GB/T30961-2014
嵌入式软件质量度量
Embeddedsoftwarequalitymetric
- 中国标准分类号（CCS）L77
- 国际标准分类号（ICS）35.080
- 实施日期2014-12-01
- 文件格式PDF
- 文本页数92页
- 文件大小1.09M
以图片形式预览嵌入式软件质量度量
嵌入式软件质量度量
国家标准 GB/T30961一2014 嵌入式软件质量度量 Embeddedsoftwarequalitymetric 2014-07-08发布 2014-12-01实施 国家质量监督检监检疫总局 发布 国家标准花管理委员会国家标准
GB/T30961一2014 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 质量和生存周期 质量模型 6.1！内部质量模型和外部质量模型 6.1.1概述 6.1.2功能性 6.1.3可靠性 6.1.4易用性 6.1.5效率 10 6.l.6可维护性 10 6,.1.7可移植性 6.2使用质量模型 12 6,.2.1慨述 12 6.2.2有效性 12 6.2.3生产率 12 6.2.4安全性 12 6.2.5满意性 测量元表的说明 内部质量模型的测量元 3 8.1功能性的测量元 5 8.1.！适合性的测量元 8.1.2准确性的测量元 8.1.3互操作性的测量元 15 8.1.4安全保密性的测量元 8.1.5依从性的测量元 8.2可靠性的测量元 8.2.1成熟性的测量元 容错性的测量元 8.2.2 20 8.2.3易恢复性的测量元 21 8.2.4依从性的测量元 22 8.3易用性的测量元
GB/T30961一2014 2: 8.3.1易理解性的测量元 23 8.3.2易学性的测量元 23 8.3.3易操作性的测量元 25 8.3.4吸引性的测量元 依从性的测量元 8.3.5 26 8.4效率的测量元 21 8.4.1时间性的测量元 21 8.4.2资源利用性的测量元 21 8.4.3依从性的测量元 28 8.4.4可维护性的测量元 28 易分析性的测量元 28 8.4.6易改变性的测量元 29 8 .4.7稳定性的测量元 30 30 8.4.8易测试性的测量元 31 8.4.9依从性的测量元 32 8.5可移植性的测量元 32 8.5.1适应性的测量元 共存性的测量元 8.5.2 33 8.5.3易替换性的测量元 34 8.5.4依从性的测量元 34 外部质量模型的测量元 35 功能性的测量元 9.1 35 9.1.1适合性的测量元 35 9.1.2准确性的测量元 36 9.1.3互操作性的测量元 3 9.1.4安全保密性的测量元 38 39 9.1.5依从性的测量元 9.2可靠性的测量元 40 9.2.1成熟性的测量元 40 9.2.2容错性的测量元 43 易恢复性的测量元 44 9.2.3 依从性的测量元 46 9.2.4 9.3易用性的测量元 47 9.3.1易理解性的测量元 4" 9.3.2易学性的测量元 48 9.3.3易操作性的测量元 50 9.3.4吸引性的测量元 52 9.3.5依从性的测量元 53 9.4效率的测量元 54 9.4.1时间性的测量元 54 57 9.4.2资源利用性的测量元 67 9.4.3依从性的测量元 61 9.5可维护性的测量元
GB/30961一2014 61 9.5.1易分析性的测量元 63 9.5.2易改变性的测量元 64 9.5.3稳定性的测量元 65 9.5.4易测试性的测量元 66 9.5.5依从性的测量元 67 9.6可移植性的测量元 67 9.6.1适应性的测量元 9.6.2共存性的测量元 68 9.5.3易替换性的测量元 68 9.6.4依从性的测量元 6 10使用质量模型的测量元 70 70 10.1有效性的测量元 生产率的测量元 10.2 10.3安全性的测量元 10.4满意性的测量元 11测量元使用指南 附录A规范性附录)源自其他标准的术语和定义 79 附录B(资料性附录测量输人的说明 82 参考文献 83
GB/T30961一2014 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口
请注意本文件的某些内容可能涉及专利
本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标谁起草单位;北京凯思吴鹏软件工程技术有限公司,电子技术标准化研究院、北京邮电 大学
本标准主要起草人;张倪、林琳,顾玉良、奉旭辉、袁玉宇,张肠肠杨金翠,陈天洲、李云翔、郭新伟
GB/T30961一2014 引 言 嵌人式系统在越来越广泛的领域中得到了应用,其高质量运行对业务的成功或人类的安全往往是 至关重要的
嵌人式系统的可靠性很大程度上要依赖于软件的可靠性
因此开发高质量的嵌人式软件 对嵌人式系统的推广和应用具有重大的意义
对嵌人式软件的质量进行定义和评价是促进其达到足够质量水平的关键因素
量化地定义和评价 嵌人式软件的质量可以通过建立适当的质量模型来实现
嵌人式软件的质量模型提供了定义嵌人式软 件质量需求和评价嵌人式软件质量水平的基础
建立质量模型的依据一方面来自嵌人式软件本身固有 的特点,另一方面来自应用对嵌人式软件的需求
本标准就是为实现量化地定义和评价嵌人式软件质量这一目的而制定的
它按照嵌人式教件的开 发和使用阶段对质量的关注不同定义了三种质量模型,分别是内部质量模型、外部质量模型和使用质量 模型
这三种质量模型可对处于不同阶段的嵌人式软件的质量进行定义和评价
每种质量模型中都包 内部质量模型和外部质量模型中的特性被分为一系列子特性,每个子特性中都包含一到 含多个特性
若干个测量元
使用质量模型中的特性没有再分为子特性,而是直接包含测量元
以测量元为基础就 可以对嵌人式软件的质量进行定义和评价
本标准在制定过程中参考了GB/T16260.1一2006,GB/T16260.22006,GB/T16260.3一2006、 GB/T16260.4一2006等标准对软件质量进行度量的方法
