軟件質(zhì)量控制方法研究

宋 坤，周智海，史靜濤

（國(guó)家海洋技術(shù)中心，天津 300112）

軟件質(zhì)量控制方法研究

宋 坤，周智海，史靜濤

（國(guó)家海洋技術(shù)中心，天津 300112）

在現(xiàn)代社會(huì)中，軟件應(yīng)用于多個(gè)方面，幾乎所有海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成項(xiàng)目都要涉及到應(yīng)用軟件的開發(fā)。而將系統(tǒng)化的、嚴(yán)格約束的、可量化的方法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)，即將工程化應(yīng)用于軟件，是確保工程項(xiàng)目順利完成的基礎(chǔ)?；趯?duì)軟件工程相關(guān)技術(shù)、管理方法的分析，結(jié)合以往項(xiàng)目開發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)“南海海洋動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)”的開發(fā)，使用了可行的開發(fā)過程管理方法及工具，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)開發(fā)過程的管理及軟件質(zhì)量控制。

軟件工程；軟件質(zhì)量；過程管理；版本控制；全程軟件測(cè)試

軟件工程是研究和應(yīng)用如何以系統(tǒng)性的、規(guī)范化的、可定量的過程化方法去開發(fā)和維護(hù)軟件，以及如何把經(jīng)過時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來。

軟件項(xiàng)目開發(fā)是針對(duì)用戶方的要求，通過調(diào)研進(jìn)行需求分析，設(shè)計(jì)程序編碼并進(jìn)行測(cè)試和文檔編寫，最后實(shí)施安裝及客戶培訓(xùn)。在項(xiàng)目通過驗(yàn)收后，仍要繼續(xù)為客戶提供技術(shù)支持、服務(wù)調(diào)查等，這樣不但有利于針對(duì)客戶反映的問題對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，也是為下次合作奠定基礎(chǔ)。

目前國(guó)內(nèi)大部分的軟件項(xiàng)目開發(fā)團(tuán)隊(duì)，開發(fā)人員較少，大多數(shù)情況下是一名開發(fā)人員從始至終負(fù)責(zé)一個(gè)項(xiàng)目，還要同時(shí)負(fù)責(zé)多個(gè)用戶的維護(hù)工作。這種情況下，幾個(gè)項(xiàng)目交叉共享研發(fā)團(tuán)隊(duì)是較為可行的方式。對(duì)于項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)來說，要在完成幾個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)同時(shí)，確保每個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量，就更需要對(duì)軟件工程的深入理解，并采用合適的工具和方法加以應(yīng)用。

本文依據(jù)對(duì)軟件工程相關(guān)技術(shù)、管理方法的分析，以及在項(xiàng)目開發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合“南海海洋動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)流”的開發(fā)，介紹了對(duì)系統(tǒng)開發(fā)過程的管理，及軟件質(zhì)量控制方法。

1 需求分析與設(shè)計(jì)

軟件需求包括三個(gè)不同的層次——業(yè)務(wù)需求、用戶需求和功能需求，也包括非功能需求。業(yè)務(wù)需求說明了提供給用戶的新系統(tǒng)的最初利益，反映了用戶對(duì)系統(tǒng)高層次的目標(biāo)要求；用戶需求描述了用戶使用系統(tǒng)必須要完成的任務(wù)；功能需求定義了開發(fā)人員必須實(shí)現(xiàn)的軟件功能，使得用戶能完成他們的任務(wù)，從而滿足了業(yè)務(wù)需求。

在項(xiàng)目研發(fā)合同簽訂后，首先要開展的工作就是調(diào)研、進(jìn)行需求分析，并以此為依據(jù)開展設(shè)計(jì)、研發(fā)等工作。但在設(shè)計(jì)、研發(fā)的過程中用戶總是會(huì)提出新的要求、甚至在程序開發(fā)完后，用戶發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)與自己需求不符，提出修改要求。如何在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)開發(fā)出滿足各種需求的軟件，就需要進(jìn)行需求管理。

