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小学四年级

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楼主大中小发表于 2007-12-10 13:57 只看该作者

探讨软件成熟度模型

(部分摘自软件世界-徐瑞恩)

软件能力成熟度是属于软件质量和软件生产组织管理问题。
这里，先给出软件质量概念；然后讨论软件质量模型；最后评论软件质量控制方法。

1.软件质量概念和问题
软件质量是一模糊的、捉摸不定的概念。对于什么是产品质量，可以从以下几个观点来看：
* 透明性观点:质量是产品一种可以认识但不可定义的性质;
* 使用者观点:质量是产品满足使用目的之程度;
* 制造者观点:质量是产品性能和规格要求的符合度;
* 产品观点:质量是联结产品固有性能的纽带;
* 基于价值观点:质量依赖于顾客愿意付给产品报酬的数量。

   概括地说，有三类方法来改进软件质量:控制软件生产过程、提高软件生产者组织性和软件生产者个人能力，已经应用的著名的方法有：
＊ 净化软件工程(Clearnroom Software Engineering)：这是把软件生产过程，放在统计质量控制下的软件工程管理过程。其特点是:劳动质量管理、重视生产过程和定量分析。这一方法的本质是干干净净生产，以求提高产品质量。
＊评估软件能力成熟度：用软件能力成熟度模型（CMM：Capability Maturity Model）来评估软件生产组织研制软件能力的成熟度。CMM是从软件生产组织过程角度，来评估其生产能力和技术水平。软件能力成熟度分5级，当前一般的软件生产组织的软件能力成熟度水平没超过3级。
＊提高软件生产力和个人技能：用人事软件过程（PSP：Personal Software Process）作为一个工具和方法，它给软件工程师提供了测量和分析的工具，并帮助他（她）们理解自己的软件生产水平和技巧的高低，以求得到提高。

   软件质量和很多研究领域及实际问题有关，主要相关领域和因素有：
   需求工程(RE：Requirements Engineering), 理论上，需求工程是应用已被证明的原理、技术和工具，帮助系统分析人员理解问题或描述产品的外在行为。
   软件复用(SR：Software Reuse), 定义为利用工程知识或方法，由一已存在的系统，来建造一新系统, 这种技术，可改进软件产品质量和生产率。还有软件检查、软件计量、软件可靠性、软件可维修性、软件工具评估和选择等。

2.软件质量模型
   McCall模型
   McCall，J.A. 等人对软件质量因素进行了研究，将软件需求按照3个纬度对11个软件质量因素进行分类。其模型分为三层：因素、准则、计量。这就是说，软件质量是正确性、可靠性、效率……的函数。正确性、可靠性、效率……称之为软件质量因素，或软件质量特征。每一因素又由一些准则来衡量，例如正确性由跟踪性、完全性、相容性来判断；而每一准则又有一些定量化指标来计量。McCall模型可用下图表达。

软件质量特征，在国际标准化组织软件质量测量标准（ISO9126）“信息技术----软件产品评估----和应用指南”中，给出了一些定义（和McCall，J.A. 等人软件质量因素不尽相同）如下表1。

还有人提出了软件质量计量模型（SQM：Software Quality Metrics Model)。软件质量计量模型是把软件质量因素-准则-计量三者综合的软件质量结构模型；其思路如图2示。
图2

   可把SQM改为目标规则检查计量层次结构（GRCM）模型：例如评估可读性、可扩充性。
   规则1:可读性----目的在于理解类结构，界面和方法。
   规则2:可扩性----目的在于可以扩充，保持先进性。
   要进行：
      可读性检查.1
      查看在一个类中方法数目是否小于20 * 计量1.1 方法个数(NIS)
      可读性检查.2
      查看在一个类层次机构层次数是否小于6 * 计量2.1 层次结构的层数(HNL) (从底层开始数)
      可读性检查.3
      查看在一个子类服务于子类是否合理 * 计量3.1 方法不理会需求的个数(NMO)
         ……
   一般的思路是：
   在GRCM结构中，因素（Factor）对应于目的（Goal）；准则（Criteria）对应于规则（Rules）。关于计量（Metric）可以参考[2]。

