（管理科学与工程专业论文）基于软件过程改进的mis软件质量评价与控制研究.pdf

曲北j 业人学颂十跄义 摘要 企业信息化建设被不可逆转的历史推向了市场大潮的浪尖一一介业的信息 化建设不再是企业的效益丁程而是企、l k 的卜存工程。然而，在这个进丰旱中，m i s 系统软件的质量一直是氽业信息化过程q j 的瓶颈之一，它的有效解决需要软件组 织综合应用一系列的软件一l - - 仳r l 技术、过程拧制技术和其他项目管理技术。 本文以软件工程i 晕论和过程改进理论为基础，通过总结分析提出了伍m i s 软件的质量评价和摔制过程中存在的问题。在深入探讨软件过程改进框架的基础 上，为软件组织构建了一套较为有用的软件过程改进模型并探讨了基于此模型的 软件过程改逝评伊，方法以及过程改进在组织内实施中的关键因素和必要条件。- i 对m i s 系统质量评价问题，本文以m c c a l l 软件质量评价模型为基础深入分析了 影响m i s 软件质量的因素，并分析了软件过程弓软件质量的关系，然后，从m i s 软件的可用性、柔性、可维护性，可重用性和过程特性f t 个方面建立了m i s 软 件质量的评价模型。然后，根据梯度理论，应用神经网络方法将联想记忆模型与 专家评判、模糊评价相结合，给出一个基于此模型的软件质量评价的实用方法， 并用c # ，n e t 对此评价疗法编程实现，最后通过实例来说明此方法。针对质量控 制叫题，本文从分析用户软件质量需求入手探讨了m i s 软件质量的控制过程， 并利用p e t r i 网对过程n n 述2 _ 特点，通过软件过程刚的形式对软件质量需求、质 量设计、软件测试等整个软件质量过程控制进行描述，通过软件质量控制过程 p e t “刚的应用为软件组织提供一种可行的软件质量控制方法。 【关键词】管理信息系统软件质量软件过程改进质量评价质量控制 【论文类型】应用研究 j q 北1 ：业入学硕十论文 a b s t r a c t e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o ni si n t r o d u c e dt ot h et o po ft h e ! , r a v e so t t h e s p r i n g t i d et ot h em a r k e t b y i r r e v e r s i b l e h i s t o r y i n f o r m a t i o n c o n s t r u c t i o no f e n t e r p r i s ei sn o tb e n e f i tp r o j e c tb u tt h ee x i s t e n c ep r o j e c t so f e n t e r p r i s e s b u t ，a m o n g t h e p r o c e s s ，t h eq u a l i t y o fm i ss o f t w a r ei s a l w a y s o n eo fb o t t l e n e c k si n i n f o r m a t i o n - b a s e dc o u r s e i t se f f e c t i v es e t t l e m e n tn e e d ss o f t w a r e o r g a n i z a t i o n a d o p t i n gi n t e g r a t e da p p l i c a t i o n o fas e r i e so fs o f t w a r e e n g i n e e r i n g ，p r o c e s s i m p r o v e m e n tt e c h n o l o g ya n do t h e rp r o j e c ta d m i n i s t r a t i v es k i l l s b a s e do ns o f t w a r ee n g i n e e r i n gt h e o r ya n dp r o c e s si m p r o v e m e n tt h e o r y , s o m e p r o b l e m si nt h ec o u r s eo fq u a l i t ye v a i u a t i o na n dq u a l i t yc o n t r o io f m i ss o f t w a r ea r e d i s c u s s e di nt h i sp a p e r a f t e rd e e p l yp r o b i n gi n t os o f t w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n ta t t h ef c t m d a t i o no ff r a m e o n eu s e f u ls o f l w a r e p r o c e s sj m p r o v e m e n tm o d e la r