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1、软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 1/30高级软件工程高级软件工程第四讲第四讲软件可信性度量软件可信性度量1软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 2/30高级软件工程高级软件工程可信性是软件性质的子集可信性是软件性质的子集软件性质的静态判定问题软件性质的静态判定问题 本质上是不完备的本质上是不完备的（图灵机的判定）（图灵机的判定）我们能做的是我们能做的是 在一定约束条件下在一定约束条件下 对一些重要的性质给出较准确的度量对一些重要的性质给出较准确的度量One fault per 1,000 LOC is 4.59 sigma,6 sigma woul
2、d be 3.4 faults per 1,000,000 LOC.2软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 3/30高级软件工程高级软件工程内 容一、软件可信性度量一、软件可信性度量二、如何度量软件的可信性？二、如何度量软件的可信性？3软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 4/30高级软件工程高级软件工程一、软件可信性度量一、软件可信性度量1、测量、度量与指标、测量、度量与指标2、度量什么？、度量什么？3、刻度是什么？、刻度是什么？4、软件缺陷、软件缺陷4软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 5/30高级软件工程高级软件工程1、测量、
3、度量与指示、测量、度量与指示l测量（测量（Measure）是一个过程，用于对产品或者）是一个过程，用于对产品或者过程的某个属性的范围、数量、维度、容量或过程的某个属性的范围、数量、维度、容量或大小提供大小提供“一个一个”“定量的指示定量的指示”；获取了一个数据！获取了一个数据！l度量（度量（Metric）是对软件产品进行范围广泛的）是对软件产品进行范围广泛的测度，它给出一个系统、构件或过程的某个给测度，它给出一个系统、构件或过程的某个给定属性的定属性的“度度”的定量测量；的定量测量；l指示指示(Indicator)是一个度量或一组度量的组是一个度量或一组度量的组合，采用易于理解的形式，对软件过
4、程、项目合，采用易于理解的形式，对软件过程、项目或产品质量提供更全面、深入的评价和了解，或产品质量提供更全面、深入的评价和了解，以利于过程和质量的分析。以利于过程和质量的分析。5软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 6/30高级软件工程高级软件工程“You cant control what you dont measure”Tom DeMarco,Controlling Software Projects,1982What to measure?lLength Ruler Meter/Centimeter/lTime Clock Day/Hour/Minute/lWeig
5、ht Balance Gram/Kilogram/lTemperature ThermometerCentigrade/lHumidity,brightness,larea,volume,velocity,density,lsoftware:LOC,Density of Defect,MTTF,6软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 7/30高级软件工程高级软件工程2、度量什么？、度量什么？软件软件“可信性可信性”的属性的属性 仍然从仍然从“质量质量”的性质开始！的性质开始！外部测量内部内部质量质量属性外部外部质量质量属性使用使用质量质量属性过程过程质量质量过程过程过程测量
6、内部测量使用质量的测量软件产品软件产品软件产品的效用软件产品的效用使用条件影响影响影响依赖依赖依赖目前主要关注产品质量！目前主要关注产品质量！服务时的内部质量服务时的内部质量?7软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 8/30高级软件工程高级软件工程外部和内部质量外部和内部质量外部和内部质量外部和内部质量功能性功能性功能性功能性可靠性可靠性可靠性可靠性易用性易用性易用性易用性效率效率效率效率维护性维护性维护性维护性可移植性可移植性可移植性可移植性适合性适合性准确性准确性互操作性互操作性保密安全性保密安全性功能性的功能性的依从性依从性成熟性成熟性容错性容错性易恢复性易恢复性可靠
7、性的可靠性的依从性依从性易理解性易理解性易学性易学性易操作性易操作性吸引性吸引性易用性的易用性的依从性依从性时间特性时间特性资源利用性资源利用性效率的依效率的依从性从性易分析性易分析性易改变性易改变性稳定性稳定性易测试性易测试性维护性的维护性的依从性依从性适应性适应性易安装性易安装性共存性共存性易替换性易替换性可移植性的可移植性的依从性依从性*的依从性：的依从性：软件产品遵循与软件产品遵循与*相关的标准、约定或法规以及类似规定的能力相关的标准、约定或法规以及类似规定的能力8软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 9/30高级软件工程高级软件工程软件可信性软件可信性软件可信性软
8、件可信性功能性功能性功能性功能性可靠性可靠性可靠性可靠性安全性安全性安全性安全性高效性高效性高效性高效性维护性维护性维护性维护性可用性可用性可用性可用性正确性正确性准确性准确性（精度、不（精度、不少、不多）少、不多）成熟性成熟性容错性容错性易恢复性易恢复性机密性机密性完整性完整性抗抵赖性抗抵赖性时间特性时间特性资源利用性资源利用性易分析性易分析性易改变性易改变性稳定性稳定性易测试性易测试性9软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 10/30高级软件工程高级软件工程3、刻度（依据、标准）是什么？、刻度（依据、标准）是什么？度量对象不同，度量刻度也不同！度量对象不同，度量刻度也不