   SQM综合模型和ISO9216对比如图3所示：
  图3

GRCM模型在软件工程过程中的作用和地位如图4所示：
图4

实际上，软件质量特性通过有形的质量载体性质表达。而这可由一些计量（定量化）指标表示。
软件生产部门能力成熟模型 Capability Maturity Model(CMM)
1993年，美国防部设在卡内基-梅隆大学的软件研究所（SEI）正式发表了能力成熟度模型。这是评估软件生产部门（组织、厂家）软件生产能力成熟度的模型，是从软件生产组织过程角度，来评估其达到的水平级别。它分5级（如图5），当前我国一般的软件生产组织的水平没超过3级。

图5

   这5个级别包含18项内容：
      5（优化）：过程变化管理、技术变化管理、缺点防止；
      4（管理）：软件质量管理、过程定量化管理；
      3（确定）：仔细观察、整体协调、软件生产工程、集成软件管理、训练规划、组织过程确定、组织过程中心点；
      2（重复）：软件构形管理、软件质量保证、软件合同管理、软件工程跟踪和统筹、软件工程计划、需求管理；
      1（初始）：经验和个人行为。

   还可以进一步分解,例如：软件工程跟踪和统筹可分解为13项活动。软件生产组织的这13项活动水平，可进行评分；0分；1分;2分……9分；10分。比如第6项，软件计划费用跟踪并采取修正。评分标准是0～10，分为：差－0分；弱－2分；中等－4分；基本合格－6分；合格－8分；优秀－10分。事实上，每一级别、每一项内容都有丰富的内涵，为CMM实施奠定了基础。
   目前，SEI研制和保有的能力成熟度模型有：
* 软件集成能力成熟度模型（CMMISM： CMM IntegrationSM ）；
* 软件能力成熟度模型（SW-CMM ：Capability Maturity Model(r) for Software）；
* 人力能力成熟度模型（ P-CMM ：People Capability Maturity Model ）；
* 软件采办能力成熟度模型（SA-CMM：Software Acquisition Capability Maturity Model ）；
* 系统工程能力成熟度模型（SE-CMM： Systems Engineering Capability Maturity Model ）；
* 一体化生产研制能力成熟度模型（ IPD-CMM ：Integrated Product Development Capability Maturity Model ）。
建立这些模型的指导思想和方法论，都是一样的：评估能力，发现问题，帮助改进。
3.软件质量—系统工程问题和系统方法
   软件质量是一复杂系统工程问题，它必需用系统方法（Systems Approach）来研究。软件研制是一过程，是以个人智力为基础的有组织的团队性生产活动。这一过程可用水滴模型或螺旋模型来描述，基本内容是：需求、设计、编程、测试、运用，如图6所示。
   图6

用全面质量管理思想方法，把软件研制和运用过程全寿命全系统科学的管理，这就是我们的软件质量管理观点和思路，可称之为软件质量系统管理。这是保证软件质量的必由之路。根本原因在于，影响软件质量的因素太多、太复杂。软件质量系统管理，是要把上述水滴模型的每一阶段、每一步骤都管起来。例如，对设计、编程和测试活动的质量保证，如图7所示。
图7

图7中，拿显微镜这位老专家，代表质量系统管理组，根据质量管理规范、程序和方法，实施其质量管理职责。重要的问题在于质量管理规范、程序和方法制定与选择，必需从三个方面进行研究和实施：
* 软件生产组织；
* 软件生产过程；
* 软件生产者个人。
给定软件生产组织环境和个人水平，研究软件生产规律，通过生产过程质量特性计量，反过来对软件质量进行控制。把软件质量控制和软件可靠性、可维修性、测试和监控接合起来。当前，对软件生产组织可用CMM方法，评估其能力成熟程度; 用个人能力软件评价其软件生产水平。然后，再深入软件生产过程中，研究软件计量（定量）和质量控制方法，就能够取得成功。

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