软件质量保证基本概念与方法

软件工程刘竹松欢迎各位同学光临本科生课程第12章软件质量保证本章导读质量保证一直是CMMI和ISO9000的中心议题，是微软公司和IBM公司的重点课题，同样也是项目管理的重要内容。通常，人们将“质量标准、配置管理、测试测量”，作为质量管理的三大支柱，而将“SQA计划、SQA进度、SQA评审和审计”，作为质量管理三大要素。本章先论述软件质量保证的基本概念和多种方法，后介绍IT企业软件质量保证文档书写的参考指南。要求具体内容了解1)软件质量及其相关概念的定义2)质量管理与控制的三个层次3)传统软件工程中质量管理的弱点4)同行评审5)软件质量保证管理文档理解1)从四个方面来改进软件质量2)CMM/CMMI改进软件质量的方法3)软件组织内部的“七化原则”和“五报一例制度”关注1)CMM2的“软件质量保证SQA”过程2)《软件质量保证计划》的编写方法12.1软件质量基本概念

1.软件质量及相关概念的定义

【定义12-1】所谓软件质量，就是供方提供的软件产品满足用户明确和隐含需求的能力特性的总和。

【定义12-2】所谓软件产品，就是供方交付给用户使用的一套计算机程序、数据以及相关文档。

【定义12-3】所谓供方，就是向用户提供产品的组织。供方有时又称承包方。通过上述定义，知道了软件质量是什么，以及意味着什么。在此之前，可能不知道这么多概念，只知道好的软件的特点是功能强、性能优、易使用、易维护、可移植、可重用。什么样的软件是质量好的软件？

事实上，不同的人对软件质量有不同的评价和看法：（1）用户认为，功能、性能、接口满足了需求就是好软件。（2）营销人员认为，客户群大且能卖个好价钱就是好软件。（3）管理者认为，软件开发的进度、成本、质量（功能+性能+接口）在计划的控制范围内就是好软件。（4）开发者认为，易维护、可移植、可重用就是好软件。上述众多观点不无道理，但都是从各自的利益出发的。应当说上述评价和看法的汇总，才是货真价实的好软件。2.质量管理与控制的三个层次

(1)事先的预防措施：制订软件过程开发规范和软件产品质量标准，对软件开发和管理人员进行这方面知识和技能的定向培训；(规范是对行为的约束、标准是对产品的约束、规程是对操作的约束)(2)事中的跟踪监控措施：按照CMM/CMMI或ISO9000的过程管理思想，对软件过程和软件产品的质量控制提供可视性管理；

(3)事后的纠错措施：对软件工作产品和软件产品加强评审和检测。评审是在宏观上框住您，在微观上挑剔您，找出不符合项。检测是为了发现Bug，改正错误。结论：软件质量保证措施，应以提前预防和实时跟踪为主，以事后测试和纠错为辅。3.传统软件工程中质量管理的弱点

在传统《软件工程》中，由于没有完全吸收CMMI和ISO9000的质量管理思想，因而对软件质量的定义是较模糊的，如表12-2所示。按照这些定义，对软件阶段产品和软件最终产品的测试、评审和评价，也是较模糊的。因为它主要不是根据《用户需求报告》中，对“功能、性能、接口”的具体要求，记录并跟踪“不符合项”是否为零，而是考虑“正确性、健壮性、完整性、可用性、可理解性、可移植性、灵活性”等抽象指标，往往使测试人员和评审人员感到有点无所事从。序号质量因素质量因素的定义1正确性系统满足规格说明书和用户目标的程度。2健壮性在意外环境或错误操作下，系统做出适当响应的程度。3完整性对未经授权的人使用系统的企图，系统能够控制的程度。4可用性系统完成预定的功能时，令人满意的程度。5可理解性系统的理解和使用的容易程度。6可维修性诊断和改正发现的错误所需的工作量大小。7灵活性修改或改进系统，需要的工作量多少。8可测试性系统容易测试的程度。9可移植性移植到另一种平台中运行所需资源的多少。10可再用性软件系统的可复用程度。11互运行性与其他系统集成，所需的工作量多少。12.2软件质量保证方法1.从四个方面来改进软件质量

(1)力图从编程语言上实现突破。已经从机器语言、汇编语言、面向过程的语言、面向数据的语言，发展到面向对象、面向构架的语言。

(2)力图从CASE工具上实现突破。这些工具有：OracleDesigner，PowerDesigner，ERwin，Rose，SanFrancisco，北大青鸟系统，分行业的业务基础平台。

