软件质量管理与质量保证ppt.ppt

第九章软件质量管理与质量保证,9.1软件质量9.1.1影响软件质量的因素软件需求质量管理的困难软件人员的传统习惯开发规范开发工具支持不够,什么是软件质量,成本,可靠,维护,及时交付,正确,功能,功能,成本,及时交付,软件质量的若干侧面,9.1.2McCall提出的表明软件质量的11个质量特性,使用性测试性正确性维护性可靠性移植性效率重用性完整性互操作性适应性(灵活性),9.1.3产品质量与过程质量,产品质量,开发技术,成本、时间、进度,过程质量,人员素质,影响产品质量的4个方面,9.2软件质量保证,质量保证也是一个过程，已列入国际标准“ISO/IEC12207信息技术-软件生存期过程”中。,9.2.1质量保证的主要功能,质量方针的制定和展开质量保证方针的质量保证标准的制定质量保证体系的建立和管理各阶段的质量评审,9.2.2质量保证的实施质量度量方法ISO建议的软件质量评价标准分为三级:高层:质量需求评价准则(SQRC)中层:质量设计评价准则(SQDC)低层:质量度量评价准则(SQMC),ISO建议的软件质量度量模型,正确性,可跟踪性,完备性,准确性,容错性,简洁性,模块性,通用性,扩充性,可容性,效率,安全性,可维护性,适应性,连接性,SQDC,SQRC,SQMC,可用性,一致性,由各使用单位根据实际情况决定,能用于软件质量定量评价的软件度量,美国国防部AD报告:把质量表现形式归纳为190多个问题;IEEE质量标准词典规定:39组度量公式39个度量项分为四级:0级:已公式化,尚未被运行有效确认1级:已为软件界采用,应用范围有限2级:已被软件界接受,已取得一定经验3级:软件界已广泛使用,已取得相当经验,3级的8个度量项,(1)缺陷密度(2)需求可追踪性(3)Halstead软件科学(4)McCabe复杂性度量(5)发现k个缺陷的平均时间(6)按耗时作故障分析(7)平均故障时间(8)故障率,9.2.3技术评审,软件评审是一个“过滤器”，用于“净化”软件工程各项活动,9.3软件可靠性,硬件系统故障率,0,t,Z(t),软件系统故障率,0,t,Z(t),9.3.1基本概念,软件可靠性定义在给定时间间隔内和特定的环境下，软件按规格说明成功运行的概率。,软件可靠性的主要指标,借用硬件可靠性的定量度量方法来度量软件的可靠性：MTBF:平均故障间隔时间MTTF:平均故障时间,t1，t2,.,tn:失效时间,MTTF,n,i=1,n,1,t,i,软件可靠性定义的要素,(1)环境条件规定软件的使用环境(输入数据要求和环境)(2)规定时间时间t是随机变量。(3)规定的功能(4)成功运行,9.4质量管理、质量认证与质量审核,质量管理的类型：(1)质量检验型管理(2)全面质量管理(3)质量认证,软件质量保证体系的研究和主要技术,目前国际上软件过程质量管理最主要的三个典型代表：CMM/PSP/TSPISO9000系列ISO/IEC15504,过程与软件质量管理随着软件技术和软件应用的发展，以过程为中心的软件开发、生产与质量管理是现代软件产业的时代特征。质量形成于过程，高可信、高质量的软件必须依赖对软件过程的管理。,过程与软件质量管理ISO90002000版将过程定义为“一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动”软件过程分为：软件工程过程：软件开发和生产的过程，如：需求分析、设计、编码、测试等过程；软件管理过程：对软件开发和生产的过程进行管理的过程，如：项目策划过程、跟踪监控过程、质量保证过程软件支持过程：对软件开发和生产的过程进行支持的过程，如：评审过程、培训过程、质量过程。,技术改进与过程改进的关系技术改进必须与过程改进同时并举,低技术,高技术,过程成熟,过程不成熟,低风险途径,高风险途径,原始态,理想态,可能无结果途径,软件工程的五个发展方向,软件过程的管理模式,CMM：软件过程管理与改进CMM是软件工程过程学科中的一个管理与改进软件过程的模式，也是一种衡量软件开发能力和成熟度的标准。