嵌入式软件的质量管理-文档

1、嵌入式软件的质量管理1 概述 在轨道交通、航空航天、汽车电子、武器装备等领域，要 求 嵌入式电子装备能够平安、可靠、稳定地运行。嵌入式软件作为 电 子装备的关键组成局部， 其质量已经成为确保电子装备产品和 工程整 体质量的关键。如何保证软件质量，一直是工程人员、管 理人员特别 关注的问题。 本文将对嵌入式软件的质量管理和度量 进行研究分析。2 软件质量研究2.1 软件质量的涵义软件质量是指软件特性的总和， 表示软件满足明确或隐含要 求 的能力。在 IEEE 中软件质量被定义为：软件要符合显式声明 的功能 和性能需求、 显式文档化的开发标准以及专业开发的软件 所具有的所 有隐含特征。软件产品是在

2、软件的生命周期中产生的一组计算机程序、 规 程 以及可能有的相关文档和数据。 为满足软件质量要求而进行的 软件产 品评价是软件生存周期中的一个过程。 软件产品质量可以 通过测量内 部属性， 也可以通过测量外部属性， 或者通过测量使 用质量的属性 来评价。 目标就是使产品在指定的使用环境下具有 所需的效用。2.2 软件质量的度量研究 由于软件质量是由许多特性组成， 因此软件质量模型通常由 一 些质量特性及其关联组成，将质量特性进一步的分解为子特 性，确定 与子特性对应的质量度量元。件产品软件的外部质量和内部质量分别是基于外部和内部视角软特性的总体， 描述软件自身的性质， 因此外部质量和内部 质量

3、采用 一个共同的质量模型；而使用质量是从用户观点出发， 软件产品用于 指定的环境时的质量。 它测量软件在特定环境中能 满足用户需求的能 力， 而不是测量软件自身的性质， 因此使用质 量有其单独的质量模 型。1976 年， Boehm 等人提出定量评价软件质量的概念， 给出了60 个质量度量公式，并首次提出了软件质量度量的层次模型。Boehm 等人将软件质量的概念分解为假设干层次，可以从软件的可 使用 性、软件的可维护性、软件的可移植性三个方面来考虑，对 于最底层 的软件引入数量化的指标， 从而得到软件质量的整体评 价。1978 年 McCall 提出了从软件质量要素 factor 、准那么 c

4、riteria 到度量 metric 的三层次式的软件质量度量模型， 其 中质量要素是从用户和工程管理人员的角度观察到的软件的 质量特征， 软件质量的评价准那么反映了软件质量的原始属性， 这 些评价准那么通过 评分的方式定量的度量。但是， McCall 模型和 Boehm 模型的共同缺陷之一是未能反 映质 量要素之间的关系。ISO/IEC 9126 系列标准是 ISO 正式推出的软件质量模型。 该模 型是一个树形结构， 高层定义了 6 个质量特性， 中间层定义 了对应的质量子特性， 第三层为度量。 质量特性与质量子特性的 对应关系 如表 1 所示。表 1 ISO/IEC 9126 软件质量度量

5、模型质量特性 质量子特性功能性 适合性、准确性、互操作性、保密平安性、功能性 的依 从性可靠性 成熟性、容错性、易恢复性、 可靠性的依从性 易使用性 易 理解性、易学性、易操作性、吸引性、易用性 的依从性效率 时间特性、资源利用性、效率依从性可维护性 易分析性、易改变性、稳定性、易测试性、维护 性的 依从性可移植性 适应性、易安装性、共存性、易替换性、可移植 性的 依从性综上所述， 过程质量主要针对开发过程进行的， 是针对软件 生 存周期的任一阶段进行。 产品质量可以通过测量内部属性， 也 可以 通过测量外部属性，或者通过测量使用质量的属性来评价。过程质量有助于提高产品质量， 而产品质量有助于

