機載事故記錄設備軟件質量評價方法與應用

虞 飛，徐 軍

（工業(yè)和信息化部 電子第五研究所，廣東 廣州 510610）

機載事故記錄設備軟件質量評價方法與應用

虞 飛，徐 軍

（工業(yè)和信息化部 電子第五研究所，廣東 廣州 510610）

事故記錄設備軟件作為軍用設備重要軟件，被應用于幾乎所有飛機設備中。文章根據(jù)GJB5236軍用軟件質量度量標準中選擇軟件度量模型，選取合適度量元、根據(jù)專家經(jīng)驗確定各級指標權重、定義評價指標含義，依據(jù)工程實踐所得測試數(shù)據(jù)計算被評價軟件的每個度量元得分后，以度量元為基礎通過度量模型計算最終軟件得分，對比分析被評軟件得分，為后續(xù)該軟件的開發(fā)工作提出針對性改進意見，提高事故記錄設備軟件質量。

機載事故記錄設備軟件；軟件質量度量；度量模型；質量評價

機載事故記錄設備軟件安裝于事故記錄系統(tǒng)內(nèi)，主要用于采集飛機在飛行過程中發(fā)動機系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、慣導系統(tǒng)、語音系統(tǒng)產(chǎn)生的參數(shù)后存儲，存儲于防護記錄器設備中的數(shù)據(jù)經(jīng)過專門軟件下載、解析后用于分析飛機飛行狀態(tài)及事故原因。事故記錄設備軟件作為軍用機載重要軟件，其運行環(huán)境的惡劣程度不可控，且從飛機失事到事故記錄裝置被發(fā)現(xiàn)需要時間，因此對機載事故記錄軟件必須具有較強的可靠性、適應性、安全保密性等特征。

1 度量模型選擇

1.1 特性、子特性及度量元的選取

依GJB5236所述，其軟件屬性劃分為6個特性（功能性、可靠性、易用性、效率、維護性、可移植性），并進一步細分為若干個子特性。對軟件的每個質量特性和影響質量特性的子特性都給予準確定義［1］。

結合事故記錄設備軟件特點，從GJB5236中選擇適合被評價軟件的度量特性以及對應的度量子特性，并對每個子特性規(guī)定可量化的度量元，建立適合本軟件的質量度量模型，針對事故記錄設備軟件對每個度量元的做說明，具體情況如表1所示。

未選擇質量特性說明：

（1）作為嵌入式軟件，沒有直接與用戶直接交互的信息，故不選擇易用性作為評價特性之一。

表1 質量特性、質量子特性和度量元的映射關系表

（2）作為軍用定制軟件，研制方負責其維護，該類軟件存在維護的特殊性，故不選擇維護性作為評價特性之一。

（3）可移植性在此類定制軟件中不作為評價特性。

1.2 度量測試項及測量方法

表1中的度量元大部分通過失敗用例數(shù)在用例總數(shù)中的比例數(shù)值作為度量元的測量值，如記錄下載功能實現(xiàn)的充分性度量元，通過公式計算得到。A表示軟件在記錄和下載飛行數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)中失敗的用例總數(shù)；B表示測試軟件記錄、下載飛行數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)功能的用例總數(shù)。

對其中某些質量特性說明，如故障密度，通過公式缺陷率= （關鍵問題×3+重要問題×2+一般問題）/（代碼行數(shù)×1000）計算千行代碼的缺陷率數(shù)據(jù)后，根據(jù)行業(yè)內(nèi)專家數(shù)據(jù)將千行代碼缺陷率分為［0，1），［1，3），［3，6），［6，10），［10，∞）區(qū)間，落在分配區(qū)間的故障密度測量值分別被賦值為0.9，0.6，0.4，0.2，0.1，實現(xiàn)指標趨1化處理。表1中所有度量元指標趨1化處理后，測試值越接近1代表軟件此項特性越好［2］。

1.3 質量度量指標體系

對于特定的被度量軟件而言，它的每個質量特性及子特性的重要程度不同。如對于實時性軟件，功能、可靠性、效率比較重要；對于生存周期較長、兼容性要求較高的軟件，可移植性、可維護性在整個質量度量過程中也較重要。因此，在確定產(chǎn)品的質量特性、子特性、度量元后要綜合考慮它們之間相互關系和重要程度，以此為依據(jù)給出相應的權值［3］。

若各注水站管壓達到設計壓力16.00 MPa，通過軟件計算可得，深度注水管網(wǎng)在選取的典型注水井處壓力[3]如表3中所示。由于典型注水井注入壓力要求高于其他注水井，因此杏B、杏C、杏D注水站出站壓力即管壓達到16.00 MPa，即可滿足注入壓力需求[4]。

本文使用以下幾種評分方法：

（1）度量元計分：評價人員對評價模型中的度量元進行適用性選擇，并根據(jù)適用性度量元的計分方式進行計分，從而獲得所有適用度量元的測試值；

（2）子特性計分：計算子特性所管理的全部適用度量元的測量值的算術平均值，從而獲得子特性的測量值；

（3）特性計分：根據(jù)分配給特性所管理的全部子特性的權值，計算特性所管理的子特性的測試值的加權平均值，從而獲得特性的測量值；

（4）綜合計分：根據(jù)分配給特性的權值，計算特性測量值的加權平均值，從而獲得質量測量值。

各級指標權重的分配依據(jù)專家經(jīng)驗數(shù)據(jù)以及作者依據(jù)本人經(jīng)驗確定：

一級指標的權重為：W=（w1，w2，w3）=（0.38，0.35，0.27）二級指標的權重為：

1.4 軟件質量特性評價準則

2 事故記錄設備軟件的質量度量

表2 子特性評估結果解釋

本文選取3個事故記錄設備軟件A，B，C。軟件A屬于廠家甲生產(chǎn)的X型號軟件，軟件B屬于廠家甲生產(chǎn)的Y型號軟件，軟件C屬于廠家乙生產(chǎn)的X型號軟件，3個軟件代碼規(guī)模相近。

