浅谈用户需求的可信软件质量属性评价方法
浅谈用户需求的可信软件质量属性评价方法
郑锦
（石家庄铁道大学，河北省石家庄市，050000）
摘要:计算机的广泛应用及网络技术的飞速发展,软件已经渗透到国民经济乃至国防建设的各个领域，成为影响人们生产、生活的重要组成部分。随着软件规模的日益增大，复杂程度越来越高，软件的风险也变得越来越难以控制，各种由于软件缺陷或故障所引起的事件频繁发生。发展高可信软件，已经成为当前国际软件技术发展的战略制高点，引起了全社会的普遍关注。
可信软件质量属性指标体系的产生是软件质量属性评价的基础,也是评价过程中关键性的第一步。针对用户对软件质量属性的需求及可信软件的特性，本文将可信软件质量属性分成关键属性与非关键属性两大类。在此基础上，通过构建可信软件质量属性证据模型、评估体系，形成满足用户需求的可信软件质量属性评价指标体系。这是可信软件质量属性评价方法的基础。
关键词：可信软件:质量属性:用户需求;评价方法
一、什么是可信软件
目前，学术界对可信软件- 直缺乏-致的界定,但随着可信软件研究的深入，表示“可信”的英文术语也从最初的Trusted、 Dependability 逐步演变成HighConfidence、Trustworthy, 这些术语之间既有联系也有区别，它们所表示的具体内涵的变化，体现了人们对于“可信”软件认识的深化。
我们认为:尽管可信软件的定义并未达成一致，但各国研究机构、专家学者对可信软件的界定，在以下两点获得了一致的认同:
(1) 可信软件是一种主观认同，是用户对软件质量属性的主观感受。
(2)软件可信性是-一个整合整个复合系统的、综合属性的概念，仅仅通过单个或者多个属性的简单集结，不足以解决从软件构件的设计到整个系统可信性得以实现这一过程中出现的若干问题。
二、什么软件质量属性
可信软件由于自身的复杂性及运行环境的不确定性，其质量属性也就具有与其他产品质量属性不同的特点，为此，其界定与划分至今未获得-致的认同。同时，由于可信软件质量属性间存在各种错综复杂的关系，正确均衡、评价他们存在一定的困难，且不同的人(如软件设计开发者、软件使用者)对软件质量属性的要求也不同，对其评价结果也很难获得一致的认同。因此，可信软件质量属性的评价也尤为困难。但软件质量属性评价是软件质量管理的前提和基础，如果没有科学有效的评价体系和方法，软件的管理就变成了-纸空谈。
一般说来，软件质量属性可以分成两类，-类是运行时可见属性，如可用性、性能、安全性、易用性;另一类是维护时可见属性，可修改性、可扩展性、可移.植性、可集成性。而对用户重要的属性主要有下述八个:
(1) 有效性:指在预定的启动时间内，系统可用且完全运行时间所占的百分比。即有效性等于系统的平均失效前时间(MTTF, Mean Time To Failure)除以平均故障与故障修复时间的和。有效性可能这样描述:“某系统在**工作时间内，从当地时间早.上7点到14点，系统的有效性至少达到99.90%，在15点到20点，系统的有效性至少为99. 95%”。
(2) 效率:是衡量系统磁盘空间、处理器或者通信带宽宽裕程度的一个标志。显然，如果系统的可用资源已经用完，那么，系统性能下降是一个必然的趋势，这也是效率降低的一个具体表现。我们也可以这样说明某系统的效率:“在预计的高峰负载条件下，12%的处理能力和18%的系统可用内存必须留出以备用”。
(3)灵活性:表明当产品增加新功能时所需工作量的大小。我们可以这样解释系统的灵活性:“系统增加一个新的、可以支持硬拷贝的输出设备，这需要一个至少具有1年产品支持经验的软件维护员在一个小时内完成”。
(4)完整性(安全性):主要包括防止数据丢失、防止非法访问系统功能、防止病毒入侵、防止私人数据进入系统。完整性要求访问和数据必须通过特定的方式保护起来。完整性可以这样描述:“只有拥有超级管理员访问权限的用户才能查看客户交易记录”。
(5)互操作性:表明软件系统与其他系统交换服务或数据的难易程度。互操作性可以这样描述:“**系统应该能从COREDRAW和UNIGRAPHICS工具能导入任何有效的图”。
