第8章-软件工程标准化和软件文档.ppt

第8章软件工程标准化和软件文档 本章要点 软件工程标准化的概念 软件工程标准的制定与推行 软件工程标准的层次和体系框架 ISO9000国际标准简介 软件文档 第8章软件工程标准化和软件文档 8 1软件工程标准化的概念8 2软件工程标准的制定与推行8 3软件工程标准的层次和体系框架8 4ISO9000国际标准简介8 5软件文档8 6小结 8 1软件工程标准化的概念 软件工程的标准主要有以下三个 1 FIPS135是美国国家标准局发布的 软件文档管理指南 2 NSAC 39是美国核子安全分析中心发布的 安全参数显示系统的验证与确认 3 ISO5807是国际标准化组织公布 现在已经成为中国国家标准 的 信息处理 数据流程图 程序流程图 程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定 8 2软件工程标准的制定与推行 软件工程标准的制定与推行通常要经历一个环状的生命期 最初 制定一项标准仅仅是初步设想 经发起后沿着环状生命期 顺时针进行要经历以下的步骤 1 建议 拟订初步的建议方案 2 开发 制定标准的具体内容 3 咨询 征求并吸收有关人员意见 4 审批 由管理部门决定能否推出 5 公布 公开发布 使标准生效 6 培训 为推行准备人员条件 7 实施 投入使用 需经历相当期限 8 审核 检验实施效果 决定修订还是撤销 9 修订 修改其中不适当的部分 形成标准的新版本 进入新的周期 影响软件工程标准顺利实施的一些不利因素应当特别引起重视 这些因素可能有 1 标准本身制定得有缺陷 或是存在不够合理 不够准确的部分 2 标准文本编写得有缺点 例如 文字叙述可读性差 理解性差 或是缺少实例供读者参阅 3 主管部门未能坚持大力推行 在实施的过程中遇到问题未能及时加以解决 5 未能及时修订和更新 8 3软件工程标准的层次和体系框架 软件工程标准一共分为5个层次 它们是 1 国际标准 ISO 2 国家标准 它位于顶层 GB ANSI FIPS BS JIS 3 行业标准 IEEE 4 企业规范 5 项目 课题 规范 它是最低层的 8 3 3中国的软件工程标准化工作 1 基础标准 2 开发标准 3 文档标准 4 管理标准 8 4ISO9000国际标准简介 1 ISO的组织结构其组织机构包括全体大会 主要官员 成员团体 通信成员 捐助成员 政策发展委员会 理事会 ISO中央秘书处 特别咨询组 技术管理处 标样委员会 技术咨询组 技术委员会等 8 4ISO9000国际标准简介 1 ISO的组织结构根据IS09000 1给出的定义 IS09000族是指 由ISO TC176技术委员会制定的所有国际标准 准确的说法应该是 由ISO TC176技术委员会制定并已由ISO 国标准化组织 正式颁布的国际标准有19项 ISO TC176技术委员会正定还未经ISO颁布的国际标准有7项 对ISO已正式颁布的IS09000族的19项际标准 我国已全部将其等同转化为我国国家标准 其他还处在标准草案阶段的7项国际标准 我国也正在跟踪研究 一旦正式颁布 我国将及时将其等同转化为国家标准 2 ISO9000标准简介ISO9000系列标准的主体部分可以分为两组 1 需方对供方要求质量保证 的标准 9001 9003 2 用于 供方建立质量保证体系 的标准 9004 8 5软件文档 8 5 1软件文档的作用和分类1 文档的作用高质量文档对于转让 变更 修改 扩充和使用文档 对于发挥软件产品的效益有着重要的意义 1 提高软件开发过程的能见度 2 管理人员可把这些记载下来的材料作为检查软件开发进度和开发质量的依据 实现对软件开发的工程管理 3 提高开发效率 8 5软件文档 8 5 1软件文档的作用和分类1 