软件开发工程管理2008(九)

1、第九讲软件质量保证（SQA） 引论n为什么要引入软件质量保证？n生产出高质量的软件n为了“在正确的时间、以正确的方式、做正确的事情” 质量管理的问题不在于人们不知质量管理的问题不在于人们不知道什么是质量，问题在于人们认为道什么是质量，问题在于人们认为他们自己对质量知道他们自己对质量知道质量（1）n什么是质量？n某一事物的特征或属性n产品或工作的优劣程度遗憾的是：遗憾的是： ！是是的的质量（2）n两种不同的质量n设计质量n符合质量什么样的软件是什么样的软件是高质量的？高质量的？设计质量设计质量+符合符合质量？质量？ 用户满意度用户满意度 = 合格产品合格产品+好的质量好的质量+在预算和进度表内交

2、付在预算和进度表内交付质量（3）n软件质量特性：n功能性n包括软件产品提供的用来满足用户需要的功能n可靠性n与软件维护其性能等级的能力相关n易用性n与使用软件所要花费的工作量相关n效率n与软件执行过程中所占用的物理资源相关n可维护性n与进行软件变更所需要的工作量相关n可移植性n与把软件转换到不同环境的能力相关质量（4）n软件质量特性功能性n适合性n软件是否符合用户需要n准确性n软件是否正确地实现了功能n互操作性n软件和其他系统的交互能力n功能符合性n软件和需求的匹配程度n安全性n系统访问控制质量（5）n软件质量特性可靠性n成熟度n软件中缺陷所造成的故障的频率n容错性n可恢复性n可靠性符合性质量

3、（6）n软件质量特性易用性n可理解性n可学习性n可操作性n吸引性n可用性符合性质量（7）n软件质量特性效率n时间特性n资源利用n有效性符合性质量（8）n软件质量特性可维护性n可分析性n确定故障产生原因的容易程度n可变性n灵活性n稳定性n对软件修改的可能性n可测试性n可维护性符合性质量（9）n软件质量特性可移植性n适应性n可安装性n共存性n软件和其他软件分享资源的能力n可替代性n可移植性符合性质量（10）质量特性质量特性 含义含义可回答的问题可回答的问题正确性程序满足规格说明和完成用户业务目标的程度它做了该做的事吗？可靠性程序按要求的精确度实现其预定功能的程度它总能准确地工作吗？效率程序实现其功

4、能所需要的计算资源量能在硬件上尽力工作吗？安全性软件或数据不受未授权人控制的程度它是安全的吗？使用性学习、操作程序、准备输入输出的工作量它可用吗？维护性对运行的程序找到错误并排除错误的工作量它可调整吗？测试性为保证程序执行其规定的功能所需的测试工作量它可测试吗？灵活性修改程序所需工作量它可修改吗？移植性将程序从一个环境转移到另一环境的工作量可以在其他机器上使用吗？复用性程序可被用于其他应用问题的程度可以重复使用它的某些部分吗？共运行性 一系统与另一系统协同运行所需的工作量能与其他系统连接吗？质量（11）n怎么能保证质量？n质量控制n质量控制是为了保证每一件工作产品都满足对它的需求而应用于整个开

5、发周期中的一系列、和n质量控制在创建工作产品的过程中包含一个循环n质量保证n质量保证由和构成质量成本（1）n什么是质量成本？n所有由质量工作或者进行与质量有关的活动所导致的成本n有哪些质量成本？n预防成本n鉴定成本n故障成本n 质量计划质量计划n 正式技术评审正式技术评审n 测试设备测试设备n 培训培训n 过程内和过程间审查过程内和过程间审查n 设备校准和维护设备校准和维护n 测试测试n 内部故障成本内部故障成本n 外部故障成本外部故障成本n 内部故障成本内部故障成本n 返工返工n 修复修复n 故障模式分析故障模式分析n 外部故障成本外部故障成本n 解决客户的抱怨解决客户的抱怨n 退换产品退换

6、产品n 求助电话支持求助电话支持n 保修工作保修工作质量成本（2）n既然质量管理需要成本，那么是不是进行质量管理就？预防总成本：预防总成本：282,120美元美元平均缺陷成本：平均缺陷成本：91美元美元维护总成本：维护总成本：5,000,000美元美元平均缺陷成本：平均缺陷成本：25,000美元美元：5000000/282120 = 17.7质量成本（3）n改正一个错误的相对成本n需求分析阶段：1倍n设计阶段：36倍n编码阶段：10倍n开发测试阶段：1540倍n系统测试阶段：3070倍n实际操作阶段：401000倍软件（1）n几个概念：n缺陷（defect）n故障（bug）n错误（error）

