第5章軟件質量標準1內容提要5.1軟件質量標準概述 5.1.1國際標準 5.1.2國家標準 5.1.3行業標準 5.1.4企業規范 5.1.5項目規范 5.2ISO9001和9000-3在軟件中的應用 5.3能力成熟模型CMM&CMMI 5.3.1CMM質量思想 5.3.2CMM關鍵域 5.3.3PSP和TSP 5.3.4CMMI 5.3.5CMM中的質量框架 2內容提要5.4IEEE軟件工程標準 5.4.1IEEE730:2001結構與內容 5.4.2IEEE/EIAStd12207——軟件生命周期過程5.4.3IEEEStd1012——驗證與確認 5.4.4IEEEStd1028——評審 5.5其它質量標準 5.5.1ISO/IEC15504-2:2003軟件過程評估標準5.5.2TickIT 5.6小結 35.1軟件質量標準概述經過數十年的發展，軟件行業形成的標準分工細，體系繁多。本節主要從標準的層次來說明軟件質量標準的情況。根據軟件工程標準制定機構和標準適用的范圍，將軟件質量標準分為5個級別，即國際標準、國家標準、行業標準、企業標準和項目規范。很多標準的原始狀態可能是項目標準或企業標準，但隨著行業發展與推進，它的權威性可能促使它發展成為行業、國家或國際標準，因此這里所說的層次具有一定的相對性。4標準的層次55.1.1國際標準由國際機構指定和公布供各國參考的標準稱為國際標準。國際標準化組織（InternationalStandardsOrganization，ISO）具有廣泛的代表性和權威性，它所公布的標準也具有國際影響力。20世紀60年代初，國際標準化組織建立了“計算機與信息處理技術委員會”，專門負責與計算機有關的標準工作。它所公布的標準帶有ISO字樣，如ISO10012:1995質量手冊編寫指南。65.1.2國家標準由政府或國家級的機構制定或批準，適用于本國范圍的標準，稱為國家標準。如：GB（GuoBiao）中華人民共和國國家技術監督局是中國的最高標準化機構，它所公布實施的標準簡稱為“國標”。ANSI（AmericanNationalStandardsInstitute）美國國家標準協會。是美國一些民間標準化組織的領導機構，具有一定的權威性。FIPS（FederalInformationProcessingStandards）美國商務部國家標準局聯邦信息處理標準。它所公布的標準均冠有FIPS字樣。如，1987年發表的FIPSPUB132—87Guidelineforvalidationandverificationplanofcomputersoftware（軟件確認與驗證計劃指南）。BS（BritishStandard）英國國家標準。DIN（DeutschesInstitutforNormung）德國標準協會。JIS（JapaneseIndustrialStandard）日本工業標準行業標準。75.1.3行業標準行業標準是由一些行業機構、學術團體或國防機構制定，并適用于某個業務領域的標準。中華人民共和國國家軍用標準（GJB）。是由我國國防科學技術工業委員會批準，適合國防部門和軍隊使用的標準。例如，1988年發布實施的GJB473-88軍用軟件開發規范。美電氣和電子工程師學會（InstituteOfElectricalandElectronicsEngineers，IEEE），該學會成立了軟件標準技術委員會（SESS），開展軟件標準化活動。美國國防部標準（DepartmentofDefense-Standards，DOD-STD）。美國軍用標準（Military-Standards，MIL-S）。另外，我國的一些部門（如信息產業部）也開展了軟件標準化工作，制定和公布了一些適合本部門工作需要的規范。這些規范的制定參考了國際標準和國家標準。這些標準的制定對各自行業的軟件工程起到了強有力的推動作用。85.1.4企業規范一些大型企業或公司，由于軟件工程工作的需要，制定適用于本部門的規范。例如，美國IBM公司通用產品部（GeneralProductsDivision）1984年制定“程序設計開發指南”。