9、同！度量对象不同，度量刻度也不同！度量对象不同，度量刻度也不同！Product(Artifact)AnalyzingDesigningCodingCompilingDeployingDeveloping ProcessMaintaining10软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 11/30高级软件工程高级软件工程产品（产品（Product）与制品）与制品(Artifact)：产品：最终交付给用户的软件（主要是代码代码）制品：软件生命周期中，所有各个阶段的人工产物 包括：产品 以及 开发过程中产生的 设计模型模型 分析模型 等等 In-house artifact In-p
10、rocess product刻度分别是什么？刻度分别是什么？11软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 12/30高级软件工程高级软件工程为什么要度量早期制品？为什么要度量早期制品？问题要尽早发现、尽早解决！问题要尽早发现、尽早解决！以降低总的可信性保障开销以降低总的可信性保障开销但越往前也越困难但越往前也越困难 用户需求不够清晰用户需求不够清晰 制品形态不够清晰制品形态不够清晰自动成分较少，人工方式更多自动成分较少，人工方式更多12软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 13/30高级软件工程高级软件工程产品度量之后呢？产品度量之后呢？l对服务进行度量！对
11、服务进行度量！服务提供者服务提供者服务使用者服务使用者第三方第三方刻度也很多！刻度也很多！13软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 14/30高级软件工程高级软件工程软件可信性度量问题软件可信性度量问题 转化为：转化为：在软件生命周期的不同阶段在软件生命周期的不同阶段模型、代码、服务模型、代码、服务 是否是否 与刻度有偏差？与刻度有偏差？存在缺陷？存在缺陷？14软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 15/30高级软件工程高级软件工程4、软件缺陷、软件缺陷1）什么是软件缺陷）什么是软件缺陷l缺陷、错误、故障、失败错误(error)人缺陷(defect)制品
12、（模型、数据、程序）故障(fault)运行结果(内部,局部)失败(failure)总体后果（外部）15软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 16/30高级软件工程高级软件工程lA system failure occurs when the delivered service is adjudged to have deviated from fulfilling the system function.lAn error is that part of the system state which is liable to lead to subsequent failu
13、re:an error affecting the service is an indication that a failure occurs or has occurred.The adjudged or hypothesised cause of an error is a fault.(Note:errors do not necessarily lead to failures this may be avoided by chance or design;component failures do not necessarily constitute faults to the s
14、urrounding system this depends on how the surrounding system is relying on the component).lThese three concepts(an event,a state,and a cause)must be distinguished,whatever names you choose to use for them.Prof.Brian Randell:16软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 17/30高级软件工程高级软件工程IBM ODC(Orthogonal Defect Cl
15、assification)Defect Removal Activities Activity that was being performed at the time the defect was discovered Triggers The environment or condition that had to exist for the defect to surface Impact Target Represents the high level identity of the entity that was fixed Defect Type Represents the ac
16、tual correction that was made Qualifier Captures the element of a nonexistent,wrong or irrelevant implementation Missing,Incorrect,Extraneous Age/State Base,New,Rewritten,ReFixed 2）软件缺陷分类）软件缺陷分类17软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 18/30高级软件工程高级软件工程ActivitieslDesign ReviewlCode InspectionlUnit testlFunctio
17、n TestlSystem Test18软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 19/30高级软件工程高级软件工程TriggerslDesign Conformance lLogic/Flow lBackward Compatibility lLateral Compatibility lConcurrency lInternal Document lLanguage Dependency lSide Effect lRare Situations lSimple Path lComplex Path lCoverage lVariation lSequencing lInt
