虞 飛，徐 軍

（工業(yè)和信息化部 電子第五研究所，廣東 廣州 510610）

機(jī)載事故記錄設(shè)備軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用

虞 飛，徐 軍

（工業(yè)和信息化部 電子第五研究所，廣東 廣州 510610）

事故記錄設(shè)備軟件作為軍用設(shè)備重要軟件，被應(yīng)用于幾乎所有飛機(jī)設(shè)備中。文章根據(jù)GJB5236軍用軟件質(zhì)量度量標(biāo)準(zhǔn)中選擇軟件度量模型，選取合適度量元、根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)確定各級(jí)指標(biāo)權(quán)重、定義評(píng)價(jià)指標(biāo)含義，依據(jù)工程實(shí)踐所得測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算被評(píng)價(jià)軟件的每個(gè)度量元得分后，以度量元為基礎(chǔ)通過(guò)度量模型計(jì)算最終軟件得分，對(duì)比分析被評(píng)軟件得分，為后續(xù)該軟件的開(kāi)發(fā)工作提出針對(duì)性改進(jìn)意見(jiàn)，提高事故記錄設(shè)備軟件質(zhì)量。

機(jī)載事故記錄設(shè)備軟件；軟件質(zhì)量度量；度量模型；質(zhì)量評(píng)價(jià)

機(jī)載事故記錄設(shè)備軟件安裝于事故記錄系統(tǒng)內(nèi)，主要用于采集飛機(jī)在飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、慣導(dǎo)系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)產(chǎn)生的參數(shù)后存儲(chǔ)，存儲(chǔ)于防護(hù)記錄器設(shè)備中的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)軟件下載、解析后用于分析飛機(jī)飛行狀態(tài)及事故原因。事故記錄設(shè)備軟件作為軍用機(jī)載重要軟件，其運(yùn)行環(huán)境的惡劣程度不可控，且從飛機(jī)失事到事故記錄裝置被發(fā)現(xiàn)需要時(shí)間，因此對(duì)機(jī)載事故記錄軟件必須具有較強(qiáng)的可靠性、適應(yīng)性、安全保密性等特征。

1 度量模型選擇

1.1 特性、子特性及度量元的選取

依GJB5236所述，其軟件屬性劃分為6個(gè)特性（功能性、可靠性、易用性、效率、維護(hù)性、可移植性），并進(jìn)一步細(xì)分為若干個(gè)子特性。對(duì)軟件的每個(gè)質(zhì)量特性和影響質(zhì)量特性的子特性都給予準(zhǔn)確定義［1］。

結(jié)合事故記錄設(shè)備軟件特點(diǎn)，從GJB5236中選擇適合被評(píng)價(jià)軟件的度量特性以及對(duì)應(yīng)的度量子特性，并對(duì)每個(gè)子特性規(guī)定可量化的度量元，建立適合本軟件的質(zhì)量度量模型，針對(duì)事故記錄設(shè)備軟件對(duì)每個(gè)度量元的做說(shuō)明，具體情況如表1所示。

未選擇質(zhì)量特性說(shuō)明：

（1）作為嵌入式軟件，沒(méi)有直接與用戶(hù)直接交互的信息，故不選擇易用性作為評(píng)價(jià)特性之一。

表1 質(zhì)量特性、質(zhì)量子特性和度量元的映射關(guān)系表

（2）作為軍用定制軟件，研制方負(fù)責(zé)其維護(hù)，該類(lèi)軟件存在維護(hù)的特殊性，故不選擇維護(hù)性作為評(píng)價(jià)特性之一。

（3）可移植性在此類(lèi)定制軟件中不作為評(píng)價(jià)特性。

1.2 度量測(cè)試項(xiàng)及測(cè)量方法

表1中的度量元大部分通過(guò)失敗用例數(shù)在用例總數(shù)中的比例數(shù)值作為度量元的測(cè)量值，如記錄下載功能實(shí)現(xiàn)的充分性度量元，通過(guò)公式計(jì)算得到。A表示軟件在記錄和下載飛行數(shù)據(jù)、振動(dòng)數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)中失敗的用例總數(shù)；B表示測(cè)試軟件記錄、下載飛行數(shù)據(jù)、振動(dòng)數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)功能的用例總數(shù)。

對(duì)其中某些質(zhì)量特性說(shuō)明，如故障密度，通過(guò)公式缺陷率= （關(guān)鍵問(wèn)題×3+重要問(wèn)題×2+一般問(wèn)題）/（代碼行數(shù)×1000）計(jì)算千行代碼的缺陷率數(shù)據(jù)后，根據(jù)行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家數(shù)據(jù)將千行代碼缺陷率分為［0，1），［1，3），［3，6），［6，10），［10，∞）區(qū)間，落在分配區(qū)間的故障密度測(cè)量值分別被賦值為0.9，0.6，0.4，0.2，0.1，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)趨1化處理。表1中所有度量元指標(biāo)趨1化處理后，測(cè)試值越接近1代表軟件此項(xiàng)特性越好［2］。

