CN102955736A

CN102955736A - 软件产品质量预警方法和系统

Info

Publication number: CN102955736A
Application number: CN2011102538227A
Authority: CN
Inventors: 劳勇; 陶仕敏
Original assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: CN102955736B

Abstract

本发明提供了一种软件产品质量预警方法和系统，该方法包括：1)根据从当前软件所采集的基础质量数据计算软件的质量度；2)根据质量度计算质量度变化率，进而计算变化率的变化趋势DS；3)根据质量度和标准质量度计算质量度对比比值B，并根据质量度对比比值B计算质量度百分比Z；4)根据质量度百分比Z和由决策操作确定的决策均值更新DS随时间变化的变化率以进行当前软件的软件质量预警。上述方法使用户快速全面了解产品的质量现状，用户进行决策操作后实时演算质量变化率、变化趋势等预警数据，帮助用户进一步确定软件研发决策。

Description

软件产品质量预警方法和系统

技术领域

本发明涉及软件工程、软件质量控制领域，尤其涉及一种软件产品质量预警决策方法和系统。

背景技术

近年软件产业日渐兴起，越来越多的技术公司参与到软件产品的研发中。软件产品的质量直接影响了软件用户的使用感受、软件的销售以及后期的维护成本。随着软件用户的要求越来越高、软件质量提升成为业界越来越重视的方向之一。软件质量主要从以下三个方面进行考虑：

(1)软件需求，软件需求是度量软件质量的基础，如果软件功能与需求不一致则可以认定该软件的质量存在问题。

(2)显式准则，规范化标准定义了一组指导软件开发的准则，如果软件开发流程没有遵守这些准则，那么几乎肯定会导致软件质量问题。

(3)隐式准则，软件需求中含有一些没有显式描述的隐含需求，例如：易于维护，如果软件满足明确描述的需求，但却不满足隐含的需求，那么软件的质量仍然是值得怀疑的。

根据上述三个方面，将影响软件质量的主要因素具体划分为如下五组：

第一组，软件需求类，需求可行性、描述准确性、需求评审问题密度、可测试性等。

第二组，软件设计类，设计可行性、设计描述准确性、设计评审问题密度、设计可扩展性、可测试性等。

第三组，软件实现类，软件代码的正确性、健壮性、完整性、可理解性、灵活性、可测试性等。

第四组，软件运行类，运行效率、可用性、风险指标等。

第五组，软件维护类，可维修性、可移植性、可再用性等。

目前业内有许多种软件质量评估方法，国际化标准组织制定了国际标准ISO/IEC9126《软件质量模型》和ISO/IEC14598《软件质量评估模型》。我国也制定了与以上两个标准等同的GB/T16260《软件工程产品质量》和GB/T18905《软件工程产品评价》标准。先进且广泛采用的质量模型还有：McCall模型、Boehm模型、FURPS模型、Dromey模型等。对于面向对象领域，开源软件领域中也已经有了完善的有针对性的软件质量模型。

上述的软件质量模型和质量评估方法多为对于软件的质量定义和评测方法，使用它们可以按照一定框架确定软件的质量问题。

但是这些软件质量评估方法往往只关注了质量的定义和评估，未能实现产品质量的展现和预警，也就是说，并不会对质量的发展趋势做出预警，缺乏对决策实施后的质量情况的分析预警。所以，现有的软件质量评估方法不能帮助用户做出正确的质量决策。为了更好的帮助平台开发者进行软件的优化和质量提升，迫切需要一种软件产品质量预警方法。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的上述不足，解决当前软件开发过程中管理人员不能快速全面了解软件质量现状并做出决策的难题。

根据本发明一个方面，提供了一种软件产品质量预警方法，包括下列步骤：

1)根据从当前软件所采集的基础质量数据计算软件的质量度；

2)根据质量度计算质量度变化率，进而计算变化率的变化趋势DS；

3)根据质量度和标准质量度计算质量度对比比值B，并根据质量度对比比值B计算质量度百分比Z，其中Z＝B×p，p为质量度对比比值影响因子；

4)根据质量度百分比Z和由决策操作确定的决策均值更新DS随时间变化的变化率以进行当前软件的软件质量预警，其中Jn是由决策操作确定的决策均值，E’和E分别为预警的和现有的DS随时间变化的变化率。

