Études empiriques des relations entre les modèles de qualité du logiciel d' ISO 9126 en utilisant le référentiel de données d'ISBSG et la méthode Taguchi

Cheikhi, Laila (2008). Études empiriques des relations entre les modèles de qualité du logiciel d' ISO 9126 en utilisant le référentiel de données d'ISBSG et la méthode Taguchi. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Avec l'évolution du domaine du genie logiciel, la gestion de la qualite du logiciel a évolué : elle s'est orientee non seulement vers la production de logiciels qui s'executent, mais aussi vers la satisfaction des objectifs pour lesquels ces logiciels sont concus.

Contrairement au genie industriel, la gestion de la qualite du logiciel ne porte pas sur le traitement des produits physiques (hard) mais des produits logiques (soft), incluant le developpement du produit logiciel. En genie logiciel la gestion de la qualite requiert l'elaboration d'un ensemble de criteres de qualite que le logiciel doit satisfaire et la proposition de mesures pour evaluer cette qualite, tel que presente dans ISO 9126. La serie ISO 9126 comprend une norme intemationale sur la qualite du produit logiciel et trois rapports techniques. La norme ISO 9126-1 definit deux modeles de qualite du produit logiciel. Le premier modele de « qualite inteme » et de « qualite externe » comprend un ensemble de six caracteristiques, subdivisees en un ensemble de 27 souscaracteristiques pour lesquelles des mesures sont proposees dans les rapports techniques ISO TR 9126-2 et 3. Le deuxieme modele de « qualite en utilisation » comprend un ensemble de quatre caracteristiques et des mesures sont proposees dans le rapport technique ISO TR 9126-4 pour evaluer ces caracteristiques.

Cette serie ISO (9126 parties 1 a 4) propose des liens entre ces trois modeles de qualite. Cependant, ces liens, bien que definis par un consensus international d'experts ISO, n'ont pas necessairement été démontrés objectivement et empiriquement: ces liens ne devraient donc etre consideres que comme un ensemble theorique interessant, et pour lequel des experimentations rigoureuses sont requises afin d'en demontrer indubitablement la validite.

L'experimentation necessite une collecte de donnees pour realiser les experiences et faire ressortir les resultats des experiences. Cependant, en absence d'opportunites d'experimentations en Industrie, il est possible d'utiliser des referentiels de donnees disponibles en genie logiciel : par exemple, le referentiel de donnees industrielles de rinternational Software Benchmarking Standards Group (ISBSG) regroupe un ensemble d'informations sur les différentes phases du cycle de vie du logiciel.

L'approche choisie pour ce projet de recherche est de combiner deux disciplines (genie industriel et genie logiciel) a travers I'utilisafion de la methode Taguchi afin de mener les experimentations avec le contenu des documents ISO 9126 et en exploitant le referentiel de donnees d'ISBSG. La methode Taguchi de concepfion de plan d'experiences, developpee par le Dr. Genichi Taguchi, combine des pratiques industrielles et statistiques et offi-e un moyen d'evaluer la qualite.

Le but principal de ce projet de recherche est d'explorer la pertinence des relations entre les modeles de qualite d'ISO 9126 dans la production de logiciels de qualite. Afin de demontrer la pertinence ou non des relations entre ces modeles, les objectifs spécifiques de cette recherche sont de demontrer, par des etudes empiriques, si les relations prises pour acquises par ISO 9126 sont supportees par des donnees empiriques. II s'agit des relations entre :
1. La qualite inteme et la qualite externe.
2. La qualite exteme et la qualite en utilisation.
3. La qualite inteme et la qualite en utilisation.
Pour realiser ces objectifs, la methodologie suivante a ete suivie :
• verifier jusqu'a quel point le questionnaire d'ISBSG tient compte des trois types de qualite definis dans la norme ISO 9126-1. Pour cela, nous avons aligne les differentes parties du questionnaire d'ISBSG par rapport a la qualite interne, la qualite exteme et la qualite en utilisation de la norme ISO 9126-1;
• identifier les caracteristiques de qualite inteme, exteme et en utilisation couvertes par le questionnaire d'ISBSG a travers I'idenfificafion des donnees de qualite du questionnaire d'ISBSG et leurs mesures correspondantes dans les rapports techniques ISO TR 9126-2 a 4;
• analyser le referentiel de donnees d'ISBSG afin de determiner les donnees de qualite disponibles pour evaluer les trois types de qualite du produit logiciel d'ISO 9126. Nous avons propose des mesures propres a ISBSG a base de ces donnees. Ces mesures seront utiles lors de la conception des plans d'analyses empiriques avec la methode Taguchi;
• adapter la methode Taguchi dc conception de plans d'experiences, d'ordre industriel, au contexte d'analyse empirique en genie logiciel, laquelle adaptation a porte sur I'etape de parametres de design de la strategic hors production (offline) du controle de la qualite de Taguchi;
• etablir et analyser les resultats des plans d'analyses empiriques permettant de verifier les liens entre les trois types de qualite d'ISO 9126-1 en utilisant la methode Taguchi et en exploitant les donnees de I'extrait du referentiel d'ISBSG mis a notre disposition pour des fins de recherche.

