基于調(diào)查統(tǒng)計(jì)的艦用軟件質(zhì)量要素挖掘與量化評(píng)估

李 偉 龍 飛 孫續(xù)文

（海軍大連艦艇學(xué)院 大連 116018）

1 引言

伴隨著世界范圍內(nèi)軍事裝備信息化的深入發(fā)展，軍用軟件已經(jīng)成為各類(lèi)尖端裝備的重要組成部分。在海軍作戰(zhàn)指揮領(lǐng)域，艦艇指揮員依靠各類(lèi)軟件把信息處理和武器控制連接到一起，是未來(lái)海戰(zhàn)中艦艇戰(zhàn)斗力的“倍增器”。從功能上講，對(duì)除了探測(cè)與信息處理過(guò)程中的硬件設(shè)備以外，以分布式操作系統(tǒng)為主體的各類(lèi)軟件承載著指揮與控制的主要功能，其軟件質(zhì)量的優(yōu)劣是衡量系統(tǒng)整體性能的重要指標(biāo)。

2 艦用軟件質(zhì)量研究現(xiàn)狀

從功能屬性上講，軍用軟件作為一種具有特定軍事使用價(jià)值的軟件，同其他軟件一樣，對(duì)其質(zhì)量的評(píng)估也遵循相關(guān)的規(guī)律和準(zhǔn)則。在國(guó)際上，自從1976年B.w.Boehm等首次提出軟件質(zhì)量度量模型以來(lái)，先后出現(xiàn)了McCall模型（1979）和CMM系列（1987）和ISO系列軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（1991），以后的研究者均根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的軟件質(zhì)量研究。從國(guó)內(nèi)看，近年來(lái)，對(duì)于海軍艦用軟件質(zhì)量的研究主要集中在海軍大連艦艇學(xué)院和海軍裝備部。艦艇學(xué)院的嵇成新教授［1］（2007）對(duì)軍用軟件的定義和質(zhì)量要求進(jìn)行了界定，把軟件質(zhì)量需求描述為內(nèi)部質(zhì)量、外部質(zhì)量和使用質(zhì)量三個(gè)維度，并對(duì)度量方式進(jìn)行了總結(jié)歸納；趙曉震［2］（2014）利用層次分析法和判斷矩陣對(duì)軟件質(zhì)量要素進(jìn)行了權(quán)重分配并以此實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)質(zhì)量的量化評(píng)估；海裝的彭瑾［3］（2011）等把艦用軟件質(zhì)量要素歸納為功能性、可靠性等六個(gè)方面；張鳴［4］（2011）等以 ISO/9126模型為藍(lán)本對(duì)艦用軟件進(jìn)行了度量；成珙［5］等從軟件測(cè)試的角度認(rèn)為軟件質(zhì)量的某些方面是可測(cè)的。

軟件需求是軟件質(zhì)量度量的基準(zhǔn)，不符合需求的軟件就沒(méi)有質(zhì)量。對(duì)于已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成的軍用軟件來(lái)講，其使用質(zhì)量是其軟件需求滿(mǎn)足程度的集中體現(xiàn)，也是本文研究的重點(diǎn)。

3 艦用軟件使用質(zhì)量評(píng)估的特點(diǎn)

對(duì)艦用軟件使用質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，必須抓住軟件質(zhì)量這個(gè)核心矛盾，從軍用軟件的使用效果出發(fā)，根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行分析?？傮w來(lái)說(shuō)，艦用軟件使用質(zhì)量具有以下特點(diǎn)。

3.1 獨(dú)特的軟件需求

艦載指控系統(tǒng)軟件以作戰(zhàn)指揮輔助決策為主要目的，軟件需求有著強(qiáng)烈的軍事化背景。正如有關(guān)專(zhuān)家所說(shuō)：“由于軍用軟件本身所固有的高復(fù)雜性、研制上的高風(fēng)險(xiǎn)性和管理上的高難度，其發(fā)展一直在曲折中前進(jìn)”［1］。軍用軟件以滿(mǎn)足某種軍事需求為主要目的，在過(guò)程管理與產(chǎn)品要求等方面同一般商業(yè)軟件有著巨大的不同。使用質(zhì)量是面向用戶(hù)的內(nèi)部質(zhì)量和外部質(zhì)量的組合效果，對(duì)軍用軟件的使用質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，必須根據(jù)用戶(hù)感受、緊緊圍繞軟件在真實(shí)的系統(tǒng)環(huán)境下運(yùn)行情況進(jìn)行。