1.3 質(zhì)量度量指標(biāo)體系

對(duì)于特定的被度量軟件而言，它的每個(gè)質(zhì)量特性及子特性的重要程度不同。如對(duì)于實(shí)時(shí)性軟件，功能、可靠性、效率比較重要；對(duì)于生存周期較長(zhǎng)、兼容性要求較高的軟件，可移植性、可維護(hù)性在整個(gè)質(zhì)量度量過(guò)程中也較重要。因此，在確定產(chǎn)品的質(zhì)量特性、子特性、度量元后要綜合考慮它們之間相互關(guān)系和重要程度，以此為依據(jù)給出相應(yīng)的權(quán)值［3］。

若各注水站管壓達(dá)到設(shè)計(jì)壓力16.00 MPa，通過(guò)軟件計(jì)算可得，深度注水管網(wǎng)在選取的典型注水井處壓力[3]如表3中所示。由于典型注水井注入壓力要求高于其他注水井，因此杏B、杏C、杏D注水站出站壓力即管壓達(dá)到16.00 MPa，即可滿(mǎn)足注入壓力需求[4]。

本文使用以下幾種評(píng)分方法：

（1）度量元計(jì)分：評(píng)價(jià)人員對(duì)評(píng)價(jià)模型中的度量元進(jìn)行適用性選擇，并根據(jù)適用性度量元的計(jì)分方式進(jìn)行計(jì)分，從而獲得所有適用度量元的測(cè)試值；

（2）子特性計(jì)分：計(jì)算子特性所管理的全部適用度量元的測(cè)量值的算術(shù)平均值，從而獲得子特性的測(cè)量值；

（3）特性計(jì)分：根據(jù)分配給特性所管理的全部子特性的權(quán)值，計(jì)算特性所管理的子特性的測(cè)試值的加權(quán)平均值，從而獲得特性的測(cè)量值；

（4）綜合計(jì)分：根據(jù)分配給特性的權(quán)值，計(jì)算特性測(cè)量值的加權(quán)平均值，從而獲得質(zhì)量測(cè)量值。

各級(jí)指標(biāo)權(quán)重的分配依據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及作者依據(jù)本人經(jīng)驗(yàn)確定：

一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重為：W=（w1，w2，w3）=（0.38，0.35，0.27）二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重為：

1.4 軟件質(zhì)量特性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

2 事故記錄設(shè)備軟件的質(zhì)量度量

表2 子特性評(píng)估結(jié)果解釋

本文選取3個(gè)事故記錄設(shè)備軟件A，B，C。軟件A屬于廠家甲生產(chǎn)的X型號(hào)軟件，軟件B屬于廠家甲生產(chǎn)的Y型號(hào)軟件，軟件C屬于廠家乙生產(chǎn)的X型號(hào)軟件，3個(gè)軟件代碼規(guī)模相近。

通過(guò)上述質(zhì)量度量方法和3個(gè)軟件的工程測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)度量元測(cè)量值，根據(jù)“度量元值→子特性值→特性值→綜合質(zhì)量值”的映射公式［4］，計(jì)算被度量軟件的質(zhì)量綜合評(píng)分，比較3個(gè)軟件的綜合得分和某些特性的得分，對(duì)被評(píng)價(jià)的3個(gè)軟件的質(zhì)量進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，以此作為用戶(hù)或者需方購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品設(shè)備時(shí)對(duì)研制單位的生產(chǎn)能力考查，以及廠家在某些型號(hào)上的投入程度，為用戶(hù)再次購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品提供參考依據(jù)，如表3所示。

表3 3個(gè)軟件的工程測(cè)試數(shù)據(jù)的度量元測(cè)量值

將度量結(jié)果［0，1］分為“優(yōu)秀”“良好”“合格”以及“不合格”4個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)域，從而判定軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)。若兩個(gè)軟件產(chǎn)品的質(zhì)量落在同一個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，則誰(shuí)的評(píng)價(jià)結(jié)果值大一些，誰(shuí)在該特性上表現(xiàn)得更為優(yōu)秀。每個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的含義是：