95.1.5項目規范項目規范是為一些科研生產項目需要而由組織制定一些具體項目的操作規范，此種規范制定的目標很明確，即為該項任務專用。項目規范雖然最初的使用范圍小，但如果它能成功指導一個項目的成功運行并重復使用，也有可能發展為行業規范。10軟件質量標準的沿革各個標準之間并不是完全獨立的體系，有著或多或少的聯系或淵源。常用軟件質量標準：ISO9001CMMCMMIISO/IECTR1550411相關知識ISO:InternationalOrganizationforStandards國際標準化組織CMM:CapabilityMaturityModelforSoftware，SW-CMM，簡稱CMM,能力成熟度模型CMMI：CapabilityMaturityModelIntegration,能力成熟度模型集成IEC:InternationalElectrotechnicalCommission國際電工委員會TR:技術報告1212ISO9001與CMMCMM和ISO9001都以全面質量管理為理論基礎，都針對過程進行描述，但二者的設計思路不同，屬于兩個不同的體系。13ISO9001與CMMISO9001是ISO9000簇標準體系之一,即設計、開發、生產、安裝和服務的質量保證模式，這一套標準中包含了高效的質量保證系統必須體現的20條需求ISO9001標準適用于所有的工程行業，因此，為了在軟件過程的使用中幫助解釋該標準，而專門開發了一個ISO指南的子集，即ISO9000-3ISO9001在軟件行業中應用時一般會配合ISO9000-3作為實施指南。涉及到質量體系的最低可接受標準，其審核結果只有兩個：通過或不通過。14ISO9001與CMMCMM是專門針對軟件行業設計的描述軟件過程能力的模型，是“專有”模型。CMM強調的是持續的過程改進，通過評估，可以給出一幅描述企業實際綜合軟件過程能力的輪廓。審核結果有五級TQM全面質量管理ISO9000系列標準ISO9000-3CMMTQM、ISO9000與CMM15從CMM到CMMICMMI(capabilitymaturitymodelintergration).即能力成熟度模型集成，是美國國防部的一個設想，想把現存所有的以及將被發展的各種能力成熟度模型集中到一個框架中去。CMMI是CMM的修訂版。16CMMI與ISO/IECTR15504ISO/IECTR15504《軟件過程評估》于1995年發布，目的是向世界軟件界推薦軟件工程實踐方法。CMMI沿用了CMM等級方式，在開發過程中又吸取了TR15504的特點，增加了與類似的連續表達形式。175.2ISO9001和9000-3在軟件中的應用ISO9001描述的20條需求所面向的是以下問題。管理職責；質量系統；合同復審；設計控制；文檔和數據控制；對客戶提供產品控制；產品標識和可跟蹤性；過程控制；審查和測試；審查、度量和測試設備的控制；審查和測試狀態；對不符合標準產品的控制；改正和預防行為；處理、存儲、包裝、保存和交付；質量記錄的控制；內部質量審計；培訓；服務；統計技術；采購。185.3能力成熟模型CMM&CMMI能力成熟度模型（CapabilityMaturityModel，CMM）的本質是軟件管理工程的一個部分。它是對于軟件組織在定義，實現，度量，控制和改善其軟件過程的進程中各個發展階段的描述。通過5個不斷進化的層次來評定軟件生產的歷史與現狀。19CMM質量思想軟件過程能力成熟度是指一個特定過程被明確地定義、管理、測量、控制并且是有效的程度。成熟度意味著能力上的增長能力，并表明一個組織軟件過程的豐富性和在項目中運用它時的一致性。過程能力與成熟度關系20初始級可重復級已定義級已管理級優化級1級2級3級5級4級成熟度等級紀律化的過程標準一致的過程可預測的過程不斷改進的過程見下圖21成熟級別過程能力關鍵過程域目標公共特性實施及規范關鍵實踐基本設施及活動225、關注過程持續改進4、過程已測試和控制3、為組織刻劃過程2、為項目刻劃過程1、過程不可預測23CMM關鍵過程域CMM內容結構示意圖24