,CMM/PSP/TSP技术流派CMM(软件能力成熟度模型：CapabilityMaturityModelForSoftware)是由美国卡内基梅隆大学的软件工程研究所(SEI：SoftwareEngineeringInstitute)受美国国防部评估软件供应商能力的要求，1986年开始研究制定，并在美国，随后在全世界推广实施的一种软件评估标准，主要用于软件开发过程和软件开发能力的评估和改进。CMM标准共分五个等级，由低到高分别为:初始级、可重复级、已定义级、定量管理级和优化级。,1998年SEI启动了CMMI(CMMIntegration)CMMI通过提供统一的过程改进框架，消除了不同模型之间的不一致和重复性，可望成为今后软件过程改进领域比较稳定的一个实用模型。目前SEI正在进行二个方面的扩充：将质量管理的理念和思想向人力资源管理方面扩展(PSP/TSP/P-CMM);将过程技术与产品线技术融合；如2000年推出的软件产品线PLP(ProductsLinePractice)和COTS(CommercialOffTheShelf),ISO9000标准系列,1987年ISO公布ISO9000质量管理和质量保证标准系列。至1997年底，约100个国家、地区推行ISO9000质量认证活动；,ISO9000族列标准现有20个标准，分为五类：(1)质量术语标准：ISO8402-1994(2)质量保证标准(3)质量管理标准(4)质量管理和质量保证标准的选用和实施指南(5)支持性技术标准,ISO9000主体可分为两组：用于“需方对供方要求质量保证”的标准:90019003用于“供方建立质量保证体系”的标准：90049001、9002、9003的区别其对象的工序范围不同：9001范围最广，包括从设计到售后服务；9002是9001的子集；9003是9002的子集。,ISO/IEC155041998年SPICE(SoftwareProcessImprovementandCapabilitydTermination)项目组织发表用于确定自我能力改造和进行软件供应商能力的国际标准ISO/IEC15504.该标准覆盖了过程评估、过程改进和过程能力确认等指南和模型。目前，有关组织正在就CMMI和15504标准的兼容性问题进行探讨，很有可能CMMI会最终和ISO/IEC15504标准兼容，并同时支持和兼容CMM。,CMM模型及其实践,在CMM模型及其实践中,企业的过程能力被作为一项关键因素予以考虑。所谓过程能力,是指把企业从事软件开发和生产的过程本身透明化、规范化和运行的强制化。这样一来,就可以把软件开发及生产过程中成功或失败的经验教训变成今后可以借鉴和吸取的营养,大大加快软件生产的成熟程度提高。,在软件开发过程中,一些关键的过程域(KPA)可以被识别出来,成为某些CMM模型方法中的衡量基准。利用过去软件工程发展的成果,侧重这些关键过程域的实施,将会有效地建立一个过程,加快软件企业成熟度的提升。,CMM一共有5级，18个关键过程域（KPA），52个目标，300多个关键实践。据美国卡内基.梅隆大学SEI统计，至2001年6月底，CMM的认证情况如下表所示。,过程成熟度框架,要区分不成熟和成熟软件组织,需要构造一个软件过程成熟度框架，它描述一条从无序到有序的软件过程的进化途径，框架是支持持续改进的基础。