裝備軟件質(zhì)量監(jiān)督及檢驗(yàn)驗(yàn)收研究

李碩 胡山林 孫文俠 胡文麗

序言

裝備軟件既可以實(shí)現(xiàn)裝備的戰(zhàn)技術(shù)性能，又可以提高裝備的綜合作戰(zhàn)能力，是我軍由機(jī)械化向信息化轉(zhuǎn)變過程中必須加以重視的一個(gè)環(huán)節(jié)。在有些情況下，軟件質(zhì)量會(huì)與硬件質(zhì)量放在一起進(jìn)行類別性討論。但軟件質(zhì)量與硬件質(zhì)量的不同是軟件不會(huì)出現(xiàn)物理性老化，也不會(huì)隨時(shí)間的增加而減少。而且，在軟件測(cè)試和運(yùn)行過程中，由于軟件出問題時(shí)軟件錯(cuò)誤可以被檢測(cè)出來并加以排除，因此，軟件的質(zhì)量會(huì)相應(yīng)隨時(shí)間的增長而不斷增加。但同時(shí)軟件的質(zhì)量也可能因修改軟件不正確而牽引出其他軟件質(zhì)量問題。

與硬件問題大多為物理故障不同的是，軟件問題主要是因設(shè)計(jì)缺陷而引起的。這使得軟件問題不具有觀測(cè)性，也更難分析和測(cè)量?；谲浖嬖诘倪@些特點(diǎn)，如何對(duì)軟件進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督及檢驗(yàn)驗(yàn)收一直是裝備建設(shè)中很重要的問題。

軟件質(zhì)量監(jiān)督及檢驗(yàn)驗(yàn)收過程中存在的問題

軟件作為裝備質(zhì)量評(píng)價(jià)中的重要一環(huán)，對(duì)于裝備整體效能來講，起著極其重要的作用。但軟件質(zhì)量檢驗(yàn)較硬件質(zhì)量檢驗(yàn)來講，起步較晚，且很多驗(yàn)收方法還不是十分成熟。目前，很多承制單位在檢驗(yàn)軟件質(zhì)量時(shí)，一般將驗(yàn)收軟件的重點(diǎn)放在軟件和硬件結(jié)合后的功能實(shí)現(xiàn)部分。這種驗(yàn)收方法固然大大提高了軟件驗(yàn)收的“效率”，但卻忽略了軟件質(zhì)量的多重性，忽略了軟件編程完畢后裝入硬件前的質(zhì)量。另外，有些軟件人員在解決軟件問題時(shí)，往往忽略了各個(gè)軟件單元之間的相互影響，從而導(dǎo)致更多的軟件問題出現(xiàn)。面對(duì)以上問題，軍事代表應(yīng)認(rèn)識(shí)到影響軟件質(zhì)量的因素很多，且錯(cuò)綜復(fù)雜，不易查明。因此，對(duì)于軟件的質(zhì)量監(jiān)督及檢驗(yàn)驗(yàn)收應(yīng)采取系統(tǒng)化、團(tuán)隊(duì)化的質(zhì)量監(jiān)督模式。如采取習(xí)慣性“頭疼醫(yī)頭”的軟件質(zhì)量監(jiān)督模式的話，對(duì)于軟件質(zhì)量的提高來講，必然是無益的。

