软件质量工程体系.ppt

软件质量管理（SQA）-第3章 软件质量工程体系,主要内容,软件质量工程体系 软件质量因素和指标软件质量模型分析软件质量工作层次软件质量成本软件质量标准和度量,1、什么是软件质量工程体系？,由传统的软件质量管理体系发展壮大而来。基于传统的质量管理体系，结合系统工程、软件工程等学科，建立现代的软件质量工程体系。,1.1 软件质量工程体系的建立背景,纵观整个软件质量管理的发展历程，质量的管理水平在不断提高。从当今质量管理的发展趋势来看，软件质量是一项复杂的系统工程问题，必须用系统方法来研究。借助系统工程学、管理学等理论，把质量控制、质量保证和质量管理有效地集成在一起，形成现代软件质量工程体系。,1.2 软件质量工程体系的建立过程,质量管理体系的持续改进,管理职责,资源管理,测量、分析和改进,顾客（和其他相关方）,要 求,顾客（和其他相关方）,满意,产品,传统的以过程为基础的质量管理体系,建立和实施以过程为基础的质量管理体系的方法,确定顾客和其他相关方的需求和期望；建立组织的质量方针和质量目标；确定实现质量目标必需的过程和职责；确定和提供实现质量目标必需的资源；规定测量每个过程的有效性和效率的方法；应用这些测量方法确定每个过程的有效性和效率；确定防止不合格并消除产生原因的措施；建立和应用持续改进质量管理体系的过程。,从系统工程的角度来描述质量管理体系,现代软件质量工程体系的构成,实施质量管理,1.3 软件质量工程体系和管理体系的关系,质量管理体系的核心是管理组织、文化和流程，集中在管理方面，主要强调两个方面的内容：体系中的上层建筑。质量文化、上层领导的重视及对全面质量的承诺、有效的沟通等。体系中的运行基础。如软件质量管理组织、SQA小组、软件质量标准、质量管理流程、质量管理方法和质量管理工具等。,1.3 软件质量工程体系和管理体系的关系,将软件质量视为一个系统，深入了解软件质量的构成和结构，建立软件质量的模型。软件质量策划，如同项目计划，定义软件质量管理要实现的目标、范围和方法。质量成本的分析，如何降低由低质量造成的成本。软件质量风险的分析，如何避免质量风险。软件质量度量，从而不断改进质量模型和方法手段。,软件质量工程体系，着重从系统工程学的角度管理质量，在有限的资源下，获得最好的质量效益，主要内容如下：,思考问题,软件产品的质量是怎么样去衡量的？质量指标,2、软件质量因素和指标,2.1 软件质量指标的定义,软件质量指标是衡量哪些可识别的软件质量特性的项目，有助于软件质量进行度量，选择软件工程方法来达到特定的质量目标。,ISO发布的软件质量特性,正确性：实现的功能达到设计规范，并满足用户需求的程度 可靠性：规定的时间和条件下，仍能维持其性能水准的程度 易用性：用户掌握软件操作所要付出的时间及努力程度 效率：软件执行某项功能所需电脑资源（含时间）的有效程度 可维护性：当环境改变或软件发生错误时，执行修改或恢复所做努力的程度 可移植性：从一个系统/环境移到另一系统/环境的容易程度,2.2 功能性和可用性的质量指标,功能性：功能的正确性（correction）功能的准确性(accuracy)软件功能的完整性(completeness)可用性：可操作性(operability)通用性(commonality)一致性(consistency),可靠性和性能的质量指标,可靠性：系统自我恢复能力（Autonomy）健壮性 系统的分布性(distributivity)性能：有效性（Efficiency）安全管理/完整性 易存取性（System Accessibility）,可维护性的质量指标,模块化（Modularity）增强能力/灵活性（Augment ability）可测试性(Testability)可追溯性（Traceability）简单性（Simplicity）自我描述性（Self Descriptiveness）系统兼容性（System Compatibility）文档质量（Document Quality）,可移植性的质量指标,独立性（Independence）可重用性（reusability）互操作性（Interoperability）虚拟性(Virtuality)一般性（Generality）,引入问题带着问题去学习,什么因素会影响到软件质量呢？