CMM初始級軟件過程的特點是無序的，混亂的，幾乎沒什么過程是經過定義的。25CMM可重復級CMM2級首次將需求管理作為一個活躍的實體貫穿于整個開發過程之中。軟件需求是軟件項目成功的關鍵。26CMM已定義級從CMM3級開始，將軟件生命周期的各個階段嚴格地劃分出來，以保持軟件工程活動和軟件工作產品的一致性。CMM模型的已定義級的KPA：組織過程焦點(OPF，OrganizationProcessFocus)組織過程定義(OPD，OrganizationProcessDefinition)培訓程序(TP，TrainingProgram)集成軟件管理(ISM，IntergratedSoftwareManagement)軟件產品工程(SPE，SoftwareProductEngineering)組間協調(IC，IntergroupCoordination)同級評審(PR，PeerReviews)27ＣＭＭ等級軟件生命周期各階段缺陷分布不同ＣＭＭ等級軟件生命周期各階段缺陷分布示意圖

28CMM已管理級已管理是CMM的第4級。是建立在可重復級和已定義級的基礎上的。4級組織的過程能力是定量的，已知的，是可預測的過程。4級時要分析和使用所采集的數據，理解過去，控制現在，預測未來。29CMM已管理級在第4級中，組織為軟件產品和軟件過程指定了量化的質量目標。利用組織級的軟件過程數據庫采集、分析來自項目定義軟件過程的有用數據，評價所有項目的重要軟件過程的產品和質量，并將其作為組織評價計劃的一部分。等級3組織已經定義和系統地采集了數據。等級4的組織使用等級2和等級3積累的過程資產支持項目，基于所收集的數據進行分析，做出客觀的決策，使項目能有定量理解的、穩定的過程。當績效超出限制時，識別績效變化的特殊原因，合適時采取改正措施。30CMM4級KPA之

定量過程管理定量過程管理（QPM）的目的在項目層上定量地控制軟件項目的過程績效。它包括：建立過程績效目標，制定實現目標的計劃。測量項目績效分析這些測量做出調整以保持過程績效在可接受的限制范圍內這四步是PDCA的體現，目標如同一個估計，所以QPM是SPP（軟件項目策劃）\PTO（項目跟蹤與監督）\ISM（集成軟件管理）的進化。在組織層上，組織從軟件項目處采集過程績效數據，建立OSSP(Organization’sSetofStandardProcess組織標準過程集合)的過程績效基線。31CMM4級KPA之

軟件質量管理軟件質量管理KPA關注產品，目的是要構造高質量的產品。它定義項目可測的產品質量目標，當目標實現時，產品具有高質量。在等級2時，質量的關注點是“符合需求”，而在等級4則強調理解顧客、最終用戶和供應商的需求，對質量是顧客說了算。32CMM4級KPA之

軟件質量管理軟件質量管理（SQM)的目的是建立對項目軟件產品質量的定量了解和實現特定的質量目標。它包括：定義軟件產品的質量目標；制定實現這些目標的計劃；監控及調整軟件計劃、軟件工作產品、活動和質量目標，以滿足顧客和最終用戶對高質量產品的需要及愿望。33CMM優化級優化級是CMM的第5級。是CMM進化途徑的終點，但不是過程改進的終點。等級5的組織有能力不斷優化其過程，它了解如何通過不斷改進其過程來提高軟件能力。它們在任何時間點上都致力于過程的不斷改進。統計過程控制的理論和技術是等級5的基礎。34CMM優化級等級5有3個關鍵過程域：缺陷預防DP：目的是鑒別缺陷的原因并防止它們再次出現。技術變更管理TCM：識別出那些建立在最好的軟件工程實踐基礎上的技術創新，并把它們推廣到整個組織。過程變更管理PCM：改進軟件質量、提高生產率和縮短產品開發周期為目的持續不斷地改進組織中所采用的軟件過程。既通過在現有過程中增量式前進的辦法，也通過采用新技術、新辦法的革新辦法，使過程不斷改進。3536序號通過評估企業名稱評估級別通過時間1東軟集團有限公司CMM52002年12月30日2大連海輝科技股份有限公司CMM52003年3月3摩托羅拉中國公司CMM52000年9月4惠普全球軟件服務中心（大連）CMM52004年4月5用友軟件股份有限公司CMM52004年12月22日6埃森哲信息技術中心CMM52005年4月12日7上海寶信軟件股份有限公司CMM52005年12月27日8大連華信計算機技術有限公司CMM52004年2月9華為印度研究所CMM52003年8月1日10華為北京研究院CMM42003年1月24日11中科軟科技股份有限公司CMM42004年12月24日12金蝶軟件有限公司CMM42004年4月20日13北京聯想利泰軟件有限公司CMM42004年2月14上海新致軟件公司CMM42004年12月31日36PSP和TSPPSP：(personalsoftwareprocess)個體軟件過程是基于個體和小型群組軟件過程的優化提供了具體而有效的途徑。在軟件設計階段，PSP的著眼點在于軟件缺陷的預防，其具體辦法是強化設計結束準則，而不是設計方法的選擇37PSP和TSPTSP:(teamsoftwareprocess)團隊軟件過程TSP指導項目組中的成員如何有效地規劃和管理所面臨的項目開發任務，并且告訴管理人員如何指導軟件開發隊伍。實施集體管理與自己管理自己相結合的原則，最終目的在于指導開發人員如何在最少的時間內，以預計的費用生產出高質量的軟件產品。38CMMICMMI的全稱是CapabilityMaturityModelIntegration，即軟件能力成熟度模型集成模型，是一套融合多學科的、可擴充的產品集合，其研制的初步動機是為了利用兩個或者多個單一學科的模型實現一個組織的集成化過程改進CMMI的模型構件主要有三類：需要的（required），期望的（expected），以及提供信息的構件需要的構件需要的構件只有一種，那就是“目標”期望的構件期望的構件也只有一種，就是“實踐”提供信息的構件提供信息的構件有10種，分別是目的、介紹性說明、引用、名字、實踐與目標關系表、注釋、典型工作產品、子實踐、學科擴充以及共性實踐的詳盡描述39SQA活動通用框架1）提出軟件質量需求2）確定開發方案3）階段評審4）測試管理5）文檔化管理6）驗證產品與相應文檔和標準的一致性7）建立測量機制8）記錄并生成報告40CMM流程改進CMM流程改進基本上可歸納為三大步1．確定流程改進的總體框架2．細化框架內的要求3．明確流程改進的度量方法與標準41CMM流程改進