軟件質(zhì)量監(jiān)督方法的幾種方式

（一）做好軟件編寫前后的質(zhì)量監(jiān)督工作

軟件在編寫前，首先要考慮軟件與硬件的匹配性，包括軟件大小要匹配硬件的容量，編寫軟件使用的語言應(yīng)是硬件中能夠運(yùn)行的編程語言等相關(guān)問題。同時(shí)，要清楚軟件在硬件中要實(shí)現(xiàn)的功能及有可能出現(xiàn)的軟硬件不兼容等問題（如：有些編程語言可以在WINDOWS2000系統(tǒng)中進(jìn)行編程，但卻不能在win7系統(tǒng)中運(yùn)行）。軟件在編寫完成后，未裝入硬件載體前，是軟件質(zhì)量監(jiān)督的重要環(huán)節(jié)，但此過程容易被忽略。實(shí)際上，很多軟件中的錯(cuò)誤語句、語句邏輯不通及語句繁冗等問題，是可以在軟件編寫完成后的第一時(shí)間通過相關(guān)軟件測(cè)評(píng)工具避免的。如果軟件人員在軟件編寫過程中不斷通過軟件測(cè)評(píng)工具來完善軟件，那對(duì)于保障軟件質(zhì)量來講效果是很明顯的。但此法有可能破壞軟件編程過程的連續(xù)性，及因軟件未完成而導(dǎo)致測(cè)評(píng)工具出現(xiàn)的錯(cuò)誤邏輯檢測(cè)。因此，在軟件完成后第一時(shí)間利用工具軟件進(jìn)行軟件測(cè)評(píng)是十分有必要的。在首次軟件測(cè)評(píng)結(jié)束后，軟件人員應(yīng)將相關(guān)的軟件問題改正，并再次通過工具軟件驗(yàn)證無誤后，再將軟件裝入硬件進(jìn)行功能測(cè)試。如功能測(cè)試中出現(xiàn)軟件質(zhì)量問題，首先將軟件問題解決后，再一次使用工具軟件對(duì)修改后軟件進(jìn)行軟件測(cè)評(píng)，在工具軟件測(cè)評(píng)無誤后，再重新裝入硬件中進(jìn)行驗(yàn)證，如此循環(huán)，直到軟件程序問題解決為止，如圖1所示。通過這種方式，既可以減少軟件編寫中的邏輯、語病等錯(cuò)誤，又可以不斷完善軟件在硬件中的功能性能，對(duì)于保障軟件質(zhì)量來講，具有極其重要的意義。

（二）使用故障樹對(duì)軟件故障進(jìn)行分析

對(duì)于軟件故障，如在發(fā)現(xiàn)軟件故障后，要求軟件開發(fā)人員逐條的檢查軟件的正確性，顯然是既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的。因?yàn)橐话阊b備軟件的源程序代碼至少有一萬多條，查起來不可避免地出現(xiàn)一些人為的誤操作。為提高復(fù)雜軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性，最好的辦法是設(shè)計(jì)軟件故障樹模型。

故障樹模型是事件之間邏輯關(guān)系的圖形表示。故障樹雖然從傳統(tǒng)意義上講是用來分析硬件的，但故障樹也可以為軟件質(zhì)量提供監(jiān)督模式，如圖2所示。軟件雖不像硬件那樣具有可觀察性，但軟件卻和硬件一樣具有偶然失效的特點(diǎn)。因此，軟件人員可以利用軟件故障樹模型，通過軟件窮舉測(cè)試的方法，來確定軟件的實(shí)效原因及恢復(fù)修改的方法。

軟件故障樹和硬件故障樹一樣，也有可能出現(xiàn)考慮不周全的情況。因此，在利用故障樹分析軟件的過程中，也應(yīng)該同時(shí)考慮一些極有可能被忽視的軟件失效模式。如發(fā)現(xiàn)有些軟件失效模式未被考慮，則應(yīng)及時(shí)加入故障樹中，以保證軟件故障樹模型的完整性。

（三）在軟件質(zhì)量監(jiān)督過程中，注重對(duì)軟件團(tuán)隊(duì)的管理

目前，軟件的編制往往需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)的通力合作才能達(dá)成。因此，在軟件的編制中需要良好團(tuán)隊(duì)精神才能圓滿地完成軟件的編制工作。但在日常的軟件檢驗(yàn)驗(yàn)收過程中，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)因缺乏團(tuán)隊(duì)合作精神所引起的質(zhì)量問題。例如，一個(gè)軟件由很多分單元組成，而每個(gè)分單元都有它的編寫人員，當(dāng)其中的一個(gè)軟件工程師發(fā)現(xiàn)自己的軟件存在缺陷，并自行進(jìn)行修改的話，那么對(duì)這軟件單元的修改極有可能產(chǎn)生“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的影響，從而導(dǎo)致更多的軟件問題發(fā)生。因?yàn)檐浖怯啥鄠€(gè)軟件分單元組成的一個(gè)整體，如果分單元在修改時(shí)未能充分考慮與其他分單元相關(guān)聯(lián)系的話，則在軟件運(yùn)行時(shí)極有可能出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而影響整個(gè)軟件的正常運(yùn)行。并且，這種因分單元軟件修改而產(chǎn)生的質(zhì)量問題，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)原因，往往很難發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)。面對(duì)這個(gè)問題，軍代表應(yīng)制定嚴(yán)格的軟件修改程序，并納入到承制單位的質(zhì)量保證體系中。當(dāng)軟件出現(xiàn)問題時(shí)，軍代表應(yīng)督促承制單位采取團(tuán)隊(duì)分析的方法來分析軟件的質(zhì)量問題，確保軟件質(zhì)量問題得到準(zhǔn)確的定位。同時(shí)杜絕軟件問題未經(jīng)軟件團(tuán)隊(duì)分析便擅自修改的情況發(fā)生，以達(dá)到切實(shí)保證軟件質(zhì)量的效果。

