CMMI质量管理软件开发

CMMI质量管理软件开发（共7篇）

CMMI质量管理软件开发 篇1

摘要：随着科技和网络的大力发展, 模型CMMI已经在软件企业得到非常广泛的应用, 本文详细阐述了CMMI的软件项目质量管理方面的改进方案, 并且提出了以软件项目开发管理、软件项目需求管理、软件质量保证的软件项目质量控制框架。

关键词：CMMI,质量管理,创新,框架

1 基于CMMI的软件项目管理改进

1.1 需求调研

软件项目中没有非常标准的规范, 在需求调研过程中的测试人员、开发人员、系统设计人员都必须要具备一定的相关工作经验, 协助需求小组与客户进行需求调研与访谈, 要让他们在第一时间了解需求信息, 这样在执行项目各部分的时候可以更加深刻地了解软件系统, 防止部分人员在执行期间由于思路不清晰而出现问题。

1.2 制定需求管理计划

内容主要包括:需求管理的制度和方案、需求管理需要的管理工具、管理人员、所属责任。其中需求管理人员负责需求跟踪方案、培训计划、审批需求管理计划等。除此之外, 还应成立需求管理小组, 安排专人负责, 对需求小组成员进行培训。

1.3 需求分析

需求分析的过程比较复杂, 通常有以下步骤:

第一, 需求确认。严格遵照需求规格说明, 与技术人员、客户一起商讨, 通过讲解的方式确认真实需求, 最终让客户方的主管领导或者负责人签字确认。

第二, 管理需求变更。软件项目中的需求会随时发生变化, 如果草率确定下来, 随着开发的不断深入以及客户业务的变化, 需求是不能得到满足的。就此提出几点建议:首先, 需求变更申请一定要通过书面形式提出, 并由客户方负责人签字确认。收到需求变更申请以后, 应当先由项目组经理与客户方负责人协商, 如果协商失败的话, 组织相关人员开会讨论, 最终确认以后签字。其次, 对项目的设计和开发做出相应的调整。

第三, 在审核需求变更的过程中, 项目经理应通知项目的各小组 (包括开发组、设计组、测试组) , 以开会讨论的方式对影响范围及工作量进行评估。

第四, 需求跟踪。需求跟踪包括编制每个需求各类元素之间的联系文档, 这些元素包括体系结构、测试用例、源代码模块、帮助文件等。由此可见, 如果对需求进行跟踪采用手工操作方式的话是非常耗费体力的。因此, 我们可以充分应用TD管理工具来进行, 该工具可把需求定义、设计、开发、测试组成一个相互联系的整体。

2 基于CMMI组建的软件项目质量管理框架

开发人员的能力往往都是体现在团队的力量上, 技术层面主要是通过开发方法与软件工具的应用来集中体现的, 而软件过程成熟度则主要体现在对软件开发过程的自我改善能力和控制能力上。鉴于此, 我们应当以建立稳定、有效的软件过程为核心来应用有效软件开发工具, 从而真正控制软件的质量。图1是基于CMMI的层次, 结合软件项目管理的特点所组建的质量控制关键框架。

3 总结

CMMI已经得到广泛应用, 已经成为改善企业软件质量管理的重要方法之一, 我们应当加大宣传力度, 积极倡导各中小企业使用这种模型加强公司管理, 公司管理得好就可以大大提高自身的竞争力, 从而在激烈的市场竞争中处于有利位置。

参考文献

[1]刘冠男.基于CMMI的软件项目质量管理研究——以可人软件公司为例[D].北京:中央民族大学, 2013.

[2]李铃.项目质量管理方法在电信IT项目中的应用研究[D].南京:南京邮电大学, 2011.

[3]张仲雷.基于CMMI的软件项目质量管理框架[J].中小企业管理与科技, 2009, (27) :106—107.

[4]陈强.软件开发配置管理系统的设计与实现[D].大连:大连理工大学, 2009.

[5]武占春, 王青, 李明树.一种基于PDCA的软件过程控制与改进模型[J].软件学报, 2006, (08) :112—113.

CMMI质量管理软件开发 篇2

关键词：CMMI软件,质量,管理方法

1 引言

本文研究的质量方法借鉴CMMI质量管理的思想, 与软件工程中各阶段活动相结合, 扩展了质量管理的范围, 从团队组建开始展开质量管理工作, 强调事前计划、事中控制、事后评估改进。作者认为该质量管理方法适合于有一定技术成果积累、开发过多项应用系统、相关技术人员具备基本的质量管理知识的企业和单位使用。

2 软件质量管理应用分析

2.1 项目立项

项目立项的主要工作包括制定项目计划、组织项目的招投标工作、确定项目技术方案、购买或组建项目开发环境、选定项目经理、组织成立项目团队、签订各类合同等工作, 为项目的顺利开展打下良好的基础。

项目立项阶段的质量保证措施主要有:首先根据单位的质量方针来制定软件质量计划, 软件质量计划涵盖项目立项、需求分析、代码开发、测试、发布和维护各个阶段, 明确每个阶段的质量管理活动。在项目立项时要注意以下几点:⑴明确计划重点。根据项目实际情况, 确定项目中哪些是质量小组进行质量评估的重点工作。⑵明确评审内容。⑶制定审计方式。⑷公开审计报告。审计完成后的结果在项目组内公开, 便于监督和改进。

2.2 软件需求分析

良好的需求分析所形成的系统说明书就像经世流传的交响乐的乐谱一样, 它引领着整个团队演奏出壮丽辉煌的乐章。在基于CMMI软件质量管理方法中, 在软件需求分析阶段开始之前, 质量管理小组首先制定关于需求分析阶段的质量保证计划, 明确软件分析阶段的质量计划内容、实施步骤, 需求分析阶段的质量保证活动计划应该详细到软件需求分析的每一个过程, 在每一个过程当中, 制定过程的输入条件、输出条件、入口准则、出口准则以及输出的成果。

2.3 软件设计

在需求分析质量得到保证的前提下, 软件设计质量就是最重要的, 关系到软件的最终实现, 包括对软件编程、测试和维护的直接影响。在开展软件设计阶段开发质量保证活动时, 要充分考虑软件设计的原则和准则, 针对概要设计、详细设计、体系结构等方面, 制定详细的质量评审方案, 评估实际完成情况与制定的质量标准的偏离程度, 质量保证小组组织技术专家、需求分析师、软件设计师, 与项目管理者密切配合, 及时发现错误、改进缺陷、降低风险、提升质量。