e s t r u c t u r e df o rs o f t w a r eo r g a n i z a t i o na n dm e t h o d so fs o f t w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n t a s s e s s i n gb a s e do nt h i sm o d e la n dk e yf a c t o r sa n de s s e n t i a lt e r m si n c o u r s eo f i m p l e m e n t i n gs o f l w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n ta r e d i s c u s s e da sw e l la st ot h e q u e s t i o n o fm i sq u a i l t ye v a l u a t i o n t h i s p a p e ra n a l y s e s i u d e p t ht h e f a c t o r so f i n f l u e n c i n gm i ss o f t w a r eq u a l i t yb a s e do nm c c a l l ss o r w a r eq u a l i t ye v a l u a t i o n m o d e l a f l c rt h er e l a t i o no fs o f t w a r ep r o c e s sa n ds o f t w a r eq u a l l t yh a sb e e na n a l y z e d am o d e lo fm i ss o f t w a r e q u a l i t y e v a l u a t i o ni s p u tf o r w a r d f r o mt h e u s a b i l i t y , f l e x i b i l i t ) ；m a i n t a i n a b i 】j t y - r e u s a b i l i t ya n dp r o c e s sc h a r a c t e r i s t i c t h e n ，ap r a c t i c a l a p p r o a c ho fs o f t w a r eq u a l i t ye v a l u a t i o nb a s e do n t h i sm o d e l i s g i v e no u tw h i c h u s e s t h en e t w o r km e t h o do fn e r v ea n dc o m b i n e st h ea s s o c i a t i v em e m o r ym o d e lw i t ht h e e x p e r tj u d g ea n df u z z ya p p r a i s a la c c o r d i n g t ot h eg r a d i e n tt h e o r y a n dap r o g r a mo f t h i s a p p r o a c hi sc o m p i l e du s i n gc 撑n e tf i n a l l y , a n i n s t a n c ei s p u ti n t o t h e p r o g r a m t oi n t e r p r e tt h i sm e t h o d t ot h eq u a l i t yc o n t r o lq u e s t i o n ，t h i sp a p e r , s t a r t e d w i t ha n a l y z i n gu s e r ss o f t w a r eq u a l i t yd e m a n d ，p r o b e si n t ot h ec o n t r o lp r o c e s so f m 1 ss o f t w a r eq u a l i t y t h ew h o l es o f t w a r eq u a l i t yc o n t r o ls u c ha ss o f t w a r eq u a i l t y d e m a n d q u a l i t yd e s i g n ，s o f t w a r et e s t ，e t c i sd e s c r i b e di nt h ef o r m so fs o f t w a r e p r o c e s sn e t w o r ku t i l i z i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c s t h a tp e t r in e t w o r k sd e s c r i b et ot h e p r o c