相对于上述这些标准,本标准增加了一些适 合嵌人式软件的测量元,删除了一些对嵌人式软件意义不大的子特性和测量元,并对一些测量元的名称 和内容做了调整
GB/T30961一2014 嵌入式软件质量度量 范围 本标准规定了嵌人式软件的内部质量模型、外部质量模型和使用质量模型,并对模型中的各个特 性、子特性和测量元进行了具体的说明
通过这些特性、子特性和测量元可以对嵌人式软件的质量进行 定义和评价
本标准适用于以下使用者: a)需方;需方是从供方获得或采购嵌人式系统、嵌人式软件或服务的个人或组织
b)评价者;评价者是对嵌人式软件实施评价活动的个人或组织
开发者;开发者是执行开发活动的个人或组织
开发活动包括嵌人式软件生存过程中的需求 分析、设计、编码、测试和验收等
维护者:维护者是执行维护活动的个人或组织
d 供方:供方是按合同向需方提供嵌人式系统、嵌人式软件或服务的个人或组织
用户;用户是使用嵌人式软件执行具体任务的个人或组织
质量管理者,质量管理者是负责对嵌人式系统,嵌人式软件或软件服务的质量进行检查的个人 g 或组织. 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T11457一2006信息技术软件工程术语 GB/T18905.1一2002软件工程产品评价第1部分;概述(idt1SO/IEC14598-1:1999) GB/T16260.1一2006软件工程产品质量第1部分;质量模型(IsO/IEcC9126-1l;2001,IT GB/T16260.,22006软件工程产品质量第2部分;外部度量(Iso/IEcTR9126-2;2003 IDT GB/T16260.3一2006软件工程产品质量第3部分:内部度量(ISO/IECTR9126-3:2003, IDT GB/T1626o.4一2006软件工程产品质量第4部分;使用质量的度量(IsO/AIEcTR9126-4: 2004,IDT 术语和定义 GB/T11457一1995,GB/T18905.1一2002.,GB/Tl6260.1一2006和G;B/T16260,4一2006界定的 以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 嵌入式系统embeddedsystem 置人应用对象内部起信息处理和控制作用的专用计算机系统
GB/T30961一2014 注:嵌人式系统以应用为中心,以计算技术为基础,软件和硬件可剪裁,其硬件至少包含一个微控制器,微处理器或 数字信号处理器
该系统能够满足应用对功能,可靠性,成木、体积,能耗的综合性要求 3.2 嵌入式软件emeddedsofttware 运行于嵌人式系统上的软件
3.3 深度嵌入的嵌入式系统deepembeddedsystem 嵌人式系统上面没有与用户进行交互的装置,在运行过程中也不需要与用户进行交互 shallowembedded 浅度嵌入的嵌入式系统 lsystem 嵌人式系统上面有类似于键盘或鼠标的输人装置和类似于显示屏幕的输出装置,在运行过程中经 常需要与用户进行交互
3.5 硬实时hardrealtime 实时系统具有一个刚性的、不可改变的时间限制,它不允许出现任何超出时限的错误
超时错误会 导致系统失败,或系统不能实现它的预期目标
3.6 软实时softrealtime 实时系统的时限是柔性的,它可以容忍偶然的超时错误出现
超时错误造成的后果并不严重,仅仅 是降低了系统的性能
3.7 测量元measurementeement 描述对实体属性值进行测量时应遵循和参照的规则与说明
注:主要包括测量目的,测量方法、测量公式、怎样解释得到的测量值和从哪里获得被测量的数据等内容
一个测 量元对应于实体的一种属性
3.8 宕机shutdown 由于人为或意外的原因使计算机被停机
缩略语 下列缩略语适用于本文件 RSI;重复性劳损(RepetitiveStrainInjury) 质量和生存周期 嵌人式软件的质量是与它满足规定和隐含需求的能力有关的全体特征或特性
如图1所示,在嵌 人式软件的生存周期中,对于质量的需求可以从内部质量,外部质量和使用质量3个不同的角度来描 述,并且可以建立与这3种质量相对应的质量模型
GB/T30961一2014 定义 用户质量需求 使用质量 确认 有助于确定 预渊 定义 外部质量需求 外部质量 确认 预渊 有助于确定 定义 内部质量需求 内部质量 确认 图1嵌入式软件生存过程中的质量 内部质量是从软件内部角度观察到的软件属性的总和
它决定了嵌人式软件在特定条件下使用 嵌人式软件的内部顺植不受其他牧伴及硬件的影响
开发阶段形成 时,满足明确和隐含要求的能力
的非执行软件产品也可以用内部质量进行评价
外部质量是从软件外部角度观察到的产品属性的总和
它决定了嵌人式软件在特定条件下使用 时,满足明确或隐含要求的能力
嵌 人式软件的外部质量会受到其他软件及硬件的影响
这种质量是 嵌人式软件在执行时(典型地是在模拟环境中用模拟数据测试时)表现出来的质量
评价嵌人式软件的 外部质量时,需要把被评价的软件与其他共存的软件及硬件作为一个整体来考虑
使用质量是从用户的角度观察到的产品质量
它测量用户在特定环境中使用软件达到其目标的程 度,而不是测量软件自身的属性
这种测量只能在真实的系统环境下进行
与嵌人式软件的内部质量、外部质量和使用质量相对应,对嵌人式软件的各种质量都有一个期望的 需求值,也就是内部质量需求、外部质量需求和用户质量需求
内部质量需求从嵌人式软件的内部角度来规定要求的质量级别
它用来规定中间产品的特性
这 些中间产品可以包括各种文档和源程序
内部质量需求可以用作不同开发阶段的开发目标,也可以用 作开发期间定义开发策略以及进行评价和验证的准则
具体的内部质量需求可以在软件需求说明书中 用内部质量模型的测量元定量地加以描述 外部质量需求从嵌人式软件的外部角度来规定要求的质量级别
在外部质量需求中还包括派生自 用户质量需求的内容
外部质量需求可用于定义不同开发阶段的开发目标,也可以用作对嵌人式软件 进行评价和验证的准则
具体的外部质量需求可以在软件需求说明书中用外部质量模型的测量元定量 地加以描述,并在需要的时候将其转换为内部质量需求 用户质量需求是用户对质量要求的直接反映
