software construction第一章第二节 软件开发的质量属性

Posted 2020-10-25 由鸿铭

​软件构造第一章第二节 软件开发的质量属性

　　上一节告诉我们不同视角下“软件构造的结果”分别是什么，在这一节我们要清楚“什么样的结果”算好的。这一章我们介绍了内部、外部的若干质量属性，其中 可理解性(第四章)、可复用性(第五章)、可维护性(第六章)、健壮性(第七章)、性能(第八章)是五个关键质量目标。

Outline

• 软件系统的质量属性
  • 外部与内部质量因素
  • 重要的外部质量因素
  • 质量因素之间的权衡
• 软件构建的五个关键质量目标
  • 了解有哪些质量目标
  • 违反有什么后果
  • 每种质量因素需要研究的施工技术

Notes

【外部和内部质量属性】

• 外部质量属性是指正确性、外观、速度等影响客户的属性
• 内部属性是指易于理解、可读性等影响开发人员和软件自身的属性
• 二者关系：外部受内部制约

 

# 外部质量属性

【正确性】

• 在规格说明书描述范围之内满足正确性
• 保证正确性的技术
  • 有限制的正确：只保证自己层面正确，假设调用的都是正确的
  • 测试与调试
  • 防御性编程
  • 形式化编程（采用很多数学技术）

【健壮性】

• 碰到异常情况进行适当的响应
• 出现规格说明书说明之外的情况由健壮性处理
  • 响应异常情况
  • 给出错误提示
  • 正常退出或降级

【可扩展性】

• 软件产品适应规格变化的容易程度
• 传统方法通过固化需求（瀑布模型）进行编程
• 两个基本策略
  • 设计简洁
  • 离散化：低耦合

【可复用性】

• 软件模块能否被其他程序很方便地使用
• 例子：开发备注、封装

【兼容性】

• 能够与其他人员进行交互
• 跨平台、跨软件
• 实现方法：一致性和标准化（一致的方法和标准）
  • 标准文件格式
  • 标准数据结构
  • 标准用户接口
  • 最通用：标准协议

【效率】

• 程序运行中对CPU、硬盘的占用带宽；
• 实现效率是不能牺牲正确性，要再多指标之间权衡
• 实现方法：
  • 好的算法
  • I/O技术
  • 内存管理
• 功能问题都可以加一层抽象进行处理；性能问题都可以去掉一层抽象来解决

【可移植性】

• 是否容易由一个环境转移到另一个环境
• 由于访问OS本地类库、插件等问题导致的移植后无法正常运行

【应用性】

• 用户是否容易使用，不影响专业人员的使用情况下，方便初学者
• 方法：
  • 结构清晰的设置
  • UI设计：理解用户需求

【功能性】

• 蠕变特征（不好的现象：开发者开发越来越多的功能，造成程序的复杂和不灵活）
• 原则：在保证整体质量不降低的情况下进行更新
• 策略：增量式模型

【及时性】

• 在规定时间内完成：时间效率高

【其他质量特性】

• 可验证性：如管理系统的效果难以验证
• 完整性：不会被非法访问干扰修改，防止数据不一致（如使用private）
• 可修改性
• 资金 

 

 # 内部质量属性

• 从LOC（line of code）到圈复杂度：用来衡量一个模型判定结构的复杂程序
• 耦合度和内聚度
• 代码是否可读、可理解、简洁
• 完整性
• 大小

【均衡决策】

• 完整性与易用性冲突
• 经济性与功能性冲突
• 性能与可复用、可移植性冲突
• 及时性与可延展性冲突

以效率为导向，以正确性为最重要

 

【OOP如何保障质量属性（一些技术，在后续博客中会有所涉及）】

 

 

#五个关键的质量属性

• easy to understand
• ready for change
• cheap for develop
• safe from bugs
• efficient to run

【可理解性】

• 在构建时
  • 代码层要注意（函数规约）
    • 变量 / 子程序 / 语句 的命名与构造标准
    • 代码布局与风格
    • 注释
    • 复杂度
  • 组件层要注意构件和项目的可理解性
    • 包的组织
    • 文件的组织
    • 命名空间
  • 在时段中，代码层注意重构
• 在运行时，代码层注意跟踪日志

【可复用性】

• 构建时
  • 代码层应注意
    • ADT / OOP
    • 接口与实现分离
    • 继承 / 重载 / 重写
    • 组合 / 代理
    • 多态
    • 自类型与泛型编程
    • OO设计模式
  • 组件层注意
    • API接口设计
    • 类库
    • 框架

【可维护性与适用性】

• 构建时（面对需求的改变，能否做出及时的调整）
  • 代码层可采用
    • 模块化设计
    • 高内聚，低耦合
    • SOLID原则
    • OO设计模式
    • 面向图表的编程
    • 面向状态编程
    • 面向语法编程
  • 组件层除注意SOLID原则外，还应考虑GRASP原则
  • 在时段内使用SCM进行版本控制

【健壮性】

• Code level-build time-Moment
  • 错误处理
  • 异常处理
  • 断言
  • 防御型编程
  • 测试优先编程
• Component level-buildtime-period
  • 单元测试
  • 集成测试
• Build time-period
  • 回归测试
• run time-moment
  • 测试转储
• run time-period
  • 跟踪日志

【性能】

• 构建时，使用指定的设计模式
• 运行时
  • 在代码层次
    • 通过内存管理考虑空间复杂度
    • 通过算法性能计算时间复杂度
    • 利用代码调优生成更高效的目标代码
    • 在时段内进行性能分析和调整
  • 在组件层次
    • 采用分布式系统
    • 编写多线程的并行程序