e s s ak i n do ff e a s i b l e s o f t w a r e q u a l i t y c o n t r o lm e t h o di so f f e r e df o rt h e s o f t w a r eo r g a n i z a t i o nt h r o u g ha p p l i c a t i o no ft h ep r o c e s sp e t r in e t w o r ko fs o f t w a r e q u a l i t yc o n t r 0 1 k e yw o r d s lm a n a g e m e n ti n f o r m a t o hs y s t e m s ：s o f t w a r eq u a l it y p r o c e s si m p r o v e m e n t ：q u a l i t yg v a l u a t i o n ：q u a l i t y t h e s i s 】a p p l i e dr e s e a r c h s o f t w a r e c o nl r o l 两北一业人学硕士论文 1 绪论 1 1 研究背景 企业信息化建设被不呵逆转的j 力史推向了市场大潮的浪尖企业的信息 化建设不再是企、【k 的效益工程而是企业的生存工程，如果企业在信息化建设过程 中失去了有利地位，势必被社会无情的淘汰。困家的“_ 卜五规划”中明确指出： “以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产的跨越发展”。这也充分 说明政府已经意识到信息化在社会发展过程所起到的举足轻重的作用，开始把企 业信息化提高到战略的高度来对待。 制造业构成的三大基本要素是“物质、能量和信息”，前两个因素为传统制 造业早期的发展起到了不可磨灭的作用，并得到了充分的开发和利用，随着信 息革命的到来，信息在制造业中的作用也同见突出，信息同其他要素的良好集 成成为制造业企业新的核心竞争力，而企业信息化的主要方式是建立企业内部 管理信息系统。正是在这样的宏观和微观环境下，许多企业也把企业的信息化 提到了f 程上。就目前来说，许多企、世都在积极地推进企业的信息化工程，并 且有许多仓业已经实施或即将实施o a 、e r p 、c r m 、s c m 等管理信息系统。 在管理信息系统( m i s ) 开发的早期，人们把程序与软件视为等同，这是因为在这 一时期m 1 s 的功能单一，用户往往是专业人员或经过特殊培训的人员，加工的 数据量少，数据结构简单，因此需要一、两个开发人员就能完成这一阶段的 m i s 的开发，该阶段程序的质量基本上就能代表软件的质量。而现在的m i s 的 特点是：( 1 ) 越来越大，越来越复杂；( 2 ) 面向的用户越柬越多且层次不同，而日 不同的丌发阶段需要不吲的开发人员；( 3 ) 处理的数据量大、结构复杂，数据叫 的关系也复杂。这些特点说明m i s 系统的质量已经不是一个简单的系统工程问 题，而是一个非常复杂、不容易量化评价的系统工程问题。在m i s 系统的建设 过程中，应用软件的开发居于核心地位，其质量决定着m i s 系统开发的成功与 否。应用软件的质量是贯穿软件生存期的一个极为重要的问题，是软件开发过 程中所使用的各种丌发技术和验证方法的最终体现。 曲北1 业人学硕十论文 随着软件t 程技术的不断发展，软件过程技术得到广泛应用，其主要目的是 使软件组织具有高效的过程，这个过程能够保证其在特定的时间内开发出高质量 的软件产品。对 ：软件组织来说，其软件过程并不是一开始就能够达到很高的成 熟度，而是一个渐进变迁的过程，是从低成熟到高成熟转化的过程。作为目前最 适用的软件过程改进模型s e i c m m ，也充分体现这一点，它把1 个组织的能力 成熟度划分为5 个级别，并且在每个级别上规定了午日关的关键过程域( k p a ) ，以 此促进软件组织向离成熟度迈进。可以谠，软件过程的概念已经渗透到软件t 程 的各个部分，是当前软件工程研究的重中之重，其主要目的还是解决自软件危机 产生以来还没有完全解决的问题，即：提高软件生产率和软件质量。以往的关于 m i s 软件的质量评价只是集中到对软件产品质量的评价，然而随着软件质量观念 的改变和质量评价体系的发展，软件过程特性的作片j 越来越明显，一i 论是对软件 项目，还是对软件组织而言，从过程、管理的方面评价软件丌发质量应该成为评 价软件质量的一个重要方面。因此需要建立一个新的软件质量模型，将软件的过 程特性引入软件质量评价，包括侧面的定义、要素约定和要素度量以及评估方法 类型的采用。另外，由于以前的评价方法多采用层次分析和模糊评价，这种方法 只是对软件质量的”面评价并不能说明软4 t ：真正质量，因此需要利用新的软件质 量评价方法以解决评价信息不全的问题，神经元网络的联想记忆可以很好解决此 问题，因此t ；j 以结合此方法给出软件质量的评价结果。 m i s 软件质量评价与软件过程结合起来是为了更好地为过程质量的控制打 下基础。