軟件開(kāi)發(fā)（系統(tǒng)開(kāi)發(fā)）的質(zhì)量管理與硬件的開(kāi)發(fā)管理完全不同。

原因在于，不可能像硬件產(chǎn)品那樣，在客戶手中檢查已完成軟件的質(zhì)量。 軟件的質(zhì)量只能通過(guò)觀察軟件在計(jì)算機(jī)中的運(yùn)行情況或通過(guò)編程語(yǔ)言編寫(xiě)的源代碼來(lái)檢查。

本文介紹了軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)以及各開(kāi)發(fā)階段的品質(zhì)管理控制要點(diǎn)。

1.1軟件開(kāi)發(fā)的種類和方法

軟件開(kāi)發(fā)主要有兩種方法。

一種是瀑布式（Waterfall）開(kāi)發(fā)手法。 另一種是敏捷型(Agile)。

具體的開(kāi)發(fā)方法進(jìn)一步區(qū)分說(shuō)明。

1）Waterfall型開(kāi)發(fā)手法

• 需求定義：是指在開(kāi)始軟件開(kāi)發(fā)等項(xiàng)目之前，以易于理解的方式將必要的功能和需求整合在一起的過(guò)程。
• 設(shè)計(jì)：在確定軟件必要的功能和要求后，確定軟件的行為和詳細(xì)功能，并將其寫(xiě)入文檔。
• 實(shí)施：為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所定下的軟件動(dòng)作或功能，實(shí)際上進(jìn)行的編程動(dòng)作。 在這個(gè)過(guò)程中，程序員使用編程語(yǔ)言編寫(xiě)源代碼。
• 測(cè)試：這是檢查所開(kāi)發(fā)的程序是否能順利運(yùn)行，是否存在缺陷（Bug）的過(guò)程。 如果發(fā)現(xiàn)缺陷，則予以糾正。
• 發(fā)行：這是將開(kāi)發(fā)好的軟件提供給客戶的過(guò)程。 在這一階段，客戶可以自己操作軟件。

所謂瀑布型，是因?yàn)殚_(kāi)發(fā)是“瀑布的水從上到下依次前進(jìn)”而得名。在軟件開(kāi)發(fā)之初，將客戶的要求規(guī)格匯總，然后按照設(shè)計(jì)、實(shí)施的順序進(jìn)行。最后實(shí)施各種確認(rèn)測(cè)試并發(fā)布軟件。（參照?qǐng)D1）

這種方法是軟件的主流開(kāi)發(fā)方法，從大型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)到小規(guī)模系統(tǒng)，在很多情況下都被使用。

詢問(wèn)客戶的要求和規(guī)格，將其整理成軟件系統(tǒng)，整理成一份文件（“要求定義書(shū)”）。

《瀑布式的特點(diǎn)》

瀑布型有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

• 基于 "需求定義文件"（有時(shí)也稱為 "系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件"），可以開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)文檔（"基本設(shè)計(jì)文件"或 "詳細(xì)設(shè)計(jì)文件"），以確定軟件的行為和功能。
• 在設(shè)計(jì)文檔的基礎(chǔ)上，可以創(chuàng)建程序并進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試。
• 由于軟件規(guī)格在一開(kāi)始就已確定，因此質(zhì)量、交付和成本更易于管理。
• 但缺點(diǎn)是，如果在這一過(guò)程中對(duì)規(guī)格進(jìn)行修改，工時(shí)（"工時(shí) x 天"）將大幅增加，因?yàn)檫@涉及到大量的設(shè)計(jì)和程序修改。

在實(shí)踐中的一個(gè)具體例子是，這種方法通常用于保證可靠性的大型系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)（如銀行系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)等）。

(2) 敏捷型（Agile）開(kāi)發(fā)方法。

敏捷（英語(yǔ)：Agile）是一種開(kāi)發(fā)方法，意為 "快速 "或 "積極"。

敏捷開(kāi)發(fā)是一種在短時(shí)間內(nèi)多次重復(fù)開(kāi)發(fā)周期（設(shè)計(jì)→實(shí)施→測(cè)試），最終完成軟件的方法。

當(dāng)軟件開(kāi)發(fā)開(kāi)始時(shí)，客戶的規(guī)格要求只是部分功能時(shí)，這種方法尤其適用。 (見(jiàn)圖 2）。

敏捷開(kāi)發(fā)的核心特質(zhì)：

1. **迭代開(kāi)發(fā)**：每個(gè)軟件功能都可在多個(gè)短暫的開(kāi)發(fā)循環(huán)中逐步完善。

2. **靈活性**：允許根據(jù)客戶反饋和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)整規(guī)格，確保產(chǎn)品與時(shí)俱進(jìn)。