用户质量需求可以用使用质量模型的测量元、外部 质量模型的测量元,或者是内部质量模型的测量元来描述
当对嵌人式软件进行评价时,通过这些测量 元定义的用户质量需求可以作为评价准则来使用
为获得满足用户需求的嵌人式软件通常需要一个可 以不断从用户得到反馈的软件开发方法
通过测量获得一个嵌人式软件的内部质量后,可以大致预测该软件的外部质量
同样,通过测量获 得一个嵌人式软件的外部质量后,也可以大致预测该软件的使用质量
当然,通过内部质量也可以直接 对使用质量做出预测图1右侧从下向上的箭头所示 在嵌人式软件生存过程中的开始阶段,对质量的需求一般来自于用户,属于用户质量需求的范哮
这种质量需求与设计文档上定义质量需求会有所不同,后者大多是从嵌人式软件的内部和开发者的角 度来看问题,属于外部质量需求和内部质量需求的范瞎
但用户质量需求的确定,会有助于确定外部质 量需求,进而有助于确定内部质量需求(图1左侧从上向下的箭头所示 内部质量、外部质量和使用质量的定义来自于设计文档上对内部质量需求,外部质量需求和用户质 量需求的描述
这几种需求可以在软件需求说明书中用内部质量模型,外部质量模型和使用质量模型
GB/T30961一2014 进行定义(图1中从左向右的箭头所示)
在嵌人式软件生存过程中的各个阶段需要对嵌人式软件达到的质量水平进行评价,判断是否到达 了设计要求和是否能满足用户需求
对内部质量应当确认是否达到了规定的内部质量需求
对外部质 量应当确认是否达到了规定的外部质量需求
对使用质量应当确认是否达到了规定的用户质量需求 图1中从右向左的箭头所示) 如图2所示,在不同的质量之间存在着一定的关系
内部质量的提高会对外部质量的提高产生影 响,而外部质量的提高又会对使用质量的提高产生影响
反过来,使用质量的获得依赖于获得必需的外 部质量,而外部质量的获得则依赖于获得必需的内部质量
因此,评价和改进内部质量是提高外部质量 的一种手段,而评价和改进外部质量也是提高使用质量的一种手段
反过来,评价使用质量可以为改进 外部质量提供反馈,而评价外部质量则可以为改进内部质量提供反 开发阶段 使用阶段 仕成之前 集成之后 影响 影响 内部质量 外部质量 使用质量 依赖 依赖 定义和 定义和 定义和 评价 评价 评价 内部质量 外部质量 使用质量 模型 模型 模型 图2各种质量之间的关系 通过嵌人式软件的质量模型可以对嵌人式软件的质量进行定义和评价
在本标准中,针对内部质 量、外部质量和使用质量定义了内部质量模型,外部质量模型和使用质量模型等3种不同的模型
内部 质量模型用于定义和评价内部质量,外部质量模型用于定义和评价外部质量,使用质量模型用于定义和 评价使用质量
嵌人式软件的生存过程可以分为开发和使用两个大的阶段
从一个嵌人式软件与其他软件及硬件 的关系这个角度,又可以将嵌人式软件的开发阶段分为嵌人式软件与嵌人式系统中的其他软件及硬件 集成之前和集成之后两个阶段
嵌人式软件与其他部分集成之前的质量属于内部质量的范,可以用内部质量模型进行定义和评 价
在进行这种定义和评价的时候没有考虑其他软件及硬件对被定义和评价的嵌人式软件的影响,而 只考虑了该嵌人式软件内部的一些属性
内部质量模型除了可以对可执行的嵌人式软件进行评价之 外,还可对开发阶段形成的非执行软件产品例如标书,需求定义,设计规格说明或源程序等)进行评价 因此,内部质量模型为用户提供了一种测量中间产品质量的途径,这样就可以使用户能尽早地在嵌人式 软件的开发阶段中发现质量问题,采取纠正措施,减少不必要的损失 嵌人式软件与其他部分集成之后的质量属于外部质量的范睦,可以用外部质量模型进行定义和评 价
在使用外部模型对嵌人式软件的质量进行定义和评价的时候是把被评价的对象作为整个系统的 个部分来看待的
外部质量模型只能对可执行的嵌人式软件进行定义和评价 嵌人式软件进人使用阶段后的质量属于使用质量的范踌,可以用使用质量模型进行定义和评价
使用质量模型可用于评价嵌人式软件在特定的使用周境下,满足特定用户达到特定目标所要求的有效 性、,生产率、安全性和满意性的程度
对嵌人式软件的这种评价只能在真实的系统环境下进行
GB/T30961一2014 质量模型 6.1内部质量模型和外部质量模型 6.1.1概述 嵌人式软件的内部质量模型是用于定义和评价其内部质量的质量模型
嵌人式软件的外部质量模 型是用于定义和评价其外部质量的质量模型
内部质量模型和外部质量模型在基本结构上很相似,都 是通过功能性、可靠性、易用性、效率,可维护性、可移植性等6个特性来措述嵌人式软件的质量
每一 个特性都可分为若干个子特性
累计其有28个子特性
每个子特性中都各包含至少- 个测量元
但内 部质量模型和外部质量模型的测量元相差很大
内部质量模型定义的测量元较少,共有67个,外部质 量模型定义的测量元较多,共有100个
表1给出了内部质量模型的组成及其子特性、测量元的数量
表2给出了外部质量模型的组成及其子特性,测量元的数量 表1内部质量模型及其子特性,测量元的数量 特性 子特性数测量元数 子特性 测量元数 测量元 功能实现的适合性、功能实现的完整性、功能实现 适合性 的成功性,功能说明的稳定性,接口的有用性 准确性 计算的准确性、数据精度的满足性 功能性 15 互操作性 数据的可交换性、接口的一致性 访问的可记录性、访问的可控制性、数据的抗讹误 安全保密性 性、数据加密的完整性 依从性 功能性的依从性、界面的依从性 故障的检出性、故障的排除性、测试的充分性、测试 成熟性 的可信性 失败的避免性,误操作的抵御性 容错性 可靠性 易恢复性 易复原性,复原的有效性 依从性 可靠性的依从性 功能介绍的完整性、功能的可演示性,功能的显见 易理解性 性、功能的易理解性 易学性 文档和帮助的完整性 输人有效的可检查性、操作的易取消性、操作的易 18 易用性 还原性、操作的易定制性、生理缺陷者的易使用性、 易操作性 10 运行状态的易监控性,使用方法的一致性、消息的 明确性、界面元素的明确性、操作的容错性 吸引性 i的满足性、界而的易定制性 界面 依从性 易用性的依从性 时间性 响应时间、吞吐量 I/O设备的利用性、内存占有量、内存占有量的满足 效率 资源利用性 性,能耗要求的满足性 依从性 效率的依从性