软件产品本身，会有哪些因素影响它的质量？软件开发过程中，会有哪些因素影响它的质量？,下面要讲的内容与以上问题有关。软件产品的质量因素软件过程的质量因素,2.2 软件产品的质量因素,软件质量因素是影响软件质量特性的参数或影响软件质量指标的参数。,2.3 软件过程的质量因素,项目计划过程：和客户的沟通能力、软件产品特性定义的方法、项目计划策略、评审的流程、范围、方式和程度、协同工作流程、合同和用户管理流程和方法、文档编写、管理等的规范和流程 项目设计过程：软件产品指标的定义和解释、设计流程、设计标准、协同工作流程、文档编写、管理等的规范和流程 项目实施过程：变更控制流程、执行过程跟踪方法、流程和相适应的系统、缺陷处理流程、文档编写、管理等的规范和流程 软件维护过程：变更控制流程、用户反馈、相应处理机制、回归测试流程 软件商业环境过程：软件改进的策略、产品开发模式、市场定位、产品标准等,新的问题？,刚才我们讲的质量指标和质量因素之间有什么关系？,质量指标,质量因素,影响,质量模型,描述两者的关系,！质量模型分析软件质量因素究竟如何影响质量指标，从而寻求最优的质量保证解决方案，最终达到软件质量目标。软件质量模型是软件质量度量的标准和依据，是质量管理过程中的核心部分。,3.1 软件质量模型,McCall 软件质量模型(GE模型,1977)由11个指标构成,分为产品操作,产品修订和产品转移 Boehm 模型(1978)基于很多特性和 19个标准 ISO 9126 包括6个质量目标,每个质量目标有很多属性,3.1.1 McCall质量因素模型,该模型将所有11个软件质量因素分为如下的三个类别：产品运行因素Product Operation factor产品校正因素Product Reversion factor产品转移因素Product Transition factor,McCall质量因素模型的11个质量因素,3.1.1.1 产品运行软件质量因素,该类别包括5个软件质量因素，每个都同直接影响软件的日常运行的需求有关：正确性（correctness）可靠性（reliability）效率（efficiency）完整性（integrity）实用性（usability）,1、正确性,正确性需求定义在软件系统所需的输出清单中，输出规格通常是多维的，常见的维包括：输出使命输出所需的准确度输出信息的完整性信息的及时性软件系统的编码与文档编制标准,例子：俱乐部会员信息系统的正确性需求的组成如下。,输出使命：一份明确的清单包括：11种报告、4种给会员的标准信函和8种查询，它们都将根据请求显示在显示器上。输出所需的准确度：包含一个或多个错误的不准确输出的概率不超过1%。输出信息的完整性：关于一个会员，他在俱乐部活动的参与情况和付费的数据丢失的概率不超过1%。信息的及时性：有关参加活动的信息不超过2个工作日，录入有关会员付费记录事项和个人数据不超过1个工作日。信息的可用性：查询的反应时间平均少于2秒；报告的反应时间少于4小时。所需标准与指南：要求软件及其文档要符合客户指南。,2、可靠性,同提供服务的实效有关。它们决定允许的最大软件系统失效率，可以是指整个系统或是它的一个或多个功能。,例子：在医院的特别监护室运行的心脏监控部件的失效频度要求少于20年一次。要求它的心脏病发作检测功能的失效率小于百万分之一。准备安装在独立银行的主分行的新软件系统将对120个分行操作，对它的一个需求是在银行的办公时间每月的失效时间不超过10分钟。此外，停止时间（所有银行服务的维修和恢复所需的时间）超过30分钟的概率要小于0.5%。