6、提高使用 质 量，因此，评估和改良一个过程是提高产品质量的一种手段， 而评估 和改良产品又是提高使用质量的一种手段。 同样， 评价使 用质量可 以为改良产品提供反应， 而评价产品那么为改良过程提供 反应。2.3 嵌入式软件的质量度量基于上述的质量模型， 本文将分析嵌入式软件的质量特性及 质量元，从而可以度量嵌入式软件的质量。由于嵌入式系统的应用场景相对专业化， 硬件平台也是根据 实 际需求经过裁剪并最小化的系统。 因此， 嵌入式软件一般要求 实时 性、资源特性、可靠性等，即质量特性。下面讨论了实时性 和资源特 性的质量元。 1实时性：程序对于事件的响应时间能够确定地保证在 所设 计的时间限制之

7、内。实时性的相关质量元分析如下：1可预期性。 2可用性。 3复用性。 4近似性。 5并行性。 2资源特性：程序运行所占用资源的要求。资源特性的质量元总结如下： 1固定性。 2非递归性。 3一维性。 4规 避性。 5互斥性。3 嵌入式软件的质量管理全面质量管理中的 PDCA Plan-Do-Check-Action 循环方 法， 是提高产品质量的根本方法。它是由 Walter A. Shewhart 设想，后来 被美国质量管理专家戴明 Edwards Demi ng 博士再 度挖掘出来， 并 加以广泛宣传和运用于持续改善产品质量的过程中1。PDCA循环包含计戈V、实施、检查、处理四个阶段，这四个

8、阶段构成了一个完整的圆环。 PDCA 循环反映了质量管理活动的规律， 是质量保证体系运转的根本方式， 是质量改良最根本的 方 法。 PDCA 循环已经在质量管理中得到了广泛应用，并且取得 了很好 的效果。因此，嵌入式软件的研制过程可以运用 PDCA 勺 质量管理模式， 不断发现问题并解决问题， 持续提升嵌入式软件 的 产品质量。 PDCAf 理模式如下：。(1) 方案阶段(Plan )。PDCAf环的第一阶段是方案阶段。方案阶段包括制定质量目标、 活动方案、 管理工程以及措施 方 案。 方案阶段需要对研发部门目前的工作效率进行检讨， 对目 前的 流程运行效果进行追踪， 从而收集在流程过程中所出

9、现的问 题。然后 将收集到的资料进行分析，制定初步的解决方案，并提 交研发部门领 导的批准 2 。(2) 执行阶段 (Do)。 PDCAf 环的第二阶段是执行阶段。 执行阶 段是落实和执行制定的方案和措施。 将相应的解决方案提交给研发部门领导， 在获得研发部门领导的批准后， 由部门 提 供必要的资金及资源来支持方案的执行。(3) 检查阶段 ( Check ) 。 PDCAf 环的第三阶段是检查阶 段。检查阶段是将结果与方案的目标进行比照， 检查方案执行和 实 施的情况，是否到达预期的效果。根据检查的结果，来验证实 际的操 作是否按原先制定的方案执行， 或者原先制定的方案是否 合理。检查 中可能

10、发现原先制定的方案中存在的缺陷， 如目标不 适合，措施不配 套等。对检查的结果进行分析，寻找原先制定的 方案本身是否存在偏 移。 如果存在偏移， 那么需要找出存在的问 题，并重新筹划和执行， 进而保存改良方案中有效的局部。(4) 处理阶段 ( Action )。 PDCA 循环的第四阶段是处理阶 段处理阶段是对检查阶段总结出来的检查结果进行处理， 肯定 其 中成功的经验，并予以标准化；同时，对其中的失败教训进行 总结， 作为借鉴，防止今后再重现。把过程中新出现的问题或者 没有解决掉 的问题，提到下一个 PDCA循环中去解决。这个阶段 是推动PDCA 1 环上升和前进的关键。 如果只有前三个阶段， 那 么就不能吸取教