【導(dǎo)讀】模和面向功能點(diǎn)度量方法。件生存周期的全過(guò)程。People（人員）、Problem（問(wèn)題）和Process（過(guò)程）。一定的特殊性和獨(dú)立性，可單獨(dú)立項(xiàng)。系控制軟件質(zhì)量要素，對(duì)階段性的軟件產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)審，對(duì)最終軟件產(chǎn)品進(jìn)行確認(rèn)，確保軟件質(zhì)量；的各種版本進(jìn)行管理，確保軟件的完整性和一致性。估算的結(jié)果將成為項(xiàng)目計(jì)劃其他活動(dòng)的基。重要決策提供可靠的依據(jù)?；靖拍?，并介紹軟件的規(guī)模度量和功能度量。性所具有的程度進(jìn)行的量化測(cè)量。等使用歷史資料或經(jīng)驗(yàn)公式等進(jìn)行預(yù)測(cè)。量、成本、完成期限等。訂合同、制定工作計(jì)劃等。必須采用自行選擇的評(píng)審類型進(jìn)行技術(shù)評(píng)審。要比另外兩個(gè)小組高出40%。假設(shè)4個(gè)小組的其他參數(shù)。需求規(guī)格說(shuō)明、設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明、源代碼、測(cè)試報(bào)告等；必須對(duì)這些對(duì)象的屬性進(jìn)行測(cè)量、度量與估算。量問(wèn)題，進(jìn)而逐步建立起了軟件工程度量系統(tǒng)。即對(duì)不依賴于其他屬性的簡(jiǎn)單屬性的。量方法或模型才能間接推斷而獲得。本、錯(cuò)誤、人數(shù)、文檔頁(yè)數(shù)等的統(tǒng)計(jì)記錄。文檔率等參考量。

　　

【正文】 3=、 M4=、 M5=， M6=， 則可靠性的度量值為： F2 = C23M3+C24M4+C25M5+C26M6 = + + + = 軟 件 工 程 ISO三層次軟件質(zhì)量度量模型。 ? 1985年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織也提出了三層次軟件質(zhì)量度量模型。其中： 高層稱為軟件質(zhì)量需求評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（ SQRC），并由正確性、可容性、有效性、安全性、可用性、可維護(hù)性、靈活性、可互操作性等 8個(gè)要素組成； 中層稱為軟件質(zhì)量設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（ SQDC），并由可追蹤性、完全性 … 、等共 23個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則組成； 低層稱作軟件質(zhì)量度量評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（ SQMC）。 ? ISO認(rèn)為，應(yīng)對(duì)高層和中層建立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，而低層可由各使用單位自行制定。 軟 件 工 程 軟件復(fù)雜性度量 通過(guò)軟件的復(fù)雜性度量值可以估算出軟件中故障的數(shù)量； 也能估算出軟件開發(fā)所需的工作量； 定量度量的結(jié)果還可以用于比較不同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣。 同時(shí)，軟件的復(fù)雜性也能從某些方面影響軟件的可維護(hù)性、可靠性等軟件質(zhì)量要素。 因此，軟件復(fù)雜性度量是軟件度量的一個(gè)重要組成部分。 軟 件 工 程 軟件復(fù)雜性的概念及度量原則 1．軟件復(fù)雜性的概念 K . Magel 從 6個(gè)方面來(lái)描述軟件復(fù)雜性： 1） 理解程序的難度； 2） 維護(hù)程序的難度； 3） 向其他人解釋程序的難度； 4） 按指定方法修改程序的難度； 5） 根據(jù)設(shè)計(jì)文件編寫程序的工作量； 6） 執(zhí)行程序時(shí)需要資源的多少 。 軟件復(fù)雜性反映了軟件的可理解性 、 模塊化 、 簡(jiǎn)單性等屬性 。 軟 件 工 程 2．軟件復(fù)雜性度量的原則 ?軟件復(fù)雜性的度量的一些基本原則： 1） 軟件的復(fù)雜性與其規(guī)模的關(guān)系不是線性的； 2） 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的程序較復(fù)雜； 3） 控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜的程序較復(fù)雜； 4） 轉(zhuǎn)向語(yǔ)句使用不當(dāng)?shù)某绦蜉^復(fù)雜； 5） 循環(huán)結(jié)構(gòu)比選擇結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、 選擇結(jié)構(gòu)比順 序結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 6）語(yǔ)句、數(shù)據(jù)、子程序模塊等出現(xiàn)的順序?qū)? 復(fù)雜性有影響； 軟 件 工 程 2．