,软件过程成熟度框架包括四个概念：软件过程软件过程能力软件过程性能软件过程成熟度：CMM分为五级,软件过程成熟度的五个等级,012345,软件过程能力,成熟度等级,优化级(5),管理级(4),不断改进的过程,定义级(3),重复级(2),初始级(1),可预测的过程,标准的一致的过程,有纪律的过程,5个成熟度等级在开发过程中变化的显著特点,五级成熟度的特性,等级1初始级,CMM1,杰出的主管和优秀的队伍,项目成功,CMM1,一般的主管和队伍,项目成功难以预测,等级2重复级,项目经验,定义准则和跟踪,新的类似项目,再成功,五级成熟度的特性,等级3定义级,CMM重复,定义软件过程,可视和可控,等级4管理级,软件过程能力,量化,改进与预测,等级5优化级,已有的技术,等级24中的改进,已有的技术,等级5中的优化,新的技术,CMM的内部结构与定义,能力成熟度模型的结构,过程能力,成熟度等级,关键过程域,包含,共同特点,被规划成,关键实践,包含,指示,目标,完成,规范化,阐述,活动,描述,关键过程域,优化级(5)过程更改管理技术改革管理缺陷预防,管理级(4)软件质量管理定量过程管理,每一个关键过程域指出了改进过程能力的主要过程,定义级(3)同行评审组间协调软件产品工程集成软件管理培训大纲组织过程定义组织过程集点,重复级(2)软件配置管理软件质量保证软件子合同管理软件项目跟踪和监督软件项目策划需求管理,初始级(1),CMM成熟度等级的评估,评估步骤：1.项目关键实践(被执行活动)的性能评分,2.评定关键过程域所达到的目标,3.项目的成熟度等级评定,4.有多个项目的等级来评定组织(软件商)的成熟度等级,重复级的关键实践,需求管理：执行约定执行能力被执行活动测量和分析检查,软件项目计划：,软件项目跟踪和监督：,管理级的关键实践,组织过程定义组织标准软件过程,集成软件管理项目定义软件过程,定量分析项目定义软件过程性能,控制,数据,软件过程性能在定义的范围内,定量过程管理,改进,定义过程管理,软件质量管理,软件质量管理,定量过程管理,软件产品管理,集成软件管理,管理级,定义级,实现定量目标:软件产品,定量分析:项目定义软件过程,实践:项目定义软件过程,建立:项目定义软件过程,软件过程评估和软件能力评价软件过程评估：集中关注一个组织所需改进之处及其轻重缓急；软件能力评价：集中关注识别一个特定项目再进度要求和预算限制内构造出高质量软件所面临的风险。,软件过程评估和软件能力评价的差别,是在开放、合作的环境中进行的；目的在于暴露问题和帮助经理和工程师改进他们组织的软件过程；,软件过程评估,软件能力评价,是在更为面向审计的环境中进行的，评价的目的与金钱密切相关，评估评价组的推荐意见将影响挑选承制方或投放资金。,统一软件开发过程RUP,RUP(RationalUnifiedProcess)是Rational公司1998年发布的通用的软件开发过程框架,RUP是一种软件工程过程;统一了各种开发方法;使用统一建模语言UML,RUP和CMM相辅相成;软件企业使用RUP很容易达到CMM3级的要求;RUP可以作为CMM3级所要求的机构标准软件过程;,RUP的特点,用例驱动;架构为核心;增量迭代的开发过程;,第十章软件复用10.1软件复用概述10.1.1软件复用的定义软件复用就是通过对已有软件的各种知识来建立新的软件。这些软件知识包括:领域知识开发经验设计决定体系结构需求设计编码测试文档等,复用的益处提高软件生产率，降低软件生产代价提高软件质量其它：系统对用户体现较多的一致性系统具有较好的互操作性推动标准化支持原型开发,10.1.2软件复用的过程抽象:从已有软件制品的简要描述中抽取本质信息(即可复用部分),摒弃细节选取:即用户根据已有软件制品的抽象,寻找、比较最合适他需要的制品(可复用件)特化:即对已有制品(可复用件)的修改或形成它的一个实例(例化后的复用件)集成:将例化后的复用件集成为应用系统,10.1.3软件复用的粒度软件复用的粒度(按粒度从大到小)可分为五类:代码和设计拷贝源代码的复用设计和软件体系结构复用应用程序生成器领域特定的软件体系结构,10.1.4软件复用的形式根据复用活动跨越的领域可分为:垂直(纵向)复用水平(横向)复用根据实现复用的途径可分为:组装式复用生成式复用根据复用的方式可分为:黑盒复用白盒复用,面向对象技术存在的问题模型和概念尚未统一要求使用面向对象技术的人员较高面向对象复用处于初级阶段工程上难以实施,基于面向对象的构件软件应运而生,10.2构件技术构件(component)可以复用的软件成分，可被用来构造其他软件。