(6)可靠性:是软件无故障执行一段时间的效率。健壮性、有效性和容错性等有时可以认为是可靠性的一部分。软件的可靠性可以通过以下三种方式进行衡量:①正确执行操作所占整个操作的百分比;②无故障或缺陷出现时，系统运行时间的长短;③缺陷或故障出现的密度。一个可靠性需求可以这样说明:“由于软件失效所引起的系统错误的概率不能超过3%”。
(7)健壮性:系统或其组件遭到非法输入数据、硬件或软件出现缺陷/故障、操作异常时，软件系统能持续正确运行的程度。相应的，一个健壮性需求可以这样描述:“所有的参数都要指定一个缺省值，当输入数据丢失或者无效时，使用缺省数据。”
(8)可用性:又称为“易用性”，它描述的是许多组成“用户友好性”的因素。可用性衡量准备输入、操作、输出的所有努力，此外还包括系统与任何用户界面标准的相符合程度、用户界面与其他常用系统的界面一-致程度、新用户在学习使用产品的简易程度。如我们可以这样描述可用性:“新的软件操作员，在一天培训学习后应该能正确执行他们所要求操作任务的98%”。
三、用户需求表达
用户需求的生产是软件设计开发的第一个阶段， 也是最重要的阶段。现今主要采取用户需求信息的识别与软件构件智能匹配的方法，通过构建匹配函数，建立用户需求与预测的用户需求本体的映射，生成满足用户需求的软件构件本体，这是一个不断检索过程。
其具体映射过程如下:
第一步:用户需求名称的匹配
需求名称的匹配，就是为了确定用户需求本体在预测需求本体中的映射关系。
第二步:用户需求属性值的匹配
预测用户需求的属性值包括所有可能的用户需求值。在确定预测的用户需求后，在构建的过程中可以将用户需求进行分类以加快检索速度，例如，当规定因软件失效所引起的系统错误的概率不能超过3%o时，在完成检索的预测用户需求后，还需要用户需求属性的进一 步划分，即通过属性值的映射，以获取客户需求的本体表达。
第三步:获得预测用户需求本体
根据匹配器中的映射结果，可以获得与用户需求相同或相近的预测用户需求本体。由于预测的用户需求本体与实现需求的构件本体之间存在映射关系，系统的规则库会根据生成的客户需求本体实现软件产品的智能匹配。.
四、可信软件评价体系
与可信软件质量属性证据模型的结构类似，软件质量属性评价指标体系也应该是一个多层树形结构。根据证据子类的划分，树的第一-层节点相应也分成关键属性和非关键属性。其中，关键属性可以进一-步细分为可生存性、可用性、可维护性和可靠性，非关键属性又可进一步细分为用户体验特征、技术特征及社会经济属性，并以此为基础，按照层层细分的原则进行分解，最后生成的每-一个叶子节点都是一个具有独立评价意义的原子评价单元。由此可知，软件质量属性评价指标体系是一种体现软件应用领域及行环境，支持软件可信性及用户自定义的，有相关证据直接支持的、能描述各个质量属性评价指标及其层次关系的体系。
五、可信软件质量评价方法
我们以前景理论为理论基础，对可信软件质量属性进行评价。令
①集合P表示评价对象0评价指标的正理想方案集;
②集合Ne表示评价对象0评价指标的负理想方案集;
③集合A表示评价对象0的评价指标信息集，其评估信息可以用模糊数、语言集、精确数等表示，并通过转换关系转换成梯形模糊数形式。且各评估指标权重系数不确定。
将待评估指标集合A分别与正、负理想方案P、Ne比较，以确定该软件质量属性的最优综合前景值和评价值。具体步骤如下:
第一步:评估信息的收集与集结
第二步:参照方案的选取
第三步:评价指标体系收益值和损失值的确定
第四步:正负前景值的确定
第五步:综合前景值的确定
第六步:评价值的确定
六、总结
通过用户需求的表达、本体生成，提取用户对于软件质量属性的要求;并根据质量属性对软件可信性的影响程度、用户需求的不同，将质量属性分成关键属性和非关键属性;并以此为基础设计、实现软件质量属性证据模型、质量评价模型从而生成评价指标体系，克服了传统指标体系的生成范式，为可信软件质量属性的管理提供了帮助，使得用户需求与软件设计要求保持-致，大大提高了可信软件质量属性管理的动态化、智能化，为软件管理的科学决策提供了支持，丰富了可信软件质量管理理论与实践。
参考文献：
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[2]朱鸿，金凌紫.软件质量保障与测试[M].科学出版社，1997.
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