指挥控制系统的软件质量模型

指挥控制系统的软件质量模型

0软件质量的评估现代战争是对制度的对抗，指挥自动化系统是战争机器的神经网络和必要的手段。而指挥控制系统是兵力的粘合剂,没有指挥控制系统,指挥员就无法掌握武器和部队,整个体系就不能构成闭合环路。指挥控制系统是指挥自动化系统的核心,而指挥控制软件则又是指挥控制系统的灵魂和核心。指挥控制软件的水平基本代表系统的水平,软件的质量基本反映系统的质量。故对系统的软件质量进行测试、度量和评估,促进软件质量的提高,是系统研制阶段的一项重要工作。本文以通用软件质量模型为基础,结合电子对抗指挥控制系统的特点,给出了指挥控制系统的软件质量模型,并对软件质量的评估方法进行了分析和探讨。1软件质量度量sqm从整体上度量软件质量,最早由Rubey和Herfwick在1968年提出,他们就软件的一些属性提出了度量方法,但尚未建立质量度量模型,所提出的度量方法也不完整。1976年Boehm等人提出了定量评价软件质量的观点,并给出了60个质量度量公式,说明了怎样评价软件质量,并首次提出了软件质量度量的层次模型。对于最低层的度量引入数量的概念,向上综合可以求得对软件质量的整体评价,总体上看,他们的评价方法侧重于可用性、可维护性和可移植性。1978年,Walters和McCall明确提出了软件质量要素、准则和度量三层次式的软件质量度量模型,所依据的准则是面向软件产品的运行、修正和转移。在这个模型中归纳了11个软件质量要素,并指明各要素之间的关系。他们认为,要素是软件质量的反映,而软件属性可用作评价准则定量地度量软件属性,从而反映其质量。同时各要素之间存在着交互作用,甚至是互逆的作用。这使得难以将全部要素推向最优,而是应根据不同的类型、场合作出相应的决策。所以在实际开发过程中,应该根据不同类型软件的不同要求做不同的抉择。如航空航天用的软件系统,它的可靠性是一个至关重要的问题。对于商业领域的软件,可维护性则是关键的问题。而实时软件系统中,效率是尤为重要的问题。为了在国际上推广应用SQM技术,国际标准化组织(ISO)分别于1985和1993年相继提出了多项关于软件质量度量(SQM)技术的工作报告,并提出了SQM国际标准,即软件质量度量模型。我国软件行业协会上海分会(SSC)于1989年依据ISO/TC97/SC7的建议准则制订的SSC模型[ZHU90]将要素减少到6个,采用了与ISO/IEC9l26(1993年)相同的6个质量特性,去除了安全性、灵活性和连接性,增加了可移植性,将正确性改为功能性,可使用性改为易使用性。它们分别是功能性(正确性)、可靠性、易使用性、效率、可维护性和可移植性。表1描述了以上几种常用软件质量模型定义的标准和目标。2要素与度量的处理软件总体质量是不确定的。不同的人对软件不同要素有不同的要求,不同类型的软件对软件要素的要求也大不相同,例如对可靠性的要求,对可维护性的要求,对效率的要求,都与软件的使用背景和应用目的有关。因此,建立由各要素计算总体质量的通用计算模型是不现实且没有意义的。但是,各要素值的确定是有意义的,用户可以根据这些值和特定的需要,具体地评判特定的软件。要素是面向管理者和用户的,反映的是满意程度。这种主观的满意程度应当和软件的客观特性一致。有些要素是不能直接度量、测试或评估的,因此必须分解为可以直接度量、测试或评估的子要素。度量和测试是面向产品的,应当是产品特性的客观反映。但是,期望所有产品特性都能被度量或测试是不现实的。必须采用主观评估的方法,作为度量和测试方法的补充。可以看到,软件质量评价应当在软件度量的基础上进行,因为评价模型的建立需要依赖度量数据的积累。因此,对于子要素和它们的度量方法必须建立标准,以便于不断地、广泛地积累度量数据,否则永远不能科学地评价软件的质量。根据以上分析,并结合电子对抗指挥控制软件的特点,本文建立了适用于电子对抗指挥控制软件的软件质量模型标准草案,包括侧面的定义、要素的定义和要素度量/评估方法类型的采用。该标准草案改变了以往将要素与度量割裂开来的观点。以往认为,要素与度量之间必须由评判准则或子特性联系,这样,就定义了数十个概念模糊的评价准则或子特性,使得模型应用困难。本标准的观点是,虽然要素是质量的特征,而测试、度量和评估是对软件特性的客观和半客观量化,但是,如果合理地定义要素,则要素可以与测试、度量和评估直接联系,反映了事物的本质与表现的一致。都是基于质量要素、标准和度量之间关系的层次结构模型,在要素与度量之间由概念模糊的评判准则或子特性联系,并且这种对应关系基于人的直觉,这样,就使得模型应用困难。基于这个原因,结合电子对抗指挥控制软件的特点,我们将要素与度量结合起来,用测试、度量和评估对软件特性进行客观和半客观的量化,基本上反映事物的本质与表现的一致,建立图1所示的电子对抗指挥控制软件质量模型。3评估软件的质量3.1内要素间的隶属关系在上述建立的层次结构的指控软件质量模型中,我们确定了上下层的侧面和要素之间的隶属关系。由于直接得到各要素的权值比较困难,所以应在软件质量侧面的定义下,对所属该侧面的要素进行两两比较,根据相互的重要性,对各自的重要程度赋值,从而得到判断矩阵。3.2计算权重的一致性检验利用上面的判断矩阵,根据权重计算法,有:Wi=1nn∑j=1aijn∑k=1akj(1)Wi=1n∑j=1naij∑k=1nakj(1)计算在每个侧面下的各质量因素的相对权重,同时要对判断矩阵进行一致性检测,计算一致性比例C.R.:C.R.=C.Ι.R.Ι.(2)C.R.=C.I.R.I.(2)若C.R.<0.1,认为判断矩阵的一致性是可以接受的;否则,应对判断矩阵进行修改。其中C.I.是一致性指标:C.Ι.=λmax-nn-1(3)C.I.=λmax−nn−1(3)式中:λmax=1nn∑i=1n∑k=1aijWjWiλmax=1n∑i=1n∑k=1naijWjWi;n为矩阵的阶数;R.I.为平均随机一致性指标,它可以通过查表得到。在得到各元素相对其上层权重的基础上,最终得到各元素对于总目标的相对权重w1,w2,…,wn。这一过程是从上至下依次计算的,并且逐层都要进行一致性检验。假设得到第k-1层上nk-1个元素相对于顶层的权值:Wk-1=(w1k-1,w2k-1,…,wnk-1k-1)(4)第k层上nk个元素对k-1层上第j个元素的权值为p(k)j(k)j=(p(k)1j(k)1j,p(k)2j(k)2j,…,p(k)nkj(k)nkj)T,其中不受第j个因素支配的元素的权值为0,令:P(k)=(p(k)1(k)1,p(k)2(k)2,…,p(k)nk-1(k)nk−1)(5)P(k)表示k层上元素对k-1层上各元素的权值,那么第k层上元素对顶层元素的权值为:w(k)=p(k)p(k-1)…p(2)(6)3.3被测质量的确定设由度量、测试与评估得到的指挥控制软件各个质量因素的满意程度为r1,r2,…,rn,则被测软件的质量为A=n∑i=1wiri。满意程度r1,r2,…,rn是利用由度量、测试与评估得到的各个质量因素的实际值与标准值或期望值比较得到的。4指挥控制软件质量模型的初步分析框架高质量