由于m i s 软件越来越复杂，使得开发过程也变得同益复杂，以前的那 种作坊式丌发方式已经不适合当前m i s 软件的开发，因此，目前国内的商用软 件提供商( 用友、金蝶、东软等) 都通过c m m 认证提高自己的过程成熟度， 以使组够：能够提供高质量的商用软件。在软件过程得到重视的今天，如何搞好 软件质量的控制是应用软件供应难点，也足当前理沦界研究的一个热点。因此， 也急需提出- 套适合商用软件组织的质量控制方法以提高我国软件业在软件质 量管理卜的水平。正是基于此，本文把m i s 系统软件的质量评价和质量控制作 为研究对象，以为问题的解决提供解决方案。 1 2 研究目的及意义 企业信息化的加速促进了我围商用软件的发展，各种类型的商用软件公司 如雨后春笋般涌现出来，但大部分都还处于作坊式的丌发阶段，当今世界上流 行的软件工程技术并没有存这些企业得到很好的应用，从而导致其软件产品质 量和实用性偏低。目前，商用软件市场上洋品牌泛滥，比如：s a p 、b e a n 、 p e o p l e s o f t 、o r a c l e 等，许多国内企业倾向于购买圈外软件，因为这些公 司的商用软件在质量上和实用性上都比国内良莠不齐的商用软件更具优势。虽 然，近几年国有商用软件也涌现了一批国内知名的自有品牌，如：用友、会蝶、 东大阿尔派等，但从竞争力上还不能与洋品牌一较高下。其原因是多方面的， 但其中一个重要的原因就是国内商用软件业起步晚，国际上先进的软件技术没 有被很好应用到软什行业，就拿c m m 认证来说吧，国外出名的商用软件公司 早在几年前就已经达到c m m 4 级，而我国最好的也只是在4 级水平，并且也是 寥寥无几，多数都处在3 级以下。 我国政府在 六大报告里面就提出要大力发展信息技术行业，力争在1 0 - 2 0 年的时间内赶美超印。虽然到现在还有人在争论这个问题，但不可否认我国政 府开始重视信息技术行、忆尤其是软件行业。要实现这个目标，并不是一朝一 夕的事情，这不仅需要政府支持，更重要的是理论方面的支持，这就要求理论 界去积极吸收国外的先进软件技术，同时结合国内特点创造适合国内软件业的 软件技术。 本文的出发点是国际上被广泛采用的软件工程和软件过程技术，在此基础 卜研究m i s 软件的质量评价和质量控制，力图为软件组织找出实用的m i s 软 件质量管理的方法。本文的研究面虽然也涉及到应用软件的用户，但根本点还 足为软件组织提供软件质量管理的途径，因此，本文是针对软件组织进行的研 究，其成果可以为软件公司所应用，尤其是商用软件公司。从这一点上来说， 本文的研究成果具有一定的使用价值。 1 3 研究思路及主要内容 本文属于应用型研究，所阻涉及到许多概念和理论，概念主要有软件质量 和软件过程，天于质量的理论主要有度量、评价和控制，也包括一些国际标准体 系，因此本史首先从这些概念和理论入手，对其进行了介绍并找出目前在这些力 向还存在的问题。然后，本文结合这些不足与当前的软件过程改进技术研究了软 件过程改进的框架，并以这个框架为基础进一步研究了m i s 软件质量评价和质 量控制。在这些研究中，本文把目静存在问题作为主要突破点，提出一些解决问 题的思路和方法，从而提出m i s 软件的质量评价和控制_ 方法。详细的研究思路 和内容可以用图1 1 来说明。 软件过程改进的基本框架 图1 - 1 ：研究思路和内容 婀北1 ：业人学硕i 论文 2 相关理论综述 2 1 软件质量和软件过程的概念 2 1 1 软件质量概念 自从1 9 4 6 年冯诺伊曼设计出第一台计算丌始，人们对软件质量的看法和 标准就随着计算机软、硬件的不断发展而改变。究竟什么是软件质量呢? 日前， 世界上存在多种不同版本的关于软件质量的定义。国际标准化组织i s o 在质量 特性国际标准i s o i e c 9 1 2 6 中将软件质量定义为：反映软件产品满足规定需求 和潜在需求能力的特征和特性的总和。m j f i s h e r 将软件质量定义为：所有描 述计算机软件优秀程度的特性的组合 2 1 。也就是浼，为了满足软件的各项精确 定义的功能、性能要求，合文档化的开发标准，需要相应地给出或设计一些质 量特性及其组合。要得到高质量的软件产品，就必须使这些质量特性及其组合 得到满足。a n s i i e e e l 9 8 8 给出的软件质量的定义为“与产品满足需求所规定 的和隐含的能力有关的特征和特性的合体”口j 。 一般来说，软什质量足有一系列要素构成的综合评价结果，所以，如果要 伞面评价软件的质量，应该从以f 几个方面来考虑： 1 功能和性能方面：软件最基本要求就是它必须能够按照既定的要求工 作，要与明确规定的功能和性能要求一致。另外，它还必须能够可靠的 工作，这不仅要求其能够在合法输入的情况下正确运行，而且还能够排 除非法的输入和处理意外事件，保证系统可靠运行并免受以外损失。 2 软件结构方面：软件必须具有良好的软件结构，清晰的软件结构易于软 件人员阅读和理解，方便对软件的修改和维护。另外，在软件结构方而 还应该考虑人一机交互界面，友好的用户界面可以为用户提供便利的应 用。 3 开发标准和文档方面：软件开发必须在软件工程的指导下进行，因为在 软件工程里面，有许多关于开发的标准和要遵循的开发原则，这些原则 往往是j 界的成功丌发经验，能够为软件的成功开发和良好的软件质量 提供保证。