它可以是：被封装的对象类类树功能模块软件框架（framwork）软件架构（或体系结构Architecture）文档分析件设计模式等,分类(1)按开发过程分为：分析件设计件程序件数据件(2)按功能分为三层：基础层：基本数据构件、系统支撑构件中间层：各种通用构件顶层：针对领域的专用构件或子系统构件,分类(3)按使用方式分为：动态构件静态构件(4)按构件结构分为：原子构件多个构件聚集的组合构件,语言应用软件开发过程可提供的语言：(1)构件描述语言(2)构件编程语言(3)过程控制语言,研究构件软件的两个核心：(1)如何提取可复用构件(2)如何组装成系统并能实现互操作,基于构件的应用软件开发模型：第一阶段：需求获取第二阶段：领域分析第三阶段：系统集成,域分析域分析过程可大致归纳以下步骤：(1)发现并描述可重用的实体；(2)对这些实体及它们之间的关系进行抽象化、一般化和参数化；(3)对可重用的实体进行分类、归并，以备日后重用。,软件构件的开发.需求及设计级软部件2.代码级软部件,可复用构件一个可复用构件应具备的条件：独立性完整性可标识性一般性适应性可靠性标准化,构件接口技术目前广泛流行的具有代表性的构件模型主要有:对象管理组织(OMG)的CORBAMicrosoft的COM+SUN公司的EJB/J2EE,对象技术规范CORBA标准CORBA(CommonObjectRequestBrokerArchitecture公共对象请求代理体系结构)国际OMG组织颁布的一系列有关对象技术的规范之一CORBA给出多种环境下的面向对象的编程范例,构件软件连接技术规范OLE和DCOM标准OLE(ObjectLinkingandEmbedding)对象连接与嵌套技术OLE是一组可扩充的应用程序协议，它使得一个应用程序能够紧密正确地使用另一个应用程序的服务。遵循OLE协议的应用程序能够创建包含来自由其它应用程序创建的文档中链接和嵌入的文档，这样的文档称为载体文档。,OLE的对象模型COM(ComponentObjectModel)定义对象接口与构件统一的数据传送机制结构化存储技术（复合文件）DCOM的技术规范DCOM是微软的分布式计算策略COM运行在单机上DCOM组件运行在分布式网络上,构件库（componentlibrary）构件库系统应提供的主要功能：构件的存储、管理、检索标准化库的浏览、维护主要技术问题：构件分类构件检索,软件复用的根本困难不同基准线上的类比不断提高的复用要求精神产品与物质产品领域的广阔性,专向领域的复用及领域分析专向领域的复用的目标是在一个特定的领域中实现软件复用。可复用的软件架构：把各个可复用构件连接到一起的软件架构。,帐册,上级系统接口,供货员,销售事件,商品,商品一览表,超市销售管理系统的软件架构,收款机,领域分析针对一类应用系统的共同应用领域进行系统化分析，以发现该领域的共同认识、需求及应用系统的共同特征。领域分析的主要输出：对刻画该领域应用系统的对象、操作及其关系的认识；对可能在该领域一个以上的应用系统中出现的共同的对象、操作、关系的认识；对该领域不同应用系统差异的认识；描述上述对象、操作、关系的公共词汇表；描述该领域系统共性的领域需求模型；对该领域所有应用系统都适应的参考体系结构。