2.4 软件代码开发

⑴要提高整体产品的质量, 主要考虑到整个团队的效率和以后的维护过程, 团队中使用相同代码风格的益处之一主是能提高程序的可理解性。

⑵编程规则的制定。面向对象的技术可以很好的解决传统以流程为基本路线的编程方法, 面向对象技术的封装、继承和多态性的编程思想, 借助类的封装和继承, 达到代码的可复用性, 提高了软件整体质量。

⑶代码审查。加强代码审查, 特别是由资深开发/质量工程师牵头组织多次代码审查会议。

2.5 发布与维护

软件完成所需要的各种测试和评估之后, 软件将要发布以投入到使用和应用中。软件发布的质量主要靠程序来保证, 这里的程序不是由编程语言定写成的软件源代码, 它相当于软件发布的流程, 再加上时间表、资源、活动等管理项。软件发布管理包括版本定义、运行环境设计、软件发布和部署时间表等。

3 软件质量管理优势

3.1 覆盖面广

基于CMMI软件质量管理方法覆盖面广, 从全员培训到项目立项、需求分析、软件设计、代码开发、测试、发布和维护, 覆盖软件的全生命周期和全体项目组成员。

3.2 全员参与

项目组成员全员参与软件质量管理活动, 包括项目经理、需求开发人员、设计人员、开发人员、测试人员、发布和实施人员、维护人员、质量保证人员等。

3.3 强调计划

基于CMMI软件质量管理方法要求为软件工程全生命周期内的每一项具体工作, 都制定详细的质量计划, 成员开展工作之前, 非常清楚工作的质量目标是什么, 要经过哪些质量评审。在工作过程当中, 成员会有意识的关注质量管理活动关注的一些细节, 这样更有利于保证工作的质量。

3.4 注重评估

基于CMMI软件质量管理方法, 借鉴CMMI中全面质量管理思想, 在软件工程的全生命周期中, 对每一项活动进行质量计划、质量控制、质量评估、质量改进, 保证每一阶段中的每一项活动都严格按质量要求完成, 从而保证了软件项目的整体质量。

参考文献

[1]韩启龙, 著.软件项目管理.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社.2012.3.

[2]Hans van vlient, 著.郭文明, 译.软件工程——原理与实践 (第三版) .北京, 电子工作出版社, 2011.4.

[3]Dennis M.Ahern, 等, 著.王辉青, 战晓苏, 译.CMMI精粹 (第三版) .北京.清华大学出版社, 2009.4.

[4]方木云, 刘辉, 著.高级软件工程.北京.清华大学出版社.2011.6.

[5]张友生李雄著.软件体系结构原理、方法与实践.北京.清华大学出版社.2009.8.

CMMI质量管理软件开发 篇3

随着信息技术和网络通信的迅猛发展, 软件已经应用到了社会生活的各个领域, 逐渐成为人们社会经济活动和日常生活不可缺少的元素, 对于国民经济的发展起到举足轻重的作用, 成为信息时代必不可少的组成部分。随着软件应用领域的不断扩展延伸, 软件质量所引发的项目失败案例, 比比皆是, 根据现代软件工程对众多失败项目的调查, 发现管理是项目失败的主要原因。这个事实的重要性在于说明了“要保证项目不失败, 应当更加关注管理”[1]。企业对项目质量的量化管理和预测来提升软件的质量已经迫在眉睫。

综合上述这样的背景中, 我们可以得知, 能够拥有一套完整的基于CMMI4的实用管理制度及度量标准, 是许多公司渴望总结和整理的[2]。本系列论文就在这样的一个大的需求背景下, 提出一套基于CMMI4可量化的软件质量管理模型, 该模型主要包括了软件质量管理的相关制度模型及针对相关制度所进行度量模型, 但是由于本篇论文的篇幅问题, 所以本次的重点主要放在对软件质量管理过程规范上面[3]。为各大软件公司软件生产质量管理方面提供相关依据和相关管理模式, 使其可以结合自己公司的一个实际情况进行质量管理。

2 CMMI4对质量管理的要求

从对CMMI4的一个理解上来看, CMMI4的重点就是在解决项目的质量上面。在CMMI4中提出了用质量和过程性能目标对项目进行量化管理, 建立和维护项目质量及过程性能目标。

但是, 要想建立项目的质量及过程性能两个方面的量化目标, 如何制定量化的目标是关键, 要做到这一步, 必须要有完整而有效的度量体系, 所以要达到CMMI4对质量管理的要求除了要有一套行为规范进行项目过程管理的控制外, 还要有一套为之可行的度量体系。本文的重点放在研究项目过程管理的控制。

3 构建基于CMMI4可量化的软件质量管理模型行为规范

基于CMMI4的质量管理, 是量化地了解过去、量化地控制现在、量化地预测未来的管理方式。本文在结合过程性能基线和过程性能模型的原理, 提出了一种基于CMMI4的软件质量管理模型, 模型主要包括两个部分:一、建立基于CMMI4的质量管理模型行为规范详细方法和具体步骤;二、通过度量设计对其行为规范进行数据分析。接下来将详细阐述行为规范的内容。

3.1 总体概述

3.2 工作流程设定

(1) 制定品质保障计划

制定关于审查和改进过程的产品品质的计划。制定品质保障计划过程的流程整体如下:

