应用净室软件工程解决软件的高失效问题(论文)

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1、应用净室软件工程解决软件的高失效问题（论文）MicrocomputerAppIicationsVoI.20,No・4。2004研究与设计微型电脑应用2004年第20卷第4期应用净室软件工程解决软件的高失效问题马峥徐良贤（2）低效率的同行评审。同行评审［1］本质上并不能保证设计和实现是止确的，以设计为例，止确性的含义是指设计恰好满足预期的规范。然而，由于规范与设汁Z问并没有直接的验证关系，因此设计的正确性也就无从检查。同行评审后，设计的正确的程度取决于评审的细致程度、评审员的个人经验与责任心等。（3）低效率原单元测试、集成测试。在

2、传统的软件工程方法中，由开发人员执行的单元测试和集成测试是不可或缺的，它们使用黑盒和白盒测试法，分别基于功能和执行路径的覆盖。然而，这两种测试存在致命缺点：第〜，无论黑盒法还是白盒法，在有限的时间和资源下，难以做到甚至是小范围的覆摘要软件的失效率居高不下，是传统软件开发实践中较为突出的一个问题。本文深入分相反了造成高失效的原因，并指出在传统软件工程方法的框架Z下难以彻底解决软件的高失效问题。净室软件工程（文中简称“净室”是一种应用数学与统计学以经济的方式生产高质量软件的工程技术。苓文根据净室的理论和实现，提出一套切实可行的方案。

3、帮助软件开发图队以较高的效费比开发高质量的软件，从根本土解决软件的高失效问题。关键词软件高失效净室软件工程盒式结构设备方法正确特验证系统使用模式统计测度一、概述软件的失产铉居高不下.是传软件开发实践中较为突出问题。令人困惑的是，即使那些具有较高较件成熟度能力的项目团队.也不可避免地遇到类似的问题。高失效问题是否与传统软件开发方法本身存在的缺陷有关？是否存在其它软件工程方法能有效地解决高的问题？这些正是本文将着重探讨和论述失效问题。在详细分析了造成高失效的原因之后，本文提出了应用净室软件工程（以下简称“净室”）的理论和实践来解决软

4、件高失效问题的方案，并对进一步的改进展开发讨论。盖；第二，单元测试常常是非正式的，随意性很大；第三，单元测试、集成测试的存在严重挤占了设计与同行评审的有效时间。（4）未依据系统的实际使用方式进行测试。尽管测试做得很多，但并没有哪一种方法强调依据用户实际使用系统的方式进行测试。结果，测试部门在进行测试时，对所有的功能一视同仁投入同样比例的测试资源，而对使用概率高的功能并不投入更多。测试之后，虽然遗留在各个功能中的缺陷平均分布，但显然使用概率高的功能屮遣留的缺陷将更容易导致失效。找到原因之后，自然可以有针对性地对传统软件工程方二、在

5、传统软件工程中导致高失效的原因在传统的软件工程中.软件质量通常通过两种方法來得到保证；严格的同行评审和各种形式与冃的的测试。这两种方法的使用贯穿于整个或大部分的开发过程，被认为是最重要和最有效的消除软件缺陷的手段。然而，我们面对的实际情况是，尽管在资源允许的范围内尽可能地执行了同行评审和测试，在软件提效之后（尤其是具有一定规模的），仍会出现很高的失效。失效率之高.有时甚至会导致整个项目的失败。为什么会如此呢？在对整个软件开发过程进行了深入的分析之后，发现存在以下几点，我们认为是导致失效的重要原因：（1）规范说明、设计与实现Z间缺

6、少验证关系。尽管规范说明设计的依据•但设计文档中常常只能找到对结构、策略、对象模型的设计说明•很难依据规范对设计的正确性进行验证。同样，在规范与实现、设计与实现之间也缺少明显的验证关系。法进行改进。然而.我们认为这样时改进不能彻底解决高失效的问题，因为它们并未动摇传统方法的一个基本立足法.即试图通过测试寻找并消除缺陷，而根据前面的分析，测试显然不是一种寻找缺陷的最有效手段。因此我们必须寻找一种全新并且可行的工程方法，可以不依赖测试而有效消除软件的缺陷，这种方法就是净室软件工程。三、基于净室软件工程的解决方案净室的理论基础建立于2

7、0世纪70年代末。当时.资深数学家和IBM客座科学家Har1anMi11s提出了将数学、统计学及工程学上的基本概念应用到软件的设想。】987年.《净室软件工程》（Mills等，IEEE软件出版）第一次将这些思想融合在一起,提出了“净室软件工程”。第一个净室项目是IBM予80年代中期实施的CoBoL结构化设施项冃•其产品显示了卓越质量和可靠性。尔后,在NAsAGSFc的软件工程实验室马峥徐良贤I：海交通大学引'算机科学与.翻肇系J二海交通大学计算机科学与工程系硕£研究生教授博一t：生导师?1?j二海200o3f)fi海2()003

8、0万方数据MicrocomputerAppIicationsV01.20・No・4,2004研究与设计微型电脑应用2004年第20卷第4期(SEIo)进行的一系列净室试验表明，与NASAGSFC已足以让人佩服的底线相比，质量和生产力还有一致的提高。90年代初.美