项目名称:质量需求驱动的软件演化管理和故障侦探方法

项目完成人:李必信(BixinLi),黄志球(ZhiqiuHuang),聂长海(ChanghaiNie),梁金能(HaretonLeung),姜炜(JackyKeung),孙小兵(XiaobingSun),柯昌博(ChangboKe)项目完成单位:东南大学,南京航空航天大学,南京大学,香港理工大学,香港城市大学申报奖种:自然科学奖项目简介:软件质量保障是软件生命周期中一个永恒主题,几乎每个国家都有为数不少的软件质量评测机构,绝大多数软件开发公司都有自己的质量保障部门.
显然,现有的软件质量保障理论方法和技术手段发挥了不可替代的作用;然而,每年由于软件故障导致的各类安全事故频发,软件质量问题依然是各类安全关键和事务关键领域的重灾区.
如何保障软件的质量这是个被学术界和工业界讨论了几十年的问题,但仍然还有很多问题亟待解决.
但从软件质量保障做得比较成功的美国、加拿大和印度来看:软件管理(包括项目管理、人员管理、过程管理和产品管理)和各种故障检测和质量保障手段的使用是关键所在.

项目组主要成员从20世纪90年代开始从事软件质量问题研究,围绕软件演化管理和故障侦探等方面研究解决软件质量问题的各种方法,从早期的可行性分析和需求分析阶段,到后期的软件维护阶段,探索了各种软件故障检测、演化管理、风险控制等质量保障方法,取得了一系列创新性的研究成果,其中代表性成果概括为如下五个方面:(1)在软件分析方面:提出基于概念格的变更影响分析方法.
从分析多种因素诱导的软件演化出发,揭示软件演化本质特性,提出基于形式概念分析的软件变更影响分析方法(CIA),解决了从类层次的修改集得到更加细粒度层次的影响集难以实现的问题.
该项成果发表在《SoftwareTesting,VerificationandReliablity》(2013)、《InformationandSoftwareTechnology》(2013)、《AdvanceinEngineeringSoftware》(2013)等国际期刊以及ESEC/FSE、ICSE、ASE、COMPSAC等国际会议上.
(2)在软件测试方面:提出基于最小故障模式的组合测试方法.
从分析参数的交互行为以及参数值的各种组合出发,揭示了组合测试内在机理,提出了组合测试中的"最小故障模式"概念,证明了它的存在性,研究了其相关特性,并在此基础上把组合测试的应用场景、建模、测试用例的设计、执行和分析等统一起来,构建了一个完整的组合测试方法学.
在这个方法学的体系下可以解释组合测试中的各种问题,包括组合测试的原理、组合测试的优缺点等问题.
该成果发表在《ACMTransactiononSoftwareEngineeringandMethodology》(2011)、《ACMComputingSurvery》(2011)等国际期刊以及ICST、APSEC等国际会议上.
(3)在软件验证方面:提出基于(概率)时间属性序列图的需求监控和验证方法.
从分析需求模型和设计模型出发,揭示了建模过程中引起时态属性和时间属性问题的故障模式,提出了基于属性序列图的需求监控和验证方法,解决了软件早期阶段质量保证的有关问题.
该成果发表在《IEEETransactionsonNetworkandServiceManagement》(2013)、《JournalofSsystemandSoftware》(2012)、《KnowledgeBasedSystems》(2012)等国际期刊以及ASE、ICWS等国际会议上.
(4)在软件度量方面:在软件度量方面:提出基于设计度量的软件故障严重程度预测方法.
从分析面向对象设计度量出发,揭示设计度量和故障的严重程度之间的内在联系,通过使用NASA公开的数据集进行实验、发现主要的设计度量(例如CK度量)通过结合预测模型和机器学习的方法是可以用来预测故障的严重程度.