賴曉燕,王長纓,顏桂梅
(1.福建農(nóng)林大學金山學院,福建 福州 350002;2.福建農(nóng)林大學計算機與信息學院,福建 福州 350002)
隨著社會信息化水平的不斷提高,IT業(yè)急速膨脹,軟件作為一種商品,其制造水平快速成長,隨之帶來了軟件產(chǎn)品市場的激烈競爭,軟件企業(yè)為了求生存,滿足客戶要求便成了其首要責任,而質(zhì)量是客戶滿意度的首要支撐點。因此,軟件質(zhì)量評價受到越來越多的軟件開發(fā)商和用戶的關注。軟件質(zhì)量評價可以定量地給出軟件的質(zhì)量水平,軟件開發(fā)商能夠根據(jù)評價數(shù)據(jù)精確地控制、管理和改進軟件質(zhì)量,用戶能夠根據(jù)評價結果在選取軟件時做出科學的決策[1]。但軟件的復雜性、抽象性和不確定性使軟件質(zhì)量評價一直是一個難題。
影響軟件質(zhì)量的質(zhì)量特性和子特性大都具有模糊性,因此很多學者探討了模糊綜合評判理論在軟件質(zhì)量評價中的應用[2-5],提供了定量評價的方法,為正確評價和決策起到了積極的作用。但模糊綜合評價的隸屬度是一個單一值[6],它不能同時表示肯定、否定和猶豫。針對這一不足,本文引入直覺模糊集[6-8],它同時考慮隸屬度、非隸屬度和猶豫度這三個方面信息。結合ISO/IEC 9126軟件質(zhì)量度量模型,本文建立了直覺模糊綜合評價模型,對軟件質(zhì)量進行綜合評價,為軟件質(zhì)量的科學評價提供一種客觀的評價方法。
軟件質(zhì)量是與軟件產(chǎn)品滿足規(guī)定的和隱含的需求能力有關的特征和特性的全體。1991年,國際標準化組織制定了ISO/IEC 9126《軟件質(zhì)量模型》。2001年,ISO和IEC對其進行了修改,提出了ISO/IEC 9126 2001標準,其在質(zhì)量模型結構上與ISO/IEC 1991相同,只是增加了一些子特征。ISO/IEC 9126標準定義了外部和內(nèi)部質(zhì)量的模型。該模型分為兩個層次:最高層由質(zhì)量特性構成,包括功能性、可靠性、易用性、效率、可維護性和可移植性,它們以最小的重迭描述了軟件質(zhì)量;第二層由質(zhì)量子特性構成,這些子特性由質(zhì)量特性分解得到,例如功能性的子特性有適合性、準確性、互操作性、依從性和安全性。ISO/IEC 9126軟件質(zhì)量模型是軟件評價的基礎,建立的軟件質(zhì)量評價體系如表1所示。
表1 ISO/IEC 9126軟件質(zhì)量模型
定義1[6]設X是一個非空集合,則稱
為直覺模糊集,其中隸屬函數(shù)μΑ(x)∈[0,1]和非隸屬函數(shù)νΑ(x)∈[0,1],滿足條件0≤μΑ(xj)+νΑ(xj) ≤1,xj∈X,并簡記為 Α=(μΑ(xj),νΑ(xj))。
表示Χ中元素xj對于A的猶豫度。
為了方便起見,稱 α=(μα,να) 為直覺模糊數(shù)[6],其中
且設I為全體直覺模糊數(shù)的集合。
為了對直覺模糊數(shù)進行比較,下面給出一種比較排序的方法。
定義2[6]設α1=(μ1,ν1) 和α2=(μ2,ν2) 為直覺模糊數(shù),s(α1)=μ1 -ν1和s(α2)=μ2 -ν2分別為 α1和 α2的得分值,h(α1)=μ1+ν1和h(α2)=μ2+ν2分別為 α1和 α2的精確度,則有
若s(α1)<s(α2),則 α1小于 α2,記為 α1<α2。
若s(α1)=s(α2),則
1) 若h(α1)=h(α2),則 α1和 α2相等,記為 α1=α2;
2) 若h(α1)<h(α2),則 α1小于 α2,記為 α1<α2;
3) 若h(α1)>h(α2),則 α1大于 α2,記為 α1>α2。
為了充分利用所有直覺模糊信息,可以對直覺模糊信息進行集成,國內(nèi)外已有許多學者對數(shù)據(jù)集成方式進行研究,針對不同環(huán)境提出了各種不同的數(shù)據(jù)集成算子,如加權平均算子、加權幾何算子、有序加權平均算子等。本文采用直覺模糊加權平均算子。