文档的作用高质量文档对于转让 变更 修改 扩充和使用文档 对于发挥软件产品的效益有着重要的意义 4 作为开发人员在一定阶段的工作成果和结束标志 5 记录开发过程中有关信息 6 提供对软件的运行 维护和培训的有关信息 7 便于潜在用户了解软件的功能 性能等各项指标 为他们选购符合自己需要的软件提供依据 2 文档的分类按照文档产生和使用的范围 软件文档大致可以分为三类 1 开发文档 主要包括软件需求说明书 数据要求说明书 概要设计说明书 详细设计说明书 可行性研究报告 项目开发计划等 2 管理文档 主要有项目开发计划 测试计划 测试报告 开发进度月报以及项目开发总结 3 用户文档 用户手册 操作手册和维护修改建议 软件需求说明书等 3 文档包含的内容 1 可行性研究报告 2 项目开发计划 3 软件需求说明书 4 数据要求说明书 5 概要设计说明书 6 详细设计说明书 7 用户手册 8 操作手册 9 测试计划 10 测试分析报告 11 开发进度月报 12 项目开发总结报告 13 维护修改建议 这些文档最终要向软件管理部门 或是向用户回答以下的问题 1 哪些需求要被满足 即回答 做什么 2 所开发的软件在什么环境中实现以及所需信息从哪里来 即回答 从何处 3 某些开发工作的时间如何安排 即回答 何时干 4 某些开发 或维护 工作打算由 谁来做 5 某些需求是怎么实现的 6 为什么要进行那些软件开发或维护修改工作 8 5 2对软件文档编制的质量要求 造成软件文档质量不高的原因可能是 缺乏实践经验 缺乏评价文档质量的标准 不重视文档编写工作或是对文档编写工作的安排不恰当 高质量的文档应当体现在以下一些方面 1 针对性 2 精确性 3 清晰性 4 完整性 5 灵活性 6 可追溯性 8 5 3软件文档的管理和维护 加强对文档的管理 以下几个方面是应注意做到的 1 软件开发小组应设一位文档保管人员 负责集中保管本项目已有文档的两套主文本 2 软件开发小组的成员可根据工作需要在自己手中保存一些个人文档 3 开发人员个人只保存着主文本中与他工作相关的部分文档 8 5 3软件文档的管理和维护 加强对文档的管理 以下几个方面是应注意做到的 4 在新文档取代了旧文档时 管理人员应及时注销旧文档 5 项目开发结束时 文档管理人员应收回开发人员的个人文档 6 在软件开发过程中 可能发现需要修改已完成的文档 特别是规模较大的项目 主文本的修改必须特别谨慎 8 6小结 根据软件工程标准制定的机构和标准适用的范围有所不同 它可分为五个级别 即国际标准 国家标准 行业标准 企业 机构 标准及项目 课题 标准 文档是指某种数据媒体和其中所记录的数据 在软件工程中 文档用来表示对需求 工程或结果进行描述 定义 规定 报告或认证的任何书画或图示的信息 它们描述和规定了软件设计和实现的细节 说明使用软件的操作命令 第9章软件工程质量 9 1软件质量特性9 2软件质量的度量模型9 3软件质量保证9 4技术评审9 5软件质量管理体系9 6小结 9 1软件质量特性 1 软件质量的定义软件质量定义为 1 与所确定的功能和性能需求的一致性 2 与所成文的开发标准的一致性 3 与所有专业开发的软件所期望的隐含特性的一致性 2 软件复杂性软件复杂性度量的参数很多 主要有 1 规模 即总共的指令数 或源程序行数 2 难度 通常由程序中出现的操作数的数目所决定的量来表示 3 结构 通常用于程序结构有关的度量来表示 4 智能度 即算法的难易程度 要求复杂性度量满足以下假设 1 它可以用来计算任何一个程序的复杂性 2 对于不合理的程序 例如对于长度动态增长的程序 或者对于原则上无法排错的程序 不应当使用它进行复杂性计算 3 如果程序中指令条数 附加存储量 计算时间增多 不会减少程序的复杂性 3 软件可靠性 