软件构件质量量化评价模型研究(1)

太原科技大学硕士学位论文软件构件质量量化评价模型研究姓名：贺海波申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：陈立潮20100701I中文摘要基于构件的软件开发方法是通过组装构件来得到应用系统，常被视为是实现软件复用的有效途径。它不仅可以避免软件开发过程中大量的重复劳动、缩短开发周期、降低开发成本，还大大提高了整个应用系统的质量。其中，构件的质量将直接影响到昀终应用系统的质量以及基于构件的软件开发技术的应用与推广，而目前对构件质量的度量缺乏有效的量化评价模型。本文在深入研究了影响构件质量的各种关键因素的基础上，基于群体决策的思想，对构件质量的量化评价进行了研究。本文在深入研究构件质量模型的基础上，针对层次分析法对构件质量量化评价的不足，基于群体决策思想和改进的层次分析法，提出了一种软件构件质量量化评价模型。该模型采用改进的层次分析法，使之能够自动满足一致性的要求，而不需要进行一致性检验；同时，为了克服判断矩阵建立过程中的主观性，把群体决策引入层次法中，客观地解决了判断矩阵中专家的权重赋值问题。实验结果表明，该方法在一定程度上克服了单个专家评价的主观性，使得评价结果更加贴近客观实际。构件的本质特征表现为可复用性，因此，可复用性是构件质量量化评价中昀重要的因素之一。但是由于层次分析法只是一种定性的量化度量方法，对构件可复用性进行度量评价时，不能描述出构件之间的可复用性质量差异值。针对这一问题，本文在给出可复用性属性树形层次分解模型基础上，提出了一种软件构件可复用性属性值的度量及计算方法。实验表明，与传统的层次分析法相比，该方法对构件的可复用性度量更加具体、有效、合理。本文通过对构件质量模型、构件可复用性以及度量方法的探讨和研究，分别提出了构件质量和构件可复用性的量化评价模型，这两种模型不仅简化了量化评价过程，而且使其评价结果有效、合理，从而为构件复用和构件库的管理提供了有效的评价和参考。关键词：软件构件；质量度量；可复用性度量；层次分析法；群体决策IIIABSTRACTThecomponent-basedsoftwaredevelopmentisanefficientwaytoachievesoftwarereuse,whichobtainsapplicationsystemsthroughassemblingcomponents.Thiswaycanavoidmuchlaborduringtheprocessofsoftwaredevelopment,shortenproductionperiod,lessendevelopmentcostandraisethequalityofthewholeapplicationsystem.While,componentqualitydirectlyaffectsthequalityofthefinalapplicationsystem,andtheusingandpromotionofthecomponent-basedsoftwaredevelopment.Butcurrently,themeasureofsoftwarequalitylacksanefficientquantitativeassessmentmodel.Sothroughdeeplyanalyzingthekeyfactorsofaffectingcomponentquality,thecomponentqualityisassessedbasedonthethoughtofgroupdecision-making.Onthebasisofin-depthstudyofcomponentqualitymodels,aimingattheshortcomingofthecomponentqualityquantitativeassessmentusingAHP,aquantitativeassessmentmodelisproposedbythewayofanimprovedAHPandbasedonthethoughtofgroupdecision-making.Thismodeldoesn’tneedconsistencychecktomeettherequirementofconsistency.Meanwhile,inordertodecreasethesubjectivityofconstructingjudgmentmatrix,thegroupdecision-makingisintroducedinAHPtoobjectivelysolveexpertweight.Andthroughtheexperiments,itisprovedthattosomeextend,thisimprovedAnalyticHierarchyProcesscanovercomethesubjectivityofexpertassessmentandmaketheassessmentresultsmoreobjectively.TheessenceofsoftwarecomponentisReusability,duringthequantitativeassessmentofcomponentquality;reusabilityisthemostimportindex.ThefaultofusingAHPtomeasurereusabilityisthatthedifferencesattributevalueofreusabilityqualitycannotbefiguredoutandthepurposeofmeasurementcannotbeachieved.Tosolvethisproblem,inthispaper,atreeleveldecomposedmodelofreusabilityisproposed.Andbasedonthismodel,amethodforquantifyingandcalculatingsoftwarecomponentreusabilityisproposed.AndcomparedwiththeAHP,theexperimentsshowthatthismethodcanmeasurethecomponentreusabilitymoreconcretely,effectivelyandreasonably.IVOnthebasicofin-depthstudyofthesoftwarequalitymodel,softwarereusabilityandthemetricsmethodofthem,thispaperprovidesasoftwarequalityquantitativeassessmentmodelandasoftwarereusabilityquantitativeassessmentmodel.Experimentsshowthatthesemodelsnotonlycanwellreducetheprogressofmetrics,butalsoimprovestheassessmentresultmoreeffectivelyandreasonably.Andthereby,itisimportantreferencemeaningforconstructionandmanagementandapplicationincomponentlibrary.Keywords:Softwarecomponent;Qualitymetrics;Reusabilitymetrics;AHP;Groupdecision-making声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。作者签名：贺海波日期：2010年5月21日关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原科技大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件、复印件与电子版；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。作者签名：贺海波日期：2010年5月21日导师签名：陈立潮日期：2010年5月22日第一章绪论1第一章绪论1．1研究背景DouglasMcilroy在1968年的NATO的软件工程会议上，第一次提到软件构件的概念，在随后的40多年时间里，软件构件技术获得了巨大的应用及推广，形成了基于软件构件的软件开发（Component-BasedSoftwareDevelopment，CBSD）和基于软件构件的软件工程（Component-BasedSoftwareEngineering，CBSE）等多个研究领域。在基于软件构件的软件开发当中，软件构件质量标准是其重要的研究内容之一。软件构件质量的重要性越来越受到业界的关注，对于软件构件的管理者和开发者来说，他们关心的是如何评估软件构件质量、如何测评软件构件质量以便改进产品的质量。这些问题就涉及到软件构件的质量标准及度量问题[1]。在基于软件构件的软件开发中，提高和保证应用系统质量的重要手段[2]就是要做好构件质量的量化评价工作。因此，如何确保软件构件质量的量化评价结果的合理性、有效性和准确性，是当前迫切需要解决的问题。构件质量的量化评价是一个多指标综合评价问题[3]，主要包括：确定评价指标集、选择适当的度量和综合评价等3个主要步骤。它是一个复杂的决策过程，其原因在于：(1)软件构件自身的特点，对其功能与质量的评价往往是无法确定的；(2)缺乏对评价指标有效的量化手段，定性的指标值要依赖于决策者的主观判断；(3)各个指标之间度量没有统一的标准；(4)评价过程是由具有不同背景的多个专家参与，判断上往往存在较大的差异；(5)对于多个候选构件，需考虑的评价指标数量太多等等。目前，大多数研究者将构件评价看作是多目标决策问题，其中，构件的识别、评估和选择[4]是其主要特点。在多目标决策的问题中，较常用的方法之一是就是层次分析法(TheAnalyticHierarchyProcess,AHP)。它是一种将定量分析与定性分析相结合的有效决策方法，解决了诸如系统评价、资源分配、价格预测、项目选择等许多重要问题，但是，采用该方法对构件质量进行量化评价时，还存在一些不足和缺陷。比如：层次分析法本身通常需要一致性检验，传统的做法是凭着大致的估计和经验来调整判断，该方法虽然可行，但有时需要进行多次调整才能通过一致性检验；还有，在层次分析法中建立的判断矩阵都是由不同专业水平和背景的专家给出，这样建立的判读矩阵就带有一定的主观性；另外，由于在多目标属性决策研究当中，专家权重都是主观给出或者是假设已有，这样专家权重也就带有一定的主观性和盲目性。昀后，层次分析法对构件质量进行度量评价时，并不能描述出构件之间的质量差异值，没有达到对构件质量量化评价意义和目的。鉴于上述讨论，本研究课题将从研究软件构件质量的模型、内容以及目的开始，参考现有构件质量模型，力图从群体决策的思想的角度着手研究，提出一种软件构件质量软件构件质量量化评价模型研究2的量化评价模型，希望使得构件质量量化评价的过程更加简单明了，同时能保障量化评价结果的有效与合理，能够更好地满足构件用户和的管理者对构件质量的量化评估要求。1.2国内外研究现状及发展动态1.2.1软件质量模型1.要素-准则-度量模型在1976年，Boehm等人提出了定量的评价软件质量的模型。他们从可移植性、可使用性和可维护性三个方面来划分软件产品的质量，从而得到软件产品质量的整体评价。在1978年，McCall等人提出