李英梅，付 偉，邢 愷

(哈爾濱師范大學(xué))

構(gòu)件的質(zhì)量和可復(fù)用性度量模型*

李英梅，付 偉，邢 愷

(哈爾濱師范大學(xué))

討論了構(gòu)件質(zhì)量模型的度量，從而提出了專門針對軟件構(gòu)件質(zhì)量模型的可操作的可復(fù)用性度量模型.度量模型和方法可作為構(gòu)件用戶在管理及使用構(gòu)件時(shí)對構(gòu)件進(jìn)行評價(jià).

構(gòu)件;可復(fù)用性;度量模型

0 引言

軟件復(fù)用(Software Reuse)的概念早在1968年的NATO軟件工程會議上就已經(jīng)提出可復(fù)用庫的思想.軟件復(fù)用是利用事先建立好的軟部件創(chuàng)建新軟件系統(tǒng)的過程.系統(tǒng)地開發(fā)可復(fù)用的軟部件，系統(tǒng)地使用這些軟部件作為構(gòu)筑模塊，來建立新的系統(tǒng).軟件復(fù)用度量是軟件復(fù)用技術(shù)中不可分割的一部分，在軟件復(fù)用開發(fā)中占據(jù)重要地位.軟件復(fù)用開發(fā)與傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方式不同，從而影響到軟件度量，因此需要新的軟件復(fù)用度量方法，軟件復(fù)用度量的研究已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界的廣泛重視.隨著軟件復(fù)用實(shí)踐的深入，可復(fù)用構(gòu)件數(shù)量不斷增加，構(gòu)件庫規(guī)模也不斷擴(kuò)大.構(gòu)件的質(zhì)量和可復(fù)用度將影響到最終的軟件質(zhì)量，但是目前缺乏對構(gòu)件質(zhì)量和可復(fù)用性有效的評價(jià)模型.

就是為了提高構(gòu)件質(zhì)量和可復(fù)用性，對軟件構(gòu)件質(zhì)量及構(gòu)件的可復(fù)用性的度量模型進(jìn)行研究，試圖給出科學(xué)的、精確的評測標(biāo)準(zhǔn).

1 軟件構(gòu)件的度量

1.1 構(gòu)件度量的作用

對于軟件構(gòu)件的度量是構(gòu)件技術(shù)不可分割的一部分，在基于構(gòu)件的軟件開發(fā)中的應(yīng)用具有以下的作用:

(1)定量理解系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，利用度量反饋信息以構(gòu)造出更好的系統(tǒng);

(2)提供構(gòu)件項(xiàng)目開發(fā)成本，是估算和進(jìn)度預(yù)計(jì)的良好基礎(chǔ);

(3)可以系統(tǒng)的將生產(chǎn)率、可維護(hù)性和可復(fù)用性等定量化來評估構(gòu)件技術(shù)在軟件開發(fā)中的應(yīng)用.

1.2 構(gòu)件度量的內(nèi)容

構(gòu)件的度量主要有3個(gè)內(nèi)容:

(1)構(gòu)件的質(zhì)量和可復(fù)用性度量(quality and reusability metrics)

構(gòu)件的質(zhì)量和可復(fù)用性度量包括前期度量和后期度量.前期度量在構(gòu)件的開發(fā)期進(jìn)行，主要基于靜態(tài)程序度量，考察構(gòu)件的內(nèi)部屬性;而后期度量則在構(gòu)件已被復(fù)用后進(jìn)行，主要基于復(fù)用用戶的反饋信息，考察構(gòu)件的外部屬性，構(gòu)件度量模型可以是建立外部屬性和內(nèi)部屬性之間合理聯(lián)系的一個(gè)間接度量方法模型.前期度量所得的內(nèi)部屬性值可以根據(jù)這個(gè)模型推導(dǎo)出外部屬性值，這些數(shù)值和后期度量得到的外部屬性值可以進(jìn)行比較.通過計(jì)算反饋信息和估算信息的差值來評價(jià)模型的準(zhǔn)確度，而且還可以進(jìn)一步指導(dǎo)調(diào)整度量模型的權(quán)值以提高模型的準(zhǔn)確性.

(2)復(fù)用度量(reusemetrics)

一套對采用復(fù)用技術(shù)開發(fā)的項(xiàng)目級和機(jī)構(gòu)級復(fù)用效果進(jìn)行評價(jià)的復(fù)用度量.復(fù)用度量的指標(biāo)包括:為軟件增加可復(fù)用性帶來的附加成本、可復(fù)用構(gòu)件的復(fù)用次數(shù)、各種可復(fù)用構(gòu)件(分析、設(shè)計(jì)、代碼、測試可復(fù)用構(gòu)件)的構(gòu)成比例、可復(fù)用構(gòu)件被修改后復(fù)用的次數(shù)、復(fù)用對于項(xiàng)目進(jìn)度的影響等，這些度量有助于使軟件復(fù)用的成本合理化，并為估計(jì)下一個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度和成本提供經(jīng)驗(yàn).

(3)對構(gòu)件所需的相關(guān)信息的度量

例如，對可復(fù)用構(gòu)件的使用、問題報(bào)告、失敗的查詢和其他構(gòu)件配置管理所需的數(shù)據(jù)的度量，為構(gòu)件進(jìn)行配置管理和維護(hù)提供依據(jù).

