高質(zhì)量軟件開發(fā)之道課件

高質(zhì)量軟件開發(fā)之道

——內(nèi)建高質(zhì)量而非修補質(zhì)量的理念與方法

林銳博士rui.lin@高質(zhì)量軟件開發(fā)之道目錄1.IT企業(yè)面臨的軟件工程難題與對策2.軟件過程改進(jìn)：理念與解決方案3.細(xì)說軟件質(zhì)量4.高質(zhì)量軟件開發(fā)的理念：內(nèi)建質(zhì)量而非修補質(zhì)量5.現(xiàn)場交流請準(zhǔn)備你關(guān)心的問題，寫紙條、提問均可目錄1.IT企業(yè)面臨的軟件工程難題與對策請準(zhǔn)備你關(guān)心的問1.IT企業(yè)長期面臨的軟件工程難題1.1企業(yè)的目的

根本目的：合法地賺錢，獲取盡可能多的利潤。第一推論：為了使利潤最大化，產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)當(dāng)“做得好、做得快并且少花錢”

軟件工程學(xué)科的目的：提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率并且降低開發(fā)成本

質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本之間的復(fù)雜關(guān)系成本重要還是TimetoMarket重要？1.2企業(yè)長期面臨的軟件工程難題產(chǎn)品質(zhì)量低下、進(jìn)度延誤、費用超支…（軟件工程學(xué)科發(fā)展30年尚未徹底解決）

經(jīng)典軟件工程：研究需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編程、測試、維護(hù)等領(lǐng)域的方法、技術(shù)和工具問題之源：人們逐漸意識到，由于企業(yè)管理軟件過程的能力比較弱，常常導(dǎo)致項目處于混亂狀態(tài)。過程混亂使得新技術(shù)、新工具的優(yōu)勢難以體現(xiàn)。經(jīng)典的軟件工程不是不好，而是不夠用。用于提高軟件過程能力的實踐通稱為軟件過程改進(jìn)。

1.IT企業(yè)長期面臨的軟件工程難題1.1企業(yè)的目的2.軟件過程改進(jìn)：理念與解決方案

2.1軟件過程改進(jìn)理念提高軟件過程能力可以比喻為“練內(nèi)功”，“練內(nèi)功”沒有捷徑可走，唯有走“規(guī)范化”之路，即“制定適合于本企業(yè)的軟件過程規(guī)范，并按照此規(guī)范執(zhí)行”?！耙?guī)范化”不會抑止人們的創(chuàng)造力，相反地，它使得團(tuán)隊可以大規(guī)模地復(fù)用前人積累的智慧和財富。這種方法非常適合于現(xiàn)代的工業(yè)化生產(chǎn)。（麥當(dāng)勞與中餐館對比）業(yè)界實踐已經(jīng)證明，走“規(guī)范化”之路是“成本最低、見效最快、能持續(xù)發(fā)展”的軟件過程改進(jìn)方法，猶如人類的“養(yǎng)生之道”。任何IT企業(yè)（不論大?。加修k法以其承受得起的代價“走規(guī)范化之路”，從而有效地提高軟件過程能力。

2.2IT企業(yè)軟件過程改進(jìn)的需求首先制定適合于本企業(yè)的軟件過程規(guī)范。

對員工們進(jìn)行培訓(xùn)，指導(dǎo)他們依據(jù)規(guī)范來開發(fā)產(chǎn)品。

購買一些軟件工程和項目管理工具，提高員工們的工作效率

。

2.3CMMI3級軟件過程改進(jìn)解決方案通用的CMMI3級軟件過程改進(jìn)方法與規(guī)范，命名為“精簡并行過程”（SPP）。

與SPP配套的軟件工程和項目管理培訓(xùn)教材。

一套基于Web的集成化軟件項目管理工具，主要功能包括項目規(guī)劃、項目監(jiān)控、質(zhì)量管理、配置管理、需求管理、工作流管理等，命名為Future。

