基于Web Service和O D S的軟件全面質(zhì)量管理平臺研究

趙小盼，羅省賢

（成都理工大學 信息工程學院，四川 成都 610059）

0 引言

隨著管理學的思想逐漸融入到軟件開發(fā)的過程中，軟件質(zhì)量管理得到了長足的發(fā)展，軟件全面質(zhì)量管理平臺也呼之欲出。由于歷史或者其它各方面的原因，各質(zhì)量管理平臺是異構(gòu)的，因此，如何提供一種有效的機制，實現(xiàn)各異構(gòu)管理平臺的應(yīng)用集成，消除信息孤島，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，并為決策層提供有用的數(shù)據(jù)分析，就成為整個軟件全面質(zhì)量管理平臺一個亟待解決的問題。

1 軟件全面質(zhì)量管理（TSQM）

TSQM包括以下基本特點：

（1）全員參與：即所有人員都將參與到質(zhì)量管理中來；

（2）軟件開發(fā)整個生命周期：即存在于需求分析、概要設(shè)計、詳細設(shè)計、編碼、單元測試、集成測試、確 認測試、系統(tǒng)測試這幾個階段；

（3）外圍環(huán)境因素：即全面控制影響軟件質(zhì)量的人員素質(zhì)、設(shè)備質(zhì)量、測試手段等；

（4）客戶滿意：即以達到客戶全面滿意為最終目的。

2 Web Service核心技術(shù)

TSQMP必須具有以下的特點[1]：

（1）有效的通信機制：即保證各異構(gòu)平臺之間傳遞的信息是可以被相互理解的，這就要求必須存在一個語義支撐機制，可以自動的解決異構(gòu)平臺之間的語義一致性問題；

（2）完整的封裝性：即為了保持TSQMP核心的穩(wěn)定性，所提供的接口方式必須具有極強的適應(yīng)能力；

（3）良好的靈活性、可擴展性、可維護性：即TSQMP必須良好地支持各管理平臺的變化、更新，必須方便維護，減少必要的維護成本；

（4）跨Internet的互操作：即處于不同地理位置的各管理平臺可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行通信、交互。

基于上述4個特點，本文認為Web Service體系結(jié)構(gòu)在支持TSQMP的實現(xiàn)上具有不可替代的作用。Web Service采用了面向服務(wù)（Service-Oriented Architecture）的體系結(jié)構(gòu)[2]，通過服務(wù)提供者、請求者、注冊中心之間的交互實現(xiàn)服務(wù)調(diào)用，如圖1所示。

圖1 Web Service體系結(jié)構(gòu)圖

Web Service最基本的技術(shù)規(guī)范包括XML、SOAP、WSDL和UDDI[3]

（1）XML：全稱可擴展標記語言（eXtensible Markup Language），使用標記來界定內(nèi)容，運行用戶自定義結(jié)構(gòu)，具有良好的可擴展性；具有自描述性，適合數(shù)據(jù)交換和共享；具有平臺無關(guān)性；

（2）SOAP：是W3C維護的標準；是一個基于XML的，用于在分布式環(huán)境下交換信息的協(xié)議。其優(yōu)點在于它與廠商無關(guān)，可以獨立于平臺、操作系統(tǒng)、目標模型和編程語言；

（3）WSDL：Web服務(wù)使用標準的消息格式/通信協(xié)議，因此需要某種結(jié)構(gòu)化的方式，對服務(wù)的調(diào)用/通信加以描述，它不依賴于底層的協(xié)議和編碼要求，將Web服務(wù)用XML語言的形式描述為能夠進行信息交換的服務(wù)訪問端口集合；

（4）UDDI：為了使服務(wù)申請者能夠查找需要的服務(wù)，業(yè)界指定了注冊和查找Web服務(wù)的UDDI技術(shù)規(guī)范。服務(wù)提供者發(fā)布服務(wù)，服務(wù)請求者查找注冊中心以期獲得服務(wù)。

在Web Service的環(huán)境下[4]，請求服務(wù)方和服務(wù)提供方是松耦合，容易擴展；以XML的形式傳輸信息，可擴展性、跨平臺性好；Web Service基于HTTP，容易穿越防火墻[5]，因此，TSQMP的搭建非Web Service莫屬。

3 ODS核心技術(shù)

要實現(xiàn)TSQMP，還要實現(xiàn)以下兩項功能：

（1）有效的組織數(shù)據(jù)：即將看似雜亂無章的數(shù)據(jù)進行分析，從中提取數(shù)據(jù)信息；

（2）生成展現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的報表：即通過數(shù)據(jù)分析、挖掘，生成Excel報表提供給管理層，實現(xiàn)輔助決策。

