軟件質(zhì)量保證的成功之路方案

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1 概述
　　在軟件開發(fā)團隊中，由于質(zhì)量被視為軟件產(chǎn)品的生命，而始終被人們所高度關(guān)注；然而在現(xiàn)實生活中，許多軟件產(chǎn)品卻時常陷入質(zhì)量低下的旋渦，總是不盡人意。究其根源，在于這些軟件產(chǎn)品對其質(zhì)量內(nèi)涵的把握，僅僅停留在減少軟件運行錯誤、加強軟件測試、避免軟件缺陷的一般性層面，而對整個軟件開發(fā)生命周期的全過程質(zhì)量管理，缺乏總體架構(gòu)。因此，在大型軟件產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計中，始終體現(xiàn)全過程質(zhì)量管理思想的Rational Unified Process?(簡稱RUP)和提供全生命周期支持的軟件開發(fā)平臺，則展現(xiàn)出強大的生命力和獨特魅力。
　　2 全過程質(zhì)量保證
　　2.1 質(zhì)量定義
　　在RUP中，質(zhì)量定義如下：
　　滿足或超出認定的一組需求，并使用經(jīng)過認可的評測方法和標準來評估，還使用認定的流程來生產(chǎn)。
　　由此可見，質(zhì)量不僅是我們孜孜以求的結(jié)果，它更體現(xiàn)在軟件開發(fā)的整個過程。
　　2.2 過程質(zhì)量
　　在過程質(zhì)量方面，經(jīng)常舉的一個例子就是汽車生產(chǎn)過程。讓我們一起來想象一個場景：在上個世紀初的一家汽車銷售公司里，汽車銷售員正在為作為準客戶的您推銷兩款汽車，其中一款是由某公司引入當時世界上最先進的生產(chǎn)線和工藝流程生產(chǎn)的產(chǎn)品，而另一款是由廠家技術(shù)精湛的師傅花了一個多月的時間用車床加大錘手工精制而成。排除其它汽車購買因素，在汽車的質(zhì)量方面，您會作何感想呢？精明的你一定會作個簡單分析，第一輛車的質(zhì)量是由汽車生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝本身決定的，每一輛同型號車的質(zhì)量完全相同，它是由汽車生產(chǎn)的過程質(zhì)量決定的；而第二輛車的質(zhì)量在很大程度上則依賴于生產(chǎn)汽車的師傅水平，不同的師傅生產(chǎn)出的汽車質(zhì)量可能相差很大。因此通過了解市場上同型號車的質(zhì)量狀況，你可以輕松做到對第一輛車心中有數(shù)；但對第二輛，你則需要花一番功夫弄清楚師傅的資質(zhì)背景，從而判斷汽車的質(zhì)量。由此可見，你對第一輛車的信任，來自于過程質(zhì)量，而汽車作為日常消費商品被大規(guī)模生產(chǎn)和銷售的基礎(chǔ)也是過程質(zhì)量，是它使汽車生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟成為可能。
　　軟件開發(fā)過程質(zhì)量就是指為了生成工件而對可接受流程（包括質(zhì)量評測和質(zhì)量標準）的實施和遵守程度。軟件生產(chǎn)的過程質(zhì)量與汽車類似，體現(xiàn)在三個層次：一是產(chǎn)品本身和用來生產(chǎn)、組裝軟件產(chǎn)品的零部件質(zhì)量，包括用來進行軟件開發(fā)或在軟件開發(fā)過程中產(chǎn)生的代碼、文檔、模型和可執(zhí)行系統(tǒng)等工件；二是軟件開發(fā)活動本身對標準化軟件開發(fā)過程的遵守程度，主要體現(xiàn)在軟件開發(fā)過程的標準化、流程化、自動化程度和團隊基本協(xié)作平臺的效率；三是用來對整個軟件產(chǎn)品進行驗收的評測手段，它應該是被業(yè)界廣泛認可和接受的方法。