在品质保障计划这个阶段中, QA工程师根据项目计划中的时间进度, 制定针对其具体过程和产品的品质保证计划。计划中需要根据项目的特征确定审查那些过程域和工作成果, 还需要计划审查的时间和人员。在项目的审查活动中按照不同的阶段, 重点检查项是不同的:项目策划和监控中重点的产品项包括:《项目计划》、《项目计划附件》、《项目估算表》、《项目计划变更控制报告》、《重大问题跟踪表》、《风险管理与跟踪表》、《项目周报》、《项目月报》、《项目里程碑报告》、《项目总结报告》、《项目遗留问题备忘录》;风险管理中重点的产品项包括:《风险来源一览表》、《风险管理与跟踪表》;需求开发中重点的产品项包括:《用户需求说明书》、《需求规格说明书》;需求管理中重点的产品项包括:《需求评审报告》、《需求跟踪报告》、《需求变更申请单》;技术解决重点产品项:《技术路线计划书》、《技术路线说明书》、《架构设计说明书》、《模块设计书》、《数据库设计说明书》、《技术评审报告》、代码检查、用户手册、帮助文档;决策分析与决定重点产品项:决策分析评估准则、决策分析记录表、决策分析管理表;同行评审所包含的重点产品项:《技术评审报告》、《管理评审报告》;测试所包含的重点产品项:《系统测试计划》、《系统测试计划》、《集成测试计划》、《集成测试用例》、《集成测试报告》、bugzilla管理、《测试报告》、《测试分析报告》、《客户验收报告》;配置管理所包含的重点产品项:《配置管理计划》、《发行一览表》;测量与分析所包含的重点产品项:《里程碑报告》、项目监控、《项目总结报告》。

(2) 实施品质保证活动

在实施品质保证活动这个环节中, 主要的目的是客观地审查项目组的“工作过程”和“工作成果”是否符合既定的规范, 并促进品质的改进。实施品质保证活动要严格按照《品质保证计划》进行, 整体流程如下:

在该流程中QA工程师根据品质保证计划制定《审查单》, 根据审查时间点填写审查结果。对于过程, QA工程师根据《审查表》, 与相关的项目成员交谈, 审查项目实际执行过程中产生的过程文档, 看是否符合项目定义的过程或计划。QA工程师在进行品质保证活动时, 如果发现不符合项, 应提出不符合项报告, 记录在《不符合项跟踪一览表》中, 便于管理和跟踪。《审查单》模板请根据自己公司的实际开发情况来定, 《不符合项跟踪一览表》模板, 请参见表3.2。

4 结束语

基于CMMI4的质量管理模型是一个依据历史数据制定量化目标, 在项目实施过程中监控项目各个阶段活动的过程性能, 分析目标达成概率的过程。在本论文中主要完成的工作:建立了基于CMMI4的质量管理模型行为规范详细方法和具体步骤。通过过程管理、过程控制支持实现质量的量化管理, 详细定义了各个子过程的执行内容和具体实现方法, 实现对过程质量的量化控制, 利于对日后所进行的软件度量打下良好的基础。

参考文献

[1]董雅萍.软件存在的问题耗费近600亿元[J].世界制造技术与装备市场, 2004 (2) :79

[2]Stephen H.Kan, 吴明辉等译。软件质量工程-度量和模型[M].北京:电子工业出版社, 2009

CMMI质量管理软件开发 篇4

软件日益渗透到社会生活的各个领域,软件行业也面临日益激烈的竞争,如何科学地进行质量管理从而获得优质的产品是当前软件项目管理面临的重要挑战[1]。传统的质量管理往往关注最终目标,但是当系统变得越来越复杂时,这种管理方式会使管理者对目标最终是否能按计划实现存在疑虑,于是越来越多的企业开始重视基于先行和已有的数据来预测目标,前瞻性地进行量化管理以提升产品质量。

1 量化质量管理基础

1.1 量化质量管理思路

CMMI4是能力成熟度模型集成(Capability Maturity Model Integration)中的第4等级即量化管理级[2],包括2个过程域:OPP组织过程性能、QPM定量项目管理。CMMI4强调通过度量并基于统计预测控制过程性能。

基于CMMI4的量化质量管理思路以统计过程控制理论为基础,对各个过程的质量目标进行定量预测估计,并在实施质量控制活动过程中,根据已定义的质量目标,在预定的监测点采集、分析相应数据,与估计值比对。对于测量值偏离预期范围时,采用因果图、控制图等方法分析导致偏差的原因,并采取适当的措施进行纠正,从而保证实现最终的项目质量目标。

1.2 量化质量管理前提

量化管理前提是需要企业收集大量项目数据,通过分析这些数据,建立组织级的过程性能基线和过程性能模型,在此基础上进行目标预测与估计,获得项目过程期望性能目标。进行量化管理的项目必须是性质近似、生产过程类似的项目。

1.3 量化质量管理流程

量化质量管理包括质量目标量化预测、量化质量目标监控两个方面,软件项目管理流程如图1所示,具体步骤如下:(1)在项目策划阶段,选择组织级过程性能基线和过程性能模型,对项目过程质量目标进行预测;(2)在项目研制阶段,采集质量控制活动检验点数据,分析是否符合预期质量目标;(2)若有偏差,则分析原因并采取纠正措施。

2 量化质量管理策划

2.1 质量目标测量项

要实现软件项目研制过程质量量化管理,首先需要明确质量目标测量项。从软件工程角度分析,软件质量与产品中存在的缺陷有很大关系,即缺陷越少,质量越好。软件缺陷指程序中存在的任何影响到正常运行且有效满足用户要求的问题和错误[3]。项目的质量管理包含了识别缺陷、消除缺陷的过程,因此项目过程质量目标测量项应包括以下几个方面:(1)产品规模,包括功能点等;(2)缺陷密度;(3)项目总缺陷数;(4)各缺陷注入阶段注入率;(5)产品同行评审和各级测试等缺陷清除活动的清除率。

2.2 基线建立

收集了质量目标测量集后,按照统计过程控制(Statistical Process Control,SPC)原理,建立过程性能基线和过程性能模型,为了使目标估计值更准确,应当按不同领域分类建立。

过程性能基线是过程能力的表现形式,通常使用平均值表示过程能力的平均水平,围绕平均值上下浮动一个区间范围表示过程能力的波动[4]。需要建立与质量目标有关的过程性能基线,包括缺陷密度基线、缺陷注入率基线、缺陷清除率基线等。

过程性能基线可以采用X-MR(单值移动值域)的方法进行计算,假设有k个项目,Xi为第i个项目的待统计值,共有k-1=r个两点移动域,具体算法如下:

第i个移动值域:mRi=｜Xi+1-Xi｜,其中1≤i≤k-1;

单点平均移动值域:;

中值:CLx=;

上限:;