(3)力图从软件过程管上实现突破。如CMMI，ISO9000，微软企业文化，IBM企业文化。

(4)力图从测试与纠错上实现突破。先后出现了各种测试方法、工具和纠错手段。2.CMM改进软件质量的方法

CMM认为：它的18个关键过程域，每一个都跟质量管理有关，质量管理体现在每一个KPA的验证之中。当前，针对软件质量进行保证的问题，最有效的办法还是下面五个方法的汇集：

(1)面向CMM2的KPA“软件质量保证”(SQA：SoftwareQualityAssurance)方法。

(2)面向CMM3的KPA“同行评审”(PR：PeerReviews)方法。

(3)面向CMM4的KPA“软件质量管理”(SQM：SoftwareQualityManagement)方法。

(4)面向CMM5的KPA“缺陷预防”(DP：DefectPrevention)方法。

(5)软件质量保证的其他措施。3.CMM2的“软件质量量保证SQA”过程(1)首先，通过监监控软件的开开发过程，来来保证产品的的质量；(2)其次，保证软软件产品及软软件开发过程程，符合相应应的标准与规规程；(3)最后，保证软软件产品、软软件过程中存存在的不符合合项问题得到到处理，必要要时将问题反反映给高级管管理者。结合这三项内内容，CMM2的软件质量保保证手段主要要有三项：““审计、评审审和处理不符符合项”。审审计是检查做做没做，做了了多少，以及及按什么标准准和规范做的的。评审是检检查干得好不不好，是否还还存在不符合合项。处理不不符合项是跟跟踪纠错过程程，直至改正正为止。4.CMM3的软件质量保保证手段“同同行评审”俗话说，隔行行如隔山，所所以外行不能能参与评审。。同行评审是是指同行进行行软件产品验验证的活动，，其目的是为为了及早和高高效地从软件件工作产品中中识别并消除除缺陷。与技技术评审不同同，同行评审审的对象一般般是部分软件件工作产品，，重点是发现现软件工作产产品中的缺陷陷。所谓同行，是是指和开发者者在被评审的的软件工作产产品上有相同同的开发经验验和知识的人人员。一般来来讲，不建议议管理者作为为同行，参与与同行评审，，也不应使用用同行评审的的结果去评价价产品开发者者的功过是非非。有人会说：同同行是“冤家家”。没关系系，因为同行行评审是挑剔剔，是找缺陷陷，“冤家””更好。5.CMM4的软件质量保保证手段“软软件质量管理理”CMM4的“软件质量量管理”目的的是：建立对对项目的软件件产品质量的的定量了解，，以便实现特特定的质量目目标，例如在在流程、时间间、功能、性性能、接口、、界面上的特特定需求目标标。为此，要要对软件工作作产品，实施施内容丰富的的特定测量计计划，进行质质量的定量管管理。6.CMM5的软件质量保保证手段“缺缺陷预防”CMM5的“缺陷预防防”目的是：：鉴别缺陷的的原因，并防防止它们再次次发生。具体体做法有：建建立项目缺陷陷分析的工程程数据库，字字段有：“缺缺陷编号、缺缺陷名称、缺缺陷类型、缺缺陷部位、缺缺陷原因、影影响范围、发发生频率、发发生时间、所所属项目”等等。将分析结结果，尤其是是带普遍价值值的过程更改改，通知组织织中的其他软软件项目组。。7．CMMI软件质量保证证的措施CMMI更关关注注软软件件质质量量管管理理与与控控制制。。在在CMMI的24个过过程程域域中中，，直直接接与与质质量量管管理理有有关关的的过过程程域域有有9个：：(1)需求求管管理理过过程程域域，目目的的就就是是管管理理项项目目的的产产品品和和产产品品构构件件的的需需求求，，标标识识需需求求与与项项目目计计划划、、工工作作产产品品之之间间的的不不一一致致性性，，并并解解决决不不一一致致性性问问题题。。(2)度量量和和分分析析过过程程域域，目目的的就就是是开开发发和和维维持持用用于于支支持持管管理理信信息息需需要要的的度度量量能能力力。。CMMI软件件质质量量保保证证的的措措施施(续)(3)项目目计计划划过过程程，包包括括定定义义度度量量和和度度量量的的内内容容。。度度量量就就是是测测量量，，分分析析就就是是统统计计与与决决策策。。(4)过程程和和产产品品质质量量保保证证过过程程域域，目目的的就就是是对对过过程程及及相相关关工工作作产产品品进进行行客客观观评评价价，，提提供供给给项项目目成成员员和和管管理理部部门门。。强强调调同同行行评评审审与与审审计计，，交交流流和和解解决决不不一一致致问问题题。。