2.軟件過程改進(jìn)：理念與解決方案2.1軟件過程改進(jìn)理念CMMI3級精簡并行過程SPP模型CMMI3級精簡并行過程SPP模型軟件工程著作軟件工程著作基于Web的集成化軟件項目管理工具基于Web的集成化軟件項目管理工具3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.1如何描述質(zhì)量用人的健康做類比如何判斷人是否健康？體檢因素：身高、體重、心跳、血壓、血液、體溫等運行正確的軟件就是高質(zhì)量的軟件嗎？不貪污的官就是好官嗎？3.2十大軟件質(zhì)量因素功能性質(zhì)量因素：正確性，健壯性，可靠性非功能性質(zhì)量因素：性能，易用性，清晰性，安全性，可擴(kuò)展性，兼容性，可移植性為什么是“十大”質(zhì)量因素逐一解釋“十大”質(zhì)量因素（參見《高質(zhì)量程序設(shè)計指南——C++/C語言》）3.3正確性正確性是指軟件按照需求正確執(zhí)行任務(wù)的能力?！罢_性”的語義涵蓋了“精確性”。正確性無疑是第一重要的軟件質(zhì)量屬性。技術(shù)評審和測試的第一關(guān)都是檢查工作成果的正確性。機(jī)器不會主動欺騙人，軟件運行出錯通常都是人造成的，所以不要找借口埋怨機(jī)器有毛病。

3.細(xì)說軟件質(zhì)量3.1如何描述質(zhì)量3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.4健壯性

健壯性是指在異常情況下，軟件能夠正常運行的能力。正確性描述軟件在需求范圍之內(nèi)的行為，而健壯性描述軟件在需求范圍之外的行為。開發(fā)者往往把異常情況錯當(dāng)成正常情況而不作處理，結(jié)果降低了健壯性。用戶才不管正確性與健壯性的區(qū)別，反正軟件出了差錯都是開發(fā)方的錯。所以提高軟件的健壯性也是開發(fā)者的義務(wù)。健壯性有兩層含義：一是容錯能力，二是恢復(fù)能力。3.5可靠性可靠性是指在一定的環(huán)境下，在給定的時間內(nèi)，系統(tǒng)不發(fā)生故障的概率?？煽啃员緛硎怯布I(lǐng)域的術(shù)語。比如某個電子設(shè)備在剛開始工作時挺好的，但由于器件在工作中其物理性質(zhì)會發(fā)生變化（如發(fā)熱），慢慢地系統(tǒng)的功能或性能就會失常。所以一個從設(shè)計到生產(chǎn)完全正確的硬件系統(tǒng)，在工作中未必就是可靠的。

軟件在運行時不會發(fā)生物理性質(zhì)的變化，人們常以為如果軟件的某個功能是正確的，那么它一輩子都是正確的?？墒俏覀儫o法對軟件進(jìn)行徹底地測試，無法根除軟件中潛在的錯誤。平時軟件運行得好好的，說不準(zhǔn)哪一天就不正常了，如有千年等一回的“千年蟲”問題，司空見慣的“內(nèi)存泄露”問題、“誤差累積”問題等等。

時隱時現(xiàn)的錯誤一般都屬于可靠性問題，糾錯的代價很高。3.細(xì)說軟件質(zhì)量3.4健壯性3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.6性能性能通常是指軟件的“時間-空間”效率，而不僅是指軟件的運行速度。人們總希望軟件的運行速度高些，并且占用資源少些。性能優(yōu)化的關(guān)鍵工作是找出限制性能的“瓶頸”可以通過優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法和代碼來提高軟件的性能。3.7易用性易用性是指用戶使用軟件的容易程度?，F(xiàn)代人的生活節(jié)奏快，干啥事都想圖個方便。所以把易用性作為重要的質(zhì)量屬性對待無可非議。

導(dǎo)致軟件易用性差的根本原因：理工科大學(xué)教育存在缺陷：沒有開設(shè)人機(jī)工程學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)這些必修課，大部分開發(fā)人員不知道如何設(shè)計易用的軟件產(chǎn)品。開發(fā)人員犯了“錯位”的毛?。核詾橹灰约河闷饋矸奖?，用戶也就會滿意。

軟件的易用性要讓用戶來評價。當(dāng)用戶真的感到軟件很好用時，一股溫暖的感覺油然而生，于是就用“界面友好”、“方便易用”等詞來評價軟件產(chǎn)品。

3.細(xì)說軟件質(zhì)量3.6性能3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.8清晰性清晰意味者所有的工作成果易讀、易理解，可以提高團(tuán)隊開發(fā)效率，降低維護(hù)代價。開發(fā)人員只有在自己思路清晰的時候才可能寫出讓別人易讀、易理解的程序和文檔?？衫斫獾臇|西通常是簡潔的。一個原始問題可能很復(fù)雜，但高水平的人就能夠把軟件系統(tǒng)設(shè)計得很簡潔。如果軟件系統(tǒng)臃腫不堪，它遲早會出問題。所以簡潔是人們對工作“精益求精”的結(jié)果，而不是潦草應(yīng)付的結(jié)果。千萬不要把在學(xué)校里“造文章”的手法用于開發(fā)產(chǎn)品！3.9安全性