7、n缺陷、故障：软件交付之发现的质量问题n错误：软件交付之发现的质量问题软件（2）n几个结论：n设计活动引入的错误占软件过程中出现的所有错误（和最终的缺陷）数量的50%到65%n正式技术评审在发现设计错误方面最高达到75%的有效性软件（3）n缺陷放大模型：通过的错误错误检测有效性百分比放大的错误1:x新产生的错误软件（4）n例：假设：n概要设计阶段生成10个错误n详细设计阶段生成25个错误，同时会放大1/3的继承错误，放大系数为1.5n编码和单元测试阶段生成25个错误，同时会放大2/3的继承错误，放大系数为3n在测试中可以发现并改正50%的错误，同时不引入新的错误n概要设计阶段错误的改正成本为1

8、，详细设计时为1.5，测试前是6.5，测试中是15，发布后是6700%01060%4*1.5251020%27*3259450%004750%002450%00概要设计详细设计集成测试单元测试确认测试系统测试070%010250%1*1.525560%10*3252450%001250%00650%00概要设计详细设计集成测试单元测试确认测试系统测试软件评审n技术工作需要评审n评审的目的是什么？n指出个人或小组生产的产品所需进行的改进n确定产品中不需要或者不希望改进的部分n得到与没有进行评审相比更加一致、或者至少更可预测的技术工作的质量，从而使得技术工作更小易于管理为什么需要评审n在去除明显的

9、错误时，审查是非常有效的方法n鼓励开发人员产生结构更好的、不需要加以说明的软件n能促进优秀编程实践的传播n能增进团队精神正式技术评审（FTR）（1）nFTR想要达到什么目标？n在软件的任何一种表示形式中发现功能、逻辑或实现的错误n证实经过评审的软件的确满足需求n保证软件的表示符合预定义的标准n得到以一种一致的方式开发的软件n使项目更易于管理正式技术评审（2）n每个评审会议约束：n评审会议通常应该在35人之间进行n应该进行提前准备，但是每人占用工作时间应该少于2小时n评审会议时间应该不超过2小时正式技术评审（3）n每个FTR步骤：n确定参加评审的人员n人员培训n评审准备n分发评审材料，评审员审读

10、评审材料n开评审会议n生成评审报告和问题列表正式技术评审（4）n评审结论：n工作产品可以不经修改而被接受n由于严重错误而否决工作产品n暂时接受工作产品n评审总结报告内容：n评审什么n由谁评审n发现和结论是什么正式技术评审（5）n正式技术评审的指导原则：n评审产品，而不是评审生产者n制定日程并且遵守日程n限制争论和辩驳n对各个问题都发表见解，但是不要试图解决所有记录的问题n做书面笔记n限制参与者人数并坚持事先做准备n为每个可能要评审的工作产品建立一个检查表n为FTR分配资源和时间n对所有评审者进行有意义的培训n评审以前所做的评审Fagan评审的基本原理n对于所有主要的交付物都要进行审查n所有类型

11、的缺陷都要记录不仅仅是逻辑或功能缺陷n审查应该由除非常高层领导外的各级同事来执行n采用预先规定的步骤进行审查n审查会议不能超过两个小时n审查是由经过特殊技术培训的协调员来领导的n为其他参与者定义不同的角色n使用检查表来协助缺陷查找过程n检查材料的理想速度是每小时100行n维护统计数据，以便监督审查过程的有效性项目质量管理 分类分类项目项目质量计划编制质量计划编制质量保证质量保证质量控制质量控制质量方针质量管理计划工作结果范围说明质量控制测量结果质量管理计划产品描述操作定义操作定义标准和规则检查表其它过程输出收益/成本分析质量计划编制方法和技术检查检验基准法质量审计控制图流程图帕累托图试验分析设

12、计统计抽样流程图趋势分析质量管理计划质量提高质量提高操作定义验收决定检查表返工其它过程输入完成检查表过程调整输入输入（依据）（依据）方法和技术方法和技术输出结果输出结果项目质量管理过程项目质量管理过程软件质量保证概述（1）n什么是软件质量保证？nSoftware Quality Assurance，简称简称SQAn一种应用于整个软件过程的庇护性活动n软件质量保证的范围？n软件n软件软件质量保证概述（2）n软件质量保证包含哪些内容？n一种质量管理方法n有效的软件工程技术n在整个软件过程中采用的正式技术评审n一种多层次的测试策略n对软件文档及其修改的控制n保证软件遵从软件开发标准的规程n度量和报告