在软件工程里面，非常强调文档化，所以在开发过程中应该 保证软件文档资料齐全。如果不按照软件工程方法开发软件，那么几乎 曲北i 业人学硕士论文 可以肯定所丌发出来的软件质量低劣。 以上几个方面是互相联系、相辅相成的。但是，彳i 同的人从各自f 1 身的要求 出发，对软件质量标准常有不同的要求，管理人员要求软件服从一些标准，使得 能够在计划的经费和进度范围内实现所需功能；用户要求软件应使用方便，执行 效率高等；而维护人员则要求软件文档资料清晰、完整。另外，刁i 同性质和用途 的软件，会有不同的特征集合和质量要求。如实时控制软件和大型联机事务处理 软件对于软件的口j - 靠性要求很高。而常规的办公事务软件及管理信息系统( m i s ) 刑于易用性和叮移植性要求则比较高。软件产品的这些特性都使得软件质量的评 价变得困难，也使得软件产品质量变得难以定义。 2 1 2 软件过程的概念 在1 9 8 9 年6 月，幽际标准化组织( i s o ) 和国际电气委员会( i e c ，i n t e r n a t i o n a l f 1e c lr o t e c h n i c a lc o m m i s s i o n ) 启动了对i s o 1 e c l 2 2 0 7 ( 软件生命周期过程的 国际标准) 的丌发、国际标准t - 1 9 9 5 午8 月发布( i s o ，1 9 9 5 ) 。i s o i e c l 2 2 0 7 柄i 准 建立了软件生命周期过程的一般框架。软件人员可以利用这个框架来管理和设计 基本过程 获得 供应 丌发 操作 维护 软件生命周期过程 支持过程 文档 配置管理 质量保证 验证 确认 联合评审 审核 解决问题 组织过程 管理 架构 改进 培训 图2 2i s o i e c1 2 2 0 7 国际标准的软件生命周期过程 软件。这个国际标准包括在软件的获得、供应、开发、操作和维护时的过程、活 动和任务，它描述了软件生命周期的体系结构。 在i s o i e c 12 2 0 7 中，软件的生命周期过程被分成三个大类：基本过程、支 曲北1 业人学硕 论文 持过程和组纵过程，共定义了1 7 个过程。每个过程包含若干活动，总共7 4 项活动； 每个活动是一组相互协调的作业，总其2 3 2 个作业。作业表示为某种要求、自我 说明、建议或可允许的活动。对软件生存期过程的划分有利于理解软件的生存周 期，也有利于对软件各阶段做出清晰界定。 基本过程：基本过程是过程的原动力，提供生命周期中的主要功能。它们由 舡个过程组成：获得、供应、丌发、操作和维护。 支持过程：支持过程是西调活动，用以支持、协调丌发及生命周期的基本活 动。它协助其他过程执行特定的功能。该过程由八个过程组成：文档化、配置管 理、质量保汪、验证、有效性、联合评审、审核和解决问题。 组织过程：组织过程是整个开发环境的整体管理和支持的过程。由下面四个 过程组成：管理、平台、改讲和培训。1 i s o i e c l 2 2 0 7 标准的发布标志着有关软件生存期的研究在国际软件工程界 对软件过程研究取得了公认的关键成果。 2 2 软件质量管理和保证体系 软件质量管理和质量保证工作应该不断创新，适应形势发展需要，主动将全 而质量管理和质量改进思想纳入质量管理和质量保证计划，使软件质量提高到新 的水平。就整体而占，我国的软什质量管理和质量保证工作仍处于创建阶段，国 外的软件质量管理利质量保证工作也不尽完善，因此在此只介绍一些业已成熟的 软件质量管理与保证理论。 2 2 1 基于c m m 的软件质量管理与保证体系 1 9 8 7 年，美国c a n e g i e m e l l o n ( 卡内基一梅隆) 大学的软件工程研究所( s e i ， s o l t w a f ee n g i n e e r jn gi n s t it u t e ) 以w s h u p h r e y 为首的专家组提出了“描 述软件过程的特征：一种成熟度框架”的专题报告。将软件企业产品开发过程的 成熟度分为五级，从 级到最高的5 级。提出了由i 0 1 个问题构成的提问表，根 据这些问题的打分综合评估软件企业达到f ：j 勺级别，并可分析指出需改进的主要差 距。 l9 9 1 年在此报告及实践的基础e 形成了s e i 的软件能力成熟度模型 ( c r a m ) ( c a p a b i li t ym a t u r it ym o d e l ) 简称为c n i m i 0 版，到1 9 9 3 年改进为e 锕1 1 版，以后又采用了i s o 的软件评估标准s p i c e 的一些方法和内容，改进为c m m 2 0 暇北1 ：业犬学硕士沧文 版，但是其基本框架没有本质上的变化。“ l 、c m m 基本框架 s e i 提出的软件过程能力成熟度框架把成熟度分为五级。1 级为初始级，2 级 为可重复级，3 级为已确定级，4 级为已管理级，5 级为优化级。 ( 1 ) l 级初始缴。软件过程是特定的，有时甚至是混乱的，几乎没有确 定的过程，项目的成功完全依赖 i 项目工作人员个人的努力。 软件过程处丁l 级的组织通常不能为开发和维护软件提供一个稳定的环境， 管理体系不健仝。