軟件復(fù)雜性度量的原則 7） 非局部變量較多的程序較復(fù)雜； 8） 參數(shù)按地址調(diào)用 （ Call by reference） 比按值調(diào)用（ Call by value） 復(fù)雜； 9） 函數(shù)副作用比顯式參數(shù)傳遞難理解； 10） 作用不同的變量同名時(shí)較難理解； 11） 模塊 、 過(guò)程間聯(lián)系密切的程序較復(fù)雜； 12） 程序嵌套層數(shù)越多越復(fù)雜 。 以上這些基本原則是指導(dǎo)我們進(jìn)一步研究定量度 量軟件復(fù)雜性的基礎(chǔ) 。 軟 件 工 程 2 McCabe度量模型 ? 1976年， McCabe提出了 基于程序拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 的軟件復(fù)雜性度量模型。 該方法是把 程序流程圖轉(zhuǎn)化為程序圖 ：即把程序看成是有一個(gè)入口結(jié)點(diǎn)和一個(gè)出口結(jié)點(diǎn)的有向圖，圖中每個(gè)結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)語(yǔ)句、一個(gè)簡(jiǎn)單判斷或一個(gè)順序流程的代碼塊，原來(lái)程序流程圖中的箭頭變成連接各結(jié)點(diǎn)的有向弧（或稱為邊）。一般地，可以假設(shè)從程序圖中的開始結(jié)點(diǎn)可以到達(dá)圖中的任一結(jié)點(diǎn)，而從圖中的任一結(jié)點(diǎn)都可以到達(dá)出口結(jié)點(diǎn)。 程序圖又稱為程序控制結(jié)構(gòu)圖或程序流圖 。 軟 件 工 程 McCabe度量模型 McCabe給出了程序控制結(jié)構(gòu)圖 G的巡回秩數(shù) V（ G）作為程序控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的度量 ， 其度量模型為： V（ G） = E – N + 2 （ 222） 其中： E —— 程序圖 G中邊的總數(shù)； N —— 程序圖中結(jié)點(diǎn)的總數(shù) 。 V（ G）又稱為圖 G的環(huán)形復(fù)雜度。 可以證明， V（ G）的值等于結(jié)構(gòu)圖中有界和無(wú)界的封閉區(qū)域的個(gè)數(shù)。 R1 圖 241 三種基本結(jié)構(gòu)的程序圖 R1 R2 R1 R2 （ a）順序結(jié)構(gòu) V（ G） = E – N + 2 = 1 – 2 + 2 = 1 （ b）選擇結(jié)構(gòu) V（ G） = E – N + 2 = 4 – 4 + 2 = 2 （ c） while結(jié)構(gòu) R1 R2 V（ G） = E – N + 2 = 3 – 3 + 2 = 2 （ d） until 結(jié)構(gòu) V（ G） = E – N + 2 = 3 – 3 + 2 = 2 （ a）順序結(jié)構(gòu) 軟 件 工 程 McCabe度量模型 程序結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性度量值 V（ G）取決于程序控制流的復(fù)雜程度。當(dāng)程序內(nèi)的分支數(shù)和循環(huán)數(shù)增加時(shí)， V（ G）值將隨之增加，即程序的復(fù)雜性增大。 McCabe研究大量程序后指出， V（ G）可作為程序規(guī)模的定量指標(biāo)， V（ G）值越高的程序往往是越復(fù)雜、越容易出問(wèn)題的程序。 McCabe建議模塊規(guī)模應(yīng)滿足： V（ G） ≤10 軟 件 工 程 【 例 】 程序流程圖如圖 242所示， 試求出其巡回秩數(shù) V（ G） 解：（ 1）畫出程序流程圖對(duì)應(yīng)的程序圖。 開始 a b c h g f d e i 結(jié)束 圖 243 程序圖 a b c f g h d e i R1 R2 R3 R4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖 242 程序流程圖 軟 件 工 程 【 例 】 程序流程圖如圖 242所示， 試求出其巡回秩數(shù) V（ G） （ 2） 由程序圖 （ 或流圖 ） 可得： V（ G） = E – N + 2 = 11 – 9 +2 = 4 （ 3）由程序圖可以看出，其有界 區(qū)域有 R R R3共 3個(gè)， 還有 1個(gè)無(wú)界區(qū)域 R4，共 4個(gè) 封閉區(qū)域，所以： V（ G） = 4 a b c f g h d e i R1 R2 R3 R4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 軟 件 工 程 3 Halstead度量模型 ? 20世紀(jì) 70年代初 ， Halstead給出了稱為 文本復(fù)雜性度量的模型 。 它是根據(jù)統(tǒng)計(jì)程序中的操作符和操作數(shù)的個(gè)數(shù)來(lái)度量程序的復(fù)雜程度 。 程序可以看成是由操作符和操作數(shù)組成的符號(hào)序列 。 操作符是指程序中出現(xiàn)的語(yǔ)法符號(hào) ， 如 +、 –、 ifthenelse、 while等 。操作數(shù)是操作對(duì)象 ， 如程序中定義或使用的變量 、常量 、 數(shù)組 、 指針等 。 