,基于构件/构架的软件开发,构件开发分析设计编程测试,领域分析,系统测试,构架细化,构件提交,领域知识,领域专家经验,现有系统资料,领域构件需求,构件/构架库,领域构架,领域构件,系统开发,系统专用构件,应用系统,构件生产线,领域构架,领域构件,问题域,用户需求,系统生产线,专用构件开发分析设计编程测试,系统组装分析设计编程,青鸟系统发展思路,JB2系统,专用(应用)平台,专用(应用)平台,应用软件系统,应用软件系统,应用软件系统组装平台,异构平台,构架库,构件库,.,仓库管理系统,剪裁,支持,.,基于构件构架模式的应用系统集成环境,软件生产线,应用构件提取车间,应用构件库,构件生产车间,构件库,组装车间,领域1,领域2,应用系统,.,标准规范与质量保证,1,2,3,4,1基础构件，2功能构件3接口构件，4用户界面构件,第十一章软件项目管理与计划,11.1软件工作范围软件计划的第一个任务;包括:软件的功能、性能、接口:硬件、软件(已有且须与新开发软件连接的软件)、操作人员、可靠性,11.2资源,人,工具,确定技能要求工作期限开始时间,硬件宿主机目标机专用设备,软件支持软件实用软件,各阶段管理人员和技术人员参与情况,管理人员,人员参加程度,计划,需求分析,概要设计,编码,详细设计,单元测试,确认测试,组装测试,初级技术人员,高级技术人员,高,低,11.3成本估算,11.3.1成本估算方法(1)专家估算法(2)类推估算法(3)算式估算法,可能影响成本模型结果的各种成本因素,类型成本因素系统规模1.程序指令的估算条数2.交付的机器指令数3.交付的源语言指令数4.新指令的百分比5.书写指令的百分比6.判定指令的数目7.非判定指令的数目8.信息存储和检索指令的百分比9.交付代码的百分比,可能影响成本模型结果的各种成本因素,类型成本因素数据库10.数据库中词数系统复杂性11.估算整个复杂性的级别12.接口的复杂性13.系统的唯一性14.难度15.硬件-软件接口16.程序结构的考虑17.文件.报告和应用程序的数目,可能影响成本模型结果的各种成本因素,类型成本因素系统复杂性18.生存期人力总数开发期人力总数测试和验证期人力总数19.生存期总时间,开发期总时间20.作业类型程序类型21.文档24.环境与项目属性27.,M,L/P,=,M:人力L:指令数P:常数,单位:指令数/人.日,11.3.1成本估算模型,(1)IBM模型(2)SLIM(3)COCOMO模型,(1)IBM模型,工作量E=5.2L(人-月)项目持续时间D=4.1L(月)项目人员要求S=0.54E(人)文档页数DOC=49L(页),0.91,0.31,0.6,1.01,(2)SLIM模型(Putnam模型),源代码行数L=CkKtd,1,3,4,3,K:整个生存周期的工作量(人-年)td:开发持续时间(年)Ck:技术状态常数,(3)COCOMO模型,基本COCOMO模型:组织型（组织模式）半独立型(半分离模式)嵌入型（嵌入模式）中间COCOMO模型:组织型（组织模式）半独立型(半分离模式)嵌入型（嵌入模式）,11.4进度安排,11.4.1各阶段工作量的分配,系统整个生存期活动工作量分配,系统开发阶段活动工作量分配,概要设计,详细设计,编码,单元测试,组装,确认测试,系统定义,维护,组装,确认测试,单元测试,编码,详细设计,概要设计,需求与定义,11.4.2制定开发进度,进度表,编码,功能1,设计,需求,测试,编码,功能2,设计,需求,测试,任务,周,1,2,3,4,n,.,.,1,2,3,4,n,.,文档编写评审,11.5软件配置管理（SCM）,软件配置：软件生存期各阶段的交付项（各种文档和可执行代码）,软件配置管理：交付项管理问题，用于：标记变化；控制变化；保证变化被适当地实现；向其他可能有兴趣的人员报告变化,11.5.1基线,IEEE(IEEEStd.610.12-1990)定义基线如下：已经通过正式复审和批准的某规约或产品,它因此可以作为进一步的基础,并且知只能通过正式的变化控制过程的改变.,基线是软件开发的里程碑,标志是有一个或多软件配置项的交付,并且这些配置项已经经过正式技术复审而获得认可.,最常见的软件基线,系统工程,需求分析,软件设计,编码,测试,发布,系统规约,软件需求规约,设计规约,源代码,测试计