GB/T30961一2014 表1(续 特性 子特性数测量元数 子特性 测量元数 测量元 易分析性 运行记录的完整性,诊断功能的完整性 易改变性 变更说明的完整性、,模块间的稠合性 稳定性 变更的成功性、变更影响的局部性 可维护性 10 内置测试能力的完整性、测试的自主性、测试的可 易渊试性 监控性 依从性 可维护性的依从性 组织环境的适应性,移植的难易性、系统环境的适 适应性 应性、操作系统的依赖性 可移植性 共存性 共存的可行性 易替换性 数据的继承性、,功能的继承性 依从性 可移植性的依从性 26 67 合计 67 表2外部质量模型及其子特性、测量元的数量 特性 子特性数测量元数 子特性 测量元数 测量元 功能实现的适合性、功能实现的完整性,功能实现 适合性 的成功性、功能说明的稳定性、接口的有用性、功能 的专用性 准确性 计算的准确性、数据精度的满足性 功能性 15 数据的可交换性、数据交换的成功性 互操作性 访问的可记录性、访问的可控制性、数据的抗讹 安全保密性 误性 依从性 功能性的依从性、界面的依从性 失败的检出性,失效的排除性,故障的检出性、故障 成熟性 的排除性、平均失效间隔时间、测试的充分性、测试 的成熟性,测试的可信性 容错性 死机的引发性、失效的避免性、误操作的抵御性 可靠性 17 软件的可用性.平均容机时间,易顶新启动性、易复 易恢复性 原性,复原的有效性 依从性 可靠性的依从性 功能介绍的完整性,功能的可演示性,演示的可使 易理解性 用性,功能的显见性、,功能的易理解性 2 易用性 学习的难易性、文档和帮助的任务说明有效性、文 易学性 档和帮助的功能说明有效性、帮助的易定位性
GB/T30961一2014 表2(续 子特性数测量元数 测量元数 特性 子特性 测量元 用户界面的一致性、纠错的难易性、错误恢复指导 的完整性、输人错误的可还原性、软件错误的可还 易操作性 原性、操作的易定制性、操作的可缩减性、生理缺陷 易用性 21 者的可使用性、生理缺陷者的易使用性 吸引性 界面的满足性、界面的易定制性 依从性 易用性的依从性 响应时间、平均响应时间的满足性、最差响应时间 的满足性、吞吐量,平均吞吐量的满足性,最低吞吐 时间性 11 量的满足性、平均等待时间率、启动时间、启动时间 的满足性、任务切换时间、任务切换时间的满足性 I/O设备的利用性、I/O错误率、平均I/O错误率的 效率 24 满足性,最大1/O错误率的满足性、内存错误率、平 均内存错误率的满足性、最大内存错误率的满足 资源利用性 2 性、传输错误率、平均传输错误率的满足性、最大传 输错误率的满足性、平均传输能力的满足性、能耗 要求的满足性 效率的依从性 依从性 运行记录的完整性、诊断功能的可用性,失效原因 易分析性 的可发现性、状态监视的能力,失效分析的平均 时间 变更说明的完整性、变更实随的平均时间、软件变 易改变性 更控制的能力、变更参数化的可行性 可维护性 16 变更的成功性、变更影响的局部性,变更的不利影 稳定性 响性 内置测试能力的有效性,重新测试的效率,测试的 易测试性 可监控性 依从性 可维护性的依从性 适应性 组织环境的适应性、系统环境的适应性 共存性 共存的可行性 可移植性 易替换性 数据的继承性,功能的继承性、新功能的接受性 依从性 可移植性的依从性 26 合计 100 100 6.1.2功能性 6.1.2.1概述 功能性用于定义和详价嵌人式教件满足用户对功能的需求的能力
功能性被分成了适合性.准确 性、互操作性、安全保密性、功能性的依从性等5个子特性
GB/T30961一2014 6.1.2.2适合性 适合性用于定义和评价嵌人式软件为指定的任务和用户提供合适的功能的能力
在内部质量模型 中,适合性这一子特性包含功能实现的适合性,功能实现的完整性、功能实现的成功性,功能说明的稳定 性,接口的有用性等5个测量元
在外部质量模型中,适合性这一子特性包含功能实现的适合性、功能 实现的完整性、功能实现的成功性、功能说明的稳定性、接口的有用性、功能的专用性等6个测量元
6.1.2.3准确性 准确性用于定义和评价嵌人式软件提供具有所需精度的正确结果的能力
在内部质量模型中,准 确性这一子特性包含计算的准确性、数据精度的满足性等2个测量元
在外部质量模型中,准确性这一 子特性包含计算的准确性、数据精度的满足性等2个测量元
6.1.2.4互操作性 互操作性用于定义和评价嵌人式软件与其他软件系统进行交互的能力
在内部质量模型中,互操 作性这一子特性包含数据的可交换性、接口的一致性等2个测量元
在外部质量模型中,互操作性这一 子特性包含数据的可交换性、数据交换的成功性等2个测量元
6.1.2.5安全保密性 安全保密性用于定义和评价嵌人式软件保护信息和数据的能力
在内部质量模型中,安全保密性 这一子特性包含访问的可记录性,访问的可控制性、数据的抗讹误性、数据加密的完整性等4个测量元
在外部质量模型中,安全保密性这一子特性包含访问的可记录性,访问的可控制性、数据的抗讹误性等 3 个测量元
6.1.2.6依从性 功能性的依从性用于定义和评价嵌人式软件在功能性方面遵循相关的标准、约定、法规或风格指南 的能力
在内部质量模型中,功能性的依从性这一子特性包功能性的依从性、界面的依从性等2个测量 元
在外部质量模型中,功能性的依从性这一子特性包含功能性的依从性、界面的依从性等2个测 量元
6.1.3可靠性 6.1.3.1概述 可靠性用于定义和评价嵌人式软件满足规定的可靠性要求的能力
可靠性被分成了成熟性、容错 性、易恢复性、可靠性的依从性等4个子特性
6.1.3.2成熟性 成熟性用于定义和评价嵌人式软件避免由于软件故障导致发生失效的能力
在内部质量模型中 成熟性这一子特性包含故障的检出性、故障的排除性、,测试的充分性、测试的可信性等4个测量元 在 外部质量模型中,成熟性这一子特性包含失效的检出性,失效的排除性,故障的险出性,放障的排除性 平均失效间隔时间、测试的充分性、测试的成熟性、测试的可信性等8个测量元.