通過上述質量度量方法和3個軟件的工程測試數(shù)據(jù)，計算每個度量元測量值，根據(jù)“度量元值→子特性值→特性值→綜合質量值”的映射公式［4］，計算被度量軟件的質量綜合評分，比較3個軟件的綜合得分和某些特性的得分，對被評價的3個軟件的質量進行客觀評價，以此作為用戶或者需方購買產(chǎn)品設備時對研制單位的生產(chǎn)能力考查，以及廠家在某些型號上的投入程度，為用戶再次購買產(chǎn)品提供參考依據(jù)，如表3所示。

表3 3個軟件的工程測試數(shù)據(jù)的度量元測量值

將度量結果［0，1］分為“優(yōu)秀”“良好”“合格”以及“不合格”4個評價區(qū)域，從而判定軟件質量評價等級。若兩個軟件產(chǎn)品的質量落在同一個評價等級，則誰的評價結果值大一些，誰在該特性上表現(xiàn)得更為優(yōu)秀。每個評價等級的含義是：

優(yōu)秀—軟件產(chǎn)品質量特性或軟件質量非常好。

良好—軟件產(chǎn)品質量特性或軟件質量較好。

合格—軟件產(chǎn)品質量特性或軟件質量合格。

不合格—軟件產(chǎn)品質量特性或軟件質量不合格。

質量度量結果如表4所示。

表4 質量度量結果

質量評價等級如下：優(yōu)秀［1，0.94］，良好（0.94，0.88］，合格（0.88，0.82］，不合格（0.82，0］。

軟件A評價結果為優(yōu)秀、軟件B評價結果為合格、軟件C的評價結果為良好。軟件A在功能上更好實現(xiàn)產(chǎn)品明確和隱含需求功能、在可靠性上能夠更好維持產(chǎn)品性能級別，但是在效率上產(chǎn)品的時間性能指標的滿足情況沒有軟件B，C好；軟件B的度量質量沒有A，C高。

3 度量結果分析

軟件A和軟件C為不同廠家生產(chǎn)的屬于同一型號飛機的事故記錄設備軟件，兩者具備的軟件質量均比另一型號的軟件B質量高，此評價結果說明就軍用軟件而言，開始就制定嚴格的研制規(guī)范要求、工程化審查要求，并在項目各階段緊抓要求，嚴格把關，生產(chǎn)的軟件產(chǎn)品質量較高。

軟件A和軟件B屬于相同廠家生產(chǎn)的不同型號飛機的事故記錄設備軟件，軟件B沿用軟件A的設計思路和小部分代碼，但受限于從業(yè)人員的技術能力和項目實施階段管理松散，導致軟件B的質量未達到較高質量。

分析以上結果得出：為更好提高軟件質量水平可以從以下幾個方面著手：第一，提高從業(yè)人員的水平，對其進行定期技術培訓，提高技術能力、傳輸正確的代碼編碼規(guī)范和文檔編制規(guī)范；第二，從項目開始至項目結束期間，保持項目管理的嚴謹，對項目過程和工作產(chǎn)品嚴格把關，以保證產(chǎn)品質量。

4 結語

本文針對事故記錄設備特點，在GJB5236-2004 軍用軟件質量度量標準中選擇軟件度量模型，選取合適度量元、根據(jù)專家經(jīng)驗確定各級指標權重、定義評價指標含義，依據(jù)工程實踐數(shù)據(jù)和質量度量模型計算最終軟件質量度量評分，形成質量特性評價標準，針對同類型的多個被評價軟件進行得分比較與結果分析，提出可行性的建議以提高軟件質量。

［1］總裝電子信息基礎部.GJB5236—2004軍用軟件質量度量［S］.總裝電子信息基礎部，2004.

［2］沈濤.綜合電子信息系統(tǒng)軟件質量的測試和評估［J］.計算機工程，2004（3）：101-103.

［3］張軍威.軍用軟件產(chǎn)品評價的工程化實現(xiàn)方法［J］.電腦知識與技術，2010（6）：11-13.

［4］馬秋慧.基于使用質量的軟件質量度量技術和評價模型研究［J］.軟件導刊，2012（8）：3-5.

Quality evaluation method and application of airborne accident recording equipment software

Yu Fei，Xu Jun

（Electronics Fifth Research Institute of Industry and Information Technology Ministry，Guangzhou 510610，China）

As the important military equipment software，accident recording software is used in almost all aircraft equipment.This paper selects the software measurement model and appropriate metric element according to the GJB5236 military software quality metrics and determines the weight of indicators at all levels and evaluation index meaning according to the expert experience，then defines the definition of metric element according to the test data from engineering practice，we calculates the the final software score based on the metric element through metric element model.After comparing and analyzing the score，we give targeted improving suggestions to the following software development work to improve accident recording equipment software quality.

airborne accident recording equipment software；software quality measurement；measurement model；quality evaluation

虞飛（1991—），女，安徽安慶。