优选地，上述方法的步骤1)进一步包括：

10)将所述基础质量数据加工为中间值数据；

11)将所述基础质量数据分类，根据每一类的基础质量数据中的每一个的危害级别分数计算每一类的基础质量数据的危害权值平均分；

12)根据每一类的基础质量数据的值、危害权值平均分和基础权值计算总体质量平均值；

13)根据中间值数据计算中间值影响百分比；

14)根据总体质量平均值和中间值影响百分比计算质量度。

优选地，在上述方法中，步骤1)还包括：

15)将第j-1次计算的质量度、第j次计算的质量度、中间值数据和基础质量数据分层展示，以获得当前软件的质量展示。

优选地，在上述方法中，步骤1)还包括：

16)根据第k-1次和第k次加工的中间值数据计算中间值对比比值m，并根据第k-1次和第k次采集的基础质量数据计算基础质量数据对比比值t；

17)将中间值对比比值m和基础质量数据对比比值t进行图形化展示。

优选地，上述方法中，步骤2)进一步包括：

20)根据如下公式计算所述质量度变化率S，

S＝(Q-Q’)/TIME-TIME’，其中，TIME和TIME’分别为第k次和第k-1次采集基础质量数据的时间，Q和Q’分别为第k次和第k-1次采集的基础质量数据对应的质量度；

21)根据如下公式计算所述变化率的变化趋势DS，

DS＝S/S’(TIME-TIME’)，S和S’分别为第k次和第k-1次采集的基础质量数据对应的质量度变化率。

根据本发明的另一方面，还提供了一种软件产品质量预警系统，包括：

质量度计算模块，用于根据从当前软件所采集的基础质量数据计算软件的质量度；

变化率的变化趋势计算模块，用于根据质量度计算质量度变化率，进而计算变化率的变化趋势DS；

质量度百分比计算模块，用于根据质量度和标准质量度计算质量度对比比值B，并根据质量度对比比值B计算质量度百分比Z，其中Z＝B×p，p为质量度对比比值影响因子；

预警模块，用于根据质量度百分比Z和由决策操作确定的决策均值更新DS随时间变化的变化率以进行当前软件的软件质量预警。

本发明的上述软件产品质量预警方法和系统可以对质量的发展趋势做出预警，对决策实施后的质量情况进行分析预警，从而帮助管理人员和开发人员及时了解软件质量发展情况，做出合理决策。

附图说明

图1是根据本发明优选实施例的质量度计算和展示的流程图；

图2是根据本发明优选实施例的软件质量图形化显示示意图；

图3是根据本发明优选实施例的软件质量预警的流程图；

图4是根据本发明的优选实施例的软件产品质量预警方法的框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对根据本发明一个实施例的软件产品质量预警方法和系统进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的软件产品质量预警方法，根据所采集的基础质量数据计算软件的质量度，根据质量度利用下列公式计算质量度变化率，进而计算变化率的变化趋势DS；根据质量度和标准质量度计算质量度对比比值B，并根据质量度对比比值B计算质量度百分比Z，其中Z＝B×p，p为质量度对比比值影响因子；根据质量度百分比Z和由决策操作确定的决策均值更新DS随时间变化的变化率以进行软件质量预警。在本发明中，可以采用不同的形状、颜色和背景组成的图形来表示以上涉及的各个数据以示出产品质量，可生成质量变化趋势曲线等预警图形向用户发出预警，并且根据用户决策实时演算质量趋势曲线。下面详细介绍上述过程：

图1示出了根据本发明优选实施例的质量度计算和展示的流程图，其中，质量度计算具体包括下列步骤：

首先进行质量数据采集，将所采集的质量数据称为基础质量数据。基础质量数据可以包括但不限于需求文档、总体设计、详细设计、软件测试中和使用过程中的缺陷数，按照级别不同赋予的权值；Valgrind结果、编码分数、产品生命周期的完整度指标、测试时间、周期、人力投入、文档完整性、依赖模块相关数据等。本领域普通技术人员可以理解，数据采集可以为手动方式采集，也可以使用数据采集工具进行自动采集，该数据采集工具例如：Bugzilla，Bugonline，Bugzero等。

本领域普通技术人员可以理解，基础质量数据按照用户需求，可以仅是当次实时全量数据，不受上一次的质量数据影响，也可以是差额采集的复合数据，该复合数据包括之前一次或多次采集的质量数据。