18、eraction lWorkload/Stress lRecovery/Exception lStartup/Restart lHardware Configuration lSoftware Configuration lBlocked Test19软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 20/30高级软件工程高级软件工程ImpactlInstallability lServiceability lStandards lIntegrity/Security lMigration lReliability lPerformance lDocumentation lRequir
19、ements lMaintenance lUsability lAccessibility lCapability 20软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 21/30高级软件工程高级软件工程二、如何度量软件的可信性？二、如何度量软件的可信性？1、基本步骤2、不同技术21软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 22/30高级软件工程高级软件工程The IEEE quality metrics methodology:Establish quality requirementsIdentify quality metricsImplement quality
20、 metricsAnalyze results of the metricsValidate the metricsTrustworthy metrics methodology:Establish trustworthy requirementsIdentify trustworthy metricsImplement trustworthy metricsAnalyze results of the metricsValidate the metrics1、基本步骤、基本步骤质量度量：质量度量：ISO9126-2：外部度量：外部度量ISO9126-3：内部度量：内部度量ISO9126-4：
21、使用质量的度量：使用质量的度量22软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 23/30高级软件工程高级软件工程l不同阶段度量对象不同：早期的制品：发现偏差发布的产品：发现缺陷发布的产品：发现缺陷提供的服务：发现异常l方法自然不同23软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 24/30高级软件工程高级软件工程经典的软件缺陷度量l 缺陷密度软件缺陷在规模上的分布 如：每KLOC或每个功能点（或类似功能点的度量对象点、数据点、特征点等）的缺陷数 l 缺陷率缺陷在时间上的分布如：对应用软件的角度来说，90%以上的缺陷是在发布后两年内被发现出来。l 整体缺陷清除率在软件开
22、发过程中发现的所有缺陷数/发现的总缺陷数 l 阶段性缺陷清除率24软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 25/30高级软件工程高级软件工程2、不同阶段的缺陷度量、不同阶段的缺陷度量1）需求模型缺陷度量）需求模型缺陷度量2）设计模型缺陷度量）设计模型缺陷度量3）代码缺陷度量）代码缺陷度量4）在线服务缺陷度量）在线服务缺陷度量25软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 26/30高级软件工程高级软件工程1）需求模型缺陷度量）需求模型缺陷度量l软件是否考虑了足够多的可信属性？l是否有足够多的预案？l表述是否合理？l是否与用户做了足够多的沟通？l需求度量方法？26
23、软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 27/30高级软件工程高级软件工程2）设计模型缺陷度量）设计模型缺陷度量l模型中是否描述了足够的可信属性？l是否与需求中的内容一致？l设计模型度量方法模型检测l重要 且 困难27软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 28/30高级软件工程高级软件工程3）离线代码缺陷度量）离线代码缺陷度量是否遵守编程语言规范？是否遵守编程语言规范？是否遵守编程语言规范？是否遵守编程语言规范？编译技术编译技术编译技术编译技术是否遵循低层库的正确使用方式？是否遵循低层库的正确使用方式？是否遵循低层库的正确使用方式？是否遵循低层库的正确使用
24、方式？静态分析静态分析静态分析静态分析重点介绍！重点介绍！重点介绍！重点介绍！是否与用户需求一致？是否与用户需求一致？是否与用户需求一致？是否与用户需求一致？动态测试动态测试动态测试动态测试28软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 29/30高级软件工程高级软件工程4）在线服务缺陷度量）在线服务缺陷度量服务提供者（内部）服务提供者（内部）服务提供者（内部）服务提供者（内部）最终用户（外部）：最终用户（外部）：最终用户（外部）：最终用户（外部）：CapabilityUsabilityPerformanceReliabilityInstallabilityMaintainabi
25、lityDocumentationAvailabilityCapability Usability Performance Reliability Installability Maintainability Documentation Availability :Conflict with one another,:Support one another,Blank:Unrelated29软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量软件可信性度量 30/30高级软件工程高级软件工程讨论讨论l度量的能力度量的能力不同可信性质的需求不同不同可信性质的需求不同?度量的边界度量的边界?哪些是不可度量的？哪些是不可度量的？l度量的自动性度量的自动性如何形式化地描述可信的某个属性如何形式化地描述可信的某个属性代价代价(时间、空间开销）时间、空间开销）?l度量的副作用度量的副作用成本（三聚氰胺）成本（三聚氰胺）负面影响（教学评估）负面影响（教学评估）30