　　一個軟件生產(chǎn)企業(yè)的過程質(zhì)量一般可以用它的軟件過程成熟度等級（例如CMM/CMMI的級別）來決定，這也正是印度的軟件公司能夠獲取很多外包項目的重要原因。但我們應該更清醒的看到：真正保證軟件質(zhì)量的不是CMM/CMMI的一紙評估報告，而是軟件生產(chǎn)過程本身的成熟度，包括我們賴以達到成熟等級的方法、工具和軟件開發(fā)平臺。可喜的是國內(nèi)越來越多的企業(yè)已認識到這一點，把更多的功夫花在使用合適的方法、采用恰當?shù)墓ぞ吆推脚_，切實提高軟件生產(chǎn)過程的成熟度。
　　2.3 RUP的質(zhì)量保證思想
　　Rational Unified Process? (簡稱RUP)是一個可以通過Web來使用的軟件工程過程。作為軟件工業(yè)事實上的標準，它回答了我們以下問題：在整個軟件開發(fā)過程中，應該由誰（角色）在什么時候（詳細工作流程）做什么（活動）和產(chǎn)生什么樣的開發(fā)結(jié)果（工件），以完成整個項目的開發(fā)目標。建立有效的工作過程，可以提高團隊的生產(chǎn)效率，控制開發(fā)過程中的風險，保證軟件開發(fā)進度并且提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量。同時通過為所有重要的開發(fā)活動提供全面的指南、模板和示例，使整個軟件開發(fā)團隊能夠有效共享成功經(jīng)驗，提高團隊效率，最終保證軟件開發(fā)質(zhì)量。
　　1)　RUP的質(zhì)量保證思想之一：全過程質(zhì)量保證思想
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　　RUP把整個軟件開發(fā)過程分解成：業(yè)務建模、需求管理、分析設(shè)計、實施、測試、部署、配置與變更管理、項目管理和環(huán)境等九個核心工作規(guī)程。每個核心工作規(guī)程由多個詳細工作流程組成?；谌祟悓浖ぷ鬟^程最原始的感受，RUP使用角色、活動和作為輸入輸出的工件來組織每個詳細工作流程，實現(xiàn)軟件開發(fā)組織內(nèi)部人、資源和流程的融合。RUP通過建立完整的軟件開發(fā)過程，使得產(chǎn)品的質(zhì)量由項目團隊的每個成員共同負責,具體體現(xiàn)在：
　　每個角色承擔相應的質(zhì)量任務
　　每個活動產(chǎn)生合格的工件
　　為每個工件建立指南、模板和檢查點
　　每個工作流程設(shè)定相應的工作指南和檢查點
　　在RUP中，整個軟件開發(fā)過程如上圖所示，它以指定的工件為輸入，通過軟件開發(fā)角色和標準化的軟件開發(fā)活動，生產(chǎn)出滿足質(zhì)量要求的輸出工件。為確保每個工作環(huán)節(jié)的有效執(zhí)行和每個工作環(huán)節(jié)產(chǎn)生的工件質(zhì)量，RUP為主要工作流程提供了對應的工作指南和檢查點，為每個工件建立指南、模板和檢查點，從而保證了軟件開發(fā)的過程質(zhì)量。
　　2) RUP的質(zhì)量保證思想之二：軟件工程成功經(jīng)驗共同鑄就軟件質(zhì)量的思想
　　激烈的市場競爭催生高質(zhì)量的軟件。同時，軟件行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，軟件生產(chǎn)工藝、軟件開發(fā)方法和工具都大大進步、日趨成熟，這一切使軟件開發(fā)質(zhì)量越來越好。RUP以迭代式軟件開發(fā)、架構(gòu)為核心的軟件開發(fā)、用例驅(qū)動的軟件開發(fā)和風險驅(qū)動的軟件開發(fā)為特色，集中體現(xiàn)了以下六個軟件工程成功經(jīng)驗，通過它們共同鑄就了高品質(zhì)軟件：
　　迭代式軟件開發(fā)：能夠有效控制項目風險、增加對項目控制能力、減少需求變更對項目的影響，實現(xiàn)持續(xù)的質(zhì)量驗證；
