BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究 

秦晉++智榮騰

摘要：軟件質(zhì)量評(píng)估是軟件項(xiàng)目開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)之一。針對(duì)軟件質(zhì)量缺乏綜合性評(píng)價(jià)體系和方法的問題，通過分析軟件質(zhì)量體系，選取適當(dāng)軟件質(zhì)量屬性作為評(píng)估指標(biāo)，引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，提出一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件質(zhì)量評(píng)估模型。以樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明，該方法能夠較為準(zhǔn)確地評(píng)估軟件質(zhì)量，對(duì)提高軟件質(zhì)量具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；軟件質(zhì)量；質(zhì)量屬性；質(zhì)量評(píng)價(jià)

DOIDOI：10.11907/rjdk.161521

中圖分類號(hào)：TP301

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2016）009000103

基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 （71471103）

作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：秦晉（1990-），男，安徽省阜陽人，山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)楣芾硇畔⑾到y(tǒng)、可信軟件；智榮騰（1991-），女，山東龍口人，山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)楣芾硇畔⑾到y(tǒng)、軟件成本管理。

0引言

當(dāng)前，軟件行業(yè)飛速發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)層出不窮，當(dāng)這些新理念融合到軟件產(chǎn)品開發(fā)中時(shí)，軟件規(guī)模、復(fù)雜度和智能化水平將不斷提高，應(yīng)用環(huán)境日益復(fù)雜，對(duì)軟件質(zhì)量的要求也越來越高。建立一個(gè)具有較高準(zhǔn)確度的軟件綜合質(zhì)量評(píng)估方法很有必要＼[1，2＼]。軟件綜合質(zhì)量評(píng)估是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由于軟件綜合質(zhì)量評(píng)估中體系和方法不統(tǒng)一，如何準(zhǔn)確地對(duì)軟件綜合質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)＼[3＼]。近年來，基于各種理論與方法的軟件評(píng)估模型層出不窮，一些軟件評(píng)估模型被廣泛運(yùn)用于軟件產(chǎn)業(yè)，并取得了顯著成效＼[4＼]，例如AHP評(píng)估模型、DEA數(shù)據(jù)包絡(luò)分析、模糊綜合評(píng)價(jià)模型等，但這些模型主要依賴于專家的經(jīng)驗(yàn)判斷，受主觀性因素影響較大。本文通過研究軟件質(zhì)量體系的屬性特征，參考軟件質(zhì)量屬性相關(guān)定義，構(gòu)建基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件質(zhì)量評(píng)估體系，根據(jù)軟件質(zhì)量屬性樣本，運(yùn)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)樣本進(jìn)行訓(xùn)練、學(xué)習(xí)，最后量化所選指標(biāo)，得出預(yù)測(cè)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)證明該方法能科學(xué)、準(zhǔn)確地對(duì)軟件質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估與預(yù)測(cè)。

1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Networks，ANN）是在現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上提出的，是由大量處理單元互聯(lián)組成的非線性、自適應(yīng)信息處理系統(tǒng)，其基本處理單位稱為神經(jīng)元，目前比較成熟的ANN模型及相應(yīng)算法甚多，其中采用誤差反向傳遞學(xué)習(xí)算法的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（即BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）運(yùn)用最為廣泛，其自學(xué)習(xí)功能與聯(lián)想存儲(chǔ)功能以及高速尋找優(yōu)化解的能力被運(yùn)用在諸多領(lǐng)域，解決某些傳統(tǒng)方法無法解決的問題。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種具有很強(qiáng)非線性映射能力的多層前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一般包含輸入層、中間層（隱含層）、輸出層3個(gè)層次，部分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置3層以上的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，相鄰上、下層之間的神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)全連接，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的常見結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程由正向傳播和反向傳播組成，正向傳播中，信息由輸入層經(jīng)隱含層處理后，傳向輸出層，并且上一層神經(jīng)元的狀態(tài)只影響下一層神經(jīng)元狀態(tài)，若輸出層得不到期望的數(shù)值，則進(jìn)入反向傳播，將誤差信號(hào)沿原有連接通道返回，通過修改各層神經(jīng)元的權(quán)值，使誤差變小，經(jīng)過反復(fù)迭代計(jì)算，得出誤差值范圍內(nèi)的結(jié)果。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性處理能力可很好地處理信息含糊、不完整、存在矛盾等復(fù)雜情況的認(rèn)知判斷問題＼[5＼]，故使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來解決軟件質(zhì)量評(píng)估的復(fù)雜性問題是可行的。

4結(jié)語

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件質(zhì)量評(píng)估充分利用了以往評(píng)價(jià)結(jié)果，將量化過程集成于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程中，解決了人為主觀隨意性及思維不定性，評(píng)估準(zhǔn)確、客觀、科學(xué)、有價(jià)值，對(duì)特定問題有一定借鑒意義。同時(shí)，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件質(zhì)量評(píng)估擴(kuò)展性強(qiáng)，可針對(duì)不同類型指標(biāo)，不同評(píng)估等級(jí)變換輸入輸出層進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)軟件質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王峰.基于層次分析法的軟件質(zhì)量評(píng)估模型分析與研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012（24）：2123.

[2]于本海.可信軟件測(cè)度理論與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2014.

[3]王李進(jìn)，吳保國(guó)，鄭德祥.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2008（12）：133134.

[4]楊愛民，張文祥.軟件質(zhì)量及其量化評(píng)價(jià)方法[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2006（21）：39873990.

[5]王偉.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Web軟件質(zhì)量分析[J].軟件導(dǎo)刊，2012（2）：1618.

[6]熊鵬程，范玉順.基于模糊層次分析法的集成軟件質(zhì)量評(píng)估模型[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2006（7）：14971499.

[7]ISO.IEC25010：2011 Systems and software engineeringsystems and software quality requirements and evaluation （SQuaRE）System and software quality models[J].International Organization for Standardization， 2011.

[8]TRUSTIE R G.Trustie series technology standard （V2.0）[Z].2009.

[9]張洪玲，張琦.SaaS軟件質(zhì)量分層模糊綜合評(píng)價(jià)方法研究[J].軟件導(dǎo)刊，2015（3）：13.

[10]劉渝妍.基于灰色定權(quán)聚類的軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)模型研究[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008（5）：177180.

責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：陳福時(shí)）