软件项目常常是在进展中放弃所规划好的步骤，软件过程经常 被改变，。品质量因人而异，进度、费用、性能及产品质量一般是不可预测的。 ( 2 ) 2 级可重复缴。己建立了基本的项目管理过程，用来跟踪成本、进 度和性能方面所必需的过程管理已基本形成，对于类似的项目，可以重复以前的 成功。 软件过础处于2 级的组织建市了软件项目管理方针和程序。对于新上项同的 策划和管理是基于类似项目的经验。软件需求及其相应的技术状态是受控的。已 确定了项目标准，且组织能够保严格执行这些标准。因此，这类组织在策划和跟 踪软件项目方面是稳定的，它提供了一个可重复以前成功项目的管理环境。所以， 如果开发+ 个与以前类似的项目，可以预测其结果。 ( 3 ) 3 级已确定级。软件过程在管理和工程技术活动两方面都已文件化、 标准化，并且纳入到整个组织的软件过程。所有的项目均使用该组织已经文件化 且己批准的有效文件，进行软件的开发与维护。 软件过程处于3 级的组织丌发与维护软件的过程已标准化，软件工程技术活 动和管理活动均实现规范化管理。软件项日的费用、进度和性能是受控的，软件 质量具有可追溯性。 ( 4 ) 4 级己管理级。收集了度量软件过程和产品质量的方法和数据。运 用度量方法和数据，可以定量地了解和控制软件过程和产品。 软件过程处丁4 级的组织建立了软件产品和过程定量的质量目标。在组织中， 所有项目，重要的软件过程活动的质量是可度量的，并且在定量的范围内可预测 过程和产品的质量趋势。当发生偏离时，可以采取措施予以纠正。 ( j ) 5 级优化级。利用过程定量的信息反馈、测试检验新思想和新技术， p u ，i ki 业人学硕十论文 进行不断的过程改进。 j 级组织的主要精力集中在进行0 i 断的过程改进，以防j 缺陷出现为主要目 标。具有识别过程薄弱环节并改进它们的手段，可以得到有效的统计数据，用于 进行费用效益分析，确定最佳的软件工程实践的新方法。同时，又可借助新的技 术和方法实现过程改进。 2 、c m m 关键过程 为了帮助组钐 提高软件过程能力，达到更高的软件过程成熟度等级，c 删对 每+ 个成熟度等级，列出若t 个关键过程( 见图2 一1 ) ，引起组织对这些过程的关 过程改进管理 技术创新 故障预防 质鼙管理 过程测量希j 分析 同- t i 专家评审 组问胁调 软f ， ：产品l ：程 综台软什管理 培训人纲 组织过程定义 纲纵过程关注的焦点 软什技术状态管理 软什质量保证 软什分合同管理 软什i 则 跟踪和监督 软仆项目策划 需求管理 初始级( 】) 图21 软件程度等级中的关键过程 曲北j1 ：业人学颂十论文 注。这些关键过程是一个组织达到相应的软件过程成熟度等级所必须解决的问 题。尽管其他问题也会影响软件过程的结果，但强调这些过程是因为它们对改进 当前软件过程能力最为有效。成熟度等级越高则说明所生产出来的软件质量越 好。 2 2 2 基于i s o9 0 0 0 族标准的软件质量管理与保证体系 1 、i s 0 9 0 0 0 系列标准简介 国际标准化组织制定的1 8 0 9 0 0 0 系列标准是国际公认的质量管理和质餐保证 标准，被世界各围和地区广泛采用。按照该系列标准的定义，产品是“活动或过 程的结果”，“产品包括服务、硬件、流程型材料、软件或它们的组合。”所以 毫无疑义，软件企、i k 、软件产品的质量管理和质量保证，也应该遵循这套标准。 这套标准源于国际标准化组织( 英文缩写为i s o ) 1 9 8 6 年发布的i s o8 4 0 2 “质量 术语”和1 9 8 7 年发布i s o9 0 0 0 “质量管理和质量保证标准选择和使用 指南”、i s o9 0 0 1 “质量体系设计丌发、生产、安装和服务的质量保证模 式”、i s o9 0 0 2 “质量体系生产和安装的质量保证模式”、i s o9 0 0 3 “质量 体系最终检验和试验的质量保证模式”、i s o9 0 0 4 “质量管理和质量体系要 素指南”等6 项国际标准，统称为系列标准，或称为1 9 8 7 版i s o9 0 0 0 系列国 际标准。 1 9 9 0 年负责制定i s o9 0 0 0 系列标准的i s o t c17 6 质量管理和质量保证技术委 员会决定对1 9 8 7 年版的i s o9 0 0 0 系列的6 项标准进行修订，并采缈j 1 9 8 7 年最初提 出的i s ( ) 9 0 0 0 系列标准的修订战略，将这次修订分两个阶段进行。第一阶段称之 为“有限修改”，即在标准结构上不做大的变动，仅对标准的内容进行小范围修 改，但这种修改要趋向于将来的修订本，以便更好地满足标准使用者的需要。1 9 9 4 年i s o t c1 7 6 完成了对标准的第一阶段的修订工作，i s o 发布了1 9 9 4 版i s 0 8 4 0 2 、 i s o9 0 0 1 一l 、1 s o9 0 0 1 、i s o9 0 0 2 、i s o9 0 0 1 * i i s o9 0 0 4 等6 项国际标准，统称 为1 9 9 4 版i s o9 0 0 0 族标准，这些标准分别取代1 9 8 7 版的6 项标准。 