13、机制软件质量保证概述（3）n那些人应该为软件质量负责？n软件工程师n项目管理者n客户n销售人员SQA小组充当客户在公司内部的代表小组充当客户在公司内部的代表SQA小组的职责是辅助软件工程小组小组的职责是辅助软件工程小组得到高质量的最终产品得到高质量的最终产品软件质量保证SQA活动（1）1. 为项目准备SQA计划n计划里应标识出什么？n需要进行的评价n需要进行的审计和评审n项目可采用的标准n错误报告和跟踪的规程n由SQA小组产生的文档n为软件项目组提供的反馈数量软件质量保证SQA活动（2）2.参与开发该项目的软件过程描述3.评审各项软件工程活动、对其是否符合定义好的软件过程进行核实4.审计制定的

14、软件工作产品、对其是否符合定义 好的软件过程中的相应部分进行核实5.确保软件工作及工作产品中的偏差已被记录 在案并根据预定规程进行处理6.记录所有不符合的部分并报告给高级管理者7.协调变更的控制和管理8.帮助收集和分析软件度量信息软件测试（1）n软件的确认（Validation）和验证（Verification），简称V&Vn什么是确认？n在软件开发过程期间（针对单元）或结束（针对系统）时，单元或系统是否满足用户特定的需求？n什么是验证？n在一个给定的开发阶段中，单元或系统是否满足在此阶段开始时确定的条件？软件测试（2）n测试种类n单元测试n集成测试n确认测试n功能测试n回归测试n测试测试n验

15、收测试软件测试（3）n测试方法n白盒测试n黑盒测试软件测试（4）n测试类型n功能测试n性能测试n算法测试n正向测试n逆向测试n边界测试n配置测试n负载测试软件测试（5）n测试计划n测试计划n测试用例n测试报告统计软件质量保证n什么是统计软件质量保证？n是质量的量化n统计软件质量保证有哪些步骤？n收集和分类软件缺陷信息n尝试对每个缺陷的形成原因进行追溯n使用Pareto原则，将这20%（重要少数）分离出来n一旦找到重要少数原因，就可以开始纠正引起缺陷的问题80%的缺陷可以追溯到所有可能原因中的20%可能的错误原因n规约不完整或规约错误（IES）n与客户通信中所产生的误解（MCC）n故意与规约偏离

16、（IDS）n违反编程标准（VPS）n数据表示有错（EDR）n构件接口不一致（ICI）n设计逻辑有错（EDL）n不完整或错误的测试（IET）n不准确或不完整的文档（IID）n将设计翻译成程序设计语言中的错误（PLT）n不清晰或不一致的人机界面（HCI）n杂项（MIS）例错误错误总计总计严重严重一般一般微小微小数量数量百分比百分比数量数量百分比百分比数量数量百分比百分比数量数量百分比百分比IES205223427681810324MCC 1561712968187617IDS48511246235VPS25300154102EDR 1301426206818368ICI58697185317EDL

17、4551411123194IET95101293594811IID36422205143PLT6061512195266HCI2833217482MIS56600154419总计总计 942100128100379100435100利用错误指标（Error Index，EI）找到影响质量的主要原因nEi = 在软件工程过程中的第i步中发现的错误总数nSi = 严重错误数nMi = 一般错误数nTi = 微小错误数nPS = 第i步的产品规模nWs Wm Wt 分别是严重、一般、微小错误的加权因子n每个阶段的加权因子取值逐渐变大n先求出（Phase Index）nPIi = Ws (Si / E

18、i) + Wm (Mi / Ei) + Wt (Ti / Ei) nEI = (i x PIi) / PS软件可靠性n什么是软件可靠性？n在特定环境和特定时间内，计算机程序无故障地运行的概率n软件可靠性和硬件可靠性根本不同n平均故障间隔时间（MTBF）n平均故障时间（MTTF）n平均修复时间（MTTR）n可用性 = MTTF / (MTTF + MTTR) * 100%SCM职责（1）n配置经理：n对代码开发和测试进行支持和保护，是变更管理的控制中心n制定SCM规程，形成文档并分发给有关人员n建立系统基线，包括备份规定n确保对基线的变更都经过授权人员的批准n确保对基线的变更都进行充分细致地记录，以便可以重新生成或回退n确保所有基线变更都经过回归测试n规定解决异常问题的焦点SCM职责（2）n模块主管：n确保模块设计的完整性n把握模块的设计n为参与模块及其接口工作的人员提供建议n控制模块的所有更改n评审模块的变更和定期进行回归测试，确保模块的完整性SCM职责（3）n变更控制委员会（CCB）：n控制变更，做出