,3、效率,效率需求同所需的硬件资源有关，这些硬件资源和所有其他需求一致，是实现软件系统所有功能所需的。,例子：一个商店连锁店正在为一个软件系统考虑两份标书。两份标书在连锁店总店和分店都用相同的计算机。两份标书只在存储器容量上不同；A标书中：每个分店计算机20GB，总店办公室计算机100GB；B标书中：每个分店计算机10GB，总店办公室计算机30GB；所需计算机通信线路的数量也有所不同；A标书在每个分店和总店办公室之间需要3条28.8KBPS的通信线路；而B标书基于在每个分店和总店办公室之间同样容量的两条通信线路。显然B标书比A标书更高效，因为所需的硬件资源更少。,4、完整性,完整性需求同软件系统的保密性有关，即防止非授权人员的访问，区分允许读操作的大多数人和允许写操作的受限小组等。,例子：某地方市政局的工程部使用一个GIS（地理信息系统）。这个工程部允许市民通过Internet访问GIS文件。软件需求包括可能的观看和拷贝，但不得在他们所访问的地图中插入更改，也不得在市政当局的区域插入任何其他的东西。如果要进入正在制作的图或由部领导确定为受限文档的地图时，访问将被拒绝。,5、实用性,同培训新员工和操作软件系统所需的人力资源的范围有关。,例子：由一个家庭用品服务公司启动的一个新服务台系统的软件实用性需求文档列出了下列规格：一位员工应当一天至少能够处理60个服务电话。训练一个新雇员不超过16个小时，训练完毕后，受训者立即能够每天处理45个服务电话。,3.1.1.2 产品修改软件质量因素,该类别包括3个软件质量因素，这些因素同影响全范围软件维护活动的需求有关，如改正性维护（软件故障和有效的改正）、适应性维护（使现有软件适应另外的环境和顾客，而无须更改此软件）和完善性维护（对已有软件的有限局部问题的增强与改善）：可维护性（maintainability）灵活性（flexibility）可测试性（testability）,1、可维护性,确定用户和维护人员识别软件失效的原因、失效的改正、验证改正成功所需的工作。例子：代表性的可维护性需求：软件模块的大小不超过30条语句。编程遵守公司的编码标准和指南。,2、灵活性,覆盖了支持适应性维护活动所需的能力和工作。例子：TSS（教师支持软件）处理编制学生成绩的文档、计算最终分数、打印学期分数文档并给不及格的学生的父母自动打印告警信。这个软件规格书包含了如下灵活性需求：这个软件应当对所有课程和所有年级的教师都适用。非专业人员应当能够按照学校教师的需求或市教育局的要求创建新类型的报告。,3、可测试性,可测试性需求同信息系统的测试及运行有关。例如提供预先确定的中间结果和日志文件。例子：一个工业计算机控制部件中编制有计算机生产状态的各种测试、报告机器的性能等级、按预定义的情况运行报警信号的程序。提出的一个可测试性需求是在每个阶段为已知系统的预期正确反应开发一组标准测试数据。每天早晨在生产开始之前运行这个标准测试数据，以检查该计算机部件是否正确反应。,3.1.1.3 产品移植软件质量因素,该类别包括3个软件质量因素，这个类别涉及软件对其他环境的适应和它同其他软件系统的交互：可移植性（portability）可重用性（reusability）互操作性（interoperability）,1、可移植性,关注的是软件系统对由不同硬件、不同操作系统等组成的其他环境的适应。例子：设计和编制一个在windows 7环境下运行的软件包，需要它能够以低费用转移到Linux和Windows NT环境。,2、可重用性,同原先为一个项目设计的软件模块在当前正在开发的新项目中的使用有关。,例子：,要求一个软件开发单位为宾馆游泳池的运营和控制开发一个软件系统，该游泳池为宾馆客人和游泳池俱乐部成员服务。虽然管理人员没有定义任何可重用性需求，但是软件单位的项目负责人在分析了宾馆游乐场的信息处理需求后，决定加入可重用性需求，即游泳池的某些模块应当设计和编制得能够在游乐场的未来软件系统中重用，计划这个未来软件系统在下一年开发。