目前,軟件項目需求正飛速增長(cháng),相應引起了軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)的急劇增長(cháng),使軟件過(guò)程(即用于開(kāi)發(fā)和維護軟件及其相關(guān)產(chǎn)品的一組活動(dòng)、方法、實(shí)踐及轉換得到更多的關(guān)注。因為軟件過(guò)程在成本估算、項目進(jìn)度和軟件質(zhì)量等方面的把握必須準確,同時(shí)產(chǎn)品必須滿(mǎn)足用戶(hù)對其功能和質(zhì)量的要求,所以深入研究軟件度量模型、建立基于度量的量化管理,是控制軟件過(guò)程、提高軟件質(zhì)量的有效保證。
IEEE對度量的定義是:一個(gè)函數,它的輸入是軟件數據、輸出是單一的數值,能用以解釋軟件所具有的一個(gè)給定屬性對質(zhì)量影響的程度。而軟件度量按它的三個(gè)研究重點(diǎn)(項目、產(chǎn)品和過(guò)程)可以分為三類(lèi),即項目度量,其度量數據反映項目狀況,用于項目跟蹤;產(chǎn)品度量,其度量數據反映質(zhì)量狀態(tài),用于產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤;過(guò)程度量,其度量數據反映過(guò)程性能,用于過(guò)程改進(jìn)和提高生產(chǎn)率。
由上可知,對軟件過(guò)程的改進(jìn)是在以明確的目標為指導、以過(guò)程度量為支撐的條件下進(jìn)行的,而軟件過(guò)程度量充分記錄了過(guò)程的行為信息,為制定下一輪軟件過(guò)程改進(jìn)的目標提供了依據。因此從某種意義上講,軟件過(guò)程改進(jìn)和控制的程度就是軟件過(guò)程度量的體現。
1 模型框架
為有效地建立軟件度量模型,有必要剖析建立軟件度量模型的四個(gè)階段,即建立度量需求、準備度量、實(shí)施度量和分析度量結果,其中的每一階段都有不同的要求和活動(dòng):
(1)建立度量需求。度量需求表達了在具體的應用環(huán)境下對軟件產(chǎn)品質(zhì)量的定量要求,是有效保證和客觀(guān)評價(jià)軟件質(zhì)量的前提,應該在軟件開(kāi)發(fā)前或初期進(jìn)行定義。度量需求規格說(shuō)明可定量定義為所需質(zhì)量特性的直接度量及其直接度量目標值,其中的直接度量值用于驗證最終產(chǎn)品是否達到度量需求。
(2)準備度量。由軟件質(zhì)量特性和子特性描述的軟件度量需求通常無(wú)法直接測量,需要進(jìn)一步確定相關(guān)的度量元。在度量的準備階段,應根據應用環(huán)境,為軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段及其最終產(chǎn)品分別確定適當的度量元,建立度量元、質(zhì)量子特性、質(zhì)量特性的映射模型,確定合理的評估準則。
(3)實(shí)施度量。數據收集過(guò)程涵蓋規定從數據收集點(diǎn)到度量評價(jià)的數據流程;確定有關(guān)數據的收集條件;給出工具的使用說(shuō)明和數據的存放規程三個(gè)方面。在全面實(shí)施度量前,應先分析數據是否一致,度量要求是否確切,檢查需要主觀(guān)判斷的數據說(shuō)明和要求是否足夠清晰,檢查樣板度量過(guò)程的費用,分析修改或完善費用,檢查所收集數據的準確性、度量單位的合適性,所收集數據之間的一致性,確認數據樣本的隨機性、最小樣本數、相似性等。
(4)分析度量結果。度量結果的分析不僅要做出度量和評估的結論,還要進(jìn)行度量元的確認,以確定哪些度量元適用于當前軟件的度量,并可用于預測軟件質(zhì)量特性值,根據這些度量值和由此計算得到的直接度量的預測值來(lái)決定被度量對象是否需要做進(jìn)一步的度量和分析。在軟件過(guò)程度量的實(shí)施中,另一個(gè)重要的內容是軟件度量指標的確定。軟件度量指標可劃分成彼此相互聯(lián)系的七大領(lǐng)域:
�、儋Y源與費用度量。反映人力資源投入與所完成工作之間的關(guān)系,子領(lǐng)域包括人員、財務(wù)狀況以及環(huán)境支持等。
�、谟媱澟c進(jìn)度度量。反映主要里程碑與單元任務(wù)完成的情況,子領(lǐng)域包括里程碑狀態(tài)、單元任務(wù)進(jìn)度以及項目任務(wù)遞增變化的情況等。
�、圮浖䲠U展與穩定性度量。反映軟件的穩定性及變化情況,子領(lǐng)域包括產(chǎn)品規模與穩定性、功能范圍與穩定性。