下限:。

例如笔者所在单位根据近10年中已完成的99个项目的数据,采用X-MR方法分领域获得的缺陷密度过程性能基线如表1所示。

单位:缺陷数/百功能点

2.3 模型建立

由于一些因素的影响可能导致的过程性能基线值变化称为波动因子。波动因子分为可控因子和不可控因子。可控因子可以调整控制过程性能,而不可控因子一般代表过程实施的环境因素。建立模型时要关注各种因子变化对目标值的影响,例如在建立缺陷密度模型时,可以考虑的波动因子如表2所示。

获得波动因子后,对采集数据进行异常点剔除、正态分布校验、影响因子之间相关性验证、回归分析等,进行模型验证后得到回归方程PRE=f(CLx,x1,x2,…),其中CLx为基线中值,x表示波动因子[5]。与质量相关的模型包括缺陷密度模型、缺陷注入率模型、缺陷清除率模型等。

2.4 过程质量目标预测

在预测项目过程质量目标前,需要根据项目特征确定项目类型,然后选择相应的过程性能基线及模型,评估其波动因子的影响,确定影响度权值,再根据模型获得预测值。

预测量化质量目标流程:(1)根据缺陷密度基线、缺陷密度模型计算缺陷密度目标;(2)分析项目规模,即估算各模块的功能点数,并依据缺陷密度目标计算总缺陷个数;(3)根据缺陷注入基线、缺陷注入模型获得系统需求分析、系统设计、软件需求分析、软件设计、软件实现等阶段的缺陷注入率,并依据总缺陷个数计算各阶段缺陷注入数;(4)根据缺陷清除基线、缺陷清除模型获得系统需求评审、系统设计评审、软件需求评审、软件设计评审、单元测试、集成测试、系统测试各阶段的缺陷清除率,并依据缺陷注入率及总缺陷数计算各个缺陷清除活动中应该发现的缺陷数。

3 量化质量管理监控

基于量化的过程质量目标预测值,在实施质量控制过程中,要在预定的监测点采集项目实际质量数据,与估计值进行比较,具体为当计划的缺陷清除活动(同行评审或测试)完成后,跟踪其检出的缺陷数,将其与估计值比较,记录偏差及偏差率,记录表格如表3所示。

当偏离超出阈值时,需分析偏差原因并采取纠正措施,确保项目实现预定的量化目标。例如对某产品同行评审缺陷的检出结果进行检查时,结果不在估计范围时的原因分析和相应的纠正措施如表4所示。

4 结语

基于CMMI4的量化质量管理,实质是量化地了解过去、量化地控制现在并量化地预测未来的管理方式,能够有效提高软件产品质量和质量控制能力。笔者单位从实施量化管理以来,软件项目检测第一轮测试用例通过率逐年提升,目前大部分软件项目均能满足所级质量目标中规定的所检一次交验合格率86%以上要求,充分证明了量化质量管理能有效提高软件产品质量。在量化质量管理中,数据采集的准确性、异常数据的剔除、波动因子粗细程度以及模型建立的合理性都会影响到量化管理的实际效果,在具体实施中应当予以高度重视。

摘要：为了提高软件产品质量,提出基于CMMI4进行量化质量管理。阐述了量化质量管理前提、思路和流程,明确质量性能目标测量项,重点分析如何建立过程性能基线和过程性能模型,给出过程质量目标预测和监控方法。总结了量化质量管理的实践效果以及在量化质量管理中需要注意的问题。

关键词：CMMI4,过程性能基线,过程性能模型,质量目标预测,量化质量管理

参考文献

[1]向新忠.基于CMMI的软件项目进度管理研究[J].现代商贸工业,2012(17):173-175.

[2]郑秋.基于质量和过程性能目标的量化管理[J].电子质量,2013(9):51-55.

[3]李慧.同行评审软件缺陷预测模型研究[J].科技创业月刊,2015(20):106-107.

[4]马林,吴超英.基于过程性能模型的软件质量管理过程的研究与应用[J].数字技术与应用,2010(1):79-84.

CMMI质量管理软件开发 篇5

关键词：汽车电子,CMMI,软件开发,软件质量

0 引言

在中国软件行业发展的近30年中,集成能力成熟度模型CMMI(Capability Maturity Model Integration)已经在国内的软件企业广泛实施并探索出有效的实施方法,越来越多软件企业通过实施CMMI来规范企业管理体系,提升软件产品质量。

随着中国汽车电子的飞速发展,汽车与软件的联系越来越紧密,已成为汽车创新发展不可缺少的因素之一。为了在有限资源范围内最大限度地提高主机厂自主开发的软件质量,必须引入CMMI管理体系指导软件开发。

1 CMMI概述及应用现状

CMMI起源于美国政府和军工软件企业的一些成功经验及实践。2002年1月,由美国国防部、卡内基-梅隆大学与美国国防工业协会共同开发研制并发布的CMMI1.1版本,标志着CMMI模型的正式启用。其研究目的主要是提高软件行业开发能力,帮助企业建立适合企业自身发展的软件开发质量保证体系,从而保证软件产品能及时、高效地输出到客户。另外,通过不断积累和发展使软件开发向着流水线方向发展、帮助企业节省开发成本也是CMMI的重要目的。CMMI按企业软件的成熟度共分为5级22个过程域,分别为初始级、可重复级、已定义级、量化管理级、优化管理级。

自1999年起,中国软件企业开始接受并逐步推广CMMI体系,通过学习和不断探索,已经在软件开发标准化方面取得了一定进展。据SEI统计,通过评估的软件公司对项目的估计与控制能力提升了40%~50%,生产率提高了10%~20%,软件产品出错率下降超过1/3[1]。截至2011年底,包括IBM中国、宝信软件、东软集团等在内的28家企业通过了CMMI5 级认证。如今,已有越来越多软件企业通过了CMMI认证,主要涉及计算机、手机软件等相关行业。随着汽车电子的快速发展,其规模和复杂度也日益提高,汽车嵌入式软件与其它行业软件相比有着更高的质量要求,其对响应速度及安全性的要求更高。

2 CMMI软件开发模型

CMMI开发模型(CMMI For Development)是在产品与服务开发活动中处理问题的最佳实验[2],此模型涵盖了工程学科共有的开发与维护活动,涉及产品开发的过程均可利用此模型来进行过程改进,包括银行、计算机软硬件、航空航天、国防等在内的各个领域。CMMI开发模型包含16个核心过程域及5 个开发活动特有的过程域,这5 个关于开发活动特有的实践包括:需求开发、技术解决方案、产品集成、验证和确认。