在該項(xiàng)目的研發(fā)中使用的需求管理工具主要是Excel，用于將需求分類，以Excel表格的形式展現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行量化。需求管理表格主要包括以下內(nèi)容：項(xiàng)目名稱、需求提出人、提出日期、需求關(guān)閉時(shí)間、功能模塊名、需求描述、需求分類（需求、Bug）。

針對(duì)bug的管理，如果單純使用Excel，無法實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤報(bào)錯(cuò)截屏的圖像顯示，很容易造成需求描述不清晰。于是根據(jù)項(xiàng)目的需求，選擇了EasyBug作為bug管理工具，它是基于WEB的在線管理，無需配置，具有強(qiáng)大的截圖功能且以圖片的形式直接存在；由項(xiàng)目管理者確定bug的優(yōu)先級(jí)別、將任務(wù)分配給相應(yīng)的開發(fā)人員；而且對(duì)所有任務(wù)完成的起止時(shí)間、問題根源、解決方法等相關(guān)信息予以詳細(xì)的記錄，并能提供各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表。EasyBug下的bug管理統(tǒng)計(jì)報(bào)表頁面如圖1所示。

軟件設(shè)計(jì)其定義就是把許多事物和問題抽象起來，并且抽象它們不同的層次和角度。在項(xiàng)目開發(fā)中也就是要在需求分析的基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)總體功能、數(shù)據(jù)流程、組成結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、界面等方面的設(shè)計(jì)。在該項(xiàng)目的開發(fā)中，我們發(fā)現(xiàn)UML、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等專業(yè)工具，使用起來并不直觀又很難解決根本問題。于是在系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方面使用WORD進(jìn)行詳細(xì)描述流程、組成結(jié)構(gòu)等，使用腦圖軟件展現(xiàn)邏輯結(jié)構(gòu)，使用PPT來實(shí)現(xiàn)界面設(shè)計(jì)，Excel用于勾畫報(bào)表功能。

圖1 Easy Bug下的Bug管理統(tǒng)計(jì)報(bào)表正面

2 軟件開發(fā)過程管理

所謂軟件開發(fā)過程進(jìn)行管理就是將方法、工具、相關(guān)人員結(jié)合在一起，在限定的資源條件下，研發(fā)出滿足質(zhì)量要求的、符合合同規(guī)定的應(yīng)用系統(tǒng)。在此過程中主要涉及到了研發(fā)進(jìn)度管理和版本控制。

由于該項(xiàng)目涉及的專業(yè)領(lǐng)域非常多，各子系統(tǒng)研發(fā)中存在著較強(qiáng)的依賴關(guān)系，所以研發(fā)進(jìn)度管理就顯得尤其重要。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先等級(jí)劃分、人員分配、時(shí)間安排，對(duì)完成情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并能很好的結(jié)合需求管理及設(shè)計(jì)文檔等，我們?cè)陧?xiàng)目管理中選擇了思維導(dǎo)圖，即腦圖軟件。腦圖是一門新興的腦科學(xué)，它的誕生代替了一大堆繁復(fù)的文字，使各項(xiàng)事件之間的關(guān)聯(lián)一目了然。而腦圖軟件是一個(gè)打開大腦潛能的強(qiáng)有力的圖解工具，使我們的思維可視化，形象化。

圖2 MindManager項(xiàng)目進(jìn)度管理界面

腦圖軟件MindManager是一個(gè)創(chuàng)造、管理和交流思想的通用標(biāo)準(zhǔn)，能有序地組織我們的思維、資源和項(xiàng)目進(jìn)程，能很好提高項(xiàng)目組的工作效率和成員之間的協(xié)作性。它作為一個(gè)組織資源和管理項(xiàng)目的方法，可從腦圖的核心分枝派生出各種關(guān)聯(lián)的想法和信息。圖2是一個(gè)使用MindManager進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度管理的界面。描述了一個(gè)利用MindManager進(jìn)行管理的實(shí)例，它可以清晰的劃分各研究任務(wù)，展現(xiàn)各子任務(wù)之間的邏輯關(guān)系，標(biāo)注其優(yōu)先等級(jí)、完成情況、時(shí)間安排，能同時(shí)顯示甘特圖，連接相關(guān)Excel表，并可以輸出為PDF、Word、Powerpoint、HTML和圖片格式文件。

