基于调查统计的舰用软件质量要素挖掘与量化评估

李 伟 龙 飞 孙续文

（海军大连舰艇学院 大连 116018）

1 引言

伴随着世界范围内军事装备信息化的深入发展，军用软件已经成为各类尖端装备的重要组成部分。在海军作战指挥领域，舰艇指挥员依靠各类软件把信息处理和武器控制连接到一起，是未来海战中舰艇战斗力的“倍增器”。从功能上讲，对除了探测与信息处理过程中的硬件设备以外，以分布式操作系统为主体的各类软件承载着指挥与控制的主要功能，其软件质量的优劣是衡量系统整体性能的重要指标。

2 舰用软件质量研究现状

从功能属性上讲，军用软件作为一种具有特定军事使用价值的软件，同其他软件一样，对其质量的评估也遵循相关的规律和准则。在国际上，自从1976年B.w.Boehm等首次提出软件质量度量模型以来，先后出现了McCall模型（1979）和CMM系列（1987）和ISO系列软件质量标准（1991），以后的研究者均根据上述标准进行相关领域的软件质量研究。从国内看，近年来，对于海军舰用软件质量的研究主要集中在海军大连舰艇学院和海军装备部。舰艇学院的嵇成新教授［1］（2007）对军用软件的定义和质量要求进行了界定，把软件质量需求描述为内部质量、外部质量和使用质量三个维度，并对度量方式进行了总结归纳；赵晓震［2］（2014）利用层次分析法和判断矩阵对软件质量要素进行了权重分配并以此实现了系统质量的量化评估；海装的彭瑾［3］（2011）等把舰用软件质量要素归纳为功能性、可靠性等六个方面；张鸣［4］（2011）等以 ISO/9126模型为蓝本对舰用软件进行了度量；成珙［5］等从软件测试的角度认为软件质量的某些方面是可测的。

软件需求是软件质量度量的基准，不符合需求的软件就没有质量。对于已经开发完成的军用软件来讲，其使用质量是其软件需求满足程度的集中体现，也是本文研究的重点。

3 舰用软件使用质量评估的特点

对舰用软件使用质量进行评价，必须抓住软件质量这个核心矛盾，从军用软件的使用效果出发，根据其特点进行分析。总体来说，舰用软件使用质量具有以下特点。

3.1 独特的软件需求

舰载指控系统软件以作战指挥辅助决策为主要目的，软件需求有着强烈的军事化背景。正如有关专家所说：“由于军用软件本身所固有的高复杂性、研制上的高风险性和管理上的高难度，其发展一直在曲折中前进”［1］。军用软件以满足某种军事需求为主要目的，在过程管理与产品要求等方面同一般商业软件有着巨大的不同。使用质量是面向用户的内部质量和外部质量的组合效果，对军用软件的使用质量进行评价，必须根据用户感受、紧紧围绕软件在真实的系统环境下运行情况进行。

3.2 抽象的评价内容和灵活的评价方法

除了软件本身的抽象性外，对于软件质量的评价对象要有清晰的界定。在评价内容上，是对软件本身质量好坏的评估，而不是对软件所反映的战术效果的评判；是对作战指挥系统中的“软”部分进行优劣甄别，而不是对整个作战指挥系统进行效能评估。

在评价方法上，一个公认的结论就是，世界上没有一个能够适用于所有软件系统质量评估的模型，对军用软件质量的评价，要在遵循软件工程基本原理的基础上，根据软件功能和实际使用情况深入研究，找到真正能够反映软件质量的主要因素。

4 已有研究存在的主要不足

军用软件的质量研究起步较晚，就目前来看，基本停留在经典理论的迁移、转化使用上，没有形成方面研究的特色。对于军用软件产品的使用质量评估，主要不足集中体现在以下两个方面。

4.1 软件质量要素的选取较为机械

软件质量要素的选取是解决“对谁进行评价”的问题，是质量评价的首要问题。从公开发表的文献来看，不同的研究侧重点虽有不同，但基本没有脱离经典理论的窠臼，理论方法的开拓性稍显不足。软件性质、功能和使用环境决定着质量要素的选取，不能军地不分、采取千篇一律的模式与方法选取评价指标，要根据具体问题进行具体分析。