CMMI指出,CMMI的本质是软件管理工程的一部分[3]。就目前CMMI发展总体情况而言,SPI(Software Process Improvement)是软件管理工程的核心问题。对软件过程进行改进,可高效、高质量和低成本地开发软件,能够通过过程监控管理达到提高开发质量、减少产品缺陷、减少退货、提高用户满意度等目的,对于提高软件产品质量与生产率、缩短上市时间也能够起到重要的指导作用。

3 CMMI软件过程改进实施

汽车软件因其特殊的应用领域,不同于一般软件产品,其对产品的安全性和可靠性有着严格要求。因此汽车软件不仅需要一般的软件工程方法、软件质量管理手段来提高软件可靠性,为了满足针对性,首先要结合自身特点,如组织结构、工作范围、公司状况来明确当前需要改进的地方。选择合适的方法,从人力、物力上保证,对CMMI模型进行合理裁剪,避免周期过长、程度不够深入以及无法实施等问题。

3.1 支撑V模型开发的完善工具链

通常的产品开发模式是,开发工作从客户的需求定义开始,经过系统设计、软硬件架构设计到单元开发完成为止,将工程参数层层分解,需求逐步细化,最终形成软件代码。在该过程中首要的因素是各级理解必须正确,然后是追溯开发过程没有产生遗漏。当前业内流行的开发方式是V模型,不但满足了一般的开发需求,还将测试和验证过程加入开发迭代。

V模型的价值在于其非常明确地描述了测试阶段与开发过程期间的对应关系,工程开发人员往往期望有一款工具既能够支持V模型的工程开发需求,也能够实现测试和验证自动化。然而在业界,这样的工具往往属于大型企业的秘密,不会出售,一般软件也往往只解决流程问题,而无法解决技术整合问题。因此,泛亚汽车技术中心摸索开发了一系列自主工具,既能在流程上符合V模型开发方式,又能整合各层次的技术资源和分类工具,彻底实现了一个完整的工具开发链路,具有很高的产业价值。

3.2 基于AUTOSAR架构的分工和交付物管理协作模式

随着团队的扩大以及更细的人员分工,制定一套标准的开发流程能够显著降低开发成本,缩短开发周期。从制定各个里程碑开发节点出发,到软件需求理解、软件架构设计、软件编码及建模,再到软件集成测试,每个开发活动都有明确的输入需求、交付物以及对应人员。创建符合CMMI的软件开发流程关键,还在于在项目开发大节点有相应的质量阀评审,若评审不通过,则需要对交付物采取补救措施。

AUTOSAR(Automotive Open System Architecture,汽车开放系统架构)由全球汽车制造商、部件供应商及其它电子、半导体和软件系统公司联合建立,是目前汽车厂商统一、开放的软件架构,但国内应用此架构开发的汽车厂商还不多,都还处于初级阶段。企业应基于AUTO-SAR架构原理,根据专业工作细化结果,结合团队自身特点,制定相应措施以达到提高开发效率、缩短开发周期的效果;另一方面,还应强化软件架构设计及软件集成的执行,从软件架构流程确保整个项目开发的统一设计,再逐步细化到各个子模块的实现中,同时确保所有交付物都通过专家评审,力保在软件设计之初就发现问题,从而有效降低开发成本;此外,通过软件持续集成、统一发布,控制开发节奏,驱动开发进展,逐步完善软件成熟度。图1为基于AUTOSAR软件架构的软件开发流程。

3.3 软件质量目标定义

软件开发的质量管理主要细分为质量保证及质量控制两类活动。其中,质量保证是针对开发过程开展的活动,质量目标包括评审度量指标、评审投入比例、过程失控度目标等。质量控制主要是针对测试及验证活动,定义的主要度量指标包括项目测试收束目标、测试逃逸率以及逃逸的千行代码缺陷率。最常用的3个质量目标定义如表1所示。

3.4 软件度量制度建立

项目的健康化发展离不开对缺陷数据的统计,通过统计可知道项目的薄弱点,也能对项目进行横向比对。Mantis系统是软件行业最常使用的bug跟踪系统,在原有的统计功能上可通过定制化统计功能将上述3个指标(未修复不符合项平均Open时间、未解决不符合项数及过程失控度)通过二次开发纳入Mantis统计中,从而能够实时监控软件bug的状态;另外,通过Mantis系统能够对问题的各个纬度进行统计,包括问题的状态、项目、严重性、报告阶段、处理员等,通过这些数据能够清晰了解项目目前的缺陷状态,若出现超标和即将超标的情况,QA(Quality Assurance)人员将及时对项目报警,分析原因并采取相应措施,使项目处于一个健康状态。图2 为应用Mantis软件对bug进行处理的流程。

4 结语

目前,我国汽车软件的开发和管理能力与世界水平还存在一定差距,要开发高可靠性与稳定性的软件产品必须建立良好的软件工程文化和管理制度。本文基于CMMI开发模型,建立了软件开发流程及管理制度,有效提高了开发效率,缩短了开发周期。此外,软件质量保证体系的建立,可通过自查、评审、测试等活动在软件开发前期发现软件缺陷,从而大大降低因后期更改而带来的巨大维护成本,有效地提升了软件开发质量,加快软件管理的规范化进程。

参考文献

[1]周桂钧,周禄华.基于CMMI的空管系统软件管理技术研究及应用[J].计算机安全,2013(5):2-5.

[2]卡内基梅隆大学软件研究院.CMMI开发模型V1.3[M].赵悦,等,译.2010:39-43,211-221.

[3]刘婧.软件过程改进研究[J].软件导刊,2013(5):11-12.