6.1.3.3容错性 容错性用于定义和评价嵌人式软件在发生故障时维持用户期望的性能水平的能力
在内部质量模
GB/T30961一2014 型中,容错性这一子特性包含失效的避免性、误操作的抵御性等2个测量元
在外部质量模型中,容错 性这一子特性包含死机的引发性,失效的避免性,误操作的抵御性等3个测量元
6.1.3.4易恢复性 易恢复性用于定义和评价嵌人式软件当发生失效时在满足一定要求的时间内重新达到规定的性能 级别并恢复直接受影响的数据的能力
在内部质量模型中,易恢复性这一子特性包含易复原性、复原的 有效性等2个测量元
在外部质量模型中,易恢复性这一子特性包含软件的可用性、平均宕机时间,易 重新启动性、易复原性、复原的有效性等5个测量元
6.1.3.5依从性 可靠性的依从性用于定义和评价嵌人式软件在可靠性方面遵循相关的标准、约定、法规或风格指南 的能力
在内部质量模型中,可靠性的依从性这一子特性包含可靠性的依从性1个测量元
在外部质 量模型中,可靠性的依从性这一子特性包含可靠性的依从性1个测量元
6.1.4易用性 6.1.4.1概述 易用性用于定义和评价嵌人式软件被用户理解、学习和操作的难易程度,以及它对用户的吸引程 度
易用性被分成了易理解性、易学性、易操作性、吸引性、易用性的依从性等5个子特性
6.1.4.2易理解性 易理解性用于定义和评价嵌人式软件能够被用户理解并使用它完成某一特定任务的能力
在内部 质量模型中,易理解性这一子特性包含功能介绍的完整性、功能的可演示性、功能的显见性、功能的易理 解性等4个测量元
在外部质量模型中,易理解性这一子特性包含功能介绍的完整性,功能的可演示 性,演示的可使用性、功能的显见性、功能的易理解性等5个测量元
6.1.4.3易学性 易学性用于定义和评价用户学习使用嵌人式软件的难易程度
在内部质量模型中,易学性这一子 特性包含文档和帮助的完整性1个测量元
在外部质量模型中,易学性这一子特性包含学习的难易性、 文档和帮助的任务说明有效性,文档和帮助的功能说明有效性,帮助的易定位性等4个测量元
6.1.4.4易操作性 易操作性用于定义和评价用户操作和控制嵌人式软件的难易程度
在内部质量模型中,易操作性 这一子特性包含输人有效的可检查性、操作的易取消性、操作的易还原性、操作的易定制性,生理缺陷者 的易使用性、运行状态的易监控性、使用方法的一致性、消息的明确性、界面元素的明确性、操作的容错 性等10个测量元
在外部质量模型中,易操作性这一子特性包含用户界面的一致性、纠错的难易性、错 误恢复指导的完整性、输人错误的可还原性,软件错误的可还原性、操作的易定制性、操作的可缩减性、 生理缺陷者的可使用性、生理缺陷者的易使用性等9个测量元
6.1.4.5吸引性 吸引性用于定义和评价嵌人式软件的界面吸引用户的能力
在内部质量模型中,吸引性这一子特 性包含界面的满足性、界面的易定制性等2个测量元
在外部质量模型中,吸引性这一子特性包含界面 的满足性、界面的易定制性等2个测量元
GB/T30961一2014 6.1.4.6依从性 易用性的依从性用于定义和评价嵌人式软件在易用性方面遵循相关的标准、约定、法规或风格指南 的能力
在内部质量模型中,易用性的依从性这一子特性包含易用性的依从性1个测量元
在外部质 量模型中,易用性的依从性这一子特性包含易用性的依从性1个测量元
6.1.5效率 6.1.5.1概述 效率用于定义和评价相对于所使用的资源,嵌人式软件完成工作的能力
在这里资源包括系统的 软件和硬件配置、消耗材料(如电池、打印纸等)和花费的时间
效率被分成了时间性、资源利用性,效率 的依从性等3个子特性
6.1.5.2时间性 时间性用于定义和评价嵌人式软件提供适当响应时间和吞吐量的能力
在内部质量模型中,时间 性这一子特性包含响应时间、吞吐量等2个测量元
在外部质量模型中,时间性这一子特性包含响应时 间、平均响应时间的满足性,最差响应时间的满足性,吞吐量、平均吞吐量的满足性、最低吞吐量的满足 性、平均等待时间率、启动时间、启动时间的满足性、任务切换时间、任务切换时间的满足性等11个测 量元
6.1.5.3资源利用性 资源利用性用于定义和评价嵌人式软件实现其功能时对资源的利用能力
在内部质量模型中,资 源利用性这一子特性包含I/0设备的利用性,内存占有量、内存占有量的满足性,能耗要求的满足性等 4个测量元
在外部质量模型中,资源利用性这一子特性包含1/0设备的利用性、1/0错误率、平均 1/0错误率的满足性、最大1/0错误率的满足性,内存错误率、平均内存错误率的满足性、最大内存错误 率的满足性、传输错误率、平均传输错误率的满足性、最大传输错误率的满足性、平均传输能力的满足 性、能耗要求的满足性等12个测量元 6.1.5.4依从性 效率的依从性用于定义和评价嵌人式软件在效率方面遵循相关的标准、约定、法规或风格指南的能 力
在内部质量模型中,效率的依从性这一子特性包含效率的依从性1个测量元
在外部质量模型中 效率的依从性这一子特性包含效率的依从性1个测量元
6.1.6可维护性 6.1.6.1概述 可维护性用于定义和评价嵌人式软件易于被修改的程度
可维护性被分成了易分析性、易改变性、 稳定性、易测试性,可维护性的依从性等5个子特性
6.1.6.2易分析性 易分析性用于定义和评价维护者或用户在试图诊断嵌人式软件的缺陷或失效原因时,耗费工作量 或资源的程度
在内部质量模型中,易分析性这一子特性包含运行记录的完整性,诊断功能的完整性2 个测量元
在外部质量模型中,易分析性这一子特性包含运行记录的完整性,诊断功能的可用性、失效 原因的可发现性,失效分析的平均时间、状态监视的能力等5个测量元
