試論軟件的可靠性及其保證(2)

　　軟件開發方法對軟件的可靠性也有重要影響。

　　目前的軟件開發方法主要有Parnas方法、Yourdon方法、面向數據結構的Jackson方法和Warnier方法、PSL/PSA方法、原型化方法、面向對象方法、可視化方法、ICASE方法、瑞理開發方法等，其他還有BSP方法、CSF方法等。這里特別要提一下的是Parnas方法。

　　Parnas方法是最早的軟件開發方法，是Parnas 在1972年提出來的，基本思想是在概要設計時預先估計未來可能發生變化，提出了信息隱藏的原則以提高軟件的可靠性和可維護性。

　　在設計中要求先列出將來可能要變化的因素，在劃分模塊時將一些可能發生變化的因素隱含在某個模塊的內部，使其他模塊與此無關，這樣就提高了軟件的可維護性，避免了錯誤的蔓延，也就提高了軟件的可靠性。還提出了提高可靠性的措施：

　　(1)考慮到硬件有可能出故障，接近硬件的模塊要對硬件行為進行檢查，及時發現錯誤。

　　(2)考慮到操作人員有可能失誤，輸入模塊對輸入數據進行合法性檢查，是否合法、越權，及時糾錯。

　　(3)考慮到軟件本身有可能失誤，加強模塊間檢查，防止錯誤蔓延。

　　對瑞理方法可能許多人還不熟悉，這里簡要介紹一下。

　　瑞理(Rational)模式是美國瑞理軟件工程公司發展出來的，其模式是：

　　面向對象;

　　螺旋式上升;

　　管理與控制;

　　高度自動化;

　　以管理觀點和技術觀點把軟件生命周期劃分為起始、規劃、建構、轉移、進化五個階段，也可把這五個階段歸并為研究時期(起始和規劃)和生產時期(建構和轉移)，最后是維護時期(進化)，特別適合對高風險部分及變動需求的處理。

　　在以上的眾多方法中，可視化方法主要用于與圖形有關的應用，目前的可視化開發工具只能提供用戶界面的可視化開發，對一些不需要復雜圖形界面的應用不必使用這種方法;ICASE 技術還沒有完全成熟，所以可視在方法和ICASE方法最多只能用作輔助方法。面向數據結構的方法、PSL/PSA方法及原型化方法只適合于中小型系統的開發。

　　面向對象的方法便于軟件復雜性控制，有利于生產率的提高，符合人類的思維習慣，能自然地表達現實世界的實體和問題，具有一種自然的模型化能力，達到從問題空間到解空間的較為直接自然的映射。

　　在面向對象的方法中，由于大量使用具有高可靠性的庫，其可靠性也就有了保證，用面向對象的方法也利于實現軟件重用。

　　所以建議采用面向對象的方法，借鑒Parnas和瑞理模式的思想，在開發過程中再結合使用其他方法，吸取其它方法的優點。

　　3.軟件重用

　　最大限度地重用現有的成熟軟件，不僅能縮短開發周期，提高開發效率，也能提高軟件的可維護性和可靠性。因為現有的成熟軟件，已經過嚴格的運行檢測，大量的錯誤已在開發、運行和維護過程中排除，應該是比較可靠的。在項目規劃開始階段就要把軟件重用列入工作中不可缺少的一部分，作為提高可靠性的一種必要手段。

　　軟件重用不僅僅是指軟件本身，也可以是軟件的開發思想方法、文檔，甚至環境、數據等，包括三個方面內容的重用：

　　(1)開發過程重用，指開發規范、各種開發方法、工具和標準等。

　　(2)軟件構件重用，指文檔、程序和數據等。

　　(3)知識重用，如相關領域專業知識的重用。

　　一般用的比較多的是軟件構件重用。

　　軟件重用的過程如下：候選，選擇，資格，分類和存儲，查找和檢索。在選擇可重用構件時，一定要有嚴格的選擇標準，可重用的構件必須是經過嚴格測試的、甚至是經過可靠性和正確性證明的構件，應模塊化(實現單一、的完整的功能)、結構清晰(可讀、可理解、規模適當)，且有高度可適應性。

　　4.使用開發管理工具

　　開發一個大的軟件系統，離不開開發管理工具，作為一個項目管理員，僅僅靠人來管理是不夠的，需要有開發管理工具來輔助解決開發過程中遇到的各種各樣的問題，以提高開發效率和產品質量。

　　如Intersolv公司的PVCS軟件開發管理工具，在美國市場占有率已超過70%，使用PVCS可以帶來不少好處：規范開發過程，縮短開發周期，減少開發成本，降低項目投資風險;自動創造完整的文檔，便于軟件維護;管理軟件多重版本;管理和追蹤開發過程中危及軟件質量和影響開發周期的缺陷和變化，便于軟件重用，避免數據丟失，也便于開發人員的交流，對提高軟件可靠性，保證質量有很大作用。

　　在我國，開發管理工具并沒有得到有效地使用，許多軟件公司還停留在人工管理階段，所開發的軟件質量不會很高。

　　人的管理比較困難，在保證開發人員素質的同時，要保持人員的穩定性，盡可能避免人員的經常流動。人員流動影響了軟件的質量，工作連續性難保證，繼承者不可能對情況了解很清楚等，也可能影響工作進程等。PVCS也提供了適當的人員管理方法。

　　5.加強測試

　　軟件開發前期各階段完成之后，為進一步提高可靠性，只有通過加強測試來實現了。為最大限度地除去軟件中的差錯，改進軟件的可靠性，就要對軟件進行完備測試。要對一個大的軟件系統進行完備測試是不可能的，所以要確定一個最小測試數和最大測試數，前者是技術性的決策，后者管理性的決策，在實際過程中要確定一個測試數量的下界?？偟膩碚f，要在可能的情況下，進行盡可能完備的測試。

　　誰來做測試呢?一般說來，用戶不大可能來進行模塊測試，模塊測試應該由最初編寫代碼的程序員來進行，要在他們之間交換程序進行模塊測試，自己設計的程序自己測試一般都達不到好的效果。

　　測試前要確定測試標準、規范，測試過程中要建立完整的測試文檔，把軟件置于配置控制下，用形式化的步驟去改變它，保證任何錯誤及對錯誤的動作都能及時歸檔。

　　測試規范包括以下三類文檔：

　　(1)測試設計規范：詳細描述測試方法，規定該設計及其有關測試所包括的特性。還應規定完成測試所需的測試用例和測試規程，規定特性的通過/失敗判定準則。

　　(2)測試用例規范：列出用于輸入的具體值及預期輸出結果。規定在使用具體測試用例時對測試規程的各種限制。

原文轉自：http://www.uml.org.cn/rjzl/200612011.htm