ODS（Operational Data Store）在實現(xiàn)以上兩項功能上具有不可替代的作用。ODS是數(shù)據(jù)倉庫體系結(jié)構(gòu)中的一個可選部分，ODS具備數(shù)據(jù)倉庫的部分特征和OLTP系統(tǒng)的部分特征[6]，它是“面向主題的、集成的、當前或接近當前的、不斷變化的”數(shù)據(jù)。由上述定義可以看出ODS有以下4個特點：

（1）數(shù)據(jù)是面向主題的：主題是一個抽象的概念，是在較高層次上將企業(yè)信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)綜合、歸類、并進行分析利用的對象；

（2）數(shù)據(jù)是集成的：即數(shù)據(jù)來源不同，數(shù)據(jù)被載入ODS之前需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換，歸并等過程，這是構(gòu)建ODS最關(guān)鍵的一步；

（3）數(shù)據(jù)是當前的或接近當前的：即ODS只存放當前或接近當前的數(shù)據(jù)；

（4）數(shù)據(jù)是不斷變化的：即可以對ODS中的數(shù)據(jù)進行實時修改，保持各平臺的數(shù)據(jù)一致性。

由于TSQMP的第二個功能是為管理層提供有用的數(shù)據(jù)分析信息，所以，這一步的工作重點是通過ODS讓海量雜亂的數(shù)據(jù)會“思考”和會“說話”[7]。如何有效的組織數(shù)據(jù)？通常來說，在這些海量的數(shù)據(jù)當中，我們所關(guān)注的數(shù)據(jù)通常只占總數(shù)據(jù)量的2%～4%左右，這些數(shù)據(jù)是進行決策分析的基礎(chǔ)，如何從海量數(shù)據(jù)中抽取出這些數(shù)據(jù)？又如何將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息？目前來說，有兩條途徑：ETL（數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和加載）和ELT（存儲過程），二者的特點對比如表1所示。

表1 ETL與ELT特點對比表

由表1可得出結(jié)論：如何有效地組織數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分析和挖掘，還需要具體問題具體分析，不能生搬硬套。組織好的數(shù)據(jù)如何展現(xiàn)？本文選擇Excel作為展現(xiàn)平臺，即建立一個基于Excel的統(tǒng)計分析報表管理平臺，原因如下：

（1）Excel作為辦公軟件,在企業(yè)中使用率高，使用人員不需經(jīng)過培訓；

（2）Excel提供了自己的API文檔，可通過VBA進行二次開發(fā)；

（3）可充分利用Excel強大的計算、統(tǒng)計、展現(xiàn)功能；

（4）方便用程序進行開發(fā)，目前在開源世界里，針對于Excel開發(fā)的API主要有兩種：①Apache的POI；②JExcel（jxl），它們都可以通過Java對Excel進行操作。

圖2是通過ODS生成各類報表的結(jié)構(gòu)圖。

圖2 ODS與報表管理平臺結(jié)構(gòu)圖

4 軟件全面質(zhì)量管理平臺的實現(xiàn)

軟件開發(fā)的宏觀過程有其內(nèi)在的特點。軟件生產(chǎn)的宏觀過程包括需求分析、編碼、測試等環(huán)節(jié)。每一個子環(huán)節(jié)展開來的話，又包含了若干個子過程，這些子過程之間可能有并發(fā)執(zhí)行或順序執(zhí)行；另外，軟件開發(fā)本身就是一個創(chuàng)造性的活動，我們無法完全的規(guī)范每一個流程，因此其管理過程面臨很大的困難。

目前，CMM/CMMI是目前國際上最流行、最實用的一種軟件生產(chǎn)過程標準（軟件能力成熟度模型Capability Maturity Model For Software，簡稱SW-CMM/CMMI）。其目的是幫助軟件企業(yè)對軟件工程過程進行管理和改進，增強開發(fā)與改進能力，從而按時地，不超預(yù)算地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件。

CMM/CMMI把軟件開發(fā)組織的能力成熟度分為5～6個可能的等級，除了第1級外，其他每一級由幾個過程方面組成。每個過程方面都由公共特性予以表征。CMMI分為4個類別25個過程域（CMM有18個過程域）。

針對于每一個過程域，都需要有相應(yīng)的功能平臺予以支持。如配置管理平臺、需求管理平臺等等。通過引入這些功能平臺，從而實現(xiàn)對某些過程域的管理。

然而，軟件質(zhì)量的管理過程也離不開測試環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的測試理念把軟件測試的目標定位發(fā)現(xiàn)錯誤。這一理念使軟件測試長期處于開發(fā)完成后的檢驗環(huán)節(jié)。

如果我們按照這個理念去建立軟件全面質(zhì)量管理平臺，那么這個軟件全面質(zhì)量管理平臺對于測試將毫無意義。即：當目標系統(tǒng)發(fā)生變化時，測試用例要隨著發(fā)生變化，測試資源沒有形成積累，不能實現(xiàn)復用。