　　有效管理需求：能夠做到質(zhì)量保證從頭作起，在軟件開發(fā)一開始，就把好需求質(zhì)量關(guān)，實現(xiàn)需求的可追蹤性和需求變更的有效管理；
　　基于構(gòu)件和面向服務的軟件架構(gòu)：采用可視化建模技術(shù)來構(gòu)建以構(gòu)件為基礎(chǔ)、面向服務的系統(tǒng)框架，可以有效地管理系統(tǒng)的復雜度，增強系統(tǒng)的靈活性和可擴展性；
　　可視化建模：能夠有效解決團隊溝通、管理系統(tǒng)復雜度、提高軟件重用；
　　持續(xù)的質(zhì)量驗證：借助迭代式軟件開發(fā)方法，可以大大提前軟件集成測試和系統(tǒng)測試在整個開發(fā)生命周期中的時間，實現(xiàn)持續(xù)地軟件質(zhì)量驗證，做到盡早測試、盡早反饋，從而確保產(chǎn)品滿足客戶的需求； 考試大收集
　　管理變更：能夠為整個軟件開發(fā)團隊提供基本協(xié)作平臺，使企業(yè)管理好自己的軟件資產(chǎn)，通過有效管理所有的變更請求，使開發(fā)團隊能夠很好的控制開發(fā)進度、及時了解項目狀況，同時為項目的量化管理提供幫助。
　　由此可見，在軟件開發(fā)過程中，高品質(zhì)軟件是由以上軟件工程的成功經(jīng)驗共同鑄就的。
　　3 高品質(zhì)軟件，源自Rational工藝
　　成就高品質(zhì)軟件，除了注重過程質(zhì)量、采用軟件工程成功經(jīng)驗以外，還需要幫助開發(fā)團隊實現(xiàn)高效的過程管理、構(gòu)建運作良好的協(xié)作平臺和有效運用能夠提高團隊生產(chǎn)力的自動化軟件工具。"方法"＋"工具"永遠是我們解決問題的永恒主題。
　　3.1 IBM Rational軟件開發(fā)平臺實現(xiàn)軟件規(guī)?；a(chǎn)的過程質(zhì)量
　　IBM Rational軟件開發(fā)平臺是體現(xiàn)軟件工程成功經(jīng)驗的強大工具。它基于Rational的軟件工程方法和工具構(gòu)造出了覆蓋整個軟件開發(fā)生命周期的軟件開發(fā)平臺，它通過提供高效的軟件生產(chǎn)線，為軟件開發(fā)團隊的生產(chǎn)過程提供高品質(zhì)的過程質(zhì)量保證，使得大規(guī)模的軟件生產(chǎn)過程成為可能。沒有平臺支撐的過程質(zhì)量和成功經(jīng)驗只能是紙上談兵。
　　首先，IBM Rational軟件開發(fā)平臺為整個軟件生產(chǎn)企業(yè)提供了一個完整的企業(yè)級項目管理平臺：IBM Rational Portfolio Mananger。一方面，通過它可以使企業(yè)的管理者實現(xiàn)業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略和IT戰(zhàn)略的融合，作為以業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略為核心，組織IT投資和企業(yè)人力資源；另一方面，它為整個項目管理團隊提供了高效的項目計劃、實施、監(jiān)控等項目管理活動的完整平臺，通過提高企業(yè)的管理方法和團隊效率，最終提高軟件質(zhì)量。
　　其次，IBM Rational基于以RUP、ClearCase和ClearQuest為核心的團隊統(tǒng)一平臺：Team Unified Platform，為整個開發(fā)團隊提供了基本協(xié)作平臺，提供日常的開發(fā)活動管理和支撐，也為項目的質(zhì)量監(jiān)控和量化管理奠定基礎(chǔ)。
　　第三，IBM Rational的軟件開發(fā)平臺根據(jù)軟件開發(fā)的角色組織軟件開發(fā)工具，為分析人員提供業(yè)務建模和業(yè)務流程的模擬、監(jiān)控能力；為系統(tǒng)架構(gòu)師提供各種系統(tǒng)建模和架構(gòu)分析能力；為開發(fā)人員提供快速的軟件構(gòu)建、單元測試及運行時分析能力；為測試人員提供功能、性能測試和系統(tǒng)性能監(jiān)控能力；為部署人員提供了快速部署、監(jiān)控和管理能力。
