張仲雷

摘要：被廣泛應(yīng)用于軟件企業(yè)的軟件能力成熟度模型CMMI是改善軟件質(zhì)量管理的重要方法之一，本文運用軟件能力成熟度模型集成CMMI軟件過程持續(xù)改進(jìn)的觀點，并結(jié)合質(zhì)量和項目管理思想，提出了以軟件項目需求管理、軟件項目開發(fā)管理、軟件質(zhì)量保證為重點的軟件項目質(zhì)量控制框架。

關(guān)鍵詞：CMMI軟件項目質(zhì)量管理

1軟件項目的生產(chǎn)特征

軟件項目相對于其它項目既有共同的特征，同時也具有自身鮮明的特點。下面從幾個方面分析并說明這些特點對軟件過程改進(jìn)以及軟件質(zhì)量管理的影響。

首先軟件項目存在著規(guī)模限制，軟件項目的規(guī)模特征首先是項目的組成人員較少，其資源有限。而資源是進(jìn)行軟件過程改善與軟件質(zhì)量管理的先決條件，不同規(guī)模項目進(jìn)行軟件過程改善與質(zhì)量管理，資源的占用并不是一個簡單的線形關(guān)系，如200人的軟件企業(yè)和10人的軟件項目實施質(zhì)量管理所需的投入并不是簡單的20：1的關(guān)系?！奥槿鸽m小，五臟俱全”，除開對軟件過程改善培訓(xùn)和支持以外，軟件企業(yè)和軟件項目進(jìn)行過程改善的核心活動基本上是一樣的，那么軟件項目就必須精打細(xì)算的利用有限的資源做最需要的軟件過程改善與質(zhì)量管理。

其次是項目獨立性：在特定機型上，利用特定硬件配置，由特定的系統(tǒng)軟件或支撐軟件的支持，形成了特定的開發(fā)環(huán)境。再加上軟件項目特定的目標(biāo)，采用特定的開發(fā)方法、工具和語言，使得軟件具有獨一無二的特色。這種建立在內(nèi)容、形式各異的基礎(chǔ)上的研制或生產(chǎn)方式，自然會給管理工作造成許多實際困難。

再者軟件項目的任何一個成員都可能參與軟件生產(chǎn)的各個方面，每個人都是“全才”，既可以進(jìn)行需求分析，同時也可以進(jìn)行設(shè)計、開發(fā)和測試。在軟件生產(chǎn)過程中，軟件項目在職責(zé)劃分上更側(cè)重以人員為中心而不是以角色為中心，軟件開發(fā)缺乏層次性。這一特征對軟件過程改進(jìn)的組織方式產(chǎn)生很大的影響，項目組織在進(jìn)行過程改善時就不太可能設(shè)立獨立的軟件工程組，而是使每一個軟件工程人員參與到軟件過程改善活動之中，在軟件工程項目開發(fā)的同時并行進(jìn)行軟件過程改善。

總之軟件項目的特征可理解為創(chuàng)造性強、動態(tài)變化快、技術(shù)革新迅速，其成功依賴于小團(tuán)體的創(chuàng)造能力。同時軟件項目組也存在著軟件過程規(guī)范不夠明確、組織崗位職責(zé)模糊、人員管理松散、技術(shù)使用不合理等一系列阻礙軟件項目的缺陷。這些缺陷直接導(dǎo)致了軟件項目質(zhì)最管理的混亂，因此有必要在以軟件過程改善為主線的基礎(chǔ)上建立起規(guī)范化和制度化的軟件項目質(zhì)量控制框架。

2影響軟件質(zhì)量的結(jié)構(gòu)因素

軟件能力成熟度模型重點是從組織管理方面研究評估軟件生產(chǎn)過程，從而提高軟件質(zhì)量。軟件業(yè)通過多年實踐，總結(jié)出軟件質(zhì)量是人員、過程和技術(shù)的函數(shù)，即：Q=f(M，P，T)

其中，Q表示軟件質(zhì)量；M表示人員iP表示軟件生產(chǎn)過程；T表示技術(shù)。

從項目管理的角度講這就是組織管理、項目的過程管理和技術(shù)工具使用的組成。

3軟件質(zhì)量控制框架

正如我們所知，軟件開發(fā)建設(shè)是一個系統(tǒng)性的工程，在軟件開發(fā)過程中，影響開發(fā)質(zhì)量的因素有很多，人員、過程、技術(shù)可以被看作是獨立的因素，但實際上人員、過程、技術(shù)三者存在相互依存的關(guān)系。把三者合理地結(jié)合起來，使人員、過程和技術(shù)相互配合，達(dá)到整體最佳狀態(tài)，才一是實施軟件質(zhì)量控制追求的目標(biāo)。而其中人員因素又可以細(xì)分為開發(fā)人員能力、開發(fā)人員數(shù)量，反映到組織上就是軟件項目的角色管理；過程因素可以細(xì)分為軟件過程成熟度、軟件開發(fā)周期，主要體現(xiàn)為項目的過程管理：技術(shù)因素可以細(xì)分為軟件復(fù)雜性與開發(fā)工具兩個因素，具體體現(xiàn)為項目的軟件配置管理。依據(jù)CMMI，將軟件質(zhì)量與其主要因素之間的關(guān)系建立一個軟件質(zhì)量控制框架(如圖2所示)。

