本文關(guān)鍵詞：基于捕獲—再捕獲方法的軟件評審后缺陷預(yù)測問題研究

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【摘要】：軟件評審是確保軟件質(zhì)量的最佳實(shí)踐之一,但是,如果軟件評審活動本身開展得不好,其相應(yīng)的對軟件質(zhì)量的幫助將會非常有限。這就需要理解和評價軟件評審活動的完成質(zhì)量,從而確保評審目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。然而,評價軟件評審活動的質(zhì)量并不容易。常見的方式是通過建立一系列經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠眍A(yù)測缺陷總數(shù),然后根據(jù)評審實(shí)際發(fā)現(xiàn)缺陷占缺陷總數(shù)的百分比來評價評審活動完成的質(zhì)量。這種方法最大的問題是必須依賴高質(zhì)量的歷史數(shù)據(jù),而這些數(shù)據(jù)往往在實(shí)際開發(fā)中很難獲取。此外,歷史數(shù)據(jù)往往都關(guān)聯(lián)著具體的項(xiàng)目特征,一旦這些特征發(fā)生變化,原來建立的數(shù)據(jù)模型就會失效。導(dǎo)致實(shí)踐者只能從構(gòu)建上述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牟糠值湫蛥?shù)特征來大致判斷評審活動質(zhì)量。例如,如果評審速度較慢,則有很大可能是一個好的評審；或者,如果評審發(fā)現(xiàn)缺陷較多,則可能是一個較高質(zhì)量的評審。但是,這種間接的方法一方面沒有直接關(guān)聯(lián)到缺陷數(shù)量所體現(xiàn)的質(zhì)量問題；另外,這類方法本身也帶有很大的誤判風(fēng)險。例如,發(fā)現(xiàn)缺陷多,既可能是認(rèn)真評審的結(jié)果,也可能是評審產(chǎn)物質(zhì)量很差所致。在評審后缺陷預(yù)測中引入生物學(xué)研究中統(tǒng)計種群數(shù)量的捕獲-再捕獲(Capture-recapture)方法一度被認(rèn)為是非常有前景的方法。這種方法不依賴歷史數(shù)據(jù),只是根據(jù)當(dāng)前不同評審者發(fā)現(xiàn)的缺陷的重合程度和分布來判斷遺留缺陷數(shù)量,從而相對客觀地評價軟件評審活動開展的質(zhì)量。這樣一來,擺脫了對歷史數(shù)據(jù)的依賴,也就大大提高了這種方法在實(shí)際項(xiàng)目當(dāng)中應(yīng)用的可能。但是,盡管捕獲-再捕獲被引入軟件評審已經(jīng)有20多年的歷史,并且在部分工業(yè)界的項(xiàng)目當(dāng)中得到了少量應(yīng)用,但是,總體而言,這種應(yīng)用仍然處于較為初級的階段,成熟案例不多。例如,較為典型的一點(diǎn)是,工業(yè)界的應(yīng)用僅僅用到了捕獲-再捕獲中的最大似然算子,而事實(shí)上,這種最大似然算子在很多軟件工程研究中被認(rèn)為是估算表現(xiàn)較差的一個算子。因此,本文工作的主要出發(fā)點(diǎn)是試圖從實(shí)用主義的角度探索和改進(jìn)捕獲-再捕獲方法在實(shí)際軟件評審中的應(yīng)用,擴(kuò)大應(yīng)用范圍,提高應(yīng)用的效果。同時反過來也從中識別一些需要未來進(jìn)一步探索的問題,為后續(xù)研究和改進(jìn)提供參考。容易理解,為了更好的應(yīng)用捕獲-再捕獲方法來預(yù)測評審后缺陷,有如下三個問題需要解決,即：(1)如何選擇一個合適的算子；(2)如何評價和理解捕獲-再捕獲方法的估算結(jié)果；(3)如何對這種方法本身或者方法的應(yīng)用進(jìn)行改進(jìn)。值得注意的是,還不能很好的回答這三個問題,因此,本文試圖從這三個基本問題出發(fā),探索和改進(jìn)捕獲-再捕獲方法的實(shí)際應(yīng)用。算子選擇問題.對算子的評價與選擇是捕獲-再捕獲方法的相關(guān)研究中開展最多的課題之一,但是目前的研究尚不能很好的支持算子的選擇。一方面,各種研究對不同算子優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識并不一致；另外一方面還沒有用大規(guī)模數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)各種算子估算能力。導(dǎo)致研究者和實(shí)踐者對算子的特征理解有偏差,影響了算子的選擇。估算結(jié)果評價問題.這是一個被現(xiàn)有的研究所忽略的問題。事實(shí)上,現(xiàn)有對捕獲-再捕獲算子的應(yīng)用和研究表明,所有算子都會出現(xiàn)極端的估算結(jié)果。這種極端的估算結(jié)果會給管理決策帶來誤導(dǎo),因此,有必要探索一些有效手段來評價捕獲-再捕獲估算結(jié)果,識別極端的估算結(jié)果。應(yīng)用改進(jìn)問題.現(xiàn)有研究在評價各種算子的估算能力的同時,往往也會提出一些應(yīng)用改進(jìn)的建議。這其中被認(rèn)為效果最好的建議是,通過提升評審團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)缺陷的數(shù)量,以期待更加充分的評審,從而改進(jìn)捕獲-再捕獲方法的估算結(jié)果。例如,增加評審人員、培訓(xùn)評審技術(shù)、提升閱讀技巧等都屬于此類改進(jìn)。然而,這種改進(jìn)思路本身是否正確(即是否團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的缺陷越多,相應(yīng)的捕獲-再捕獲估算結(jié)果越準(zhǔn)確)?既無法從現(xiàn)有算子的算法直接推導(dǎo)出這一結(jié)論；而且,目前的研究也沒有通過大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。本文通過實(shí)證研究手段(主要是系統(tǒng)評價方法和受控實(shí)驗(yàn))對上述三個基本問題展開研究,其結(jié)果和貢獻(xiàn)在于：1.提出和檢驗(yàn)了一種對捕獲-再捕獲算子進(jìn)行系統(tǒng)化的選擇結(jié)果,并且對該結(jié)果中的算子的應(yīng)用進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。2.提出了一種評估捕獲-再捕獲估算結(jié)果質(zhì)量的方法,用以識別極端估算結(jié)果,避免決策誤導(dǎo)。3.給出了一類改進(jìn)捕獲-再捕獲估算結(jié)果的方法的前提假設(shè)的驗(yàn)證結(jié)果,用以作為該類型捕獲-再捕獲估算改進(jìn)的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP311.53
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本文編號：1201004