擇那些成熟且簡便易行的測量方法和技術，并保證測量結果易于使用[7-8]，示例見表2。

表2 度量元量化方法表

5.2 評價結果計算方法

按照度量權值設置，采用歸一化的方式進行計算，定義度量元ijk的分值為mijk，最高分值（滿分值）為Y_MAXijk,Ni為特性i的子特性個數，Nij為子特性ij的度量元個數，子特性、特性及整體評價的計算見公式[9-10]：

（1）度量元分值計算

利用表2采集統計各度量元的分值，其中度量元分值為0表示該度量元不得分，分值為-1表示該度量元對應的子特性不得分（分值為0），分值為-2表示包含該度量元的特性不得分（分值為0）。

（2）子特性、特性分值計算

根據公式（1）和公式（2）計算子特性和特性的分值。

（3）計算整體評價分值

根據公式（3），計算可得到軟件質量整體評價分值，整體評價滿分為1分，最低0分。

6 裝備軟件質量評價結果

裝備軟件質量評價結果不設優、良、差之類等級分別，而是通過分析各項特性度量元得分情況，結合整體評價，整理形成裝備軟件質量評價報告，盡可能從科學角度提出軟件質量在各環節存在的不足。評價結果同步通報相關單位，以便各自從狀態掌握、問題整改及持續改進等角度促進裝備軟件質量不斷提升。

7 結語

軟件質量尤其是軍用裝備軟件的質量影響重大，本文提出的基于軟件測試、裝備試驗及部隊使用的裝備軟件質量評價模型，結合某大型裝備系統軟件的研發、測試、試驗及部隊使用過程研究，廣泛征求相關單位意見建議，度量元易于采集，計算結果相對科學合理，并已成功試用實施。下一步將對裝備試驗及部隊使用過程中的軟件質量問題，從嚴重等級、影響后果等方面進行梳理分析，納入客觀部分特性度量，同時對部隊使用評價內容適當調整，區別于裝備試驗度量采集，使之更加切合實際應用。進一步研究完善后可做為一種從實踐角度出發的裝備軟件質量評價方法，或可形成標準規程得以推廣應用。