在該項(xiàng)目的開發(fā)過程管理中涉及的另一重要方面就是版本控制，其目的主要是對(duì)軟件開發(fā)進(jìn)程中文件或目錄的發(fā)展過程提供有效的追蹤手段，保證在需要時(shí)可回到舊的版本，避免文件的丟失、修改的丟失和相互覆蓋。跟蹤記錄整個(gè)軟件的開發(fā)過程，包括軟件本身和相關(guān)文檔，以便對(duì)不同階段的軟件及相關(guān)文檔進(jìn)行表示并進(jìn)行差別分析，對(duì)軟件代碼進(jìn)行可撤消的修改，便于匯總不同開發(fā)人員所做的修改，輔助協(xié)調(diào)和管理軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)。沒有進(jìn)行版本控制或者版本控制本身缺乏正確的流程管理，在軟件開發(fā)過程中將會(huì)引入很多問題，如軟件代碼的一致性、軟件內(nèi)容的冗余、軟件過程的事物性、軟件開發(fā)過程中的并發(fā)性、軟件源代碼的安全性，以及軟件的整合等問題。

該項(xiàng)目研發(fā)過程中我們沒有簡(jiǎn)單的在開發(fā)目錄中標(biāo)注日期，或者在程序中和文檔中簡(jiǎn)單的加上版本號(hào)V1.0，來取代真正意義上的版本控制。真正意義上的版本控制是要在空間上，需要建立服務(wù)器數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)開發(fā)過程中的軟件代碼和文檔，盡管開發(fā)人員可以在自己的本地留有備份，但最終唯一有效的只有服務(wù)器端的程序代碼；在時(shí)間上，需要全程跟蹤并自動(dòng)記錄開發(fā)過程中的每個(gè)更改細(xì)節(jié)，和不同時(shí)期的不同版本。這就要使用版本控制工具來減輕開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，節(jié)省時(shí)間，同時(shí)降低人為錯(cuò)誤。

由于該系統(tǒng)的研發(fā)是基于Windows系統(tǒng)下的，所以選擇支持Windows環(huán)境的SVN作為版本控制工具。簡(jiǎn)單地說，可以把SVN當(dāng)成備份服務(wù)器，它可以記錄每次上傳到這個(gè)服務(wù)器的檔案內(nèi)容，并且自動(dòng)的賦予每次的變更一個(gè)版本。首先將需要備份的代碼和檔案add到Repository上面（用來存放上傳檔案的地方）。當(dāng)有任何修改時(shí)，將修改后的代碼和文檔commit到Repository上，即提交修改給SVNserver。針對(duì)每次的commit，SVNserver都會(huì)賦予他一個(gè)新的版本。同時(shí)，也會(huì)把每次上傳的時(shí)間記錄下來。SVN可以讓不同的開發(fā)者存取同樣的代碼或檔案，并且利用SVN Server作為其同步的機(jī)制?？梢灾苯舆x擇取得最新的版本，或取得任何一個(gè)之前的版本從Repository下載。SVN具有版本分支及合并等功能，其存放檔案或代碼采用是差異備份的方式，即只備份有不同的地方，節(jié)省了硬盤空間。

3 軟件測(cè)試

軟件測(cè)試是伴隨著軟件的產(chǎn)生而產(chǎn)生的，有了軟件生產(chǎn)和運(yùn)行就必然有軟件測(cè)試。軟件測(cè)試不能等同于“調(diào)試”，“調(diào)試”的目的是糾正軟件中已經(jīng)知道的故障。軟件測(cè)試就好比制造工廠的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，是對(duì)軟件產(chǎn)品和階段性工作成果進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，力求發(fā)現(xiàn)其中的各種缺陷，并督促修正缺陷，從而控制和保證軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，軟件測(cè)試是提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。對(duì)測(cè)試的投入極少，或測(cè)試介入得太晚，等形成代碼、系統(tǒng)已經(jīng)基本完成時(shí)才進(jìn)行測(cè)試，都會(huì)直接影響到項(xiàng)目的進(jìn)展、軟件的質(zhì)量。