然后，根据基础质量数据计算质量度，其中该质量度是体现软件产品的质量的指标。下面根据本发明优选实施例给出一种质量度的计算方法：

将基础质量数据分类，例如分为需求类、设计类、实现类、运行类、维护类等，其中每类数据的值表示为ti，其中i＝1、2、......或r，其中r为基础质量数据的类别个数。每个类别根据用户指定的重要程度被赋予不同的基准权值并且所有基准权值的总和为1，例如对于将基础质量数据分为上述5类的情况，这5类的基准权值可以分别为a1：0.4，a2：0.18，a3：0.18，a4：0.14，a5：0.1。应该理解，该重要程度可以随软件产品所处的时间阶段而进行更新，例如在设计阶段，则需求类的质量数据的基准权值相对较高，而设计类的质量数据的基准权值相对较低，而实现类、运行类和维护类的质量数据可能还不存在，基准权值为0。每个类别的数据按照危害级别分级，例如具体的级别包括重度危险、中度危险、轻度危险、安全等，每个级别对应不同的危害级别分数。对于分为4个级别的情况，该危害级别分数可以例如1，3，7.5，10等，其中10分为满分。根据分类后的质量数据，计算总体质量权值T，具体包括下列两步：

1)根据如下公式计算出第i类基础质量数据的危害权值平均分TWi。

TWi＝(data1_w+data2_w+......+datan_w)/n，其中n为第i类基础质量数据中包含的基础质量数据个数，datai_w表示第i个基础质量数据的危害级别分数。

2)计算总体质量平均值T。

T＝(TW1×t1×a1+TW2×t2×a2+......+TWr×tr×ar)/r。

另外，利用ccover等工具可以将基础质量数据加工成中间值数据，中间值数据包括但不限于模块缺陷密度、代码行覆盖率和代码分支覆盖率等。

根据本发明一个优选实施例，使中间值数据变化与软件质量变化表现出同性，即如果质量变好，则中间值数据变大，反之亦然。例如，将表现不同性的中间值数据用1减，得到统一后的中间值数据，在该优选实施例中，用1减模块缺陷密度。根据统一后的中间值数据计算中间值影响百分比M。

M＝(m1+m2+......+ml)/l，其中，l表示中间值数据的个数，m1，m2......ml表示统一后的中间值数据。

最后，根据总体质量权值T和中间值百分比M计算质量度Q。

Q＝T×M。

上述质量度计算方法不仅实现简单而且较好体现了软件产品的质量，所计算的质量度越低代表软件质量越差。

本领域普通技术人员可以理解，除了上面给出的质量度计算方法，还可以采用其他的计算方法，只要最终的计算结果能够体现软件产品的质量即可。例如：现有的软件工程产品评价中评价模型产出的数据亦可以作为软件产品的质量度。

计算质量度以后，将其除以标准质量度获得质量度对比比值B。其中，该标准质量度可以是任意一次按上述方法计算的质量度乘以用户指定的误差度，例如首次计算的质量度乘以1.1，也可以是自定义标准质量度。优选地，该标准质量度可以随软件的更新而进行更新，也就是说，软件发生变化后可以重复质量度的计算过程，标准质量度可以由新计算出的质量度乘以用户指定的误差度来更新。

当每次软件进行更新后，则所采集的基础质量数据和中间值数据均发生变化，则重新计算一次所有数据。假设根据上次采集的基础质量数据按照上述公式获得总体质量权值T’，中间值影响百分比M’和软件产品质量度Q’，同时获得质量度对比比值B’。

根据前后两次的基础质量数据和各个参数，计算质量度变化率S和变化率的变化趋势DS，其中前者表示质量度随时间的变化率，后者表示前述变化率随时间变化的变化趋势。根据本发明优选实施例给出对于质量度变化率S和变化率的变化趋势DS的如下计算方式：

S＝(Q-Q’)/TIME-TIME’，其中，TIME和TIME’分别为获取新采集的数据和上次采集基础质量数据的时间；

DS＝S/S’(TIME-TIME’)，S’为之前计算的质量度变化率。

优选地，还根据统一后的中间值数据计算出中间值对比比值m：

m＝(m1/m1’+m2/m2’+m3/m3’+...ml/ml’)/l，其中l为中间值数据个数，mi和mi’分别为第k次和第k-1次加工的中间值数据。

同理，还可以获得基础质量数据对比比值t：

t＝(t1/t1’+t2/t2’+...+tr/tr’)/r，其中r为基础质量数据的类别个数。

优选地，还可以将上面所述基础质量数据和所计算的多个参数图形化显示。具体地，可以分别将本次计算的质量度、上次计算的质量度、标准质量度、中间值数据、基础质量数据，自上而下分层展示。根据本发明一个具体实施例，按照质量度、中间值对比比值m、基础数据对比比值t、中间值数据、基础质量数据的顺序自上而下绘图，每个数据由一个着色几何图形表示，几何图形的形状可以由用户指定，或系统从图形中随机选择。按照颜色的心理效应，由红色渐变到绿色组成色系，按照不同的值取得不同颜色来进行展示。图2示出了根据本发明优选实施例的软件质量图形化显示示意图。