(5)验证证过过程程域域，目目的的就就是是保保证证所所选选的的工工作作产产品品符符合合特特定定的的需需求求。。验验证证是是个个增增量量过过程程，，它它从从需需求求验验证证开开始始，，经经历历工工作作产产品品的的验验证证，，直直到到最最后后完完整整产产品品的的验验证证。。(6)确认认过过程程域域，目目的的就就是是证证明明工工作作产产品品和和产产品品构构件件，，当当它它们们处处于于其其计计划划的的环环境境中中时时，，能能完完成成其其计计划划的的用用途途。。CMMI软件件质质量量保保证证的的措措施施(续)(7)组织织级级过过程程性性能能过过程程域域，目目的的就就是是建建立立和和维维护护组组织织标标准准过过程程集集性性能能的的定定量量理理解解，，且且提提供供过过程程性性能能数数据据、、基基线线和和模模型型来来定定量量地地管管理理组组织织的的项项目目。。(8)项目定量管理理过程域，目的就是定定量地管理项项目的已定义义过程，从而而实现项目已已建立的质量量和过程性能能目标。(9)因果分析和解解决方案过程程域，目的就是识识别发生缺陷陷和其他问题题的原因，采采取行动来预预防其将来再再次发生。结论：质量来来源于过程，，过程需要改改进，改进需需求量模型，，改进是无止止境的，这就就是CMMI精神！CMMI精神万岁！8.软件质量保证证的其他措施施除了CMM/CMMI外，为了抓好好软件质量管管理，软件组组织的高层经经理和项目经经理，还应该该大力提倡并并严格执行““七化原则”，即在软件件质量管理中中，管理人员员要做到：行行为规范化，，报告制度化化，报表统一一化，数据标标准化，信息息网络化，管管理可视化，，措施及时化化。为了执行行好上述述“七化化原则””，在软软件组织织内部的的各个项项目中，，还要建建立“五报一例例制度”：日日报表、、周报表表、月报报表、里里程碑报报表、重重大事件件报表和和例会制制度。实实行“高高层经理理抓月报报，部门门经理抓抓周报，，项目经经验抓日日报”的的上、中中、下三三层的管管理方法法。12.3评审在质质量保证证中的作作用从大量的的软件实实践中得得知，正正式评审审工作被被认为是是尽早发发现软件件缺陷，，降低软软件成本本的最有有效手段段。软件缺陷陷的发现现时间，，同缺陷陷修正的的成本呈呈幂次关关系。根根据IBM的研究结结果，假假定在分分析阶段段发现的的错误其其改正成成本为1个货币单单位，那那么在测测试之前前（设计计编码阶阶段）发发现一个个错误的的修改成成本约为为6.5个货币单单位，在在测试时时（集成成测试、、系统测测试和验验收测试试）发现现一个错错误的修修改成本本约为15个货币单单位，而而在发布布之后（（已经交交到用户户手上））发现一一个错误误的修改改成本约约为60～100个货币单单位。该该比例同同样也适适用于发发现一个个错误需需要的时时间代价价。评审在质质量保证证中的作作用正式评审审会议的的流程1.评审会议议的准备备涉及的角角色有：：创建者者、评审审负责人人、检查查者。涉及的文文档有：：评审检检查单。。(1)创建者负负责陈述述评审目目标；提提交工作作产品及及其规范范；与评评审负责责人一起起选择检检查者，，并分配配角色。。(2)评审负责责人负责责计划、、安排和和组织评评审活动动，与创创建者一一起选择择检查者者。评审审负责人人应该从从创建者者处将评评审产品品的内容容准备齐齐全，并并打包发发送给检检查者。。评审负负责人还还要询问问每个检检查者的的准备时时间，确确定会议议准备是是否充分分，如果果不充分分，应重重新安排排会议时时间。(3)检查者：：检查工工作产品品，发现现其缺陷陷，提出出问题，，并且记记录到评评审检查查单中。。正式评审审会议的的流程(续)2.评审会议议的召开开涉及的新新角色有有：阅读读人和记记录人。。创建者者、评审审负责人人、检查查者在此此阶段，，有新的的工作任任务。涉及的文文档有：：评审会会议记录录，记录录评审过过程中确确定的软软件缺陷陷。评审负责责人：召召开会议议，介绍绍参与者者，说明明其角色色，陈述述评审的的目标，，指导检检查者将将精力集集中于发发现缺陷陷，而不不是解决决方法。。提醒参参与者评评论要针针对正在在评审的的工作产产品，而而不是创创建者。。正式评审审会议的的流程(续)阅读人：：向评审审小组展展示工作作产品的的各部分分。检查者：：提出缺缺陷、问题、疑问、改进建议议。创建者：：解答问问题，简简短回答答提出的的问题，，使检查查者进一一步了解解工作产产品，从从而帮助助发现缺缺陷。记录人：：详细的的记录到到问题日日志上。。3