1 9 9 4 年发布i s o9 0 0 0 族修订本时，i s o t c1 7 6 提出了“i s o9 0 0 0 族”的概念， “i s o9 0 0 0 族”是指 = h l s o t c1 7 6 带, j 定的所有国际标准。i s o 在发布上述6 项国际 标准时，已陆续制定发布了1 0 项指南性幽际标准。这样，i s o9 0 0 0 族国际标准己 从1 9 8 7 年仅有的6 项发展到1 9 9 4 年的1 6 项。其中包括i s o9 0 0 1 3 ：1 9 9 1 “质量管 西北川k 人学硕十论文 理和质量保证标准第3 部分：i s o9 0 0 1 在软件开发、供应和维护中的使用指 南”。这个指南是专门针对软件的质量管理和质量保证而制定的，对软件企业和 软件产品的质量管理和质量保证具有重要的意义。i $ o t c1 7 6 在1 9 9 4 年完成对标 准的第阶段的“有限修改”工作后，随即启动修订战略第二阶段的工作，称之 为“彻底修改”。1 9 9 6 年，在广泛征求标准使用者意见、了解顾客对标准修订的 要求、比较各利t 修改方案后，相继提m 了“2 0 0 0 版i s o9 0 0 1 的标准结构和内容的 设计规范”和“l s o9 0 0 1 修订草案”，作为1 9 9 4 版标准修订的依据。存2 0 0 0 版i s o 9 0 9 l 晕面引入了全回质量管理的概念，全而质量管理的基本工作方法是p d c a 循 环，即由计划( p l a n ) 、实施( d o ) 、检查( c i i e c k ) 、处理( a c t i o n ) 这四个密切相关 的阶段所构成的工作方式。国际质量管理学界普通认为，p d c a 循环是一个非常科 学的j 厂作方式，引j 羞p d c a 循环，即过程方法模式，对质量保证有很大的益处。”。 2 、i s o9 0 0 1 3 的主要内容 i $ 09 0 0 1 3 是国际标准化组织关于软件质量管理和保证而制定的国际标准。 因此，它适合合同环境下的软件开发质量的保证。在里，提出了较完整的质量体 系要素。质量体系是由质量体系要素构成的，在i s o9 0 0 1 中一共有2 0 个质量体系 要素，这砦体系要素主要是针对硬件而设计的，对软件不完全适用。在i s o 9 0 0 1 3 中针对软件的特点将软件的质量体系要素区分为三种类型，设计t 2 2 个体系要 素，其中结构类7 唑要素4 个，寿命周期活动类型要素g 个，支持活动类型要素9 个。 ( 1 ) 结构类质量体系要素共4 个，它们是：领导的责任：质量体系的建立 和运行；内部质量体系审核；纠正措施。 ( 2 ) 寿命周期类质量体系要素共9 个，它们是：合同评审；需方要求规范； 开发策略；质量策划；设计和实施；试验和确认；验收；复制交付 和安装；维护。 ( 3 ) 支持活动类型质量体系要素共9 个，它们是：技术状态管理；文件控 制；质量记录；测量；规则和惯例；工具和方法；采购；配套的软 件产品：培训。 很明显，不管是c m m 还是i s o 都强调对产生应用软件之过程的管理p 。，以 提高软件产品的生产效率和软件的质量，同时，软件工程理论的广泛运用也推动 了软件产业由小规模生产到集成自动化生产迈进。这也充分说明，软件产品的质 曲北1 业人学硕， 论文 量不仅表现在最终产品的质量，还应该包含软件产生过程的质量，只有这样，才 能使软件组织连续不断地生j “：出高质量的软件产品。 另外，从管理层次卜看，i s o 要比c m m 所处的级别高，i s o 只是提i ；十 了一 个质量管理框架，是属于指导性的框架，而c m m 提出的框架是一个操作性很强 的框架，其k p a 过程非常明确地提出了过程目标和过程注意事项。因此，在软 件组织中，町以将i s o 和c m m 结合起来应用，即：把i s o 作为软件质量管理 的指导性框架，把c m m 作为具体实施层的应用，这样就可以充分利用一者的优 势来共同完成对软件开发过程的质量控制，从而达到既提高软件开发效率又保证 所开发的软件具有较高的质量。目前，虽然i s o 和c m m 在国外的应用已经有了 十几年的历史，足、套比较实用的质量控制和保证方法，但其在国内应用也爿只 有5 、6 年的光景，并且应用才( 平很低，原因是多方面的，其中一个主要原凼就 是没有形成一套适合我国软件组织的软件质量控制方法，这也是阻碍我国软件企 业做大做强的瓶颈之一。 2 3 软件质量度量与评价理论 软件质量度量管理模型( s q m ：s o f t w a r eo u a l i t ym a n a n g e m e n t ) 也称为软件 质量评价模型，就是从整体上评价软件质量，以便在软件开发过程中对软件质量 进行控制，并对最终软件产品进行评价和验收。 2 3 1 软件质量度量模型 1 、m c c a l l 三层质量度量模型 1 9 7 7 年m c c a l l 率先提出了软件质量要素包含的内容。此后，g l a s s 于1 9 7 9 年，c h oc h i n k u i 于1 9 8 0 年，于1 9 8 2 年先后提出了各自的见解，他们的观点既 有相同之处电有，也存在差别。