本领域普通技术人员可以理解，除了用不同颜色来表示不同数值，也可以采用不同的图形形状、图形大小或者图片背景等其他要素来标识不同的数值。

同时，用户可以为当前被评估软件设置关联软件、当用户查看本软件的质量数据和图形时，自动生成关联软件的质量数据和图形供用户查看。

另外，也可以绘制出基础质量数据的柱、饼状图。然后以时间为横轴、分别以历次计算的质量度、质量度变化率、变化率的变化趋势等数据为纵轴绘制成质量度曲线、质量度变化率曲线、变化率的变化趋势曲线，并动态展现，例如使用flash进行展示。

根据上述计算的质量度对比比值可以进行软件质量预警。变化率的变化趋势DS随着时间在不断的变化，从变化率的变化趋势曲线中获取曲线斜率E，根据质量度百分比Z对变化率的变化趋势曲线在坐标系中进行延展，生成软件质量预警图形以进行软件质量预警。图3示出了根据本发明优选实施例的软件质量预警过程的流程图，该过程具体如下：

首先，根据质量度对比比值B计算质量度百分比Z：

Z＝B×p

其中p为质量度对比比值影响因子，p可以为质量度变化率S的绝对值或者是用户指定。

接收用户的决策操作，其中决策操作包括延长开发周期、增加新的覆盖率检查工具、改变需求、设计文档的缺陷、使用更严格的编码规范和检查制度，定时清理程序运行缓存等所有软件生命周期中影响软件质量的操作。将决策操作由用户依照软件状态转换成为决策数据，因为决策操作可能正向提升质量也可能逆向降低质量，所以该决策数据可正可负。根据本发明优选实施例，该决策数据范围在-100到100之间，例如，延长开发周期3天转换为60。优选地，还可以根据经验为每种决策数据赋予特定权值。预警图形在获取用户输入的决策数据j1，j2，......jv后，根据决策数据权值g1，g2...gv计算出决策均值J，将其转换为决策百分比Jn，并进一步转换成决策后曲线斜率E’。

J＝j1×g1+j2×g2+......+jv×gv，v为决策数据的个数

Jn＝J×F+1 其中，0.005＜F＜0.05

E’＝E×(Z×Jn)

使用斜率E’延展形成预警图形，以示出假定进行了决策操作后的软件质量。优选地，对于延展部分标出醒目颜色显示并加入注释，注释为用户预选定义语言描述。优选地，同时还根据该新的斜率生成预警级别图形，预警级别图形可以为一静态的由红色分层区分的矩形，颜色越深表明预警级别越高，预警级别图形可以通过硬件设备如预警灯等实时展示。

本领域普通技术人员可以理解，如果没有对软件进行任何决策操作，根据本发明的上述实施例也可以对软件质量进行预警，仅将决策均值J取0即可。换言之，即E’＝Z×E。

图4示出了根据本发明的优选实施例的软件产品质量预警方法的框图，在该实施例中，将程序自动或人工采集的基础质量数据、计算后的相关质量数据、质量对比结果都存储到数据库中，以方便根据这些数据进行预警决策图形展示。

根据本发明的另一方面，还提供了一种软件产品质量预警系统，该系统包括：质量度计算模块、变化率的变化趋势计算模块、质量度百分比计算模块和预警模块。

该质量度计算模块用于根据从当前软件所采集的基础质量数据计算软件的质量度。优选的，该质量度计算模块进一步包括：

加工模块，用于将所述基础质量数据加工为中间值数据；

危害权值平均分计算模块，用于将所述基础质量数据分类，计算每一类的基础质量数据的危害权值平均分TWi，其中

TWi＝(data1_w+data2_w+......+datan_w)/n，其中n为第i类基础质量数据中包含的基础质量数据个数，datai_w表示第i个基础质量数据的危害级别分数；

总体质量平均值计算模块，用于利用下面公式计算总体质量平均值T，

T＝(TW1×t1×a1+TW2×t2×a2+......+TWr×tr×ar)/r，其中r为基础质量数据的类别个数，t1、t2......tr为每类基础质量数据的值，a1、a2......ar为每类基础质量数据的基础权值；