�、墚a(chǎn)品質(zhì)量度量。反映交付的產(chǎn)品能夠很好地支持用戶(hù)需求而沒(méi)有錯誤,子領(lǐng)域可根據產(chǎn)品質(zhì)量需求指標從不同的視角進(jìn)行設計。
�、菁夹g(shù)滿(mǎn)足度度量。反映開(kāi)發(fā)產(chǎn)品所采用技術(shù)的先進(jìn)性和充分性,子領(lǐng)域包括技術(shù)選擇對開(kāi)發(fā)的影響、計算機資源的利用、技術(shù)先進(jìn)性與充分性等。
�、揲_(kāi)發(fā)性能度量。反映開(kāi)發(fā)小組的過(guò)程成熟程度,能夠勝任項目的開(kāi)發(fā)任務(wù),子領(lǐng)域包括過(guò)程成熟度、生產(chǎn)力與效率以及風(fēng)險情況。
�、呖蛻�(hù)滿(mǎn)意度度量。反映客戶(hù)對項目時(shí)間、產(chǎn)品質(zhì)量與性能以及服務(wù)的滿(mǎn)意程度,子領(lǐng)域包括客戶(hù)反饋、客戶(hù)支持等�；谝陨喜襟E,筆者提出了一個(gè)可操作的、結構化的、客觀(guān)的、針對過(guò)程的軟件過(guò)程度量模型(Software ProcessMeasure-mentMode,l SPMM)。
2 度量模型
采用一般特征描述模式對軟件過(guò)程模型進(jìn)行描述,雖然給出了關(guān)鍵過(guò)程域中過(guò)程活動(dòng)狀態(tài)的量化信息,但這些量化信息僅僅是一些非結構化的舉例,不能支持有效的過(guò)程理解、過(guò)程評價(jià)、過(guò)程控制和過(guò)程改進(jìn)。本文提出的度量模型SPMM有助于軟件組織有效地理解過(guò)程、評價(jià)過(guò)程、控制過(guò)程和實(shí)施過(guò)程改進(jìn),該模型在以前的軟件過(guò)程度量模型基礎上根據CMM對應的關(guān)鍵過(guò)程域的度量要求和軟件組織的過(guò)程改進(jìn)目標,詳盡描述了軟件過(guò)程的度量?jì)热?并分析確定了其所對應的CMM的關(guān)鍵過(guò)程域。
過(guò)程質(zhì)量是過(guò)程的素質(zhì),而過(guò)程素質(zhì)在實(shí)際應用中能否發(fā)揮要受到內、外兩類(lèi)因素的影響,內在因素的集合就是過(guò)程質(zhì)
量,過(guò)程質(zhì)量在過(guò)程外在因素的作用下表現為過(guò)程性能(即過(guò)程本質(zhì)在一定環(huán)境下的反映,受到過(guò)程的本質(zhì)和實(shí)施環(huán)境以及其他一些未知因素的綜合影響)。因為過(guò)程性能是過(guò)程在內、因素共同作用下的實(shí)際執行結果,是理解、控制和改善過(guò)程的直接對象,所以在該軟件過(guò)程度量模型中,通過(guò)以過(guò)程性能為核心,從中分解出它的特征、子特征和度量來(lái)建立過(guò)程度量的層次模型SPMM。
七個(gè)描述層次:軟件過(guò)程性能、軟件過(guò)程性能范疇、軟件過(guò)程性能類(lèi)型、特性、子特性、度量和度量元。其中,軟件過(guò)程的能力度和成熟度取決于軟件過(guò)程的性能,對軟件過(guò)程性能的評價(jià)表現在多個(gè)過(guò)程性能范疇,不同過(guò)程性能范疇由各種類(lèi)型的軟件過(guò)程性能構成,每個(gè)類(lèi)型的過(guò)程性能基于不同的性能特性,特性可能有子特性,通過(guò)度量可以評價(jià)軟件過(guò)程性能的特性和子
特性,同時(shí)度量本身也有多種數據表現形式(即多個(gè)度量元)。
3 過(guò)程度量模型的度量元對過(guò)程進(jìn)行度量應先明確度量的實(shí)體對象。
任何實(shí)例過(guò)程都包括過(guò)程輸入、過(guò)程組成、過(guò)程消耗、過(guò)程保留與過(guò)程輸出的實(shí)例化五個(gè)部分,而且其中每個(gè)部分都存在可度量的實(shí)體。
(1)過(guò)程投入:過(guò)程啟動(dòng)前接收的信息,包括使用或儲備的資源、相關(guān)規范或前續過(guò)程的產(chǎn)出等。
(2)過(guò)程產(chǎn)出:過(guò)程運作后產(chǎn)生的結果,包括產(chǎn)品、副產(chǎn)品和影響等。
(3)過(guò)程組成:包括過(guò)程的活動(dòng)和流程,它表示過(guò)程的結構。