m a c r o 在1 9 8 7 年对g l a s s ，c h o c h i n k u i 和r e i f f e r 的观点作了比较和分析，发现三者共同认可的要素有4 个，两个共同认可的要素 有4 个，认识不一致的要素有6 个。比较结果见表2 1 表2 - 1 软件质量要素比较分析 一致程度质量要素 完全一致可靠性、效率、呵维护性、可移植性 部分一致一致性、可理解性、可使用性、可改进性 。不致简明性、结构性、健壮性、可测试性、f 确性、完整性 m c c a l l 认为，软件的质量有以卜1 1 个要素组成： ( 1 ) 正确性( c o r r e c t n e s s ) ：指程序满足需求说明及用户目标的能力。 ( 2 ) 可靠性( r e l i a b i l i t y ) ：指程序按要求的精度完成预期功能的能力。 ( 3 ) 效率( e f f i c i e n c y ) ：指干旱序完成其功能所需的资源及代码的数：晕= 。 ( 4 ) 完整性( i n t e g r i t y ，s e c u r i t y ) ：指对未经许可的人员接近软件或数据加 以控制的能力。 ( 5 ) 可使用性( u s a b i l i t y ) ：指熟悉程序操作，为程序准备输入数据和翻 泽程序输出所需伺出的努力。 ( 6 )i i j 维护性( m a i n t a i n a b i l i t y ) ：指确定可运行程序中的错误所需要付出 替3 攀j j ： ( 7 ) 可测试性( t e s t a b i l i t y ) ：指保证程序执行其预定的功能，在测试时所 需要付出的努力。 ( 8 ) 灵活性( f l e x i b i l i t y ) ：指修改可运行程序所需要付出的努力。 ( 9 ) 可移植性( p o r t a b i l i t y ) ：指移植程序至另一个硬件配置或软件系统 环境需要付出的努力。 ( 1 0 ) 可熏复使用性( r e u s a b i l i t y ) ：指在与程序的功能有关联的其他用途 中，程序可以使用的能力。 ( 11 ) 连接性( i n t e r o p e r a b i l i t y ) ：指程序与其他系统耦合的能力。 由于直接测量软件质量要素十分困难，在某些场合甚至是不可能的，于是 m c c a l l 等人定义了一组比较容易度量的软件质量要素评价准则，通过这组评价 准则间接测嚣软件质量。定义评价准则的基础是确定影响软件质量要素的属性。 这些属性必须满足两个条件： 1 ) 、能够比较完整、准确地描述软件质量要素； 2 ) 、比较容易量化和测量。它们反映了软件质量的优劣。 m c c a l l 认为，软件的1 1 个质量要素是从用户和项目管理人员的角度观察到的 软件质量特征，不是软件质量的原始属性。软件产品本身具有一些客观的、独立 的质量属性，使人们可借以判断、确定、进而测定软件的质量。m c c a l l 称这些属 性为质量的评价准则( c r il e t - i a ) 。质量要素可以用有关的评价准则来描述，一个 评价准则可以与一个以卜的质量要素相关联，m c c a l l 定义的质量要素和评价准则 i j u 北1 业入学硕十论文 的关系如表2 2 。9 表2 2m c c a l l 模型的质量要素和评价准则表 灵 愁 止可有 迮 崩 性 可可吲口r 确靠效舡维测移甄接 性性性性护试植刚性性 性性性性 1 1 j - 追踪性 完全性 一致性 准确性 锌错性 简单性 模块性 通川性 可扩允性 1 ： 性 臼描述性 【执行敛率 存储效率 存取控制 存取审查 可操作性 易培训i 性 通信性 软什独立性 倾例：独立性 通信通用性 数据通川性 简明性 m c c a l l 等人提出的软件质量度量模型、软件质量要素和评价准则为软件质 量管理奠定了基础。近年来国内外许多软件 ：程组织和专家在软件质量要素和评 价准则的选取度虽方面做了大量的工作，部分结果已用于丌发过程的质量控制和 软件产品的质量度量。 2 、i s o 软件质量度量模型 1 9 8 5 年，幽际标准化组织( s o ) 建议，软件质量度量模型由三层组成。高 层称软件质量需求计价准则( s q r c ) ，中层称软件质量设计评价准则( s q d c ) ， 底层称软件质量度量评价准则( s q m c ) 【1 0 1 。分别对应m c c a l l 等人的要素、评 价准则和度最。i s o 认为应对高层和中层建立国际标准，以便在国际范削内推，。 应用软件质量管理，而底层可由各使用单位自行制定。i s o 高层山8 个要素组成、 中层由2 3 个评价准则绀成。它们之间的关系如表2 3 所示。 表2 - - 3i s o 的质量要素与评价准则 要柔 止可仃安可可 毳 蹇 关系 确容效全j _ j维 性 性阵性性性护 准则、心 性 可追踪性 完全性 一致性 00 准确性 容错性 简单性 模块性 通用性 可扩充性 检测性 白描述性 执行效率 存储效率 存取控制 存取审壳 呵操作性 易培训性 通信性 软件独立性 硬什独立性 通信通用性 数据通用性 简明性 2 3 2 软件质量的综合评价 讨论软件的质量，最终归结为定义软件的质量特性，而定义一个软件的质量，就 等价于为该软件定义一系列质量特性。