圖1 軟件質(zhì)量監(jiān)督圖

圖2 簡(jiǎn)單的故障樹模型

軟件檢驗(yàn)驗(yàn)收時(shí)應(yīng)注意的問題

（一）在輸入軟件參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮各種可能出現(xiàn)的情況

在驗(yàn)收軟件功能時(shí)，有時(shí)會(huì)涉及軟件輸入?yún)?shù)的情況。面對(duì)這種情況，軍代表不應(yīng)按常規(guī)方式進(jìn)行參數(shù)輸入，應(yīng)輸入軟件處在極限條件下或非正常的條件下可能出現(xiàn)的參數(shù)。這樣可以防止軟件因沒有設(shè)置參數(shù)限制條件保護(hù)而導(dǎo)致不必要的軟件崩潰。如軟件常規(guī)輸入為1到10，軍代表應(yīng)首先輸入1到10，在確認(rèn)無誤后，就應(yīng)輸入除1到10以外的數(shù)字，以此達(dá)到充分考核軟件糾錯(cuò)性的效果。這樣做的目的是因?yàn)檠b備交付部隊(duì)后，可能遇到各種誤操作的情況，操作軟件人員可能因?yàn)榫o張等原因而出現(xiàn)輸入?yún)?shù)不符合正常條件的情況。所以，在檢驗(yàn)裝備軟件功能的時(shí)候應(yīng)充分考慮軟件可能出現(xiàn)的各種情況。

（二）督促承制方充分驗(yàn)證軟件問題

由于軟件具有邏輯連貫性的特點(diǎn)，因此，在軟件問題修改后的驗(yàn)證中往往需要一定的測(cè)試手段和時(shí)間。但有時(shí)會(huì)軟件人員在修改完軟件問題后，便立刻提交進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)收，并不對(duì)修改后的軟件進(jìn)行大量的測(cè)試。這樣做往往使舊的問題改過之后，在繼續(xù)驗(yàn)收過程中又連帶出新的問題，從而不僅使軍代表檢驗(yàn)驗(yàn)收的工作量增加，而且還浪費(fèi)了本應(yīng)完善軟件的相應(yīng)時(shí)間。面對(duì)這種情況，軍代表應(yīng)督促承制單位按照?qǐng)D1的方式，充分驗(yàn)證軟件，以達(dá)到切實(shí)保證軟件質(zhì)量的效果。

（三）加強(qiáng)軟件技術(shù)狀態(tài)的管理

當(dāng)軟件質(zhì)量穩(wěn)定后，要控制軟件質(zhì)量，最重要的是要控制軟件版本。要控制軟件版本，就要控制好軟件在整個(gè)生命周期內(nèi)的技術(shù)狀態(tài)。如軟件出現(xiàn)更改情況，就應(yīng)在軟件更改后，充分驗(yàn)證軟件的正確性。待確定軟件質(zhì)量沒有問題后，軍代表應(yīng)督促軟件人員將定型軟件存入相應(yīng)的軟件產(chǎn)品庫。對(duì)于日后軟件的提取及灌注，都應(yīng)有相關(guān)責(zé)任人負(fù)責(zé)監(jiān)督，以此杜絕軟件人員隨意修改軟件的情況發(fā)生。

