白盒测试 静态质量度量法

根据ISO／IEC 9126国际标准的定义，软件的质量包括以下六个方面：

l  功能性(FUNCTLONALITY);

l  可靠性(RELIABILITY)：

l  可用性(USABILITY)：

l  有效性(EFFICIENCY)：

l  可维护性(MAINTAINABILITY)：

l  轻便性(PORTABILITY)。

以ISO 9126质量模型作为基础，我们可以构造质量度量模型，用于评估软件的每个方面。例如，按以下方法构造的质量模型可以度量程序的可维护性(maintainability)。首先，该模型从上到下分为3层：质量因素(factors)、分类标准(criteria)和度量规则(metrics)。其中质量因素对应ISO 9126质量模型的质量特性，分类标准对应ISO 9126质量模型的子特性，度量规则用于规范软件的各种行为属性。其次，按以下方式定义各参数及计算公式。

l  度量规则(Metrics)。

度量规则使用了代码行数、注释频度等参数度量软件的各种行为属性，具体参数定义如表2-4所示。

表2-4度量规则参数表

简称	名称	最小值	最大值
PARA	Number of function parameters	0	5
PATH	Number of paths	1	80
LEVL	Number of levels	0	4
DRCT_CALLS	Number of direct calls	0	7
RETU	Number of RETURN statements	0	1
NBCALLING	Number of callers	0	5
GOTO	Number of GOTO statements	0	0
VOCF	Vocabulary frequency	1	4
LVAR	Number of local variables	0	5
COMF	Comments frenquency	0.2	∞
AVGS	Average size of statements	1	9
STMT	Number of statements	1	50
VG	Cyclomatic number(VG)	1	10
IND_CALLS	Number of relative call graph call-paths	1	30
TESTBTY	Relative call graph System testability	0	1
HYER_CPX	Relative call graph Hierarchical complexity	1	5
LEVELS	Number of relative call graph levels	1	12
STRU_CPX	Relative call graph Structural complexity	0	3
DDP	DC coverage rate	0	100
IB	SC coverage rate	0	100
PPP	Procedure-to-Procedure Path coverage rate	0	100

 

l  分类标准(criteria)。

软件的可维护性采用以下四个分类标准来评估：

①可分析性(ANALYZABILITY)

②可修改性(CHANGEABILITY)

③稳定性(STABILITY)

④ 可测性(TESTABILITY)

每个分类标准由一系列度量规则组成，各个规则分配一个权重，由规则的取值与权重值计算出每个分类标准的取值。各分类标准组成如表2-5所示。

表2-5分类标准组

分类标准	度量规则	权重
Fuction_TESTABILITY	PARA	1
	PATH	1
	LEVEL	1
	DRCT_CALLS	1
Fuction_STABILITY	PARA	1
	DRCT_CALLS	1
	RETU	1
	NBCALLING	1
Fuction_CHANGEABILITY	GOTO	1
	VOCF	1
	LVAR	1
	PARA	1
Fuction_ANALYZABILITY	COMF	1
	AVGS	1
	STMT	1
	VG	1
relativeCall_ANALYZABILITY	LEVELS	1
	STRU-CPX	1
relativeCall_STABILITY	HIER_CPX	1
	IND_CALLS	1
relativeCall_TESTABILITY	IND_CALLS	1
	TESTBTY	1

 

各分类标准的结果按以下标准区分等级，如表2-6至表2-12所示。

function_TESTABILITY=DRCT_CALLS+LEVL+PATH+PARA

表2-6 functionTESTABILITY的等级划分

等级描述	上限	下限	等级描述	上限	下限
EXCELLENT	4	4	FAIR	2	2
GOOD	3	3	POOR	0	1

 

function_STABILITY=NBCALLING+RETU+DRCT_CALLS+PAPA

表2-7function_STABILITY 等级划分

等级描述	上限	下限	等级描述	上限	下限
EXCELLENT	4	4	FAIR	2	2
GOOD	3	3	POOR	0	1

 

function_CHANGEABILITY=PARA+LVER+VOCF+GOTO

表2-8funtion_CHANGEABILITY的等级划分

等级描述	上限	下限	等级描述	上限	下限
EXCELLENT	4	4	FAIR	2	2
GOOD	3	3	POOR	0	1

                                                        

funtion_ANALYZABILITY=VG+STMT+AVGS+COMF

表2-9function_ANALYXABILITY的划分

等级描述	上限	下限	等级描述	上限	下限
EXCELLENT	4	4	FAIR	2	2
GOOD	3	3	POOR	0	1

 

relativeCall_ANALYZABILITY=STRU_CPX+LEVELS

表2-10 relativeCall_ANALYZABILITY的等级划分

等级描述	上限	下限
EXCELLENT	2	2
GOOD	1	1
POOR	0	0

 

relativeCall_STABILITY=CALL_PATHS+HIER_CPX

表2-11 relativeCall_STABILITY的等级划分

等级描述	上限	下限
EXCELLENT	2	2
GOOD	1	1
POOR	0	0

 

relativeCall_TESTABILITY=TESTBTY+CALL_PATHS

表2-12 relativeCall TESTABILITY的等级划分

等级描述	上限	下限
EXCELLENT	2	2
GOOD	1	1
POOR	0	0

 

这样，依据这些标准和最终测试结果，可将代码的质量分成四个等级。

①优秀(EXCELLENT)：符合本模型框架中的所有规则。

②良好(GOOD)：未大量偏离模型框架中的规则。

③一般(FAIR)：违背了模型框架中的大量规则。

④较差(POOR)：无法保障正常的软件可维护性。

其中前三者被认为是可以接受的，最后一个等级则是不可接受的。

l  质量因素(factors)。

质量因素的取值与分类标准的计算方式相似：依据各分类标准取值组合权重方法来计算，如表2-13所示。

表1-13质量因素权重计算表

质量因素	分类标准	权重
Function_MAINTAINABILITY	Fuction_TESTABILITY	1
	Fuction_STABILITY	1
	Fuction_CHANGEABILITY	1
	Fuction_ANALYZABILITY	1
relativeCall_MAINTAINABILITY	relativeCall_ANALYZABILITY	1
	relativeCall_STABILITY	1
	relativeCall_TESTABILITY	1

 

同样，依据质量因素取值，也将其分成四个等级：优秀(EXCELLENT)、良好(GOOD)、一般(FAIR)和较差(POOR)，其中前三者被认为是可以接受的，最后一个等级则是不可接受的。

如表2-14和表2-15所示为function_MAINTAINABILITY和relative Call_MINTAINABILITY的等级划分。

function_MAINTAINABILITY=function_ANALYZABILITY

+function_CHANGEABILITY

+function_STABILITY

+function_TESTABILITY

表1-14 function_MAITAINABILITY的等级划分

等级描述	上限	下限	等级描述	上限	下限
EXCELLENT	12	12	FAIR	4	7
GOOD	8	11	POOR	0	3

 

relativeCall_MAINTAINABILITY=relativeCall_ANALYZABILITY

                             +relativeCall_STABILITY

                             +relativeCall_TESTABILITY

表1-15relativeCall_MAINTAINABILITY的等级划分

等级描述	上限	下限	等级描述	上限	下限
EXCELLENT	6	6	FAIR	1	3
GOOD	4	5	POOR	0	0