10
GB/T30961一2014 6.1.6.3易改变性 易改变性用于定义和评价维护者或用户对嵌人式软件进行修改的难易程度
这些修改包括对软件 代码的修改和对设计文档的修改
在内部质量模型中,易改变性这一子特性包含变更说明的完整性、模 块间的耦合性等2个测量元
在外部质量模型中,易改变性这一子特性包含变更说明的完整性、变更实 施的平均时间、软件变更控制的能力、变更参数化的可行性等4个测量元
6.1.6.4稳定性 稳定性用于定义和评价嵌人式软件被修改后的稳定程度,或者说嵌人式软件所具有的避免由于修 改而造成意外结果的能力
在内部质量模型中,稳定性这一子特性包含变更的成功性,变更影响的局部 性等2个测量元
在外部质量模型中,稳定性这一子特性包含变更的成功性、变更影响的局部性、变更 的不利影响性等3个测量元
6.1.6.5易测试性 易测试性用于定义和评价嵌人式软件支持辅助测试的能力
在内部质量模型中,易测试性这一子 特性包含内置测试能力的完整性,测试的自主性、测试的可监控性等3个测量元
在外部质量模型中， 易测试性这一子特性包含内置测试能力的有效性、重新测试的效率,测试的可监控性等3个测量元
6.1.6.6依从性 可维护性的依从性用于定义和评价嵌人式软件在可维护性方面遵循相关的标准、约定、法规或风格 指南的能力
在内部质量模型中,可维护性的依从性这一子特性包含可维护性的依从性1个测量元
在外部质量模型中,可维护性的依从性这一子特性包含可维护性的依从性1个测量元
6.1.7可移植性 6.1.7.1概述 可移植性用于定义和评价嵌人式软件从一种环境迁移到另外一种环境时,对系统的行为所产生的 影响的程度
在这里环境包括组织环境、硬件环境和软件环境
可移植性被分成了适应性,共存性、易 替换性、可移植性的依从性等4个子特性
6.1.7.2适应性 适应性用于定义和评价嵌人式软件适用于不同环境的能力
在内部质量模型中,适应性这一子特 性包含组织环境的适应性、移植的难易性、系统环境的适应性操作系统的依赖性等4个测量元
在外 部质量模型中,适应性这一子特性包含组织环境的适应性、系统环境的适应性等2个测量元
6.1.7.3共存性 共存性用于定义和评价嵌人式软件与其他嵌人式软件共享同一个硬件环境的能力
在内部质量模 型中,共存性这一子特性包含共存的可行性1个测量元
在外部质量模型中,共存性这一子特性包含共 存的可行性1个测量元
6.1.7.4易替换性 易替换性用于定义和评价当试图用其他的嵌人式软件替代一个嵌人式软件时,被替代的嵌人式软 件对用户需付出的努力所产生的影响程度
在内部质量模型中,易替换性这一子特性包含数据的继承 性,功能的继承性等2个测量元
在外部质量模型中,易替换性这一子特性包含数据的继承性,功能的 继承性、新功能的接受性等3个测量元
11
GB/T30961一2014 6.1.7.5依从性 可移植性的依从性用于定义和评价嵌人式软件在可移植性方面遵循相关的标准、约定、法规或风格 指南的能力
在内部质量模型中,可移植性的依从性这一子特性包含可移植性的依从性1个测量元
在外部质量模型中,可移植性的依从性这一子特性包含可移植性的依从性1个测量元
6.2使用质量模型 6.2.1概述 嵌人式软件的使用质量模型是用于定义和评价其使用质量的质量模型
它通过有效性,生产率,安 全性和满意性等4个特性来描述嵌人式软件的质量
这些特性中没有子特性,而是直接包含若干测量 元
使用质量模型共定义了24个测量元
表3给出了使用质量模型的组成及其测量元的数量
表3使用质量模型及其测量元的数量 特性 测量元数 测量元 任务有效性、任务的完成性、功能的有用性、功能的易理解性、输人和输出的易理解性、消息的 有效性 10 易理解性、默认值的适用性,文档和帮助的任务说明有效性,文档和帮助的功能说明有效性、 出错频率 生产率 任务效率,有效成本率,有效时间率、相对有效时间率、有效能耗率,学习的难易性 安全性 用户健康的影响性、用户安全的影响性、经济损失的产生率、软件讹误的发生率 满意性 用户的满意性、系统的选用性、界面的友好性、,新版软件的接受性 24 合计 6.2.2有效性 有效性用于定义和评价在指定的使用周境中使用嵌人式软件时,用户执行的任务达到规定目标的 程度
有效性这一特性包含任务有效性、任务的完成性、功能的有用性,功能的易理解性、,输人和输出的 易理解性,消息的易理解性、默认值的适用性,文档和帮助的任务说明有效性,文档和帮助的功能说明有 效性、出错频率等10个测量元 6.2.3生产率 生产率用于定义和评价在指定的使用周境中使用嵌人式软件时,用户为达到规定的目标需要消耗 的资源的程度
这种资源可以包含设备、材料和财政的支出,但最主要的是时间
生产率这一特性包含 任务效率、有效成本率,有效时间率,相对有效时间率、有效能耗率,学习的难易性等6个测量元
6.2.4安全性 安全性用于定义和评价在指定的使用周境中使用嵌人式软件时,对人、业务、软件、财产或环境产生 伤害的风险程度
这种风险可以由嵌人式软件在功能性、可靠性、易用性或可维护性方面的缺陷所导 致
安全性与内部质量模型(或外部质量模型)中的安全保密性不同.它不仅与嵌人式软件有关,而且与 整个系统有关
内部质量模型(或外部质量模型)中的安全保密性则仅与嵌人式软件有关
安全性这一 特性包含用户健康的影响性、用户安全的影响性、经济损失的产生率、软件讹误的发生率等4个测量元
6.2.5满意性 满意性用于定义和评价在指定的使用周境下使用嵌人式软件时,用户的满意程度
与满意性有关 12