这些模块能够进行：会员卡和访问记录的入口确认检查。餐厅付费。会员资格延期信件的处理。,3、互操作性,互操作性需求关心建立同其他软件系统或其他设备固件的接口（例如生产机器和测试设备的固件同生产控制软件的接口）。互操作性需求能够规定那些需要接口的软件或固件的名字。它们还能够规定已经被接受为特定行业或应用领域标准的输出结构。例子：要求医学实验室的设备的固件根据标准数据结构处理其结果，然后可以用作许多标准实验室信息系统的输入。,Boehm模型,软件质量FCM模型（质量度量模型）,ISO简化的软件质量模型,SQRC SQDC SQMC,练习1：,Super-lab是一个管理医院实验室的软件系统。开发该系统的软件需求文档由按照所需的下列软件质量因素的章节组成：正确性、可靠性、效率、完整性、实用性、可维护性、灵活性、可测试性、可移植性、可重用性、互操作性。在下面的表中，你会发现取自上面提到的需求文档的段落。对每个段落，填入最切合该需求的因素的名字（每个需求段落只选一个因素）。,练习2：,Coco公司是一家洗衣机和洗碗机制造商。新控制单元的需求文档包括下列规格：固件应当适用于2012型洗衣机的6个变种。洗衣机的水位控制模块应当适合用作新的2012型洗碗机的水位控制模块。上述需求各属于哪个质量因素？,接下来看,质量模型有了，我们应该怎么工作呢？做些什么，质量才能提高?,4、软件质量工作层次,4.1 软件质量方针4.2 软件质量控制（SQC）4.3 软件质量保证（SQA）4.4 软件质量管理（SQM）,就象汽车表盘上的仪器，可以了解行驶中的转速、速度、油量等。汽车中的用户手册。操作的哲学，教你如何驾车,软件质量管理的4个层次,检查，初期阶段，通过检验保证产品的质量，符合规格的软件产品为合格品，不符合规格的产品为次品，次品不能出售。这个层次的特点是独立的质量工作，质量是质量部门的事，是检验员的事。检验产品只是判断产品质量，不检验工艺流程、设计、服务等，不能提高产品质量。保证，质量目标通过软件开发部门来实现，开始定义软件质量目标、质量计划，保证软件开发流程合理性、流畅性和稳定性。预防，软件质量以预防为主，以过程管理为重，把质量的保证工作重点放在过程管理上。完美，以客户为中心，全员参与，追求卓越。,4.1 软件质量方针,质量方针，是由组织的最高管理者正式发布的、该组织的质量宗旨、目标和质量方向，并形成文件。质量方针是企业经营总方针的组成部分，是企业管理者对质量的指导思想和承诺。建立质量方针和质量目标为组织提供了关注的焦点，在一个质量管理体系中起着关键作用。质量方针应体现软件公司的组织目标、顾客的期望/需求和组织内部质量行为的准则。,软件质量方针应传达如下需求：,符合机构的目的和目标。遵守一般的软件质量保证概念。遵守组织所采用的质量标准。承诺为软件质量保证分配足够资源。承诺不断提高组织的质量和生产力。,例子：Lion质量软件有限公司软件质量方针,公司的质量目标在计划时间内，根据已一致同意的预算，提供完全符合顾客需求与期望的软件产品和软件维护服务。公司的质量方针 通过下列措施，LQS所采用的质量方针能支持上面的质量目标：通过及时满足顾客需求、期望、请求和投诉，把顾客满意度放在最优先的地位。让雇员参加制定质量目标，并承诺其达到这些目标。第一次就正确地执行开发与维护任务，并使需要的返工和改正最少。保证其雇员具有高的、足够的专业和管理水平，通过鼓励并激励其雇员达到专业优秀来保持这种价值观。,Lion质量软件有限公司软件质量方针（续）,在整个软件生命周期实施质量保证活动，来确保达到所要求的质量目标。将其质量保证标准用于分包商和供货商。只有那些合格的分包商和供货商才能被纳入公司的开发项目和维护服务。旨在开发与维护生产率以及SQA有效性与效率的不断提高。分配实现软件质量保证目标所必需的所有组织上的、物理的和专业的资源。