基于知识的软件质量改进技术研究与应用

论文摘要

随着信息技术的空前发展,软件质量与改进越来越受到重视。目前,各种过程模型、质量标准得到越来越多软件组织的青睐和应用。然而,在一些软件组织中,虽然建立了规范的软件过程,但软件产品的质量仍旧与预定目标存在偏差,致使组织中的相关规范体系流于形式,反而加重了软件组织的负担。因此,本文提出了一种基于知识的软件质量改进技术,识别软件企业中的质量知识,详细阐明了其复用的方法,并对本研究的应用系统——基于知识的质量改进系统(KQIM)的设计与实现,及其应用效果进行了介绍。本文首先分析了质量知识的来源,根据其来源确定了软件组织中质量知识主要包括组织已建立的质量体系、质量保证活动中发现的质量问题及其改进方法。根据质量改进过程中知识的作用,本文将已建立的组织质量体系作为静态质量知识,将质量问题及其改进方法,即质量改进知识作为动态质量知识,动态质量知识是直接实现改进的知识,它依据静态质量知识生成,并且能够反作用于静态质量知识。动态质量知识是本文的讨论重点,是质量改进过程中能够被复用或例化复用的质量知识。本文提出了质量知识的评价模型,综合了质量改进知识对质量问题改进的有效性和问题特性,对动态质量知识进行了量化评价,为质量知识的推送和复用时的选取提供了依据。静态质量知识的复用体现在对质量问题的分析中,本文对静态质量知识进行本体建模。在对质量保证人员提出的质量问题进行分词和同义词处理后,划分语义块,再利用本体模型对语义块进行抽象处理。本文对常见质量问题进行总结分类,根据其特征问题词汇进行问题句型的结构分析,提出了质量问题模板,对质量问题进行预定义,将预定义的质量问题通过启发式匹配的方法与改进措施相关联。实际中的质量问题在经过抽象处理后将与预定义质量问题利用ALICE算法进行匹配,根据其匹配结果,相应的质量改进知识将被推送给质量保证人员。基于本研究实现的实际应用系统(KQIM)已在实际项目中得到应用。从实际应用项目中得到的统计数据可以看出,在使用了KQIM系统之后,随着质量知识库的充实,组织的改进有效性有了明显的提升,并且能够维持在一个较高的水平上。本文的创新意义主要在于:1)提出了静态质量知识与动态质量知识的概念。利用本体方法对静态质量知识进行抽象表示,并用于对质量问题的语义处理。2)提出了一种结合了改进有效性和质量问题特性的质量改进知识的量化评价模型。3)设计并实现了质量问题的自动分析功能,并给出相应质量改进方案的辅助决策支持方法。4)在第三方质量保证项目中应用研究成果,并根据本文提出的改进有效性度量方法进行了验证,验证了系统的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题描述与研究动机
• 1.2 研究任务和本文结构
• 1.3 本章小结
• 第二章 软件质量改进技术概述
• 2.1 软件过程模型
• 2.1.1 软件过程模型的重要性
• 2.1.2 统一软件开发过程
• 2.1.3 敏捷软件开发过程
• 2.1.4 基于CMM/CMMI 的软件过程
• 2.1.5 主流软件开发过程/模型比较
• 2.2 软件质量保证技术
• 2.2.1 产品评审
• 2.2.2 过程审计
• 2.2.3 软件测试
• 2.3 质量保证工具
• 2.3.1 国外软件质量保障平台
• 2.3.2 国内软件质量保证平台
• 2.4 小结
• 第三章 软件质量改进知识管理与评价模型
• 3.1 知识的概念
• 3.2 质量知识的来源
• 3.2.1 质量知识的组成
• 3.2.2 质量改进知识管理模型
• 3.3 基于知识的质量改进过程
• 3.3.1 质量改进知识的抽取过程
• 3.3.2 质量改进知识的积累过程
• 3.4 质量知识的评价模型
• 3.4.1 改进有效性评价
• 3.4.2 问题特性评价
• 3.5 质量改进知识的发现与推送
• 3.6 小结
• 第四章 基于本体的软件质量改进知识复用方法
• 4.1 本体技术
• 4.1.1 本体是什么？
• 4.1.2 本体的描述语言
• 4.2 静态软件质量知识本体的构造
• 4.2.1 本体构造原则
• 4.2.2 本体模型的定义与表示
• 4.3 软件质量问题的语义处理过程
• 4.3.1 质量问题的句型分析
• 4.3.2 基于术语词典进行分词
• 4.3.3 同义词处理
• 4.3.4 划分语义块
• 4.3.5 基于本体的语义抽象
• 4.4 质量问题的匹配过程
• 4.4.1 结构化的质量问题模板
• 4.4.2 质量问题的匹配方法
• 4.5 小结
• 第五章 基于知识的质量改进管理系统及应用
• 5.1 应用背景
• 5.2 KQIM 的系统功能与架构
• 5.3 系统功能实现
• 5.3.1 质量问题来源
• 5.3.2 质量问题新建
• 5.3.3 改进知识推荐
• 5.4 应用效果
• 5.5 小结
• 第六章 总结
• 6.1 本文工作回顾
• 6.2 进一步的工作与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的论文
• 攻读学位期间参加的科研项目
• 上海交通大学学位论文答辩决议书