(4)過(guò)程消耗:過(guò)程運作中消耗的資源、人力投入、時(shí)間等。
(5)過(guò)程保留:過(guò)程完成后留下的資源,如工具、方法、人員的經(jīng)驗等。
因為軟件過(guò)程改進(jìn)是持續、漸進(jìn)的過(guò)程,對應的軟件過(guò)程度量也應是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,所以在度量的過(guò)程中,要根據實(shí)際情況分別細化SPMM的特性、子特性、度量以及度量元。需要說(shuō)明的是,上述度量和度量元只是一個(gè)實(shí)例,并未包含所有的度量以及度量元,因此軟件組織在實(shí)際應用此度量模型時(shí),應根據自身特點(diǎn)、軟件過(guò)程改進(jìn)的目標、過(guò)程度量的需求與目的來(lái)選擇和定義度量,并適當增加、修改和裁剪度量元,以滿(mǎn)足自身的需要。不同的度量方法適用于不同的模型、對應于不同的度量對象和度量指標,有各自?xún)?yōu)缺點(diǎn),所以沒(méi)有最好的、只有最合適的軟件度量方法。
4 度量模型的應用
實(shí)際的項目管理中,項目執行時(shí)過(guò)程的跟蹤監督需要度量。良好的項目管理主要針對項目要素進(jìn)行跟蹤度量,通過(guò)分析度量數據可以及時(shí)發(fā)現項目進(jìn)展中存在的問(wèn)題,從而有針對性地制訂解決方案。需要度量的項目要素包括:
(1)項目進(jìn)度度量。對項目進(jìn)度進(jìn)行定期的跟蹤度量,以及時(shí)發(fā)現當前進(jìn)度與計劃的偏差,及時(shí)采取處理措施、趕工或調整進(jìn)度計劃。
(2)項目工作量度量。工作量是衡量項目成本、人員工作情況的基礎,準確度量出項目真實(shí)的工作量,不但可以掌握當前項目的情況而且對于今后估算其他項目數據也有重要意義。
(3)人員生產(chǎn)率度量。人力資源是項目中最重要的資源,掌握人員的生產(chǎn)能力對項目管理中人員管理、資源管理有重要的參考價(jià)值。項目需要一個(gè)新的度量時(shí),可以通過(guò)裁剪過(guò)程和直接將使用工具的度量點(diǎn)合并到過(guò)程中以更新或者改變過(guò)程,通過(guò)部署開(kāi)發(fā)工具以使這些度量點(diǎn)的訪(fǎng)問(wèn)變得更加容易,通過(guò)使用自動(dòng)化工具定義收集的數據信息和度量軟件過(guò)程的關(guān)鍵組件,并提供對度量點(diǎn)的方便訪(fǎng)問(wèn)。盡管有時(shí)度量并不反映實(shí)際工作,但如果一個(gè)軟件組織所能跟蹤的只有項目預算和時(shí)間計劃,那是十分嚴重的問(wèn)題(因為此時(shí)花費在一個(gè)任務(wù)上的資金或時(shí)間不能反映實(shí)際執行的工作量),然而通過(guò)使用該軟件過(guò)程度量模型就可得到關(guān)于實(shí)際花費資金與項目進(jìn)展的準確視圖。
5 結束語(yǔ)
軟件度量的根本目的是通過(guò)量化的分析和總結以指導提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和產(chǎn)品研發(fā)周期,而軟件過(guò)程度量圍繞持續改善軟件質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和降低成本這三方面展開(kāi)。筆者應用軟件度量的思想,提出以CMM為指導的軟件過(guò)程度量模型SPMM,并確定該模型的度量元及其對應于CMM的KPA。但SPMM不是一個(gè)度量全集,而只是一個(gè)度量的實(shí)例,所以軟件組織在使用SPMM時(shí),應根據自身的軟件過(guò)程成熟度、軟件過(guò)程改進(jìn)的期望目標和商業(yè)目標,選擇度量元、并確定其優(yōu)先級。
軟件度量模型SPMM給出的量化數據能保證軟件產(chǎn)品質(zhì)量和有效的過(guò)程度量,軟件組織可利用這些數據來(lái)具體指出當前系統的薄弱環(huán)節,并對開(kāi)發(fā)過(guò)程和質(zhì)量保證過(guò)程進(jìn)行有效控制,從而減少項目開(kāi)支、確保開(kāi)發(fā)進(jìn)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量。
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