淺析常用的軟件質量管理模型

王云鵬

摘 要：軟件質量管理是軟件開發(fā)領域的一個瓶頸。本文在闡明了軟件質量概念的基礎上綜述了軟件質量管理的發(fā)展歷程和常用的軟件質量管理模型，并分析了它們的優(yōu)缺點。

關鍵詞：軟件質量；評價模型；質量管理

軟件質量是一個模糊的不確定的概念。1994年，國際標準化組織公布的國際標準ISO 8042將軟件質量定義為：反應實體滿足明確的和隱含的需求的能力的特性的總和。GB/T 11457-2006《軟件工程術語》中定義軟件質量為：①軟件產(chǎn)品中能滿足給定需要的性質和特性的總體。②軟件具有所期望的各種屬性的組合程度。③顧客和用戶覺得軟件滿足其綜合期望的程度。

由此我們可以這樣理解軟件質量：影響軟件質量的決定性因素是軟件需求，對不符合需求的軟件進行質量進行評價是沒有意義的。

一、軟件質量的發(fā)展歷程

自上世紀70年代軟件危機以來，軟件質量管理越來越引起人們的重視。其發(fā)展歷程經(jīng)歷了最初的軟件測試、度量管理到現(xiàn)在的過程管理。人們越來越認識到，軟件的質量特征與硬件有著諸多不同，因此必須構建一套適用于軟件的質量評價管理方法。為此，各國的學者進行了大量的探索和研究。其中軟件工程的誕生標志著軟件管理進入了系統(tǒng)化的階段，軟件質量管理逐步實現(xiàn)了系統(tǒng)化和規(guī)范化。軟件質量管理最早是主要針對軟件測試和軟件開發(fā)技術。1974年軟件生存周期的概念被提出，1976年結構化分析方法，1980年計算機輔助軟件工程使得軟件開發(fā)自動化水平進一步提高。1991年國際化標準組織發(fā)布了一個軟件質量評價通用模型，被稱為ISO/IEO 9126標準。這個模型主要從評價過程的角度對定義了軟件質量模型并提供了一個通用的評價模型。2001年IOS/IEO 9126標準得到了進一步的擴充，在原有的基礎上對軟件開發(fā)者如何計劃，組織軟件質量評價工作進行了詳細的描述。

軟件質量管理從成品測試逐步發(fā)展到軟件過程控制，其研究范圍不斷擴大，不僅體現(xiàn)了從技術控制到管理控制的過渡，而且促使軟件質量管理實現(xiàn)了全面化，規(guī)范化和系統(tǒng)化。軟件質量管理目前已經(jīng)細分出了軟件過程改進和軟件質量度量等重要的子領域。

二、軟件質量管理的常用模型

1.FURPS模型

FURPS模型是由Hewlett-Packard提出的一套考慮軟件質量因素的模型，其中FURPS是功能性（function）、易用性（usability）、可靠度（reliability）、性能（performance）及可支持性（supportability）五個詞英文前綴的縮寫。具體的評估方式可以如下：

（1）功能性：特性、功能，通過評價程序的運行能力、程序函數(shù)的通用性和軟件整體安全性來評價。（2）可用性：通過評價整體美觀性、一致性、相關文檔和人的因素來評估。（3）可靠性：通過統(tǒng)計軟件錯誤的頻率和嚴重程度、輸出結果的準確度、程序的可預測性和平均失效間隔時間、系統(tǒng)恢復能力來評價軟件的可靠性。（4）性能：性能是通過度量相應時間、處理速度、資源消耗量和吞吐量和效率等指標來評估。（5）可支持性：可支持性主要是指程序的可擴展性，可適應性和服務性、可測試性。兼容度。可配置性，安裝軟件的難易程度，問題可以被局部化解決的容易程度。

2.CMM

CMM（Capability Maturity Model for Software），軟件能力成熟度模型，是1986年美國軟件工程研究所提出的，最初旨在為美國政府提供軟件質量的評估。1991年CMM1.0正式推出后，又相繼的升級為CMM1.1和CMM2.0版本，并被納入國家標準組織。CMM通過開發(fā)過程的角度來描述軟件開發(fā)的能力，將整個開發(fā)過程分為五個等級，企業(yè)可以按照這等級要求去提高軟件開發(fā)的能力。這五個等級分別是：