4.2 各项要素的权重不能合理分配

在质量要素确定之后，下一个问题便是确定各个要素对于整个软件质量的占比。软件质量以整体的形式呈现才具有比较意义，在单项指标量化评估完成的情况下，各项指标的占比直接影响着最终的评估结果。就最近的研究来看，无论基于层次分析［2］、模糊理论［6］还是人工神经网络［7］，都是基于专家评判基础之上，这种办法有两个弊端：一是由于专家的个体差异，视角和偏好各有不同，难以保证客观公允；二是单个专家评价的样本容量过小，说服性不足。

5 基于调查统计的舰用软件使用质量要素挖掘

在对舰用软件的研究中：舰用软件质量要素是一种极具个性化特点的研究对象，不同的作战任务对软件质量的需求不同，软件产品一旦成型，其控制的武器系统的战场使用效果将直接体现软件产品质量。软件产品质量就是指软件作为一个客体满足用户使用要求的程度，就军用软件来讲，主要包括软件功能性指标、解算效率、稳定性等多方面，对他们的合理挖掘是正确评价军用软件质量的前提。

5.1 要素挖掘的基本思想

根据人类心理学规律：当问及对事物的主观认识时，最先说出口的一般是最重要的、最好的或者最坏的，然后说到的次之；脱口而出的、反复说到的内容重要性要比偶然提及的重要；具有一定知识背景的使用者要比单纯设备操纵者概括的全面［6］。总之，软件使用者是软件质量最可靠的评价人，软件质量指标体系的建立必须充分考虑舰艇官兵的意见。

5.2 调查统计的注意事项

一是不能事先做出提示，干扰软件用户对于使用感受的判断。用户在软件使用过程中积累了对于本软件性能的真实感受，晦涩的软件质量术语对非专业人员来说难以区分，所以在调查中不应采取调查问卷的形式对官兵造成干扰，耐心等待基层官兵做出原始的评价并最后确认。

二是要对调查数据进行科学处理，理清使用质量与内部质量的关系。由于知识背景的局限，基层人员可能看不到表象与实质的关系，在挖掘关键要素时，一定要融合软件质量人员的分析，真正抓住主要矛盾，各项要素权重的确立也要遵循科学的方法［7］。

6 技术方案与实施要点

6.1 技术方案路线图

对舰用软件使用质量进行评估的技术路线图可如图1所示。

图1 基于调查统计的软件使用质量评估技术路线图

6.2 实施方法及注意事项

1）组织调查。针对特定软件系统制订调查计划，尤其是要调查软件列装使用时间较长的舰艇，关键是要抓住使用软件的主要职手，调查时要事先说明调查的方式，可以采用书面描述、录音等方式保留原始材料。

2）统计分析。以质量人员的专业视角对原始材料进行去粗取精，科学提取质量要素。比如，在对一轮对潜作战软件质量调查完成后，经整理，在10次调查中得到5次以上被提到的要素有“抓住并能跟上（正确性）”、“刷新要快（效率）”、“不要死机（稳定性）”和“软件要顺手（界面灵活性）”四方面，则可将质量要素界定为这四方面［8］，并将很少提及的或者明显不是软件质量层面的要素舍去。

3）确定权重。各项要素权重的确定依靠调查的整体情况而定，如上述调查情况汇总如表1所示。

表1 对潜作战软件质量调查情况汇总表

如果把首次提及、第二次提及和其他情况的重要性赋值分别定为3、1和0.5，则可得表1中4项权重之为22.5：7：11.5：3.5，进行归一化处理后的权重分别为0.51、0.16、0.26和0.08。

4）进行评估

若通过一定技术手段获得4项要素的百分制评估值分别为78、83、96和88，则可线性加权获得软件系统的量化评估值为

7 结语

本模型的主要功能是量化评估海军舰用指控系统软件的使用质量，进而折射反映软件的产品质量，评价的基本依据是用户的使用感受，最终在质量人员的专业加工下得到量化评估结果［9］。应该说，只有在广泛的实地调查之上才可能得到正确的质量评估体系，合理评价军用软件质量，实现作战软件的改进和优选，在军民融合的大背景下提高军费使用效率。从世界主要军事强国舰用软件发展的情况来看，智能化、分布式开发成为系统设计的主流方向，面向对象的开发技术成为主要的技术手段，软件工程正在向更深层次发展［10～12］，软件质量的合理评估也逐渐成为一个重要的研究课题。