　　與汽車生產(chǎn)過程相比，企業(yè)級項目管理平臺和團隊統(tǒng)一平臺就好比汽車生產(chǎn)過程的生產(chǎn)線，統(tǒng)一了整個軟件的開發(fā)活動和管理活動，而其它各種根據(jù)軟件開發(fā)角色組織的開發(fā)工具，就好比生產(chǎn)線上的各種智能機床，大大提高軟件生產(chǎn)過程的生產(chǎn)力和質(zhì)量保證。如果說福特使用的生產(chǎn)線技術(shù)實現(xiàn)了汽車行業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)，那么IBM Rational軟件開發(fā)平臺無疑為軟件的規(guī)?；a(chǎn)揭開了序幕。
　　3.2　IMB Rational軟件開發(fā)平臺為軟件生產(chǎn)提供生命周期的質(zhì)量保證　
　　IBM Rational軟件開發(fā)平臺為軟件生產(chǎn)提供了涵蓋分析員、架構(gòu)師、設(shè)計員在內(nèi)的全生命周期的質(zhì)量保證，而不僅僅是對測試人員的質(zhì)量解決方案。
　　在RUP質(zhì)量保證思想的指導下，IBM Rational的軟件開發(fā)平臺堅持軟件質(zhì)量從頭抓起的宗旨，使用業(yè)務建模工具和可視化建模技術(shù)，準確描述企業(yè)的業(yè)務流程、模擬企業(yè)的業(yè)務執(zhí)行過程，幫助企業(yè)找出業(yè)務流程中存在的問題，優(yōu)化業(yè)務流程。系統(tǒng)分析人員借助業(yè)務模型，可以準確理解企業(yè)需求，解決企業(yè)真正需要解決的問題，正確構(gòu)建企業(yè)需要的系統(tǒng)。需求管理工具（RequisitePro）則可以幫助客戶完成需求管理和需求的變更管理，實現(xiàn)需求的可追蹤性，幫助企業(yè)在項目啟動階段把好需求質(zhì)量關(guān)。
　　借助IBM Rational的新一代建模工具Rational Software Architect(簡稱RSA)，系統(tǒng)分析人員甚至可以使用模型驅(qū)動的軟件開發(fā)（MDA）,從業(yè)務模型自動推導出用例模型、分析模型、設(shè)計模型和代碼，從而實現(xiàn)業(yè)務驅(qū)動的軟件開發(fā)。模型驅(qū)動軟件開發(fā)的優(yōu)點是幫助企業(yè)建立強健的軟件架構(gòu)，統(tǒng)一整個軟件開發(fā)團隊的分析設(shè)計和開發(fā)活動，使整個開發(fā)團隊對高層系統(tǒng)架構(gòu)有一個統(tǒng)一的認識。同時，RSA基于開放的Eclipse平臺，提供了代碼復審功能，幫助開發(fā)員自動完成代碼規(guī)范性的檢測；運行時分析功能，為開發(fā)員提供自動完成代碼內(nèi)存錯誤檢測、性能調(diào)優(yōu)、線程分析和代碼覆蓋率的收集能力；它的構(gòu)件測試能力，幫助開發(fā)員更快更好地完成單元測試任務。此外IBM Rational還提供了Purifyplus,用于幫助開發(fā)人員快速解決軟件開發(fā)過程中難于發(fā)現(xiàn)的內(nèi)存及運行時錯誤、性能調(diào)優(yōu)和測試覆蓋率信息收集等問題;實時系統(tǒng)測試工具Test Realtime，則能解決實時系統(tǒng)的單元測試、集成測試和運行時分析問題。所有這些都為整個軟件開發(fā)團隊完成高質(zhì)量的需求分析、構(gòu)建靈活的軟件架構(gòu)、生成高品質(zhì)的代碼提供了有力保證。
　　在軟件測試方面，除以上提到的代碼測試工具以外，IBM Rational更提供了完整的系統(tǒng)級功能、性能測試和測試管理平臺工具。