Lionel JohnsonMarcel TalbotL.T.Johnson,总裁M.Talbot，总经理加州，工业园，2003年2月12日,4.2 软件质量控制,质量控制是一个设定标准（根据质量要求）、测量结果，判定是否达到了预期要求，对质量问题采取措施进行补救并防止再发生的过程，质量控制已不再仅仅是检验，而更多地倾向于确保生产出来的产品满足要求的过程控制。统计过程控制的概念与实施方法 控制图，Statistical Process Control SPC,4.3 软件质量保证,质量保证是质量管理的一部分，是为保护产品和服务充分满足消费者要求的质量而进行的有计划有组织的活动，致力于提供对满足质量要求的信任。内部质量保证是组织向自己的管理者提供信任；外部质量保证是组织向外部客户或其它方提供信任。复审(Review)：用结束标准对该阶段生产出的软件配置成分进行严格的技术审查等活动；内审(Audit)：检查组织内部是否遵守已有的模板、规则、流程等。,4.4 软件质量改进,质量改进是质量管理的一部分，是不断为改进软件开发过程、产品和服务的持续过程。同时，为确保有效性、效率或可追溯性，组织应注意识别需要改进的项目和关键质量要求，考虑改进所需的过程，以增强组织体系、改进过程和产品并提高满足要求的能力。在质量改进工作中，有许多模型，包括PDCA模型、PEIS模型、6 Sigma模型的DMAIC、CMM模型、SPICE模型等。,IDEAL模型用于质量改进,软件质量控制、质量保证和质量管理的区别,软件质量控制其实是基本方法，通过一系列的技术来科学的测量过程状态。如测试速率、测试覆盖等都是属于软件质量控制范畴，它们反映了测试过程状态的好坏、是否满足了要求。测试过程就好比一辆汽车，而测试速率、测试覆盖等就像汽车上的仪表，人们可以通过仪表上的数据来看出汽车当前运行状态是否正常、运行的效能如何等？总之，质量控制就是一个确保产品满足需求的过程。,软件质量控制、质量保证和质量管理的区别,软件质量保证则是过程的参考、指南的集合。如ISO9000就是其中的一种。通俗的说质量保证就象汽车的检验合格证一样。它提供的是一种信任和为这种信任而进行的一系列有计划有组织的活动。它着重内部的检查，确保已获取认可的标准和步骤都已经遵循，保证问题能及时发现和处理。质量保证工作的对象是产品和开发过程中的行为。就好比制造一辆汽车，需要根据一系列标准化的流程和步骤进行，并同时在过程中实施监控，检查是否有偏差，并向管理者提供产品及过程的可视性。,软件质量控制、质量保证和质量管理的区别,软件质量管理则是实际操作的思想，它教你如何建立质量文化和管理思想。质量管理控制和协调组织的质量活动，包括质量控制、质量保证和质量改进。简单的说，这个就像是汽车生产商的管理层，他负责汽车制造过程中各项工作的协调，他将所有影响质量的因素（包括技术、管理、人力等），都采取有效的方法进行控制，尽最大可能减少、预防不合格项的产生，最终达到生产出合格产品的目的。,再思考,CEO：“质量这么重要，我们一定要不惜一切代价去保质量！”CFO：“真的要不惜一切代价吗？难道提高质量不花钱的所？”董事会怎么决定？请认识“质量成本”,5、软件质量成本,5.1 质量成本概念5.2 引入质量成本的意义5.3 劣质成本PONC和COPQ 5.4 软件的劣质成本,质量成本的构成,质量成本质量保证成本损失成本 保证成本：为保证满意的质量而发生的费用 损失成本：没有达到满意的质量所造成损失质量成本质量预防成本评价成本失效成本保证成本预防成本评价成本 预防成本：预防产生质量问题（软件缺陷）的费用，是企业的计划性支出，专门用来确保在软件产品交付和服务的各个环节不出现失误。评价成本：是指在交付和服务环节上，为评定软件产品或服务是否符合质量要求而进行的试验、软件测试和质量评估等所必需的支出。失效成本：分为内部的和外部的，如果在软件发布之前发现质量问题，而要求重做、修改和问题分析所带来的成本属内部失效成本，包括修正软件缺陷、回归测试等，以及因产品或服务不合要求导致的延误。