一、前言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)量器具的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和使用與計(jì)算機(jī)軟件的結(jié)合越來越緊密。如何恰當(dāng)評估計(jì)算機(jī)軟件在量值溯源、檢驗(yàn)檢測、校準(zhǔn)和計(jì)量器具使用過程中對測量和計(jì)量數(shù)據(jù)的影響，保障計(jì)量器具的法制性成為計(jì)量科學(xué)研究的新課題。

歐盟于2004年推出了WELMEC 7.1 issue 2《計(jì)量器具軟件開發(fā)要求》和WELMEC 7.2 issue 1《計(jì)量器具軟件指南》等標(biāo)準(zhǔn)。而美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)的ITL實(shí)驗(yàn)室也專注于研究計(jì)算機(jī)技術(shù)及其對計(jì)量器具的影響。我國2007年頒布的JJF1182-2007《計(jì)量器具軟件測評指南》也為調(diào)整國內(nèi)計(jì)量器具軟件和計(jì)量法制要求的關(guān)系奠定了技術(shù)基?

什么是計(jì)量器具軟件測評，其具體內(nèi)容和方法是什么，我國應(yīng)建立什么樣的測評體系等一系列問題成為開展測評工作必須研究的課題。本文在軟件測試定義的基礎(chǔ)上確定了計(jì)量器具軟件測評的概念，并在概要介紹測評內(nèi)容、方法的基礎(chǔ)上，提出了建設(shè)我國計(jì)量器具軟件測評體系的一種模型。

二、計(jì)量器具軟件測評的定義

軟件測試是軟件開發(fā)過程中的一個(gè)重要階段，是軟件開發(fā)質(zhì)量保證的重要環(huán)節(jié)。1979年，美國計(jì)算機(jī)軟件測試專家GLenford J.Myers認(rèn)為:“軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而運(yùn)行程序的過程”。隨著質(zhì)量概念的深入，Bill Hetzel認(rèn)為:“測試是以評價(jià)一個(gè)程序或者系統(tǒng)屬性為目標(biāo)的任何一種活動。測試是對軟件質(zhì)量的度量。”2007年提交的IEEE/ANSI～/cite{B5}標(biāo)準(zhǔn)草案中將軟件測試定義為:“(A)在規(guī)定條件下運(yùn)行系統(tǒng)或構(gòu)件的過程。觀察和記錄結(jié)果，并對系統(tǒng)或構(gòu)件的某些方面給出評價(jià)。(B)進(jìn)行(A)中的過程。”

根據(jù)軟件測試的定義，計(jì)量器具軟件測評可以定義為對內(nèi)嵌于計(jì)量器具之中或運(yùn)行于計(jì)量器具之外，驅(qū)動計(jì)量器具進(jìn)行工作，或?qū)y量結(jié)果的有效性和合法性具有潛在影響的相關(guān)軟件進(jìn)行法制性測試和評價(jià)的計(jì)量行為。

計(jì)量器具軟件測評的定義表明:(1)測評的對象是計(jì)量器具軟件或?qū)y量結(jié)果的有效性和合法性具有潛在影響的相關(guān)軟件；(2)測評具有法制性；(3)測評分為測試和評價(jià)；(4)測評是一種計(jì)量行為。這些特點(diǎn)使得計(jì)量器具軟件測評既有一般軟件測試的共性，也有一般軟件測試所不具有的特性。

三、計(jì)量器具軟件測評的內(nèi)容

依據(jù)JJF1182-2007，計(jì)量器具軟件測評的內(nèi)容主要包括:(1)是否滿足計(jì)量軟件特別標(biāo)識的要求；(2)是否滿足保護(hù)測量數(shù)據(jù)和計(jì)量參數(shù)的存儲或傳遞的要求；(3)是否具有防欺騙性使用的要求；(4)是否具有獨(dú)立于外部設(shè)備的要求。

計(jì)量軟件特別標(biāo)識是指與計(jì)量相關(guān)軟件或軟件模塊密切相關(guān)的可讀字符串。計(jì)量器具使用過程中可以進(jìn)行檢查，并且要求可視，使得軟件測評人員、計(jì)量管理人員和用戶能夠確定其與獲批準(zhǔn)型號的計(jì)量器具的一致性。

測量數(shù)據(jù)和計(jì)量參數(shù)的存儲或傳遞的要求包括算法和功能的可測性與正確性；計(jì)量數(shù)據(jù)自動和長期存儲的靈活性和法制性；數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴踩浴⒁恢滦浴?/P>

防欺騙性使用的要求包括預(yù)防用戶誤操作機(jī)制和防止軟件的非法修改、保護(hù)功能的非授權(quán)使用和非法功能的暗嵌。

獨(dú)立于外部設(shè)備的要求包括對硬件缺陷偵測的支持、硬件穩(wěn)定性保護(hù)的支持、法制計(jì)量部分與非法制計(jì)量部分的接口和分離、軟件和硬件的接口和分離，以及維護(hù)升級等內(nèi)容。

四、計(jì)量器具軟件測評方法

一般軟件測試分黑盒測評和白盒測評。

黑盒測評屬于結(jié)果型測試，測試人員通過輸入數(shù)據(jù)，將軟件輸出與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)軟件中潛在的問題。一般考察軟件的功能和性能，主要針對系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可操作性、邊緣性、覆蓋性、完整性和統(tǒng)一性進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問題。黑盒測試的優(yōu)點(diǎn)是方便快捷，不需要深入細(xì)節(jié)；缺點(diǎn)是對于程序中暗藏的后門、重要的法制性內(nèi)容不能一目了然。