軟件測(cè)試其實(shí)是為項(xiàng)目開發(fā)服務(wù)的，需要在整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)團(tuán)隊(duì)中強(qiáng)調(diào)測(cè)試服務(wù)的概念，雖然軟件測(cè)試的目的是為了發(fā)現(xiàn)軟件中存在的錯(cuò)誤，但是，其根本目的是為了提高軟件質(zhì)量，降低軟件項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。

由于軟件分析、設(shè)計(jì)與開發(fā)各階段是互相銜接的，前一階段工作中發(fā)生的問題如未及時(shí)解決，很自然要影響到下一階段。所以軟件測(cè)試并不僅僅是程序測(cè)試，它應(yīng)該貫穿于整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)的全過程。因此在該項(xiàng)目的整個(gè)研發(fā)過程中我們采取了全程軟件測(cè)試，各階段有不同的測(cè)試對(duì)象，形成了不同開發(fā)階段的不同類型的測(cè)試。從項(xiàng)目啟動(dòng)、需求評(píng)審開始，其中需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)以及程序編碼等各階段所得到的文檔，以及源程序，都作為“軟件測(cè)試”的對(duì)象。對(duì)于需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等過程形成的需求規(guī)格說明、概要設(shè)計(jì)規(guī)格說明、詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)格說明等文檔，都聘請(qǐng)了專家對(duì)其進(jìn)行了評(píng)審、完善。對(duì)于源代碼都有專門的測(cè)試人員編寫了測(cè)試用例，開展了單元測(cè)試、集成測(cè)試、功能測(cè)試性能測(cè)試等。測(cè)試的及早介入才能有效地保障軟件的質(zhì)量及項(xiàng)目的順利完成。

4 結(jié)束語

在“南海海洋動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)”項(xiàng)目的開發(fā)中，整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)被分成了若干個(gè)子任務(wù)，由相應(yīng)的研發(fā)小組分別進(jìn)行開發(fā)，然后再進(jìn)行集成聯(lián)調(diào)。而每一個(gè)研發(fā)小組都僅由3～5人組成，在研發(fā)期間還要同時(shí)兼顧原有項(xiàng)目的維護(hù)、新項(xiàng)目的啟動(dòng)等。在這種時(shí)間緊、任務(wù)重、人員有限的情況下，我們采用了合理的項(xiàng)目管理方法、選擇了合適的管理工具，確保在有限的時(shí)間內(nèi)研發(fā)出高質(zhì)量、穩(wěn)定的應(yīng)用系統(tǒng)，并為今后項(xiàng)目的開發(fā)提供了可借鑒的管理方法。

[1]孫涌,田茵,等.現(xiàn)代軟件工程[M].北京:北京希望電子出版社，2002.

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Study on Software Quality Control Method

SONG Kun,ZHOU Zhi-hai,SHI Jing-tao

(National Ocean Technology Center,Tianjin 300112,China)

In modern society,the software is used in many aspects.The development of application software is involved in almost all of the marine environment monitoring system projects.While applying the software engineering,which uses the systematic,strict constraints and quantifiable methods,operation and maintenance,is the base of ensuring the successful completion of the projects.Based on the analysis of the software engineering technology and management methods,a feasible development process management method and the tools were used to realize the system development process management and software quality control in the development of"South China Sea marine dynamic environment data integration and application technology system".

software engineering； software quality； process management； revision control； full software testing

TP311.5

B

1003-2029（2012）01-0119-04

2011-09-30

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863）資助項(xiàng)目（2008AA09A404）

宋坤（1980-），女，碩士，工程師，研究方向?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成。Email：kunsong@126.com