,5.2 引入质量成本的意义,质量成本将质量与企业经济效益直接联系起来，质量得以货币语言来表达，质量语言和货币语言形成对话，从一个务虚的概念转换成一个务实的概念，使企业管理层对质量及其管理的意义和作用，有了新的认识，更容易树立质量至上的理念，进一步加大质量管理力度，使企业立于不败之地。这是质量成本对社会经济发展的重大贡献,朱兰：“矿中黄金”理论,废次品的费用很大，如果采取有效措施，减少或消灭这些不合格的产品，就等于开采了一座“金矿”。,5.3 劣质成本PONC和COPQ,PONC，即“不符合要求的代价(Price of Nonconformance)”或称“劣质成本”，是指由于缺乏质量而造成的人力、财力、物力以及时间成本的浪费。PONC是在“零缺陷”质量管理中，为了更有效地衡量质量成本而引入的一个重要概念。COPQ，即“不良成本(Cost of Poor Quality)”或称“劣质成本”的概念。COPQ指所有由过程、产品和服务中的质量缺陷引起的费用。COPQ则是“6西格玛（Six sigma）”质量管理中的一个重要概念，用于有效地衡量质量成本、质量改进过程在经营效益上的表现。,劣质成本的分类,故障成本，包括质量成本中的外部故障成本、内部故障成本，需采取返工、返修、纠正等补救措施所花费的成本。过程成本，包括非增值成本(非增值的预防成本和鉴定成本)、低效率过程成本(如多余的操作、重复的作业等)、机会损失成本(指如果没有缺陷而就不会发生的费用等)。损失成本，包括顾客损失成本(指给顾客所造成的各种额外的费用及负担)、信誉损失成本。,5.4 软件的劣质成本,验证缺陷 回退到原来位置/版本（Roll Back）代码完成后功能修改、测试用例修改 缺陷报告质量低,往返几次，才能再现缺陷 回归测试和不断的重复测试 错误的开发环境或测试环境而返工.为修正客户发现的问题，紧急发布程序补丁,软件劣质成本竟高达46%以上，有时高达60,质量成本 冰山一角,停工延期纠正错误而进行的加班不断重复测试影响员工的积极性失去订单失去市场机会 失去信用和品牌,账单出错失败的项目现场运行故障,我们只看到了这里,你看到到海平面以下吗？,质量成本观点企业成本角度劣质成本观点客户满意度角度CEO：“质量这么重要，我们一定要不惜一切代价去保质量！”CFO：“真的要不惜一切代价吗？难道提高质量不花钱的所？”董事会怎么决定？,6、软件质量标准和度量,6.1 软件质量标准体系介绍6.2 软件质量度量的地位,6.1 软件质量标准体系介绍,从纵向看，分为产品质量管理标准和过程质量管理标准 从横向看，分为通用标准和各个行业的质量标准 从范围看，分为国际标准和国内标准,原理标准，描述各个原理级的关键组织标准 要素标准，原理标准中的各个要素的详细性能要求的标准，必须执行；指南和补充，为如何把原理或要素标准应用于特定场合而提供指导性的文件,标准体系空间,标准体系层次,软件产品质量标准体系,软件过程质量标准体系,6.2 软件质量度量的地位,项目质量度量是度量软件项目特征和项目执行的质量状态，包括项目的资源使用效率、项目性能、项目风险等。产品质量度量是度量软件产品的特性和质量属性，如软件产品的功能、复杂性、设计特征、性能和可靠性等。过程质量度量是度量软件开发和维护的改进过程，包括过程中某一时刻的状态（时间切面）、历史数据分析度量和未来变化预测的度量等。,采用定量软件工程，制定软件产品质量的度量准则，可以提高软件开发过程管理的可视性，降低劣质成本，提高软件产品的质量,小结,现代软件质量工程体系继承了全面质量管理思想，要求组织中每个人都承担质量的责任，将质量控制、保证和改进的流程融于整个的软件开发生命周期；软件质量工程体系，涵盖质量计划、质量风险管理、质量成本控制和质量计划的实施等内容。质量计划的制定又受质量文化影响、质量方针指导，通过对影响质量各种因素的分析，了解可能存在的质量风险，从而加以回避、控制。通过对软件产品、过程的测量和质量的度量，不断改进软件开发过程，以达到软件质量预先设定的目标。,