2 構(gòu)件質(zhì)量和可復(fù)用性度量模型

構(gòu)件作為一種軟件產(chǎn)品，應(yīng)該考慮軟件的質(zhì)量要素，同時(shí)由于構(gòu)件是軟件復(fù)用的一個(gè)基本單元，開發(fā)時(shí)運(yùn)用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)，所以需要參考面向?qū)ο蠖攘糠椒?對構(gòu)件質(zhì)量模型的度量將討論構(gòu)件可復(fù)用性的相關(guān)特性、子特性的具體度量.

2.1 構(gòu)件的質(zhì)量模型

根據(jù)上述原則并以要素準(zhǔn)則度量模型為基礎(chǔ)，參考《ISO/IEC9126 軟件工程產(chǎn)品質(zhì)量》［7］對軟件產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全面的規(guī)定說明和評價(jià)，構(gòu)件的質(zhì)量模型包括以下六個(gè)特性:功能性、可靠性、易用性、效率、維護(hù)性、可移植性(見表1).

表1 構(gòu)件的質(zhì)量模型

2.2 構(gòu)件的可復(fù)用性度量模型

對于構(gòu)件質(zhì)量模型所提出的度量，必須客觀、準(zhǔn)確、有效，并且通用，適用于各種類型構(gòu)件.

構(gòu)件庫的構(gòu)件質(zhì)量模型包括功能性、可靠性、易用性、效率、維護(hù)性和可移植性特性，度量方法可以參照ISO/IEC9126軟件質(zhì)量度量，可復(fù)用性是構(gòu)件區(qū)別于軟件的最大特性.

文獻(xiàn)［4］中指出了可復(fù)用性詳細(xì)的子特性特征，表2是可復(fù)用性的度量表，對其說明如下:

表2 可復(fù)用性相關(guān)子特性度量表

(1)每個(gè)度量元都有其度量方法和類型.使用3種度量類型，分別是P(Presence布爾值，是/否)，I(Integer整型，數(shù)字)，R(Ratio比).

(2)度量的影響是指該度量所得值對于評價(jià)準(zhǔn)則來說所產(chǎn)生的影響，例如，有特殊硬件依賴，構(gòu)件的環(huán)境獨(dú)立性就低.但是這個(gè)影響并不是某一個(gè)方面的，在影響一方面的屬性時(shí)也會影響到另一方面的屬性.比如說構(gòu)件字節(jié)數(shù)很大，構(gòu)件規(guī)模就大，可移植性就差;但同時(shí)構(gòu)件的復(fù)雜性就可能較小，其易理解性就好.所以，這里的影響僅僅針對于其所對應(yīng)的子特性.

(3)表中的度量值都可以從代碼和構(gòu)件使用說明書中得到.一些度量值可以直接得到，如，NOB等，一些需要經(jīng)過計(jì)算間接得到，如COI.

(4)構(gòu)件的可復(fù)用性的度量結(jié)果就可通過下式算得:

其中，ωRi(i=1，…，5)是權(quán)值，可以根據(jù)實(shí)際情況而定，F(xiàn)i(i=1，2，……)代表互操作性、可定制性、成熟度、易理解性、復(fù)雜性、環(huán)境獨(dú)立性、構(gòu)件規(guī)模等子特性.

2.3 構(gòu)件質(zhì)量的度量模型

與此類似的，進(jìn)一步可以得到質(zhì)量的度量公式:

其中，ωk(k=1，…，6)是權(quán)值，Pi(i=1，2，……)代表質(zhì)量、功能性、可靠性、易用性、效率、維護(hù)性、可移植性.通過上式的計(jì)算，就可以得到構(gòu)件的質(zhì)量度量結(jié)果.故此，這個(gè)質(zhì)量模型及度量方法可以較好地評價(jià)構(gòu)件質(zhì)量信息.

3 結(jié)論

隨著軟件復(fù)用實(shí)踐的深入，可復(fù)用構(gòu)件數(shù)量不斷增加，構(gòu)件庫規(guī)模也不斷擴(kuò)大.構(gòu)件的質(zhì)量和可復(fù)用度將影響到最終的軟件質(zhì)量，但是目前缺乏對構(gòu)件質(zhì)量和可復(fù)用度有效的評價(jià)模型.

分析了構(gòu)件的度量，包括構(gòu)件度量的作用，構(gòu)件開發(fā)的特點(diǎn)對其度量的影響及構(gòu)件度量的內(nèi)容.并重點(diǎn)討論了構(gòu)件質(zhì)量模型的度量，從而提出了一個(gè)構(gòu)件質(zhì)量和可復(fù)用性度量模型.該模型是專門針對軟件構(gòu)件質(zhì)量模型的可操作的度量方法，重點(diǎn)描述了構(gòu)件可復(fù)用性的度量，但仍需要進(jìn)一步量化及實(shí)踐檢驗(yàn).

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The Model of Component Quality and Reusability Measurement

Li Yingmei，F(xiàn)u Wei，Xing Kai
(Harbin Normal University)

In this article，the metrics model of the component quality is discussed，thus a reusability metrics model is proposed，as well a set of quality attributes and associated metrics which focus on component reusability are difined.The model and method are references for the users.

Component;Reusability;Metrics model

2010－10－25

*黑龍江省教育廳科研基金項(xiàng)目(11531245)

(責(zé)任編輯:李佳云)