3.2 抽象的評(píng)價(jià)內(nèi)容和靈活的評(píng)價(jià)方法

除了軟件本身的抽象性外，對(duì)于軟件質(zhì)量的評(píng)價(jià)對(duì)象要有清晰的界定。在評(píng)價(jià)內(nèi)容上，是對(duì)軟件本身質(zhì)量好壞的評(píng)估，而不是對(duì)軟件所反映的戰(zhàn)術(shù)效果的評(píng)判；是對(duì)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)中的“軟”部分進(jìn)行優(yōu)劣甄別，而不是對(duì)整個(gè)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)進(jìn)行效能評(píng)估。

在評(píng)價(jià)方法上，一個(gè)公認(rèn)的結(jié)論就是，世界上沒(méi)有一個(gè)能夠適用于所有軟件系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)估的模型，對(duì)軍用軟件質(zhì)量的評(píng)價(jià)，要在遵循軟件工程基本原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)軟件功能和實(shí)際使用情況深入研究，找到真正能夠反映軟件質(zhì)量的主要因素。

4 已有研究存在的主要不足

軍用軟件的質(zhì)量研究起步較晚，就目前來(lái)看，基本停留在經(jīng)典理論的遷移、轉(zhuǎn)化使用上，沒(méi)有形成方面研究的特色。對(duì)于軍用軟件產(chǎn)品的使用質(zhì)量評(píng)估，主要不足集中體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

4.1 軟件質(zhì)量要素的選取較為機(jī)械

軟件質(zhì)量要素的選取是解決“對(duì)誰(shuí)進(jìn)行評(píng)價(jià)”的問(wèn)題，是質(zhì)量評(píng)價(jià)的首要問(wèn)題。從公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看，不同的研究側(cè)重點(diǎn)雖有不同，但基本沒(méi)有脫離經(jīng)典理論的窠臼，理論方法的開(kāi)拓性稍顯不足。軟件性質(zhì)、功能和使用環(huán)境決定著質(zhì)量要素的選取，不能軍地不分、采取千篇一律的模式與方法選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，要根據(jù)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析。

4.2 各項(xiàng)要素的權(quán)重不能合理分配

在質(zhì)量要素確定之后，下一個(gè)問(wèn)題便是確定各個(gè)要素對(duì)于整個(gè)軟件質(zhì)量的占比。軟件質(zhì)量以整體的形式呈現(xiàn)才具有比較意義，在單項(xiàng)指標(biāo)量化評(píng)估完成的情況下，各項(xiàng)指標(biāo)的占比直接影響著最終的評(píng)估結(jié)果。就最近的研究來(lái)看，無(wú)論基于層次分析［2］、模糊理論［6］還是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［7］，都是基于專(zhuān)家評(píng)判基礎(chǔ)之上，這種辦法有兩個(gè)弊端：一是由于專(zhuān)家的個(gè)體差異，視角和偏好各有不同，難以保證客觀公允；二是單個(gè)專(zhuān)家評(píng)價(jià)的樣本容量過(guò)小，說(shuō)服性不足。

5 基于調(diào)查統(tǒng)計(jì)的艦用軟件使用質(zhì)量要素挖掘

在對(duì)艦用軟件的研究中：艦用軟件質(zhì)量要素是一種極具個(gè)性化特點(diǎn)的研究對(duì)象，不同的作戰(zhàn)任務(wù)對(duì)軟件質(zhì)量的需求不同，軟件產(chǎn)品一旦成型，其控制的武器系統(tǒng)的戰(zhàn)場(chǎng)使用效果將直接體現(xiàn)軟件產(chǎn)品質(zhì)量。軟件產(chǎn)品質(zhì)量就是指軟件作為一個(gè)客體滿(mǎn)足用戶(hù)使用要求的程度，就軍用軟件來(lái)講，主要包括軟件功能性指標(biāo)、解算效率、穩(wěn)定性等多方面，對(duì)他們的合理挖掘是正確評(píng)價(jià)軍用軟件質(zhì)量的前提。

5.1 要素挖掘的基本思想

根據(jù)人類(lèi)心理學(xué)規(guī)律：當(dāng)問(wèn)及對(duì)事物的主觀認(rèn)識(shí)時(shí)，最先說(shuō)出口的一般是最重要的、最好的或者最壞的，然后說(shuō)到的次之；脫口而出的、反復(fù)說(shuō)到的內(nèi)容重要性要比偶然提及的重要；具有一定知識(shí)背景的使用者要比單純?cè)O(shè)備操縱者概括的全面［6］?？傊浖褂谜呤擒浖|(zhì)量最可靠的評(píng)價(jià)人，軟件質(zhì)量指標(biāo)體系的建立必須充分考慮艦艇官兵的意見(jiàn)。