GB/30961一2014 的信息一方面来自用户使用嵌人式软件时的反应,另一方面还来自于用户对嵌人式软件的使用意见
一特性包含用户的满意性、系统的选用性、界面的友好性、新版教件的接受性等4个渊量元
满意性这 测量元表的说明 在第8章,第9章和第10章中将通过测量元表对内部质量模型,外部质量模型和使用质量模型所 定义测量元进行说明
在每一张测量元表中都有测量元名称,测量目的、测量方法、测量公式测量值解 释、标度类型、测度类型,测量输人等8个表项
a)测量元名称:给出一个在模型中能唯一标识测量元的名称
该名称尽可能地表示了测量元的 作用和意义 测量目的;说明测量的对象和测量的内容
b e)测量方法;给出测量所采用的方法
在一 -般情说下只是一个原刚上的方法 d 测量公式;给出测量公式,并解释公式中所使用的数据的意义
在某些情况下一个测量元可以 对应多个测量公式
e 测量值解释:给出测量值的可能范围和最佳值
标度类型给出测量元使用的标度的类型
可能的标度类型包括,比率标度,绝对标度,标称标 f 度,顺序标度、,间隔标度
在GB/T16260.2一2006的附录C中有关于标度类型的详细解释
测度类型;给出测量所得到的测度的类型
可能的测度类型包括;计数类型(例如故障数,失效 数,时间类型例如软件运行时间、用户使用时间、,规模类型(例如功能规模、源代码规模 在GB/T16260.2一2006的附录c中有关于测度类型的详细解释
h测量输人;给出原始测量数据的来源(在原始测量数据的基础上按照测量公式进行计算就可以 得到测量值)
例如软件需求说明、软件设计说明、软件使用说明、软件测试计划软件测试报 告、用户调查问卷,用户调查记录等
在附录B中有关于测量输人的详细解释
内部质量模型的测量元 功能性的测量元 8.1 8.1.1适合性的测量元 适合性这一子特性中包括5个测量元,这些测量元的具体说明见表4
表4适合性的测量元 测量元 测量目的 测量方法 测量公式 测量值解释标度类型测度类型测量输人 名称 功能实被测量的嵌人式通过查阅软件需求说 绝对标度 =计数软件需求 =A/B 现的适软件在多大程度明,软件设计说明、软A=在检测中发X越接近0 计数 说明 合性 上正确地实现了件测试报告或者其他现的未按要求实越好 A=计数软件设计 用户所要求的的方法,对未按要求现和未正确实现 B=计数 说明 实现和未正确实现的的功能数 软件测试 功能 功能进行计数,并与B=被检测的功 报告 被检测的功能总数相能总数 比较 注1:未正确实现的功能包括未按照软件需求说明的要求实现的功能
注2本测量元是通过抽样检测的方法测量功能正确实现的程度
13
GB/T30961一2014 表4(续 测量元 测量目的 测量方法 测量公式 测量值解释标度类型测度类型测量输人 名称 功能实被测量的嵌人式通过查阅软件需求说x=A/B 绝对标度x=计数软件需求 0X<1 现的完软件在多大程度明、软件设计说明、软A=在检测中发X越接近0 计数 说明 整性 上实现了用户所件测试报告或者其他现的未按要求实越好 A=计数软件设计 要求的功能 的方法例如,按照软现的功能数 B=计数 说明 件需求说明对嵌人式B=软件需求说 软件测试 软件的功能逐一进行明中描述的功能 报告 检测),对未按要求实总数 现的功能进行计数， 并与软件需求说明中 描述的功能总数相 比较 X=A/B 0
GB/T30961一2014 表8(续 测量元 测量目的 测量方法 测量公式 测量值解释标度类型测度类型测量输人 名称 界面的被测量的嵌人式通过查阅软件需求说x=A/B 绝对标度x=计数软件需求 0X<1 依从性软件在界面方面明、软件设计说明、软A=嵌人式软件X越接近1 计数 说明 遵循相关标准、件测试报告或者其他在界面方面实际越好 A=计数软件设计 约定、法规或风的方法,对嵌人式软遵循的标准、约 B=计数 说明 格指南的程度件在界面方面实际遵定、法规或风格 软件测试 循的标准、约定,法规指南的条数 报告 如何 B 或风格指南的条数进 软件需求说 行计数,并与软件需明中要求嵌人式 求说明中要求嵌人式软件在界面方面 软件在界面方面遵循遵循的标准,约 的标准、约定、法规或定、法规或风格 风格指南的条数相指南的条数 比较 注1;计算A的值时,只统计在软件需求说明要求遵循的内容中有多少条标准、约定,法规或风格指南被遵循,而 不考虑软件需求说明要求之外的内容
注2:此测量元仅适用于浅度嵌人的嵌人式系统
8.2可靠性的测量元 8.2.1 成熟性的测量元 成熟性这一子特性中包括4个测量元,这些测量元的具体说明见表9. 表9成熟性的测量元 测量元 测量目的 测量方法 测量值解释标度类型测度类型测量输人 测量公式 名称 故障的在被测量的嵌人通过查阅软件测试计x=A/B 绝对标度x=计数软件测试 0X1 检出性式软件中检测到划,软件测试报告或 在测试中检在测试的早 计数 计划 故障的难易程度者其他的方法,对在测到故障的测试期阶段，x A=计数软件测试 如何 测试中检测到故障的用例数 越接近1越 B=计数 报告 测试用例进行计数，B=在测试中使好
在测试 并与在测试中使用的用的测试用例的后期阶 测试用例总数相比较总数 段,X越接 近0越好 注1:在测试的早期阶段,测量值越大越好
相反,在测试的后期阶段,测量值则是越小越好
应注意监控这一测 量值的变化趋势,并以此对嵌人式软件的成熟性做出判断
注2:用测试用例总数除以检测到故障的测试用例数所得到的值可以表示测试用例的有效性 18