Les resultats de ces travaux de cette recherche ont permis la verification des hypothèses des liens de la norme ISO 9126-1 entre les trois types de qualite : la qualite interne affecte la qualite exteme qui affecte, a son tour, la qualite en utilisation du produit logiciel est effectivement justifiee dans cette these.

Les resultats de ces travaux de recherche pourront être utiles pour les chercheurs, praticiens et industriels dans le domaine de la qualite du logiciel. Les resultats de cette recherche pourront egalement être utiles pour l'organisation ISBSG et les experts d'ISO 9126 en particulier, et pour la discipline du genie logiciel en general.

Titre traduit

Empirical studies of the relationships across the software quality models of ISO 9126 through the use of the ISBG REPOSITORY AND THE TAGUCHI METHOD

Résumé traduit

With the evolution of the software engineering discipline, the management of software quality has also evolved: it is directed not only towards the development of software which executes correctly, but also towards the satisfaction of the objectives for which this software is designed.

In software engineering the management of quality requires the development of a set of quality criteria that the software product must meet, including related software measures to evaluate this quality, such as proposed in ISO 9126. The ISO 9126 series includes an international standard on software product quality and three technical reports. The standard ISO 9126-1 defines two models of software product quality. The first model of 'internal quality' and 'external quality' includes a set of six characteristics, subdivided into a set of 27 subcharacteristics, and for which a large inventory of software measures are proposed in the technical reports ISO TR 9126-2 and 3. The second model of 'quality in use' includes a set of four characteristics and a number of measures are also proposed in the technical report ISO TR 9126-4 to evaluate them.

This series of ISO (9126 parts 1 to 4) takes for granted that these three quality models are inter-linked. However, these links, although defined through an intemational consensus of ISO participants, were not based on documented experimental studies: therefore these links proposed in ISO 9126 should be regarded as a theoretical interesting set of links but for which rigorous experiments are still required to provide documented evidence.

Experimentation requires the coUecfion of data to carry out the experiments and to provide documented evidence. However, in the absence of experimentation opportunities in industry, most of time because of excessive costs, it is possible to use data available in software engineering repositories: for example, the International Software Benchmarking Standards Group (ISBSG) repository of industry data includes informafion for different phases of the software life cycle.

The approach chosen for this research project is to use of the Taguchi method of experiments to investigate the relationships proposed in ISO 9126 through the analysis of the ISBSG data repository. The Taguchi method for setting up experimental designs, combines industrial and statistical practices and offers a means of evaluating the quality.

The main goal of this research is to explore the relevance of the relationships between the ISO 9126 quality models in the development of the software. The goal of this research is to demonstrate the relevance or not of the relations between these models, while the specific objectives of this research are to demonstrate, through empirical studies, if the relationships taken for granted in ISO 9126 are indeed supported by empirical data: that is, the relationships between:
1. internal quality and external quality;
2. external quality and quality in use;
3. internal quality and quality in use.

The research methodology selected is the following:
• Verification to which extent the ISBSG questionnaire takes into account the three types of quality defined in the ISO 9126-1 standard. For this, the different parts of the ISBSG questionnaire were mapped to the models of internal quality, external quality and quality in use of the ISO 9126-1 standard.
• Identification of internal, external and in use quality characteristics covered by ISBSG through the identificafion of the quality related data fi-om the ISBSG questionnaire and their corresponding measures in the technical reports ISO TR 9126-2 to 4.
• Analysis of the ISBSG data repository to determine the availability of quality related data to evaluate the three types of quality of the software product of ISO 9126. We have proposed measures specific to ISBSG based on these data. These measures will be useful when designing empirical analysis plans with the Taguchi method.
• Adaptation of the Taguchi method of design of experiments to the context of empirical analysis in software engineering, which adaptation is related to the stage of parameter design of the Taguchi strategy of off-line quality control.
• By using the Taguchi method and by exploifing the ISBSG data repository, design and analysis of the results of the empirical analysis plans to verify the links between the three types of quality of ISO 9126-1.

The results of this research project have confirmed the assumptions of the relationships of the ISO 9126-1 standard between the three types of quality, that is: internal quality affects the external quality which affects, in tum, quality in use of the software product.

The results of this thesis can be useftil for researchers, practifioners and software organizations working on software quality. The research results can also be useful to the ISBSG organization and to ISO 9126 experts, as well as software engineering in general.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie" Bibliogr. : f.[323]-333.
Mots-clés libres:	9126, anova, design, donnee empirique, etude, externe, interne, isbsg, iso, logiciel, mesure, methode, modele, norme, parametre, qualite, referentiel, standard, taguchi
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Abran, Alain
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	09 août 2010 17:32
Dernière modification:	03 déc. 2016 00:56
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/111

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