基于CMMI的软件过程度量 篇6

关键词：软件过程,度量,CMMI

1 介绍

过程管理已经逐渐成为了现代软件质量管理的核心,从二十世纪七十年代开始,就不断涌现出了各种软件过程质量模型和软件质量标准[1],包括CMM[2]、CMMI[9]、ISO9001[3]、SPICE[4]等。虽然,上述各大模型和标准都不尽相同,但它们都不约而同地把关注点放在了基于度量的软件过程改进之上。也正因为如此,目前,过程度量已经成为了软件过程能力度评估和管理的重要组成部分。

然而,CMM、CMMI等模型都没有精确定义实施软件过程度量以及收集并分析软件过程数据的方法,也没有指明应该使用何种工具及方法完成相关的度量操作。因此到目前为止,各企业只是按照自己的理解来进行软件过程度量,仍未有一种操作标准和指南来帮助企业有效地实施相关的度量活动。

基于已有的CMMI模型,本文将提出一个用于软件过程度量的过程模型,并对其相关的活动、方法等内容进行定义。本文还将介绍与常用数据收集、认证和分析过程有关的目标、任务和方法,以便更好地使用过程度量模型实施软件过程度量。之后,还会给出一个使用该模型进行实际评估和改进的实例。

文本的组织结构如下:

第二部分将描述针对软件过程度量的过程模型,定义相关的内容、主要活动以及方法等;

第三部分将介绍在数据捕捉(收集和验证)及分析时的目标、任务和方法;

第四部分将给出一个基于提出模型的过程评估及改进实例;

最后第五部分将对全文做出总结并给出今后拟进行的研究工作。

2 软件过程度量

所谓过程度量,是指在某种限制条件下由多个角色根据(过程)计划所进行的一系列(度量)活动[3]。因此,过程度量本身也便成了一种“过程”。图1是在CMMI的基础上给出的一个软件度量过程模型。该图中包含了每一个过程度量活动中的输入、输出、限制条件、必备的支持工具及方法等。这当中,每一个活动的输入指的是来自于前一个活动的数据输出或其它相关的外部输入,正是由于这些输入,使得度量的分析结果可以很好地反映出过程的执行情况,从而确定出在过程执行期间是否满足了那些关于过程评估、过程控制和过程改进的既定目标[8]。

2.1 过程度量的输入和输出

软件过程度量的对象是软件过程的活动和相关的工作产品,因此,软件过程度量的输入就应该是软件项目小组每天的生产活动和对应于每一个阶段的有关产品。另一个可以作为输入的是软件过程度量计划,该计划是软件项目小组根据组织及项目目标并在GQM(Goal-Question-Metrics)度量模型[6]的指导下按照项目实际环境建立起来的。软件过程度量必须与其要度量的软件过程相联系,相关的度量活动则经常与相应的软件过程并行展开,因此,过程度量计划往往会被视作为一个项目计划的一部分。

2.2 过程度量的主要活动

软件过程度量包括了数据捕捉和度量分析两部分。其中,数据捕捉包含了两个活动:数据收集和数据验证,而度量分析则由三个活动组成:数据转换、度量分析和决策制定。

2.3 过程度量的体系结构

软件过程度量的体系结构包括一些核心的业务模块、支持工具、度量数据库以及一些相关的规则、方法、指导、模版等。核心的业务模块可以完成一些如数据收集、数据分析、数据存储以及信息反馈等的核心功能,各类支持工具则可以向各业务模块提供必要的原始过程及产品数据。如图2所示,是一个简化的软件过程度量体系结构。

根据度量请求,度量规划模块会按照GQM的标准格式生成一张与该项目相对应的度量进度表。在制定进度表的时候,该模块会采用已知的度量模型并选取以往的项目经验进行参考。在度量进度表中,针对最终信息产品的的进度信息会根据在请求中包含的相关需求信息(如内容、时间等)产生,针对分析功能的进度信息会根据决定最终信息产品的度量模型产生,针对数据收集的进度信息会根据度量模型中对基本度量数据的要求以及相关的评估和度量步骤产生。

数据分析模块负责加工相关的信息产品。根据来自于度量规划模块的进度信息,数据分析模块会在适当的时间点采用某些分析模型、加工基本的度量数据、创建相应的信息产品并把它提交到信息反馈模块。

信息反馈模块负责把相关信息产品反馈给请求者。完成反馈的途径有很多种,可以在Web上进行显示,可以被打印出来,也可以通过电子邮件的方式进行发送。

度量数据往往存储在度量数据库中。历史度量数据库中存储的是以往度量活动中产生的度量产品和相关的度量经验。度量模型数据库中存储的是各类度量模型的详细信息,包括使用的分析模型、适应性条件、基本度量数据等。当项目结束时,所有模型数据库中的信息会被转存到软件组织的历史度量数据库中。

3 数据收集和度量分析

考虑到企业及组织内部的多样性,列写并评估所有与度量过程有关的详细方面和内容是不现实且无意义的[3]。本文把度量并改善软件过程作为首要目标,因此决定选择软件规模、工作量、项目进度、成本及软件缺陷作为主要的度量因素。通常,可以用功能点、代码行、文档的页数来衡量软件的规模,用人时、人天等来表述工作量。项目进度反映了实际每一个工作阶段的开始及结束日期。而软件缺陷则按照严重度等级、生产阶段以及不合格内容的类型分别进行计算和统计。由于上述的所有度量点都直接或间接地与工作量有关,所以下文拿工作量度量作为例子来介绍与软件过程度量有关的各个活动阶段。

3.1 数据捕捉(数据收集和验证)

软件项目的实际过程数据一般来自于项目日/周报和针对软件产品的评估及测试报告。而关于工作量的信息则一般来自于员工的工作日记。

项目经理必须负责每周统计出项目中每一个任务的执行情况并如实填写《项目状况报告》,包括每一个任务的实际工作量、成本、规模、缺陷信息以及为修正这些缺陷所需的额外工作量等。当项目的每个阶段结束时,项目经理必须总结该阶段的所有过程数据并完成《项目情况总结报告》以记录与项目该阶段有关的所有度量数据,包括实际工作量、规模、进度以及该阶段的实际情况与预计成本、计划的偏离程度。在每一周和项目的每一个主要里程碑上,项目经理必须跟踪缺陷的关闭情况并确保项目数据在由SQA评估及验证之后被存入过程数据库中。来自于项目开发的数据必须至少包括如下信息:

1)需求定义、设计、编码和测试等阶段所需的预计时间和工作量;

2)项目管理、质量保证、工作产品评估、配置管理、培训等阶段所需的预计工作量;