GB/T30961一2014 表9(续 测量元 测量目的 测量方法 测量公式 测量值解释标度类型测度类型测量输人 名称 故障的在被测量的嵌人通过查阅软件测试报x=A/B 绝对标度x=计数源程序 0X<1 计数 排除性式软件中已被排告,问题解决报告或A=已排除的故 越接近1 软件测试 除的故障占多大者其他的方法(例如，障数 越好 A=计数报告 直接从源程序中查找 的比例 B= -已发现的放 B=计数问题解决 错误),对已排除的故障数 报告 障进 数,并与 行计 已 发现的故障数相比较 测试的在对被测量的嵌通过查阅软件测试计X=A/B 绝对标度X=计数/软件测试 充分性 人式软件进行测划、软件测试报告或A=列人软件测X越大越好 计数 计划 试的过程中,列者其他的方法,对列试计划而且已实 A=计数软件测试 人软件测试计划 人软件测试计划而且际运行的测试用 B=计数 报告 已实际运行的测试用例数 的测试用例与进 行充分测试覆盖例进行计数,并与为B=为获得充分 所需要的测试用获得充分的测试覆盖的测试覆盖所需 例之间的比例是所需要的测试用例数要的测试用例数 多少 相比较 注列人软件测试计划而且已实际运行的测试用例数有可能大于为获得充分的测试覆盖所要求的测试用例数
过查阅软件测试计 0X<1 测试的在对被测量的版 绝对标度X=计数软件测试 通
计数 计划 可信性人式软件进行测划,软件测试报告或 列人软件测x越接近0 试的过程中 在 者其他的方法 试计划而且已在越好 A=计数 软件测试 宿主机上用纯软 模拟器上实际运 B=计数 报告 件的模拟器运行已在模拟器上实际运行的测试用例数 的测试用例与运行的测试用例进行计 B=列人软件测 行的全部测试用数,并与列人软件测试计划而且已实 例之间的比例是试计划而且已实际运际运行的全部测 多少 行的全部测试用例数试用例数 相比较 注，在嵌人式软件的开发阶段,调试和运行软件的工具有多种(例如调试监控器在线仿真器,在线调试器,模拟 器等),模拟器是其中之一
它是一个纯粹的软件工具,不需要借助于任何硬件
建立基于模拟器的嵌人式 软件开发环境很容易,但模拟器所提供的程序运行环境和实际的环境往往有一定的差别,一些与硬件关系密 切和实时性很强的嵌人式软件即使在模拟器上调试通过,也不能保证能在实际的目标机上能够顺利运行
8.2.2容错性的测量元 容错性这一子特性中包括2个测量元,这些测量元的具体说明见表10. 19
GB/T30961一2014 表10容错性的测量元 测量元 测量目的 测量方法 测量公式 测量值解释标度类型测度类型测量输人 名称 绝对标度x=计数 失效的被测量的嵌人式通过蠢阅软件需求说X=AD 软件需求 避免性软件能控制多大明、软件设计说明、软A=嵌人式软件 说明 X 越大越好 计数 A=计数 软件设计 比例的故障以避件测试报告或者其他实际能够控制的 的方法,对嵌人式软故障类型数 免失效发生 B=计数 说明 件实际能够控制的故B=软件需求说 软件测试 障类型进行计数,并明中要求嵌人式 报告 与软件需求说明中要软件能够控制的 求嵌人式软件能够控故障类型数 制的故障类型数相 比较 注故际类鲜例 数据越界; b)死锁 0
嵌入式软件质量度量GB/T30961-2014
什么是嵌入式软件
嵌入式软件是指运行在嵌入式系统中的软件程序，这些系统通常包括微控制器、数字信号处理器、单片机等嵌入式设备。与桌面应用程序不同，嵌入式软件必须满足特定的硬件要求和环境限制，并且对于安全性、可靠性等方面的要求较高。
为什么需要衡量嵌入式软件质量
由于嵌入式软件的特殊性质，其质量对于整个嵌入式产品的质量至关重要。嵌入式软件中的缺陷可能会导致整个系统的故障，甚至是人员伤亡。因此，对于嵌入式软件的质量进行衡量和控制显得尤为重要。
GB/T30961-2014的概述
GB/T30961-2014是中国国家标准中一种关于嵌入式软件质量度量的标准。该标准主要包括以下内容：
- 评价维度：即对嵌入式软件各方面特性的定义和度量方法，包括可靠性、可维护性、安全性、效率等。
- 评价指标：即用于度量嵌入式软件各方面特性的具体指标和计算方法。
- 评价方法：即如何在实际项目中应用GB/T30961-2014标准进行嵌入式软件质量评价的方法。
GB/T30961-2014的评价维度
根据GB/T30961-2014标准，对嵌入式软件质量的评价分为以下几个维度：
- 可靠性：即软件运行中不出现故障或失效的能力。
- 可维护性：即软件易于理解、修改、测试和调试的能力。
- 安全性：即软件防范潜在威胁的能力，如攻击、破坏、泄露等。
- 效率：即软件执行所需时间或资源的少。
- 合规性：即软件是否符合相关标准和法规的要求。
GB/T30961-2014的评价指标
GB/T30961-2014标准中还定义了各个维度的具体评价指标和计算方法。以可靠性为例，其评价指标包括以下内容：
- 失效率：单位时间内出现的故障数。 <
- 平均无故障时间（MTBF）：系统在正常运行情况下平均无故障时间。
- 平均修复时间（MTTR）：系统从发生故障到恢复正常的平均时间。
- 可用性：系统正常运行时间占总运行时间的比例。
GB/T30961-2014的评价方法
GB/T30961-2014标准中还定义了如何应用该标准进行嵌入式软件质量评价的方法。主要包括以下步骤：
- 确定评价目标和范围。
- 选择评价维度和指标，制定评价计划。
- 采集相关数据，进行统计和分析。
- 根据评价结果进行质量控制和改进。
结论
GB/T30961-2014是一种用于衡量嵌入式软件质量的标准，其评价维度包括可靠性、可维护性、安全性、效率和合规性等方面，同时也定义了各个维度的具体评价指标和计算方法。在实际项目中，应用该标准进行嵌入式软件质量评价可以有效提高软件的质量和可靠性。