5.2 調(diào)查統(tǒng)計(jì)的注意事項(xiàng)

一是不能事先做出提示，干擾軟件用戶(hù)對(duì)于使用感受的判斷。用戶(hù)在軟件使用過(guò)程中積累了對(duì)于本軟件性能的真實(shí)感受，晦澀的軟件質(zhì)量術(shù)語(yǔ)對(duì)非專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)難以區(qū)分，所以在調(diào)查中不應(yīng)采取調(diào)查問(wèn)卷的形式對(duì)官兵造成干擾，耐心等待基層官兵做出原始的評(píng)價(jià)并最后確認(rèn)。

二是要對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理，理清使用質(zhì)量與內(nèi)部質(zhì)量的關(guān)系。由于知識(shí)背景的局限，基層人員可能看不到表象與實(shí)質(zhì)的關(guān)系，在挖掘關(guān)鍵要素時(shí)，一定要融合軟件質(zhì)量人員的分析，真正抓住主要矛盾，各項(xiàng)要素權(quán)重的確立也要遵循科學(xué)的方法［7］。

6 技術(shù)方案與實(shí)施要點(diǎn)

6.1 技術(shù)方案路線(xiàn)圖

對(duì)艦用軟件使用質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估的技術(shù)路線(xiàn)圖可如圖1所示。

圖1 基于調(diào)查統(tǒng)計(jì)的軟件使用質(zhì)量評(píng)估技術(shù)路線(xiàn)圖

6.2 實(shí)施方法及注意事項(xiàng)

1）組織調(diào)查。針對(duì)特定軟件系統(tǒng)制訂調(diào)查計(jì)劃，尤其是要調(diào)查軟件列裝使用時(shí)間較長(zhǎng)的艦艇，關(guān)鍵是要抓住使用軟件的主要職手，調(diào)查時(shí)要事先說(shuō)明調(diào)查的方式，可以采用書(shū)面描述、錄音等方式保留原始材料。

2）統(tǒng)計(jì)分析。以質(zhì)量人員的專(zhuān)業(yè)視角對(duì)原始材料進(jìn)行去粗取精，科學(xué)提取質(zhì)量要素。比如，在對(duì)一輪對(duì)潛作戰(zhàn)軟件質(zhì)量調(diào)查完成后，經(jīng)整理，在10次調(diào)查中得到5次以上被提到的要素有“抓住并能跟上（正確性）”、“刷新要快（效率）”、“不要死機(jī)（穩(wěn)定性）”和“軟件要順手（界面靈活性）”四方面，則可將質(zhì)量要素界定為這四方面［8］，并將很少提及的或者明顯不是軟件質(zhì)量層面的要素舍去。

3）確定權(quán)重。各項(xiàng)要素權(quán)重的確定依靠調(diào)查的整體情況而定，如上述調(diào)查情況匯總?cè)绫?所示。

表1 對(duì)潛作戰(zhàn)軟件質(zhì)量調(diào)查情況匯總表

如果把首次提及、第二次提及和其他情況的重要性賦值分別定為3、1和0.5，則可得表1中4項(xiàng)權(quán)重之為22.5：7：11.5：3.5，進(jìn)行歸一化處理后的權(quán)重分別為0.51、0.16、0.26和0.08。

4）進(jìn)行評(píng)估

若通過(guò)一定技術(shù)手段獲得4項(xiàng)要素的百分制評(píng)估值分別為78、83、96和88，則可線(xiàn)性加權(quán)獲得軟件系統(tǒng)的量化評(píng)估值為

7 結(jié)語(yǔ)

本模型的主要功能是量化評(píng)估海軍艦用指控系統(tǒng)軟件的使用質(zhì)量，進(jìn)而折射反映軟件的產(chǎn)品質(zhì)量，評(píng)價(jià)的基本依據(jù)是用戶(hù)的使用感受，最終在質(zhì)量人員的專(zhuān)業(yè)加工下得到量化評(píng)估結(jié)果［9］。應(yīng)該說(shuō)，只有在廣泛的實(shí)地調(diào)查之上才可能得到正確的質(zhì)量評(píng)估體系，合理評(píng)價(jià)軍用軟件質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)軟件的改進(jìn)和優(yōu)選，在軍民融合的大背景下提高軍費(fèi)使用效率。從世界主要軍事強(qiáng)國(guó)艦用軟件發(fā)展的情況來(lái)看，智能化、分布式開(kāi)發(fā)成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流方向，面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)技術(shù)成為主要的技術(shù)手段，軟件工程正在向更深層次發(fā)展［10～12］，軟件質(zhì)量的合理評(píng)估也逐漸成為一個(gè)重要的研究課題。