3. **緊密協(xié)作**：開(kāi)發(fā)者與客戶間的頻繁交流，確保需求的準(zhǔn)確理解和實(shí)時(shí)更新。

然而，這也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)：

– **進(jìn)度不確定性**：頻繁的變更可能會(huì)影響開(kāi)發(fā)時(shí)間表。

– **文檔不足**：過(guò)于依賴口頭溝通可能導(dǎo)致詳細(xì)的設(shè)計(jì)文檔缺乏，對(duì)質(zhì)量控制和工時(shí)管理構(gòu)成考驗(yàn)。

敏捷方法在面對(duì)需求快速變動(dòng)的行業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。比如，日本航空（JAL）的預(yù)訂和票務(wù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)便成功運(yùn)用了敏捷實(shí)踐，充分展示了其適應(yīng)變化的能力。

2.2 軟件開(kāi)發(fā)流程

軟件開(kāi)發(fā)一般遵循圖 3 所示的流程（開(kāi)發(fā)過(guò)程）。

定義需求和設(shè)計(jì)具體化系統(tǒng)概念和整體形象的過(guò)程被稱為 "上游過(guò)程"，而編碼（實(shí)施）和測(cè)試過(guò)程通常被稱為 "下游過(guò)程"。

評(píng)審記錄是對(duì)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中創(chuàng)建的文檔和源代碼的評(píng)審（評(píng)價(jià)和改進(jìn)建議）記錄。 具體來(lái)說(shuō)，它描述了評(píng)審過(guò)程中的討論內(nèi)容、指出的問(wèn)題和提出的改進(jìn)建議。 在各種設(shè)計(jì)和測(cè)試中出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)記錄進(jìn)度狀態(tài)和參與成員（如會(huì)議時(shí)間），并將其用作審查文件。

(1) 需求定義和設(shè)計(jì)

本節(jié)介紹確定軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)范的上游過(guò)程，包括如何進(jìn)行和所需的管理要點(diǎn)。

軟件設(shè)計(jì)一般分為以下三個(gè)主要步驟：

• 需求定義
• 基本設(shè)計(jì)
• 詳細(xì)設(shè)計(jì)（*有些人認(rèn)為詳細(xì)設(shè)計(jì)是 "下游流程 "的一部分）

(i) 需求定義

需求定義是明確待開(kāi)發(fā)軟件的需求（功能、規(guī)格、性能、質(zhì)量、交付、成本、開(kāi)發(fā)時(shí) 間等）的過(guò)程。 如果這些要求沒(méi)有得到明確定義，日后可能會(huì)出現(xiàn) "額外規(guī)格 "或 "相互矛盾的功能"，這將大大增加交付時(shí)間和成本。

因此，有必要在與客戶和其他相關(guān)方充分討論后，完成一份 "需求定義文件"。

(2) 設(shè)計(jì)過(guò)程（基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)）

在基本設(shè)計(jì)中，根據(jù) "需求定義 "編寫(xiě) "基本設(shè)計(jì)文件"，詳細(xì)概述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格。 這份 "基本設(shè)計(jì)文件 "可能包括所有系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)庫(kù)配置（表定義和 ER 圖）、屏幕和表單布局以及測(cè)試計(jì)劃。

在詳細(xì)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)必要的組件（小程序單元）處理、批處理等。 它還包括屏幕和表單周圍的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)文件的規(guī)格設(shè)計(jì)、詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（物理設(shè)計(jì)）等，以及 "詳細(xì)設(shè)計(jì)文件 "的編寫(xiě)。

在這些設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)每份設(shè)計(jì)文件進(jìn)行審查（評(píng)估并指出改進(jìn)之處）非常重要。

此外，還要檢查上層設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容是否轉(zhuǎn)移到下層設(shè)計(jì)文件中，各設(shè)計(jì)文件之間是否存在遺漏或矛盾。

(2) 編碼（實(shí)施）

編碼是根據(jù)上述詳細(xì)設(shè)計(jì)文件編寫(xiě)程序的過(guò)程。

根據(jù)結(jié)構(gòu)，確定必要的變量、函數(shù)和控制語(yǔ)句（如 if）。 此外，還要根據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系，選擇使用函數(shù)和處理變量的方式。