--確定流程改進的總體框架這部分內容包括CMM流程改進的總體方案、總體策略、總體目標、階段性目標、目標流程的確定、流程改進與項目生命周期的關系、度量體系需要涉及的部分與總體標準、流程中權責分配表以及體系文件的管理

42CMM流程改進

--細化框架內的要求細化工作主要包括詳細的過程定義與描述、詳細的度量和過程監控方法、以及整個過程涉及內容的詳細有效的文檔描述。有關過程定義，有標準的模板，內容涉及：目的——定義本過程的目的角色——本過程中涉及的角色及其職責入口準則——什么條件會觸發本過程的啟動輸入——文檔、資源和數據過程步驟——本過程有關的處理步驟輸出——文檔、資源和數據;出口準則——什么條件會觸發本過程的結束。對于度量、過程監控方法、工具技術和方法、差距分析、過程改進歷史和相關過程必要時也可以對其進行詳細的描述。43CMM流程改進

--明確流程改進的度量方法與標準軟件度量44

量化管理CMM第四級（或稱為已管理級）的軟件組織會根據已收集的缺陷數據，采用SPC的方法建立軟件過程能力基線（ProcessCapabilityBaseline）。對于缺陷管理，可以缺陷密度為例，過程能力基線通常包括期望（Mean），能力上限（UpperControlLimit，UCL），能力下限（LowControlLimit，LCL）。其中，"期望"描述了未來項目的缺陷密度的預期值，而UCL和LCL描述了未來項目的缺陷密度的合理變化范圍。這樣的過程能力基線可以用來：(1)幫助未來的項目設立量化的項目質量目標；(2)理解和控制未來項目的實際結果。過程能力與缺陷密度45IEEE軟件工程標準IEEE系統軟件工程標準是由軟件工程技術委員會之下的軟個把工程標準工作小組創立。1．顧客標準

2．流程標準3．產品標準4．資源與技術標準

46IEEE730:2001結構與內容軟件質量保證計劃(SQAP)—IEEEStd730-2001,共分十七個部分1、目的2、參考文檔3、管理4、文檔5、標準、實踐、約定和度量6、軟件評審7、測試8、問題報告和改正活動9、工具、技術和方法學10、軟件代碼控制11、媒體控制12、供應商控制13、記錄收集、維護和保持14、培訓15、風險管理16、詞匯表17、SQAP變更規程和歷史47IEEE／EIAStd12207

--軟件生命周期過程軟件生存期過程支持過程組織過程主要過程