3)在开发阶段的初期所确定的需求数量以及后续增加或更改的需求数量;

4)开发过程中及其后所记录的缺陷数量,即,在需求定义、设计、编码、测试以及系统测试之后等阶段中所发现的不同类型、不同严重度的缺陷数;

5)基于干代码行技术或功能点计算等方法的针对项目规模的预测。

3.2 过程度量分析

实施度量分析的目的是为了发现现存软件过程中的问题并定义出过程改进的计划和目标。过程度量分析的关键是对实际工作量、项目进度、项目实际情况与计划或预计成本的偏离程度、过程中存在的缺陷以及在项目中已解决的缺陷进行分析和统计。因此,必须首先按照特定的数据模型提取并统计现存的过程数据,使其能够很好地反映出度量的范围和目标,然后,再把经过转换的数据同使用相同格式的基准参数进行比较,以发现被度量过程中存在的问题并把其作为过程改进的依据和基础。

表1是一个在通过CMM3级认证的软件公司中使用的针对软件过程度量的统计数据模型。文中的项目数据是由组织的软件过程能力度和实际的项目情况所决定的。当项目结束的时候,项目经理、软件工程过程小组以及软件质量保证人员就可以根据项目的评估数据和实际的项目过程数据并使用表1中所示的过程度量数据模型对相关的数据进行转换和解释。

4 过程度量应用实例

基于度量过程的相关定义以及上述的统计数据模型,下文将介绍一个针对中等规模财务软件开发过程开展度量和分析活动的实例。其中,那些用于度量的数据来自于公司员工的工作日记、缺陷评估清单、软件测试记录、用户反馈记录等,并在经过项目经理的确认以及质量保证人员的验证之后被实时地录入到公司的数据收集系统之中。根据每一个项目、任务和工作阶段的编号,项目经理可以很方便地使用数据收集系统统计出关于每个任务、每一阶段及整个项目的实际工作量、人员工作时间、成本以及缺陷数据等信息。表2与表3中列写的就是针对该项目度量数据的统计结果。为了对项目的过程进行评估及分析,表2中还列出了与相关度量数据对应的组织基准参数。

由于并未设立组织内部针对缺陷的基准参数,因此,表3只是列写了项目中的一些关于缺陷的实际度量数据,并按照发现并修正缺陷的阶段对这些数据进行了分类。

通过比较和统计上述的度量数据,可以得到如下针对该项目软件过程的分析和评估结果:

1)如表2所示,项目进度和工作量的偏差对应于基准参数各增长了68%和80%,而需求稳定度和编码方面的工作量又基本与相应的基准参数保持一致,因此,项目工作量的增加和进度的延迟并不是由于需求的不确定性和需求的频繁变更所导致的。而相应的,花费在设计阶段的工作量太少。与需求分析阶段相比,设计阶段的实际工作量明显低于基准参数。如果设计阶段的工作量不够,就会导致软件的设计出现问题,使代码的缺陷增多,继而影响到产品的质量和整个项目的进度。

2)根据相应的需求稳定度、工作量分布率以及缺陷分布率可知,虽然针对系统需求的工作量分布比相应的基准多了20%,但也因此换来了更好的需求稳定性,而且与需求分析相关的缺陷分布率也相对较低,所以,该项目中在需求分析阶段的软件过程质量是很高的。

3)评审过程(包括同行评审和代码审查等)的质量及效率并不高。如表3所示,在评审过程中只发现了426个缺陷中的158个,而剩下的268个缺陷是直到最终测试阶段才发现并进行修正的。这样一来,就把原先可以尽早发现的缺陷拖延至了系统测试阶段才加以解决,从而增加了后续测试工作的压力和工作量,并将直接导致项目进度的落后。

针对上述分析结果,可以提出如下建议以改进该项目的软件过程:

1)增加在设计阶段的工作量;

2)加强针对工作产品的评审力度;

3)尽可能多地在早期阶段移除系统中的缺陷,继续坚持并改善单元测试和代码审查的效率。

5 总结

本文给出了一个软件度量过程模型并定义了相关的角色、度量内容、主要活动、有关的支持工具以及实施软件过程度量的一系列方法。还介绍了在过程度量数据的收集、认证和分析活动中的有关目标、任务和相应的方式方法。文章的后半部分介绍了在一个通过CMM3级认证的软件公司中使用本文提出的过程度量方法的实例,从而证明了该方法的灵活性和有效性。该文的研究成果对有效地评估和改善软件过程从而进一步增强组织软件过程的成熟度是很有帮助的。

参考文献

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[9]CMMI-SE/SW Version1.1[S].Copyright2002by Carnegie Mellon University,January11,2002.

CMMI质量管理软件开发 篇7

随着软件复杂程度和规模的增长, 软件开发成本和周期相应不断增加, 引发是软件开发风险的增加, 软件质量很难得到有效的控制[1]。为能够生产高质量、低成本、周期短的软件产品, 企业越来越重视评审在软件开发过程中发挥的作用[2]。评审的目的就是找出可能影响软件产品质量、以及在开发过程、维护过程的试用性和环境方面的设计缺陷, 同时采取补救措施, 找出在性能和经济方面的可能改进。虽然评审不能从源头上解决软件开发中存在的成本和缺陷产生的问题, 但在软件过程管理和持续改进方面起到的作用却是不能被忽视的。

1 基本理论

软件能力成熟度模型集成 (CMMI) 其所依据的想法是:集中精力持续努力去搭建有效的软件工程过程基础结构, 不断进行过程改进和管理实践, 克服软件开发中的困难。软件评审过程度量的应用主要是采用软件度量学的方法对软件评审质量进行科学评价, 通过量化管理和监控软件开发过程, 合理分配资源, 修定有效可行的软件开发计划, 在提高质量的同时降低软件开发成本[3]。这种软件过程质量的量化管理为软件评审过程的持续改进奠定了基础, 也为管理层对项目后期如何开展提供参照依据。文章使用主成分分析法通过研究软件评审度量指标体系的内在结构关系, 将多个评审度量指标转化为少数几个相互独立且包含原来指标大部分信息 (86%以上) 的综合指标。其优势在于确定的权数是基于数据分析而得出的指标之间的内在结构关系, 不受主观因素影响, 具有较好的客观性, 而且得出的综合指标 (主成分) 之间相互独立, 减少信息的交叉, 这对软件评审的分析评价极为有利。