這里安全性是指信息安全，英文是Security而不是Safety。安全性是指防止系統(tǒng)被非法入侵的能力，既屬于技術(shù)問題又屬于管理問題?！暗栏咭怀?，魔高一丈”，絕對安全的信息系統(tǒng)幾乎不存在。開發(fā)商和客戶愿意為提高安全性而投入的資金是有限的，他們要考慮值不值得。

究竟什么樣的安全性是令人滿意的呢？

一般地，如果黑客為非法入侵花費的代價（考慮時間、費用、風(fēng)險等因素）高于得到的好處，那么這樣的系統(tǒng)可以認(rèn)為是安全的。

3.細(xì)說軟件質(zhì)量3.8清晰性3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.10可擴(kuò)展性

可擴(kuò)展性反映軟件適應(yīng)“變化”的能力。在軟件開發(fā)過程中，“變化”是司空見慣的事情，如需求、設(shè)計的變化，算法的改進(jìn)，程序的變化等等。由于軟件是“軟”的，是否它天生就容易修改以適應(yīng)“變化”？關(guān)鍵要看軟件的規(guī)模和復(fù)雜性?，F(xiàn)代軟件產(chǎn)品通常采用“增量開發(fā)模式”，不斷推出新版本，獲取增值利潤?？蓴U(kuò)展性越來越重要?？蓴U(kuò)展性是系統(tǒng)設(shè)計階段重點考慮的質(zhì)量屬性。3.11兼容性兼容性是指兩個或兩個以上的軟件相互交換信息的能力。兼容性的商業(yè)規(guī)則：弱者設(shè)法與強者兼容，否則無容身之地；強者應(yīng)當(dāng)避免被兼容，否則市場將被瓜分。示例：中國聯(lián)通和中國移動的手機(jī)互聯(lián)互通問題金山軟件公司的WPS與微軟的Word之爭3.12可移植性可移植性是指軟件運行于不同軟硬件環(huán)境的能力編程語言越低級，其程序越難移植，反之則容易。軟件設(shè)計時應(yīng)該將“設(shè)備相關(guān)程序”與“設(shè)備無關(guān)程序”分開，將“功能模塊”與“用戶界面”分開。3.細(xì)說軟件質(zhì)量3.10可擴(kuò)展性4.高質(zhì)量軟件開發(fā)理念4.1質(zhì)量與缺陷質(zhì)量的死對頭是缺陷（defect,bug…），消除缺陷就是提高質(zhì)量。中國郎中看病的故事消除軟件缺陷的3種方式：預(yù)防工作成果產(chǎn)生缺陷。工作成果剛剛完成時立即進(jìn)行質(zhì)量檢查，如技術(shù)評審，測試，質(zhì)量保證。軟件交付給用戶后，發(fā)現(xiàn)錯誤再補救。4.2高質(zhì)量軟件開發(fā)理念遵循軟件過程規(guī)范，在開發(fā)過程之中內(nèi)建高質(zhì)量，而非事后修補質(zhì)量。4.高質(zhì)量軟件開發(fā)理念4.1質(zhì)量與缺陷5.現(xiàn)場交流請準(zhǔn)備你關(guān)心的問題，寫紙條、提問均可5.現(xiàn)場交流請準(zhǔn)備你關(guān)心的問題，寫紙條、提問均可高質(zhì)量軟件開發(fā)之道

——內(nèi)建高質(zhì)量而非修補質(zhì)量的理念與方法

林銳博士rui.lin@高質(zhì)量軟件開發(fā)之道目錄1.IT企業(yè)面臨的軟件工程難題與對策2.軟件過程改進(jìn)：理念與解決方案3.細(xì)說軟件質(zhì)量4.高質(zhì)量軟件開發(fā)的理念：內(nèi)建質(zhì)量而非修補質(zhì)量5.現(xiàn)場交流請準(zhǔn)備你關(guān)心的問題，寫紙條、提問均可目錄1.IT企業(yè)面臨的軟件工程難題與對策請準(zhǔn)備你關(guān)心的問1.IT企業(yè)長期面臨的軟件工程難題1.1企業(yè)的目的