定義3[6-7]設 αj=(μj,νj)(j=1,2,…,n) 為一組直覺模糊數(shù),且設IFWA:Ιn→ Ι,若
定理1[6-7]設αj=(μj,νj)(j=1,2,…,n)為一組直覺模糊數(shù),則由IFWA算子得到的集成值也是直覺模糊數(shù),其中
根據(jù)ISO/IEC 9126軟件質(zhì)量度量模型,軟件質(zhì)量的評價指標比較多,且各指標之間還有層次關系。為了使評判系統(tǒng)能夠簡潔、方便地應用于實際,采用兩級直覺模糊綜合評價的數(shù)學模型。該模型的6個質(zhì)量特性為第一級評價指標集,質(zhì)量子特性為第二級評價指標集。按層次和隸屬關系由下往上逐級進行直覺綜合評判。
軟件的各質(zhì)量子特性對質(zhì)量特性的影響以及質(zhì)量特性對軟件的影響都是不相同的。在評價時,用權值的高低來表示重要程度。本文先由專家根據(jù)軟件的特點給出經(jīng)驗值,再按照權重分析系統(tǒng)法[5]確定6個一級評價指標體系的權重向量w=(w1,w2,…,w6)和二級評價指標體系的權重向量w1i(i=1,2,…,5),w2i(i=1,2,3),w3i(i=1,2,3),w4i(i=1,2),w5i(i=1,2,3,4),w6i(i=1,2,3,4)。
下面給出一種基于IFWA算子的直覺模糊軟件質(zhì)量評價的具體步驟:
(1)建立各個質(zhì)量特性的直覺模糊評價的決策矩陣。
(2)進行二級直覺模糊綜合評判。對某個質(zhì)量特性,如功能性,按式(5)計算,求得功能性指標的綜合屬性值diB1=(μiB1,νiB1)(i=1,2,…,n),同理可得可靠性、易用性、效率、可維護性和可移植性的綜合屬性值diBj=(μiBj,νiBj)(j=2,…,6)。
(3)進行一級直覺模糊綜合評判。得到的6個質(zhì)量特性的綜合屬性值構成軟件質(zhì)量綜合評判的一級決策矩陣,按式(5)計算求得方案Yi的綜合直覺模糊值di=(μi,νi)(i=1,2,…,m)。
某三個軟件開發(fā)商提供了三個同類的軟件(軟件甲、軟件乙和軟件丙),這三個軟件開發(fā)商都提供了軟件試用版,運用直覺模糊綜合評價法給出軟件質(zhì)量排序結果,為用戶提供一個決策依據(jù)。
(1)聘請專家結合運用權重分析系統(tǒng)確定6個一級評價指標體系的權重向量為
二級評價指標體系的權重向量為
(2)構造各質(zhì)量特性指標的決策矩陣
聘請具有豐富經(jīng)驗的10位專家以及10位有使用過這三款軟件試用版的用戶,對二級指標進行投票,認為軟件達到該指標的要求則投支持票,認為軟件未達到該指標要求的投反對票,若無法下結論的則歸為猶豫票。通過統(tǒng)計處理后得出功能性B1、可靠性B2、易用性B3、效率B4、可維護性B5和可移植性B6的直覺模糊評價的決策矩陣DBi(i=1,2,…,6)為:
(3)二級直覺模糊綜合評價
按式(5)計算,求得三個軟件的6個質(zhì)量性指標的綜合屬性值:
(4)一級直覺模糊綜合評價
二級直覺模糊評價值構成一級直覺模糊評價決策矩陣,利用式(5)計算三個軟件的綜合直覺模糊值:
按定義 2 算出三個軟件的得分:S(甲)=0.57,S(乙)=0.70,S(丙)=0.62。
因此三個軟件的質(zhì)量評價結果為
通過以上評價可以得出,三個軟件的好壞排序為乙>丙>甲。乙軟件為用戶首選軟件。其他兩個軟件開發(fā)商可以根據(jù)兩級直覺模糊評價值有針對性的改進軟件。例如,軟件甲的功能性指標評價值偏低,該軟件開發(fā)商可以完善軟件甲的功能模塊。
軟件質(zhì)量綜合評價是一個比較復雜的問題。在評價過程中,具有很高的復雜性、不確定性和不可見性,基于直覺模糊集的評價方法,可以解決評價過程中出現(xiàn)反對、不確定信息出現(xiàn)的問題。與模糊評價相比,直覺模糊集最大限度地利用了評價信息,因而使測評結果更加全面、科學合理?;谥庇X模糊集的評判方法是一種有效的評價手段,具有一定的推廣價值。
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