2 软件评审

2.1 评审流程

软件评审分为4类:管理评审、同级评审、项目后的评审、状态评审, 文章重点研究同级评审, 同级评审流程图如图1。

同级评审最终输出《评审检查表》和《评审报告》。

2.2 评审过程的质量因素

同级评审的目标是发现缺陷, 其中包含预审提交的缺陷数量和评审后确认的缺陷数量。鉴于评审工作产品的规模和类型不同, 不以绝对的缺陷数量来评价评审质量。在评审过程中搜集了15项度量元, 整合为7个度量要素, 软件评审过程质量要素分解表如表1所示:

3 主成分分析法

主成分分析是设法将原来众多具有一定相关性指标 (比如P个指标) , 重新组合成1组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标。通常数学上的处理就是将原来P个指标线性组合, 作为新的综合指标。最经典的做法就是用F1 (选取的第1个线性组合, 即第1个综合指标) 的方差来表达, 即Var (F1) 越大, 表示F1包含的信息越多。因此在所有的线性组合中选取的F1应该是方差最大的, 故称F1为第1主成分。如果第1主成分不足以代表原来P个指标的信息, 再考虑选取F2即选第2个线性组合, 为了有效地反映原来信息, F1已有的信息不需要再出现在F2中, 用数学语言表达就是要求Cov (F1, F2) =0, 则称F2为第2主成分, 依此类推可以构造出第3、第4, ……, 第P个主成分[4]。

3.1 主成分模型

主成分模型:

须满足以下条件:

(1) 每个主成分系数平方和为1, 即:

(2) 主成分之间互不相关, 即:

(3) 主成分方差依次递减, 即:

3.2 主成分分析法综合评价模型的具体步骤

3.2.1 评审度量数据采集及相关系数矩阵

根据表1所示的度量要素和计算公式, 搜集某企业21个同行业软件项目 (P1至P21) 的评审相关度量数据。将软件评审度量数据进行标准化处理, 把数据转换为标准正态分布, 计算相关系数矩阵, 反馈出各指标之间的相互关系 (表2) 。

3.2.2 特征方程及主成分确定

通过统计产品与服务解决方案软件 (SPSS) 进行运算分析, 得到软件评审度量指标的相关系数矩阵特征值及其对应的特征向量 (见表3) 。一般取特征值大于或等于1, 累积贡献率大于85%的因子作为主成分[5], 由表4看出, 提取4个综合因子可以基本反映全部指标的信息, 可以描述原变量信息达到87.4%。

通过表4所示的主成分载荷情况, 需求的确认度、需求的无二义性在第1主成分上载荷值较大, 与第1主成分的相关系数较高, Y1反映了需求识别能力, Y1得分越大, 表示项目的需求识别能力高;评审缺陷识别率、问题处理率和评审阶段缺陷排除率在第2主成分上的载荷值较大, Y2反映了缺陷排除能力, Y2得分越大, 表示项目的缺陷排除能力强;缺陷密度在第3主成分上的载荷较大, 相关程度较高, Y3反映了问题发现能力, Y3得分越大, 表示项目的问题发现能力强;评审人力率在第4主成分上的载荷较大, Y4反映了评审人力效率, Y4得分越大, 表示项目的评审人力效率高。

3.2.3 主成分值以及综合分值

运用SPSS软件进行主成分分析, 运行生成因子成分得分系数矩阵和模型, 得到各主成分线性组合模型:

式中:X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7分别指评审缺陷识别率、评审人力率、问题处理率、需求的确认度、需求的无二义性、评审阶段缺陷排除率、缺陷密度的标准化指标。Y1, Y2, Y3, Y4分别指软件评审度量指标的第1, 2, 3, 4主成分值。

3.2.4 评价等级及数据分析

依据各主成分线性组合模型, 计算每个项目的主成分值, 并按得分值的大小进行排序, 得到21个项目的4个主成分得分矩阵 (表5) 。

根据主成分得分矩阵可以得出:21个项目在软件评审过程中的需求识别能力、缺陷排除能力、缺陷发现能力、评审人力效率的相对水平, 也能够反馈出项目的评审执行效率。数据的差异反应了项目在评审过程中的需求识别能力、缺陷排除能力、缺陷发现能力、评审人力效率等方面的差异。依据表5的数据分析:首先确认项目的需求识别能力评价分值为正, 即在需求分析充分的条件下, 依据缺陷排除能力、缺陷发现能力评价分值的大小判别项目在缺陷排除及发现的水准。评审人力效率的评价分值大小直接反映评审过程的工作量水平。通过以上数据分析找出评审过程中的薄弱环节加以改进, 在实践中检验其可行性, 为项目后续工作的有效开展提供参照和建议。文章采用的主成分分析法根据各度量指标的贡献率大小确定, 不仅克服人为确定权重的缺陷使得综合评价结果唯一, 而且客观合理。

4 结束语

通过对评审质量的分析, 可以发现评审过程中可能存在的不足, 以便提前采取有效措施来降低评审产生的不利影响, 同时也可为后期的过程改进提供建议。软件评审过程的度量分析结果反映评审过程的运作情况, 经过数据分析、过程评价、过程控制及过程改进, 进而不断地完善评审体系, 达到提高评审质量和降低评审成本的目的。评审过程质量的度量方式有很多, 研究侧重点也不尽相同, 这就需要人们继续研究和持续改进, 软件评审过程质量的度量分析工作还具有更为广泛的研究前景。

摘要：软件能力成熟度模型 (Capability maturity model integration, CMMI) 被众多企业重视及推广应用, 这不仅体现一个软件开发单位的CMMI等级, 而且可以帮助软件开发单位进行自我检验, 不断优化单位的软件开发过程, 提高软件质量, 软件开发效率, 提升客户对产品的满意度。文章依据CMMI相关过程域对软件评审过程度量的支持框架, 参照企业实际情况进行评审过程质量的度量分析, 运用传统的过程度量方法以及统计技术对软件评审过程度量进行研究。

关键词：软件能力成熟度,软件评审,质量因素,软件评审过程度量,主成分分析

参考文献

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