因此，我們應(yīng)把測試環(huán)節(jié)納入軟件質(zhì)量管理的范疇。從全面質(zhì)量管理的角度來看，檢驗不是最終目的，也不是唯一手段，這就要求我們把質(zhì)量管理過程滲透到軟件開發(fā)的全過程。所以將軟件測試平臺融入該結(jié)構(gòu)體系，是軟木質(zhì)量管理結(jié)構(gòu)的更新。

此時我們要考慮的另外一個問題是，在實際的軟件生產(chǎn)過程中，決策層的主觀意識很強，往往是憑經(jīng)驗和感覺去做出決策。在這里也需要有一個決策機制，而這個決策機制需要通過相關(guān)的數(shù)據(jù)信息來支持，因此，在大量的數(shù)據(jù)信息面前，抽取相關(guān)有用信息形成報表或報告，需要建立報表管理機制。

綜上所述，本文認為，軟件全面質(zhì)量管理平臺體系需要3方面內(nèi)容：

（1）建立支撐CMM/CMMI中關(guān)鍵過程的平臺；

（2）將測試平臺融入軟件全面質(zhì)量管理體系；

（3）建立決策支持平臺。

TSQMP的整體架構(gòu)如圖3所示。

TSQMP是由配置管理平臺、流程管理平臺、需求管理平臺、測試管理平臺、測試過程平臺、報表管理平臺和數(shù)據(jù)庫組成。本文中，配置管理平臺選擇FireFly，流程管理平臺選擇ButterFly，需求管理平臺選擇Doors，測試管理平臺選擇Quality Center,測試過程平臺選擇Business Analysis Platform，報表管理平臺選擇Excel，數(shù)據(jù)庫選用選擇Oracle9i。

軟件全面質(zhì)量管理平臺的實現(xiàn)如下功能：

（1）實現(xiàn)異構(gòu)功能平臺數(shù)據(jù)整合：建立松耦合異構(gòu)平臺數(shù)據(jù)總線，各平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過XML包完成交換，各平臺對總線的接插通過Web Service接口標準完成[5]，對于沒有發(fā)布為Web Service服務(wù)的平臺，需要完成一個以Web Service為出口的適配器（adapter）。數(shù)據(jù)總線定義一組基本的尋址請求方法，并定義必要的數(shù)據(jù)交換格式。

（2）提供管理層決策的數(shù)據(jù)支持：TSQMP通過ODS系統(tǒng)來存儲數(shù)據(jù)[8]，支持簡單的數(shù)據(jù)挖掘。即首先將所有管理平臺的數(shù)據(jù)通過適配器或者接口傳遞到DB Server，再經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，生成一系列的報表，為決策層提供數(shù)據(jù)支持，從而最終實現(xiàn)決策層對軟件產(chǎn)品質(zhì)量的可視化管理。

圖3 TSQMP架構(gòu)圖

5 TSQMP優(yōu)勢

對于軟件全面質(zhì)量管理平臺的研究，本文進行了探索和實踐，初步建立起一個完整的框架，這個框架囊括了軟件開發(fā)工程的各個階段。在用于測試階段的各個環(huán)節(jié)中，此平臺有以下幾個優(yōu)勢：

（1）此平臺基于某企業(yè)完整先進的自動化測試理論，此理論經(jīng)過很多大型項目的實際檢驗，實踐是檢驗真理的唯一標準，目前看來確實可行；

（2）此平臺集成了市面上多個優(yōu)秀的平臺，這些功能平臺運行穩(wěn)定，從而保證了此管理平臺在各模塊的可靠性；

（3）Web Service技術(shù)的運用，保證了各異構(gòu)平臺之間穩(wěn)定的通信；

（4）ODS技術(shù)的運用，有利于企業(yè)即時了解每天的工作進度、工作狀態(tài)，并提取出有效信息為企業(yè)決策提供有效支持。

6 實際應(yīng)用結(jié)果

在實際的項目使用中，TSQMP極大地減少了軟件生產(chǎn)過程中對軟件質(zhì)量管理的時間消耗，提高了項目人員的工作效率，實現(xiàn)了管理層和決策層對管理信息的實時性的要求。已完全滿足了設(shè)計的需要，當流程管理發(fā)生變化時，只需要修改相應(yīng)的配置文件即可滿足通信；當管理層和決策層關(guān)注的管理信息改變時，亦可通過修改配置文件滿足其需求。

此外，雖然已經(jīng)實現(xiàn)了全面質(zhì)量管理平臺的初步原型系統(tǒng)，但這只是初步的實踐和驗證。需要在原有的基礎(chǔ)上，對TSQMP進行安全性的優(yōu)化，使得全面質(zhì)量管理平臺更成熟和實用化。

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