1 软件可靠性的定义与指标指一个程序按照用户的要求和设计的目标 执行其功能的正确程度 正确性 完整性 一致性 健壮性 2 软件可靠性模型软件可靠性模型通常分为如下几类 由硬件可靠性理论导出的模型 基于程序内部特性的模型 植入模型 9 2软件质量的度量模型 1 软件质量的度量和评价影响软件质量的因素可以分为两大类 1 可以直接度量的因素 如单位时间内千行代码 KLOC 中产生的错误数 2 只能间接度量的因素 如可用性或可维护性 在软件开发和维护的过程中 为了定量地评价软件质量 必须对软件质量特性进行度量 以测定软件具有要求质量特性的程度 2 软件质量度量模型 1 Boehm软件质量度量模型 2 McCall软件质量度量模型 面向软件产品操作 面向软件产品修改 面向软件产品适应 3 ISO的软件质量评价模型其软件质量模型包括3层 即 高层 TopLevel 软件质量需求评价准则 SQRC 中层 MidLevel 软件质量设计评价准则 SQDC 低层 LowLevel 软件质量度量评价准则 SQMC 经验估算模型一 CoCoMo模型 从以前的项目的实际数据导出 从前的 局部的 有一定的参考价值 1981年Boehm提出了 构造性成本模型 ConstructiveCostModel CoCoMo 在静态 单变量模型基础上构造出来的 基本CoCoMo 用于系统开发的初期 估算整个系统的工作量 包括维护 和软件开发所需要的时间 中间CoCoMo 用于估算各个子系统的工作量和开发时间 详细CoCoMo 用于估算独立的软部件 如系统内部的各个模块 2 2软件项目估算 基本CoCoMo模型 1 静态 单变量模型 具有如下形式 E a KLOC bD cEdE 工作量 单位人月 PM D 开发时间 单位是月KLOC 项目的代码行估计值 单位是千行代码a b c d 是常数 基本CoCoMo模型 2 模型给出了代码行数 工作量 工作量与开发时间之间的函数关系 Boehm将软件划分为组织型 半独立型 和嵌入型三类 选取相应的a b c d 中间CoCoMo模型 以基本CoCoMo模型为基础 在工作量估计公式中乘以工作量调节因子EAF E a LOC bEAFLOC 项目的代码行数a b 常数工作量调节因子与软件产品属性 计算机属性 人员属性 项目属性有关 软件产品属性 软件可靠性 软件复杂性 数据库规模计算机属性 程序执行时间 程序占用内存的大小 软件开发环境的变化 软件开发环境的响应速度 人员属性 分析员的能力 程序员的能力 有关应用领域的经验 开发环境的经验 程序设计语言的经验 项目属性 软件开发方法的能力 软件工具的质量和数量 软件开发的进度要求 中间CoCoMo模型 同工作量调节因子相关的属性 1 上述属性共15各要素 每个要素调节因子Fi I 1 2 15 很低 低 正常 高 很高 极高六种 正常时Fi 1 Fi 1 0 7 1 66 0 70 0 85 1 00 1 15 1 30 1 65 中间CoCoMo模型 同工作量调节因子相关的属性 2 中间CoCoMo模型 同工作量调节因子相关的属性 3 调节因子集的定义和调节因子定值是由统计结果和经验决定的 不同的开发组织在不同历史时期 随着环境的变化 数据会变化 中间CoCoMo不仅可以估算开发软件产品的工作量 还可以比较各种开发方案对工作连的影响 McCall软件质量要素 McCall从软件产品的运行 修改和迁移三个方面给出了11个软件质量要素 9 3软件质量保证 1 软件质量保证 1 什么是软件质量保证软件的质量保证就是向用户及社会提供满意的高质量的产品 确保软件产品从诞生到消亡为止的所有阶段的质量的活动 即确定 达到和维护需要的软件质量而进行的所有有计划 有系统的管理活动 2 