（1）初始級。初始級通常是雜亂無章的，靠企業(yè)或個人的能力去開發(fā)研究。（2）可重復級。可以復現(xiàn)最早取得的成功經(jīng)驗，建立了基本的項目管理紀律，此時軟件過程以及達到一個相對穩(wěn)定的程度。（3）定義級。以及刑成了軟件管理的文檔，并且可以依據(jù)此文檔來約束整體的開發(fā)流程。在這個等級上，開發(fā)風險將大大降低。（4）定量管理級。這一階段開始對軟件開發(fā)的各種數(shù)據(jù)進行收集整理，產(chǎn)生定量的控制。（5）優(yōu)化級。把重心放在對過程的不斷優(yōu)化中，以達到主動防御缺陷，利用新的技術來不斷改進過程。

3.ISO 9126

國際標準化組織在1991年制定了一套軟件質量測量標準 ISO/IEC 9126，這套軟件質量標準分為三個層次，分別為軟件質量需求評價準則（SQRC），軟件質量設計評價準則（SQDC），軟件質量度量評價準則（SQMC）。其中軟件質量需求評價準則包含6個質量特性，軟件質量設計評價準則包含21個質量子特性。整個評價模型從上至下形成一個樹形結構，在最底層的度量指標中得到一組度量，然后依次向上得出高一層次的度量指標，最終完成整個軟件的評價工作。

4.Mccall

McCall等人于1978年提出了McCall軟件質量評價模型，該模型定性的將軟件質量要素分為三類，共11個要素。其基本思想是把軟件質量分為三個層次，每一個層次反映軟件質量的一個重要的方面，稱為質量要素。每一個質量要素又很多衡量標準構成，每一個衡量標準又由一系列具體的度量指標構成。這種評價模型主要是從定性的角度來進行評價，但其中的度量指標也可以使用檢查表的方式來進行評分，評分方案為0分到10分。

McCall認為軟件質量模型包括產(chǎn)品修正，產(chǎn)品轉移，產(chǎn)品運行。其中產(chǎn)品修正包括可維護性、靈活性和可測試性。產(chǎn)品轉移包括可移植性、可復用性和互連性。產(chǎn)品運行包括正確性、可靠性、效率、可使用性和完整性。

5.Boehm

Boehm等人在70年底末提出了基于分層的軟件質量模型，這個模型和McCall有很多類似的地方，但是它的質量要素數(shù)量更多，而且創(chuàng)造性的提出了基于硬件的質量要素。其總體思想是站在軟件交付者的角度來考慮整個軟件的功效，淡化軟件開發(fā)過程，認為任何軟件開發(fā)過程都是一個耗時，耗力和金錢的過程。Boehm從三個維度來刻畫其認為的軟件功效，分別為可移植性，有效性和可維護性。每一個維度又可以繼續(xù)細分為一系列的質量要素。

三、軟件質量管理模型的優(yōu)缺點對比

通過比較分析可以看出，以上五個模型各有各的缺點。FURPS模型的主要問題是沒有考慮到軟件的重用性和移植性的問題，在軟件開發(fā)產(chǎn)業(yè)化的今天，可移植性和跨平臺性是非常重要的，它可以直接影響軟件的用戶數(shù)量和經(jīng)濟效益。CMM模型非常強調軟件過程管理，注重文檔化的過程和設計，并且主要面向企業(yè)開發(fā)設計。因此對于小型組織或個人開發(fā)難以適用。另一方面。CMM的臺階化的成熟度框架也要求企業(yè)必須一步一步的“攀爬”這幾個階梯，這在一定程度上限制了企業(yè)軟件質量管理的進程。ISO/9126的意義在于將軟件質量特征分為內(nèi)部特征和外部特征，充分考慮了軟件在不同生命周期的不同形態(tài)的問題，但是該模型沒有給出軟件質量特征的具體的度量方法。McCall模型首次將軟件質量特征和軟件度量聯(lián)系了起來，但它的度量項過于主觀，缺少定性指標的支撐。而且該模型也沒有從軟件生命周期的不同階段來考慮，僅僅考慮了一種產(chǎn)品形態(tài)，不利于早起軟件質量問題的發(fā)現(xiàn)和降低維護成本。Boehm模型和McCall相似，也是一種縱向層次特征構成的軟件質量模型，但該模型包括了一些硬件質量要素，從而可以從更底層的角度度量軟件質量。

總體來說，以上五個軟件質量評價模型各自的度量指標有既有相似的地方，又各不相同，在具體的實踐中應結合實際情況來具體分析應用。（作者單位：重慶交通大學經(jīng)管學院）

參考文獻：

[1] 王青.欲善其事 先利其器——網(wǎng)馳質量管理平臺為軟件項目保駕[J].計算機世界，2003-07-14.

[2] 毛明志 葛曉煒.有效的軟件開發(fā)項目風險管理模型[J].科技管理研究，2005（12）：247-250.

[3] 楊芙清.軟件工程技術發(fā)展思索[J].軟件學報，2005（01）.