軟件質(zhì)量(SQ)主要受軟件開發(fā)過程成熟度(PM)、軟件的大小與復(fù)雜性(SC)，軟件開發(fā)所需的資源(DR)、使用的開發(fā)工具(DT)和開發(fā)人員的能力(PC)五個要素的影響；同時軟件開發(fā)質(zhì)量又影響著軟件開發(fā)周期(CT)、開發(fā)所需的資源(DR)。此外，開發(fā)過程成熟度(PM)和系統(tǒng)的大小與復(fù)雜性(SC)又分別影響著軟件開發(fā)所需的資源(DR)、開發(fā)周期(CT)。因此對于軟件開發(fā)質(zhì)量(SQ)，可以用擴展后的函數(shù)來表達(dá)，于是得到一個軟件質(zhì)量控制模型：SQ=f(PM，SC，DR，DT，PC)

3.1軟件開發(fā)過程成熟度(Process Matu rity，簡稱PM)軟件開發(fā)過程成熟度(PM)的高低取決于軟件開發(fā)者對開發(fā)過程的管理及工程能力的高低：依據(jù)CMMI評估的PM能反映其對提高軟件開發(fā)過程能力的投資水平。對開發(fā)過程的控制能力和自我改善能力越強，在實際系統(tǒng)開發(fā)中軟件開發(fā)錯誤與重復(fù)工作就越少，軟件開發(fā)質(zhì)量越高。

3.2軟件的大小與復(fù)雜性{Size and Complexity，簡稱SC)軟件的大小主要取決于項目的大小及其業(yè)務(wù)的復(fù)雜程度，反映到程序中則可以通過系統(tǒng)模塊的數(shù)量和可以執(zhí)行程序語句的多少(主要是其行數(shù))來測量。軟件的復(fù)雜性主要包括技術(shù)專業(yè)、數(shù)據(jù)和決策三方面的復(fù)雜性。技術(shù)專業(yè)的復(fù)雜性體現(xiàn)在系統(tǒng)功能實現(xiàn)的困難，特別是系統(tǒng)中運算法則和計算統(tǒng)計的實現(xiàn)；數(shù)據(jù)的復(fù)雜性是指軟件中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和關(guān)系的復(fù)雜性；決策的復(fù)雜性是指軟件中決策路徑的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。軟件在這三方面越復(fù)雜，那么在軟件開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)和未發(fā)現(xiàn)的錯誤就越多，軟件開發(fā)的質(zhì)量就越加難以得到保證。

3.3軟件項目所需的資源(Development Resource，簡稱DR)軟件項目所需的資源包括系統(tǒng)開發(fā)所需的人力、物力、財力，DR主要與SC，PM，SQ以及DT，PC有關(guān)系。其中SC越大，DR越大；增強PM，DR增加：DT，PC越大，DR越小。在模型中，對于系統(tǒng)所需資源DR而言，DR與SQ的關(guān)系是互補的，成反比關(guān)系，因為軟件質(zhì)量提高會減少錯誤。而這些錯誤很容易導(dǎo)致實質(zhì)性的重復(fù)工作，由此造成的費用遠(yuǎn)比項目早期用于改善質(zhì)量方面的投資大很多，從而既可以減少反復(fù)修改的時間，提高工作效率，還可以降低人力資本與資金。對于軟件質(zhì)量SQ而言，在遵循嚴(yán)格的系統(tǒng)步驟、使用質(zhì)量工具、進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)測試以及代碼審核來提高系統(tǒng)開發(fā)質(zhì)量時，SQ與DR的關(guān)系是均衡一致的，成正比關(guān)系。

3.4使用的開發(fā)工具(Development Tools，簡稱Dn使用的開發(fā)工具(DT)主要是指在軟件開發(fā)的各個階段對軟件開發(fā)工具的使用。在模型中，DT不僅會影響SQ，而且也影響DR，因為在軟件開發(fā)中，對軟件開發(fā)工具的使用越多(DT越大)，軟件一致性越差，系統(tǒng)協(xié)調(diào)性工作也越大，從而SQ越加難以保證，DR越大。

3.5開發(fā)人員的能力(Personal Capability，簡稱PC)開發(fā)人員的能力(PC)是指軟件開發(fā)小組成員的技術(shù)能力和開發(fā)小組的整體開發(fā)畿力。PC一方面影響著SQ，另一方面也影響著DR。一般而言，PC越強，DR(主要是指時間)就越少，SQ就越有保證。根據(jù)CMMI，PM較差的軟件開發(fā)往往主要依靠于系統(tǒng)開發(fā)人員個人經(jīng)驗的積累，在很大的程度上影響著系統(tǒng)開發(fā)質(zhì)量。

4基于CMMI的軟件項目質(zhì)量管理框架

如前所述，在項目開發(fā)質(zhì)量概念模型的分析中，僅將軟件開發(fā)質(zhì)量取決于人員能力和技術(shù)層面是不夠的，軟件過程成熟度才是直接影響軟件開發(fā)質(zhì)量的主要因素。由于開發(fā)人員的能力主要體現(xiàn)于團(tuán)隊的力量和能力，技術(shù)則主要通過軟件工具及開發(fā)方法的應(yīng)用來集中體現(xiàn)，軟件過程成熟度則主要體現(xiàn)十對軟件開發(fā)過程的控制能力和自我改善能力。所以我們必須通過以建立有效、穩(wěn)定的軟件過程為核心來強化開發(fā)人員團(tuán)隊化管理以及軟件開發(fā)工具的應(yīng)用，從而達(dá)到對軟件的質(zhì)量控制?；贑MMI的層次結(jié)合軟件項目管理的特點給出其軟件過程的質(zhì)量控制關(guān)鍵框架(如圖3所示)。

通過建立基于CMMI的軟件項目質(zhì)量管理框架，給中小軟件企業(yè)的軟件項目開發(fā)提供了一個參考，對于提高軟件質(zhì)量和軟件項目成功率是有一定幫助的。