令： N1為程序中操作符出現(xiàn)的總個(gè)數(shù)， N2為程序中操作數(shù)出現(xiàn)的總個(gè)數(shù)。 則程序的語(yǔ)言符號(hào)長(zhǎng)度 N定義為： N = N1 + N2。 軟 件 工 程 3 Halstead度量模型 如果已經(jīng)測(cè)得程序中不同操作符的個(gè)數(shù) n1和不同操作數(shù)的個(gè)數(shù) n2，則程序的長(zhǎng)度 N可用下式來(lái)估算： N ≈ n1 log2 n1+n2 log2 n2 （ 223） Halstead用下式來(lái)定義程序量 （ 即程序在詞匯上的復(fù)雜性 ） ： V = N log 2（ n1 + n2 ） （ 224） Halstead還給出了預(yù)測(cè)錯(cuò)誤數(shù)的公式如下： E = N log 2（ n1 +n2 ） / 3000 （ 225） 軟 件 工 程 3 Halstead度量模型 可以對(duì)多個(gè)某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的程序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而得出每千代碼行（ KLOC）或每個(gè)功能點(diǎn)（ FP）所包含的操作符和操作數(shù)個(gè)數(shù) CL或 CF，于是，可以將程序語(yǔ)言符號(hào)長(zhǎng)度 N折合成相應(yīng)的代碼行數(shù)或功能點(diǎn)數(shù)。 軟 件 工 程 教學(xué)目的：了解可靠性的概念、理解可靠性估算方法。 教學(xué)重點(diǎn)：可靠性的概念、估算方法。 教學(xué)難點(diǎn)：可靠性的概念、估算方法。 教 具：多媒體教室、電子教案 作 業(yè)： 軟件可靠性度量 軟 件 工 程 軟件可靠性度量 1 軟件可靠性的有關(guān)概念 1． 軟件可靠性 由于大型軟件投入使用后還是要?dú)埩粢欢〝?shù)量的錯(cuò)誤 。于是 ， 當(dāng)某些操作或輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)致遇到這些錯(cuò)誤時(shí) ，就會(huì)使程序失效 ， 從而出現(xiàn)軟件故障 。 軟件可靠性定義為 在某個(gè)給定時(shí)間間隔內(nèi) ， 程序按照規(guī)格說(shuō)明成功運(yùn)行的概率 。 軟 件 工 程 1．軟件可靠性 令：隨機(jī)變量 t 表示發(fā)生故障的時(shí)刻 ， t∈ [0， ∞]； 函數(shù) f（ t） 為隨機(jī)變量 t 的概率密度函數(shù) ， F（ t） 表示分布函數(shù)； P（ 0 ≤ t ≤ t1） 表示從初始時(shí)刻到 t1時(shí)刻程序 發(fā)生故障的概率 。 設(shè)：初始時(shí)刻程序運(yùn)行正常 ， 即 F（ 0） = 0。 于是有： F（ t） = ∫ f（ x） dx （ 226） f（ t） = d F（ t） （ 227） d t 0 t 軟 件 工 程 令： Pf（ t1） 表示從 0到 t1時(shí)刻程序發(fā)生故障的概率 ， 有： Pf（ t1） = P（ 0 ≤ t ≤ t1） = F（ t1） – F（ 0） = F（ t1） 如果在 [0， t]區(qū)間程序成功運(yùn)行的概率為 Ps（ t） 、 發(fā)生故障的概率為 Pf（ t） ， 則有： Ps（ t） + Pf（ t） = 1 Ps（ t） 就是可靠性 ， 一般標(biāo)記為 R（ t） 。 由以上幾個(gè)式子可導(dǎo)出： R（ t） = 1–Pf（ t） =1– F（ t） = 1 –∫f（ x） dx （ 228） 上式說(shuō)明， 當(dāng)軟件殘留的錯(cuò)誤數(shù)一定時(shí)，程序運(yùn)行的時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)生故障的次數(shù)越多，軟件的可靠性越小 。 0 t 軟件可靠性 下面引入故障率函數(shù) Z（ t） ， 以比較一個(gè)程序在不同時(shí)期 、 或不同程序在同一時(shí)期的可靠性 。 設(shè)系統(tǒng)一直成功運(yùn)行至?xí)r刻 t， t∈ [t1， t1+△ t]， P（ t1≤t≤t1+△ t， t＞ t1） 是系統(tǒng)在 [t1， t1+△ t]時(shí)間間隔且 t＞ t1時(shí)發(fā)生故障的概率 。 故障率函數(shù) Z（ t1） 的值定義為： Z（ t1） = lim P（ t1≤t≤t1+△ t， t＞ t1） / △ t （ 229） 可以證明： Z（ t） = （ 230） 對(duì)式（ 228）的兩端對(duì)時(shí)間 t求導(dǎo)得： dF（ t） /dt = – dR（ t） /d t，代入上式，得： = – Z（ t） d t （ 231） 1 R（ t） d F（ t） d（ t） d R（ t） R（ t） 軟 件 工 程 對(duì)上式兩端積分 ， 利用初始條件 R（ 0） = 1， 可得： R（ t） =exp [ –∫Z（ x） dx] （ 232） 上式即為可靠性和故障率的基本方程式。據(jù)此可以導(dǎo)出幾個(gè) 常用的故障模型： 1） Z（ t） = λ，其中 λ是常數(shù)。將 λ代入式（ 232），可得： R（ t） = e –λt （ 233）