划/过程/数据,可操作的系统,11.5.2软件配置管理过程,SCM的五个任务：标识配置对象版本控制修改控制配置审计配置状况报告,第十二章软件工程标准化与软件文档,12.1软件工程标准的类型12.2软件工程标准的层次12.3中国的软件工程标准化12.4软件质量认证,12.1软件工程标准的类型,过程标准产品标准专业标准记号标准,12.2软件工程标准的层次,国际标准国家标准行业标准企业标准项目规范,国家标准举例:GB-中华人民共和国国家技术监督局公布ANSI-美国国家标准协会FIPS(NBS)-美国商务部国家标准局联邦信息处理标准BS-英国国家标准DIN-德国标准协会JIS-日本工业标准,行业标准举例:IEEE-美国电气与电子工程师学会SESS-软件标准分技术委员会ANSI/IEEEstr828-1983软件配置管理计划标准GJB-中华人民共和国国家军用标准GJB437-88军用软件开发规范GJB438-88军用软件文档编制规范DOD-STD美国国防部标准MIL-S美国军用标准,12.3中国的软件工程标准化,国标分类:基础标准开发标准文档标准管理标准,中国的软件工程国家标准基础标准,软件工程术语GB/T11457-89信息处理-数据流程图、程序流程图的文件符号编制及约定GB1526-891(ISO5807-85)软件工程标准分类法GB/T15538-95信息处理-程序构造及其表示法的约定GB13502-92(ISO8631)信息处理-单命中判定表规范GB/T15535-95(ISO5806)信息处理系统计算机系统配置图符号及其约定GB/T14085-93(ISO8790),中国的软件工程国家标准开发标准,软件开发规范GB8566-88计算机软件单元测试GB/T15532-95软件支撑环境信息处理-按记录组处理顺序文卷的程序流程（ISO6593-85）软件维护指南GB/T14079-93,中国的软件工程国家标准文档标准,软件文档管理指南计算机软件产品开发文件编制指南GB8567-88计算机软件需求说明编制指南GB9585-88（ANSI/IEEE829）计算机软件测试文件编制指南GB9386-88（ANSI/IEEE830）,中国的软件工程国家标准管理标准,计算机软件配置管理计划规范GB/T12505-90（IEEE828）信息技术软件产品评价-质量特征及其使用指南GB/T12260-96（ISO/IEC9126-91）计算机软件质量保证计划规范GB12504-90（ANSI/IEEE829）计算机软件可靠性和可维护性管理GB/T14394-93质量管理和质量保证标准第三部分:在软件开发、供应和维护中的使用指南GB/T19000.3-94（ISO9003-3-93）,软件工程复习,根据软件工程教学大纲,1.软件与软件工程,基本概念软件工程的定义软件危机软件工程学的范畴软件生存周期软件工程的3个要素（方法、工具、过程）软件工程模式（特点、相互的区别、适用范围）瀑布式模型原型模型阿增量模型螺旋模型,2.软件需求和分析原则,分析任务需求获取的内容需求分析的主要工具（DFD、DD、）需求规格说明书的主要内容,3.传统的分析方法,结构化分析方法（SA）（特点、描述方式）数据流图（DFD）（课设：顶图外部项的处理）数据字典（DD）（课设：数据流、文件、数据项，描述不规范）过程说明（即：小说明）,4.设计概念和原则,设计的基本原则（抽象、细化、模块化、软件体系结构、控制层次、数据结构、软件过程、信息隐藏）模块化设计模块的独立性内聚性（偶然性、逻辑性、时间性、过程性、通讯性、顺序性、功能性内聚）耦合性（非直接、数据、标记、控制、外部、公共、内容耦合）体系结构设计的准则：模块的规模适中确保模块的作用范围在控制范围之内软件结构的深度、宽度及模块的扇入扇出要适中,数据设计的原则：（1）用于功能和行为的系统分析原则也适用于数据设计。（2）应确定所有的数据结构及每项上的