根本目的：合法地賺錢，獲取盡可能多的利潤。第一推論：為了使利潤最大化，產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)當(dāng)“做得好、做得快并且少花錢”

軟件工程學(xué)科的目的：提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率并且降低開發(fā)成本

質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本之間的復(fù)雜關(guān)系成本重要還是TimetoMarket重要？1.2企業(yè)長期面臨的軟件工程難題產(chǎn)品質(zhì)量低下、進(jìn)度延誤、費用超支…（軟件工程學(xué)科發(fā)展30年尚未徹底解決）

經(jīng)典軟件工程：研究需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編程、測試、維護(hù)等領(lǐng)域的方法、技術(shù)和工具問題之源：人們逐漸意識到，由于企業(yè)管理軟件過程的能力比較弱，常常導(dǎo)致項目處于混亂狀態(tài)。過程混亂使得新技術(shù)、新工具的優(yōu)勢難以體現(xiàn)。經(jīng)典的軟件工程不是不好，而是不夠用。用于提高軟件過程能力的實踐通稱為軟件過程改進(jìn)。

1.IT企業(yè)長期面臨的軟件工程難題1.1企業(yè)的目的2.軟件過程改進(jìn)：理念與解決方案

2.1軟件過程改進(jìn)理念提高軟件過程能力可以比喻為“練內(nèi)功”，“練內(nèi)功”沒有捷徑可走，唯有走“規(guī)范化”之路，即“制定適合于本企業(yè)的軟件過程規(guī)范，并按照此規(guī)范執(zhí)行”?！耙?guī)范化”不會抑止人們的創(chuàng)造力，相反地，它使得團(tuán)隊可以大規(guī)模地復(fù)用前人積累的智慧和財富。這種方法非常適合于現(xiàn)代的工業(yè)化生產(chǎn)。（麥當(dāng)勞與中餐館對比）業(yè)界實踐已經(jīng)證明，走“規(guī)范化”之路是“成本最低、見效最快、能持續(xù)發(fā)展”的軟件過程改進(jìn)方法，猶如人類的“養(yǎng)生之道”。任何IT企業(yè)（不論大?。?，都有辦法以其承受得起的代價“走規(guī)范化之路”，從而有效地提高軟件過程能力。

2.2IT企業(yè)軟件過程改進(jìn)的需求首先制定適合于本企業(yè)的軟件過程規(guī)范。

對員工們進(jìn)行培訓(xùn)，指導(dǎo)他們依據(jù)規(guī)范來開發(fā)產(chǎn)品。

購買一些軟件工程和項目管理工具，提高員工們的工作效率

。

2.3CMMI3級軟件過程改進(jìn)解決方案通用的CMMI3級軟件過程改進(jìn)方法與規(guī)范，命名為“精簡并行過程”（SPP）。

與SPP配套的軟件工程和項目管理培訓(xùn)教材。

一套基于Web的集成化軟件項目管理工具，主要功能包括項目規(guī)劃、項目監(jiān)控、質(zhì)量管理、配置管理、需求管理、工作流管理等，命名為Future。

2.軟件過程改進(jìn)：理念與解決方案2.1軟件過程改進(jìn)理念CMMI3級精簡并行過程SPP模型CMMI3級精簡并行過程SPP模型軟件工程著作軟件工程著作基于Web的集成化軟件項目管理工具基于Web的集成化軟件項目管理工具3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.1如何描述質(zhì)量用人的健康做類比如何判斷人是否健康？體檢因素：身高、體重、心跳、血壓、血液、體溫等運行正確的軟件就是高質(zhì)量的軟件嗎？不貪污的官就是好官嗎？3.2十大軟件質(zhì)量因素功能性質(zhì)量因素：正確性，健壯性，可靠性非功能性質(zhì)量因素：性能，易用性，清晰性，安全性，可擴(kuò)展性，兼容性，可移植性為什么是“十大”質(zhì)量因素逐一解釋“十大”質(zhì)量因素（參見《高質(zhì)量程序設(shè)計指南——C++/C語言》）3.3正確性正確性是指軟件按照需求正確執(zhí)行任務(wù)的能力?！罢_性”的語義涵蓋了“精確性”。正確性無疑是第一重要的軟件質(zhì)量屬性。技術(shù)評審和測試的第一關(guān)都是檢查工作成果的正確性。機(jī)器不會主動欺騙人，軟件運行出錯通常都是人造成的，所以不要找借口埋怨機(jī)器有毛病。