　　IBM Rational軟件測試解決方案以RUP的軟件工程方法為基礎(chǔ)，首先提供了以TestMananger和ClearQuest為核心的測試管理平臺,完成從測試輸入、測試計劃、測試設(shè)計、測試執(zhí)行到測試結(jié)果分析的整個測試流程的統(tǒng)一管理，提供對項目需求、變更請求、測試資料及其他數(shù)據(jù)的共享，提高了團隊的工作效率;其次，Robot以自動化的功能和性能測試腳本錄制、回放為基礎(chǔ)，實現(xiàn)企業(yè)的自動化功能和性能測試，幫助企業(yè)解決回歸測試和大批量的數(shù)據(jù)驅(qū)動軟件測試所帶來的工作量和工作效率問題；Tivoli Monitoring for Transaction Performance(TMTP)完成軟件的性能檢測和分析工作，進一步幫助系統(tǒng)測試人員分析、定位、解決系統(tǒng)性能問題。第三，最令人刮目相看的是IBM在2005年的Atlantic版本中新推出的功能測試工具RATIONAL FUNCTIONAL TEST、性能測試工具RATIONAL PERFORMANCE TEST和手工測試工具RATIONAL MANUAL TEST,它們第一次為Java和Web測試人員，提供了和開發(fā)人員同樣的操作平臺（Eclipse），具備完整的自動化功能、性能測試和手工測試的管理能力，而且其中還推出了許多IBM的最新專利技術(shù)，例如基于Wizard的智能數(shù)據(jù)驅(qū)動的軟件測試技術(shù)、提高測試腳本重用的ScriptAssurance技術(shù)等，同時它也提供了對開放軟件測試架構(gòu)Hyades的支持。
　　由此可見，IBM Rational的軟件開發(fā)平臺通過實現(xiàn)了對整個軟件開發(fā)全生命周期，包括從業(yè)務分析、需求管理、架構(gòu)設(shè)計到系統(tǒng)構(gòu)建、測試、部署的全方位支持，為企業(yè)提供了軟件生產(chǎn)全生命周期的質(zhì)量保證能力。
　　4 小結(jié)
　　在軟件工程領(lǐng)域發(fā)展初期，各路英雄逐鹿中原，產(chǎn)生了各種軟件開發(fā)過程的成功經(jīng)驗和工具。在經(jīng)歷了多年的努力搏殺，體會到對抗的酸甜苦辣以后，英雄們終于認識到：高品質(zhì)軟件，需要完整的軟件開發(fā)過程和整合的軟件開發(fā)平臺來共同鑄就。IBM Rational軟件開發(fā)平臺，就是以各種國際標準和開放平臺為基礎(chǔ)，為軟件產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)過程提供了前所未有的開發(fā)速度和質(zhì)量保證。IBM Rational二十幾年鑄一劍，如今寶劍揮出，必將掀起軟件行業(yè)的產(chǎn)業(yè)革命浪潮。
　　關(guān)于作者
　　寧德軍，現(xiàn)為IBM中國有限公司軟件部Rational高級技術(shù)專員。在Rational中國工作的三年的時間里，曾經(jīng)為華為、中興通訊、大唐移動、浙江移動、江蘇移動、武漢精倫等多家公司提供過軟件管理咨詢服務。在此之前，寧德軍曾任職于貝爾阿爾卡特公司，主要從事電信交換機、電子商務軟件分析設(shè)計和開發(fā)工作。參加過ALCATEL多個版本的電信交換機系統(tǒng)、基于JAVA和XML的“WEB系統(tǒng)通信平臺”等軟件項目的開發(fā)設(shè)計工作。在軟件工程技術(shù)方面，寧德軍有著多年的實踐經(jīng)驗，對于Rational的軟件工程技術(shù)有著深刻的理解。目前主要專注于軟件測試技術(shù)、面向?qū)ο蟮目梢暬：蛙浖渲霉芾淼燃夹g(shù)的研究。在軟件測試方面，曾為中興通訊、大唐移動、中國移動、中國工商銀行、南瑞電力、UTStarCom等公司進行過專業(yè)咨詢服務，內(nèi)容包括主機和嵌入式軟件的功能、性能、可靠性和測試管理咨詢。