质量保证的策略质量保证策略的发展大致可以分为以下三个阶段 以检测为重 以过程管理为重 以新产品开发为重 3 质量保证的主要任务 正确定义用户要求 技术方法的应用 提高软件开发的工程能力 软件的复用 发挥每个开发者的能力 组织外部力量协作 排除无效劳动 提高计划和管理质量 4 质量保证与检验软件质量必须在设计和实现过程中加以保证 2 软件容错技术 1 容错软件的定义提高软件质量和可靠性的技术大致分为两类 一类是避开错误 fault avoidance 技术 即在开发的过程中不让差错潜入软件的技术 另一类是容错 fault tolerance 技术 即对某些无法避开的差错 使其影响减少至最小的技术 归纳容错软件的定义 有以下四种 规定功能的软件 在一定程度上对自身错误的作用 软件错误 具有屏蔽能力 则称此软件为具有容错功能的软件 即容错软件 规定功能的软件 在一定程度上能从错误状态自动恢复到正常状态 则称之为容错软件 规定功能的软件 在因错误而发生错误时 仍然能在一定程度上完成预期的功能 则把该软件称为容错软件 规定功能的软件 在一定程度上具有容错能力 则称之为容错软件 2 容错的一般方法 结构冗余 静态冗余 动态冗余 混合冗余 信息冗余为检测或纠正信息在运算或传输中的错误须外加一部分信息 这种现象称为信息冗余 时间冗余时间冗余是指以重复执行指令 指令复执 或程序 程序复算 来消除瞬时错误带来的影响 冗余附加技术冗余附加技术是指实现上述冗余技术所需的资源和技术 3 容错软件的设计过程容错系统的设计过程包括以下设计步骤 按设计任务要求进行常规设计 尽量保证设计的正确 对可能出现的错误分类 确定实现容错的范围 按照 成本 效率 最优原则 选用某种冗余手段 结构 信息 时间 来实现对各类错误的屏蔽 分析或验证上述冗余结构的容错效果 9 4技术评审 对软件工程来说 软件评审是一个 过滤器 在软件开发的各个阶段都要采用评审的方法 以发现软件中的缺陷 然后加以改正 把 质量 理解为 用户满意程度 为使用户满意 有两个必要条件 1 设计的规格说明书要符合用户的要求 2 程序要按照设计规格说明书所规定的情况正确执行 1 设计质量的评审内容 1 评价软件的规格说明是否合乎用户的要求 2 评审可靠性 3 评审保密措施实现情况 4 评审操作特性实施情况 5 评审性能实现情况 6 评审软件是否具有可修改性 可扩充性 可互换性和可移植性 7 评审软件是否具有可测试性 8 评审软件是否具有复用性 2 程序质量的评审内容程序质量评审通常它是从开发者的角度进行评审 直接与开发技术有关 它着眼于软件本身的结构 与运行环境的接口 变更带来的影响而进行的评审活动 1 软件的结构 功能结构需要检查的项目有 数据结构 功能结构 数据结构和功能结构之间的对应关系 2 程序质量的评审内容程序质量评审通常它是从开发者的角度进行评审 直接与开发技术有关 它着眼于软件本身的结构 与运行环境的接口 变更带来的影响而进行的评审活动 1 软件的结构 功能的通用性 模块的层次 模块结构 控制流结构 数据流结构 模块结构与功能结构之间的对应关系 处理过程的结构 2 与运行环境的接口包括与硬件的接口 与用户的接口两方面 随着软件运行环境的变更 软件的规格也在跟着不断地变更 运行环境变更时的影响范围 需要从以下三个方面来分析 与运行环境的接口 在每项设计工程规格内的影响 在设计工程相互间的影响 9 5软件质量管理体系 9 5 1软件产品质量管理的特点软件产品的质量有其明显的特殊性 很难制定具体的 数量化的产品质量标准 所以没有相应的国际标准 国家标准或行业标准 软件产品质量没有绝对的合格与不合格界限 软件不可能做到 零缺陷 对软件的测试不可能穷尽所有情况 有缺陷的软件仍然可以使用 9 5软件质量管理体系 9 5 1软件产品质量管理的特点