優(yōu)秀—軟件產(chǎn)品質(zhì)量特性或軟件質(zhì)量非常好。

良好—軟件產(chǎn)品質(zhì)量特性或軟件質(zhì)量較好。

合格—軟件產(chǎn)品質(zhì)量特性或軟件質(zhì)量合格。

不合格—軟件產(chǎn)品質(zhì)量特性或軟件質(zhì)量不合格。

質(zhì)量度量結(jié)果如表4所示。

表4 質(zhì)量度量結(jié)果

質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)如下：優(yōu)秀［1，0.94］，良好（0.94，0.88］，合格（0.88，0.82］，不合格（0.82，0］。

軟件A評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)秀、軟件B評(píng)價(jià)結(jié)果為合格、軟件C的評(píng)價(jià)結(jié)果為良好。軟件A在功能上更好實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品明確和隱含需求功能、在可靠性上能夠更好維持產(chǎn)品性能級(jí)別，但是在效率上產(chǎn)品的時(shí)間性能指標(biāo)的滿(mǎn)足情況沒(méi)有軟件B，C好；軟件B的度量質(zhì)量沒(méi)有A，C高。

3 度量結(jié)果分析

軟件A和軟件C為不同廠家生產(chǎn)的屬于同一型號(hào)飛機(jī)的事故記錄設(shè)備軟件，兩者具備的軟件質(zhì)量均比另一型號(hào)的軟件B質(zhì)量高，此評(píng)價(jià)結(jié)果說(shuō)明就軍用軟件而言，開(kāi)始就制定嚴(yán)格的研制規(guī)范要求、工程化審查要求，并在項(xiàng)目各階段緊抓要求，嚴(yán)格把關(guān)，生產(chǎn)的軟件產(chǎn)品質(zhì)量較高。

軟件A和軟件B屬于相同廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)飛機(jī)的事故記錄設(shè)備軟件，軟件B沿用軟件A的設(shè)計(jì)思路和小部分代碼，但受限于從業(yè)人員的技術(shù)能力和項(xiàng)目實(shí)施階段管理松散，導(dǎo)致軟件B的質(zhì)量未達(dá)到較高質(zhì)量。

分析以上結(jié)果得出：為更好提高軟件質(zhì)量水平可以從以下幾個(gè)方面著手：第一，提高從業(yè)人員的水平，對(duì)其進(jìn)行定期技術(shù)培訓(xùn)，提高技術(shù)能力、傳輸正確的代碼編碼規(guī)范和文檔編制規(guī)范；第二，從項(xiàng)目開(kāi)始至項(xiàng)目結(jié)束期間，保持項(xiàng)目管理的嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)項(xiàng)目過(guò)程和工作產(chǎn)品嚴(yán)格把關(guān)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)事故記錄設(shè)備特點(diǎn)，在GJB5236-2004 軍用軟件質(zhì)量度量標(biāo)準(zhǔn)中選擇軟件度量模型，選取合適度量元、根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)確定各級(jí)指標(biāo)權(quán)重、定義評(píng)價(jià)指標(biāo)含義，依據(jù)工程實(shí)踐數(shù)據(jù)和質(zhì)量度量模型計(jì)算最終軟件質(zhì)量度量評(píng)分，形成質(zhì)量特性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)同類(lèi)型的多個(gè)被評(píng)價(jià)軟件進(jìn)行得分比較與結(jié)果分析，提出可行性的建議以提高軟件質(zhì)量。

［1］總裝電子信息基礎(chǔ)部.GJB5236—2004軍用軟件質(zhì)量度量［S］.總裝電子信息基礎(chǔ)部，2004.

［2］沈濤.綜合電子信息系統(tǒng)軟件質(zhì)量的測(cè)試和評(píng)估［J］.計(jì)算機(jī)工程，2004（3）：101-103.

［3］張軍威.軍用軟件產(chǎn)品評(píng)價(jià)的工程化實(shí)現(xiàn)方法［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2010（6）：11-13.

［4］馬秋慧.基于使用質(zhì)量的軟件質(zhì)量度量技術(shù)和評(píng)價(jià)模型研究［J］.軟件導(dǎo)刊，2012（8）：3-5.

Quality evaluation method and application of airborne accident recording equipment software

Yu Fei，Xu Jun

（Electronics Fifth Research Institute of Industry and Information Technology Ministry，Guangzhou 510610，China）

As the important military equipment software，accident recording software is used in almost all aircraft equipment.This paper selects the software measurement model and appropriate metric element according to the GJB5236 military software quality metrics and determines the weight of indicators at all levels and evaluation index meaning according to the expert experience，then defines the definition of metric element according to the test data from engineering practice，we calculates the the final software score based on the metric element through metric element model.After comparing and analyzing the score，we give targeted improving suggestions to the following software development work to improve accident recording equipment software quality.

airborne accident recording equipment software；software quality measurement；measurement model；quality evaluation

虞飛（1991—），女，安徽安慶。