在代碼審查中，代碼是否編寫(xiě)得清晰易讀？ 代碼是否易于測(cè)試？ 是否存在任何安全問(wèn)題？ 是否存在安全問(wèn)題？

(3) 測(cè)試流程

V 型模型的流程如圖 4 所示，是測(cè)試過(guò)程的一個(gè)縮影。

軟件開(kāi)發(fā)測(cè)試與驗(yàn)證

這個(gè) "V "形模型展示了軟件開(kāi)發(fā)從 "需求定義 "到 "系統(tǒng)測(cè)試 "的步驟順序。

V 型的左側(cè)按降序描述了從 "需求定義 "流程開(kāi)始的上游流程；V 型的右側(cè)按升序描述了測(cè)試流程；通過(guò)比較 V 型的左右部分，可以了解每個(gè)測(cè)試流程要驗(yàn)證哪個(gè)設(shè)計(jì)流程，以及測(cè)試的重點(diǎn)是什么。

在每個(gè)測(cè)試流程中，要檢查的測(cè)試項(xiàng)目是通過(guò)分析每個(gè)設(shè)計(jì)流程的要求和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)來(lái)設(shè)計(jì)的。 這就是 "測(cè)試設(shè)計(jì)"。

(i) 單元測(cè)試

單元測(cè)試是檢查由軟件源代碼最小單元組成的每個(gè)程序（模塊）是否按詳細(xì)設(shè)計(jì)運(yùn)行的測(cè)試。

具體來(lái)說(shuō)，需要確認(rèn)使用的數(shù)據(jù)、使用程序和操作方法。 通過(guò)這種測(cè)試，可及早發(fā)現(xiàn)和糾正程序中的錯(cuò)誤（故障）。它確定是否存在任何問(wèn)題，

(ii) 組合測(cè)試

組合測(cè)試是檢查開(kāi)發(fā)的軟件是否按基本設(shè)計(jì)運(yùn)行的測(cè)試。 它將已完成單元測(cè)試的所有模塊結(jié)合起來(lái)，檢查所需功能是否正常工作。

具體來(lái)說(shuō)，主要目的是檢查在與生產(chǎn)環(huán)境相同的使用環(huán)境中，組合模塊的功能是否存在缺陷。 通過(guò)這種測(cè)試，可以將模塊連接在一起，并發(fā)現(xiàn)和修復(fù)模塊內(nèi)部的錯(cuò)誤。

(iii) 系統(tǒng)測(cè)試（又稱 "全面測(cè)試）

系統(tǒng)測(cè)試是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的最后一步，確認(rèn)軟件整體的行為和功能符合需求定義中的規(guī)格。 有時(shí)也稱為 "全面測(cè)試"。

系統(tǒng)測(cè)試在單元測(cè)試和耦合測(cè)試之后進(jìn)行。

具體來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)測(cè)試是假定由客戶操作的測(cè)試，是在向客戶發(fā)布軟件前進(jìn)行的最后檢查。

(iv) 各測(cè)試過(guò)程的質(zhì)量控制。

測(cè)試過(guò)程中的質(zhì)量控制是解決每次測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題（如錯(cuò)誤）并防止其再次發(fā)生的活動(dòng)。

應(yīng)提出以下問(wèn)題：每次測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤是否超出事先預(yù)測(cè)的目標(biāo)值？ 我們還要分析趨勢(shì)，如其他模塊出現(xiàn)類似錯(cuò)誤的情況。

此外，上述錯(cuò)誤的原因和遺漏錯(cuò)誤的原因都要追溯到設(shè)計(jì)過(guò)程以及更高層次的檢查和編碼過(guò)程。

3. 提高文檔質(zhì)量和 bug 收斂是關(guān)鍵點(diǎn)

以下三點(diǎn)在軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量控制中尤為重要。

(1）在每次設(shè)計(jì)評(píng)審中，擁有優(yōu)秀的評(píng)審人員和充足的評(píng)審時(shí)間對(duì)防止出現(xiàn) Bug 非常重要。

2）在代碼審查過(guò)程中，除了對(duì)每段代碼本身進(jìn)行審查外，還需要對(duì)代碼進(jìn)行驗(yàn)證，以防止出現(xiàn)安全漏洞。

(3）測(cè)試過(guò)程的目的是避免發(fā)布后出現(xiàn)問(wèn)題。 因此，不僅要關(guān)注每次測(cè)試中是否存在錯(cuò)誤及其補(bǔ)救措施，還要關(guān)注潛在錯(cuò)誤的檢測(cè)。

在軟件質(zhì)量控制中，上游文檔的質(zhì)量和測(cè)試過(guò)程中的錯(cuò)誤關(guān)閉狀態(tài)是重要的控制點(diǎn)。

測(cè)試結(jié)果為發(fā)布后不出現(xiàn)問(wèn)題提供了保證。