（四）當(dāng)軟件問題多次出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分硬件問題和軟件問題

當(dāng)軟件問題多次出現(xiàn)，而軟件人員又多次對(duì)軟件進(jìn)行檢查卻未發(fā)現(xiàn)問題，但相同問題卻仍舊出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)分析軟件載體是否存在問題。一般情況下，面對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的軟件問題，首先應(yīng)該組織相關(guān)人員（包括軟件人員和硬件人員）對(duì)軟件問題進(jìn)行充分的分析，以此達(dá)到區(qū)分簡(jiǎn)單硬件問題和軟件問題的目的。如果很難確定是軟件問題或硬件問題的話，應(yīng)在不裝載軟件的情況下單獨(dú)對(duì)硬件進(jìn)行檢查，如仍未發(fā)現(xiàn)問題的話，則可判斷為軟件問題；如在不裝載軟件時(shí)，硬件仍出現(xiàn)類似問題，則可先將硬件問題解決后再將軟件重新裝載，再重復(fù)進(jìn)行測(cè)試，如圖3所示，以達(dá)到問題得到真正定位。

（五）確保軟件開發(fā)環(huán)境健康運(yùn)行

軟件開發(fā)環(huán)境是否健康是保證軟件質(zhì)量的基礎(chǔ)。因此，在開發(fā)軟件前，要切實(shí)保證軟件開發(fā)環(huán)境的健康運(yùn)行。要保證軟件開發(fā)環(huán)境的健康運(yùn)行。第一要保證使用的編程軟件是正版軟件，以防止盜版軟件中可能存在的解碼漏洞影響軟件的質(zhì)量；第二，軟件編程環(huán)境應(yīng)是隔離網(wǎng)絡(luò)的，以防止軟件在編輯的過程中受到網(wǎng)絡(luò)病毒的攻擊。同時(shí)，軍代表要督促承制單位在軟件開發(fā)環(huán)境中裝入殺毒軟件，并對(duì)組建軟件開發(fā)環(huán)境的硬盤、光盤和移動(dòng)設(shè)備等介質(zhì)進(jìn)行病毒檢查，以此達(dá)到隔離軟件病毒的效果。

（六）軟件驗(yàn)收中，應(yīng)注重軟件的提取、灌注及拷貝過程

在軟件功能的驗(yàn)收過程中，如果要驗(yàn)收的軟件是定型后比較穩(wěn)定的軟件，則在軟件的功能驗(yàn)收中，應(yīng)將驗(yàn)收的重點(diǎn)放在軟件的灌注及拷貝過程上面。對(duì)于軟件來講，每一套軟件程序都是從軟件庫中提取的穩(wěn)定的定型軟件。只要灌注及拷貝過程不出現(xiàn)失誤，則在理論上是可保證每套軟件的質(zhì)量一致性的。因此，軍代表應(yīng)重點(diǎn)把控軟件的提取、灌注及拷貝過程。

圖3 軟硬件問題區(qū)分邏輯圖

在軟件功能的檢驗(yàn)驗(yàn)收過程中，如果第一套軟件無質(zhì)量問題的話，其他套軟件的驗(yàn)收可以采取整套軟件功能抽檢的驗(yàn)收方式。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于從源頭控制軟件質(zhì)量同時(shí)，提高了軟件檢驗(yàn)的效率。因此在定型軟件質(zhì)量有保證的前提下，只要保證提取、灌注及拷貝這三個(gè)過程沒有問題，則可以說基本控制了軟件質(zhì)量。

結(jié)束語

軟件作為裝備建設(shè)中的重要一環(huán)，它的質(zhì)量自誕生之日起便受到各個(gè)國家的重視。近年來，軟件的開發(fā)及應(yīng)用正以極快的速度發(fā)展著。但目前相應(yīng)的軟件質(zhì)量監(jiān)督及檢驗(yàn)驗(yàn)收卻仍處在發(fā)展探索的階段，公認(rèn)的切實(shí)可行的方法還未正式確立，還仍需進(jìn)一步研究和探討。對(duì)此，我軍應(yīng)加快研究軟件質(zhì)量監(jiān)督及檢驗(yàn)驗(yàn)收的相關(guān)方法，確保裝備質(zhì)量同步不斷提升。