中间值影响百分比计算模块，用于根据中间值数据计算中间值影响百分比；

质量度输出模块，用于根据总体质量平均值和中间值影响百分比计算质量度。

优选的，该质量度计算模块还包括第一展示模块，用于将第j-1次计算的质量度、第j次计算的质量度、中间值数据和基础质量数据分层展示，以获得当前软件的质量展示。

更优选的，所述质量度计算模块还包括对比比值计算模块，用于根据第k-1次和第k次加工的中间值数据利用如下公式计算中间值对比比值m，并根据第k-1次和第k次采集的基础质量数据利用如下公式计算基础质量数据对比比值t，其中

m＝(m1/m1’+m2/m2’+m3/m3’+...ml/ml’)/l，其中l为中间值数据个数，mi和mi’分别为第k次和第k-1次加工的中间值数据，

t＝(t1/t1’+t2/t2’+...+tr/tr’)/r，其中ti和ti’分别为第k次和第k-1次采集的基础质量数据；

上述第一展示模块还用于将中间值对比比值m和基础质量数据对比比值t进行图形化展示。

该变化率的变化趋势计算模块用于根据质量度计算质量度变化率，进而计算变化率的变化趋势DS。

优选地，上述变化率的变化趋势计算模块还包括第二展示模块，用于展示以时间为横轴，以基础质量数据、质量度变化率、变化率的变化趋势为纵轴绘制的曲线图。

该质量度百分比计算模块用于根据质量度和标准质量度计算质量度对比比值B，并根据质量度对比比值B计算质量度百分比Z，其中Z＝B×p，p为质量度对比比值影响因子。

该预警模块用于根据E’＝E×(Z×Jn)更新DS随时间变化的变化率以进行当前软件的软件质量预警，其中Jn是由决策操作确定的决策均值，E’和E分别为预警的和现有的DS随时间变化的变化率。

优选地，该软件产品质量预警系统还包括第三展示模块，用于根据预警的DS随时间变化的变化率生成的预警级别图形。

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims

1.一种软件产品质量预警方法，包括下列步骤：

4)根据质量度百分比Z和由决策操作确定的决策均值更新DS随时间变化的变化率以进行当前软件的软件质量预警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)进一步包括：

10)将所述基础质量数据加工为中间值数据；

13)根据中间值数据计算中间值影响百分比；

14)根据总体质量平均值和中间值影响百分比计算质量度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

对当前软件的关联软件也进行相同操作，以进行该关联软件的质量展示。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤1)还包括：

6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤2)进一步包括：

20)根据如下公式计算所述质量度变化率S，

21)根据如下公式计算所述变化率的变化趋势DS，

7.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤2)还包括：

22)以时间为横轴，以基础质量数据、质量度变化率、变化率的变化趋势为纵轴绘制曲线图。

8.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤4)利用以下公式实现：

E’＝E×(Z×Jn)，其中Jn是由决策操作确定的决策均值，E’和E分别为预警的和现有的DS随时间变化的变化率。

9.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述标准质量度是任意一次计算的质量度乘以用户指定的误差度获得的乘积或者由用户自定义。

10.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述质量度对比比值影响因子p是任意一次计算的质量度变化率或者由用户自定义。

11.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述决策均值Jn根据由用户的决策操作转换的决策数据以及其权值来确定。

12.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5)根据预警的DS随时间变化的变化率生成预警级别图形，以表明预警级别。

13.一种软件产品质量预警系统，包括：

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述质量度计算模块进一步包括：

加工模块，用于将所述基础质量数据加工为中间值数据；

危害权值平均分计算模块，用于将所述基础质量数据分类，根据每一类的基础质量数据中的每一个的危害级别分数计算每一类的基础质量数据的危害权值平均分；

总体质量平均值计算模块，用于根据每一类的基础质量数据的值、危害权值平均分和基础权值计算总体质量平均值；

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述质量度计算模块还包括：

第一展示模块，用于将第j-1次计算的质量度、第j次计算的质量度、中间值数据和基础质量数据分层展示，以获得当前软件的质量展示。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述质量度计算模块还包括：

对比比值计算模块，用于根据第k-1次和第k次加工的中间值数据计算中间值对比比值m，并根据第k-1次和第k次采集的基础质量数据计算基础质量数据对比比值t；

所述第一展示模块还用于将中间值对比比值m和基础质量数据对比比值t进行图形化展示。

17.根据权利要求15或16所述的系统，其特征在于，所述变化率的变化趋势计算模块还包括第二展示模块，用于展示以时间为横轴，以基础质量数据、质量度变化率、变化率的变化趋势为纵轴绘制的曲线图。

18.根据权利要求15或16所述的系统，还包括第三展示模块，用于展示根据预警的DS随时间变化的变化率生成的预警级别图形。