3.細(xì)說軟件質(zhì)量3.1如何描述質(zhì)量3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.4健壯性

健壯性是指在異常情況下，軟件能夠正常運行的能力。正確性描述軟件在需求范圍之內(nèi)的行為，而健壯性描述軟件在需求范圍之外的行為。開發(fā)者往往把異常情況錯當(dāng)成正常情況而不作處理，結(jié)果降低了健壯性。用戶才不管正確性與健壯性的區(qū)別，反正軟件出了差錯都是開發(fā)方的錯。所以提高軟件的健壯性也是開發(fā)者的義務(wù)。健壯性有兩層含義：一是容錯能力，二是恢復(fù)能力。3.5可靠性可靠性是指在一定的環(huán)境下，在給定的時間內(nèi)，系統(tǒng)不發(fā)生故障的概率?？煽啃员緛硎怯布I(lǐng)域的術(shù)語。比如某個電子設(shè)備在剛開始工作時挺好的，但由于器件在工作中其物理性質(zhì)會發(fā)生變化（如發(fā)熱），慢慢地系統(tǒng)的功能或性能就會失常。所以一個從設(shè)計到生產(chǎn)完全正確的硬件系統(tǒng)，在工作中未必就是可靠的。

軟件在運行時不會發(fā)生物理性質(zhì)的變化，人們常以為如果軟件的某個功能是正確的，那么它一輩子都是正確的?？墒俏覀儫o法對軟件進(jìn)行徹底地測試，無法根除軟件中潛在的錯誤。平時軟件運行得好好的，說不準(zhǔn)哪一天就不正常了，如有千年等一回的“千年蟲”問題，司空見慣的“內(nèi)存泄露”問題、“誤差累積”問題等等。

時隱時現(xiàn)的錯誤一般都屬于可靠性問題，糾錯的代價很高。3.細(xì)說軟件質(zhì)量3.4健壯性3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.6性能性能通常是指軟件的“時間-空間”效率，而不僅是指軟件的運行速度。人們總希望軟件的運行速度高些，并且占用資源少些。性能優(yōu)化的關(guān)鍵工作是找出限制性能的“瓶頸”可以通過優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法和代碼來提高軟件的性能。3.7易用性易用性是指用戶使用軟件的容易程度。現(xiàn)代人的生活節(jié)奏快，干啥事都想圖個方便。所以把易用性作為重要的質(zhì)量屬性對待無可非議。

導(dǎo)致軟件易用性差的根本原因：理工科大學(xué)教育存在缺陷：沒有開設(shè)人機(jī)工程學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)這些必修課，大部分開發(fā)人員不知道如何設(shè)計易用的軟件產(chǎn)品。開發(fā)人員犯了“錯位”的毛?。核詾橹灰约河闷饋矸奖悖脩粢簿蜁M意。

軟件的易用性要讓用戶來評價。當(dāng)用戶真的感到軟件很好用時，一股溫暖的感覺油然而生，于是就用“界面友好”、“方便易用”等詞來評價軟件產(chǎn)品。

3.細(xì)說軟件質(zhì)量3.6性能3.細(xì)說軟件質(zhì)量

3.8清晰性清晰意味者所有的工作成果易讀、易理解，可以提高團(tuán)隊開發(fā)效率，降低維護(hù)代價。開發(fā)人員只有在自己思路清晰的時候才可能寫出讓別人易讀、易理解的程序和文檔?？衫斫獾臇|西通常是簡潔的。一個原始問題可能很復(fù)雜，但高水平的人就能夠把軟件系統(tǒng)設(shè)計得很簡潔。如果軟件系統(tǒng)臃腫不堪，它遲早會出問題。所以簡潔是人們對工作“精益求精”的結(jié)果，而不是潦草應(yīng)付的結(jié)果。千萬不要把在學(xué)校里“造文章”的手法用于開發(fā)產(chǎn)品！3.9安全性

這里安全性是指信息安全，英文是Security而不是Safety。安全性是指防止系統(tǒng)被非法入侵的能力，既屬于技術(shù)問題又屬于管理問題?！暗栏咭怀?，魔高一丈”，絕對安全的信息系統(tǒng)幾乎不存在。開發(fā)商和客戶愿意為提高安全性而投入的資金是有限的，他們要考慮值不值得。

究竟什么樣的安全性是令人滿意的呢？

一般地，如果黑客為非法入侵花費的代價（考慮時間、費用、風(fēng)險等因素）高于得到