白盒測評屬于過程型測試，測試人員通過閱讀或測試源代碼，將軟件的源代碼與預(yù)期開發(fā)目的進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)軟件在源代碼級別方面存在的問題。一般可以全面考察軟件的架構(gòu)、功能和性能、主要針對隱含的算法錯誤、邏輯錯誤或后門進(jìn)行檢查。其優(yōu)點(diǎn)是軟件的所有細(xì)節(jié)都將被檢查到；缺點(diǎn)是需要深厚的專業(yè)知識、測試時(shí)間較長。

由于計(jì)量器具軟件測評是一種計(jì)量行為，所以JJF1182-2007特別指出，計(jì)量器具軟件測評是通過文檔分析和設(shè)計(jì)驗(yàn)證、計(jì)量特性功能測試驗(yàn)證、軟件特性功能測試驗(yàn)證、數(shù)據(jù)流分析、代碼走查和軟件模塊測試等方法，測評計(jì)量相關(guān)軟件是否滿足要求。

JJF1182-2007中給出了不同測評內(nèi)容對應(yīng)的測評方法:計(jì)量軟件特別標(biāo)識通過文檔分析和設(shè)計(jì)驗(yàn)證、軟件特性功能測試驗(yàn)證、代碼走查進(jìn)行測評。

計(jì)量數(shù)據(jù)和計(jì)量參數(shù)的存儲或傳遞一般通過文檔分析和設(shè)計(jì)驗(yàn)證、計(jì)量特性功能測試驗(yàn)證、代碼走查和軟件模塊測試進(jìn)行測評。

防欺騙性使用通過設(shè)計(jì)驗(yàn)證、軟件特性功能測試驗(yàn)證、數(shù)據(jù)流分析、代碼走查和軟件模塊測試進(jìn)行測評。

獨(dú)立于外部設(shè)備的要求通過設(shè)計(jì)驗(yàn)證、軟件特性功能測試驗(yàn)證、數(shù)據(jù)流分析、代碼走查和軟件模塊測試進(jìn)行測評。

但是在技術(shù)上，計(jì)量器具軟件的每一種測評方法都可以歸類到黑盒測評和白盒測評。

五、計(jì)量器具軟件測評體系

依據(jù)計(jì)量器具軟件測評的定義、內(nèi)容和方法，可以建立如圖1所示的計(jì)量器具軟件測評體系。

圖1 計(jì)量器具軟件測評體系

該體系以組織制定計(jì)量器具軟件測評的相關(guān)實(shí)施細(xì)則為前提和基礎(chǔ)，依據(jù)《產(chǎn)品質(zhì)量法》、《標(biāo)準(zhǔn)化法》、《計(jì)量器具軟件測評指南》等相關(guān)法律法規(guī)，參照國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，針對我國計(jì)量器具軟件測評特點(diǎn)，建立健全計(jì)量器具軟件測評的相關(guān)實(shí)施細(xì)則，從制度上保障測評工作的公正、科學(xué)和規(guī)范。

通過實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與配備、測評體系建設(shè)、測評相關(guān)技術(shù)研發(fā)配備、技術(shù)交流和業(yè)務(wù)培訓(xùn)等，建立和提升我國的計(jì)量器具軟件測評技術(shù)能力。

建立基于數(shù)據(jù)庫的測評數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng):將被測企業(yè)和產(chǎn)品信息、測評法定依據(jù)、測評模型、測評用例、測評方法、測評過程和記錄、測評結(jié)果都記錄于該支撐系統(tǒng)中。并隨著數(shù)據(jù)的積累，逐步提煉我國計(jì)量器具軟件測評的特點(diǎn)，推動測評工作由起步向成熟發(fā)展。

建立基于Web service的測評支撐平臺，提供測評過程中的數(shù)據(jù)交換接口平臺、應(yīng)用整合接口平臺、門戶服務(wù)接口平臺等內(nèi)容，建立測評過程的交流機(jī)制。

建立測評系統(tǒng)，包括內(nèi)部測評系統(tǒng)、外部申請系統(tǒng)、監(jiān)督與執(zhí)法系統(tǒng)、公共服務(wù)與交流系統(tǒng)，為計(jì)量器具軟件測量工作走向信息化、公開化、規(guī)范化奠定基?

建立安全管理體系包括安全策略、安全管理和安全技術(shù)三個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的所有信息資產(chǎn)進(jìn)行安全的管理和安全的技術(shù)保護(hù)，同時(shí)通過多層次、多角度的安全管理和產(chǎn)品部署，覆蓋從物理環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)層、系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)庫層、應(yīng)用層到組織管理信息安全的所有方面。

建立運(yùn)行維護(hù)體系，制定統(tǒng)一有序的管理方法和操作步驟，提高系統(tǒng)管理的自動化水平和系統(tǒng)管理效率，加快問題的處理速度。

基于圖1的計(jì)量器具軟件測評體系是一個(gè)有機(jī)的整體，下層為上層的基礎(chǔ)，安全和維護(hù)貫穿整個(gè)體系，不但能夠很好地支撐我國計(jì)量器具軟件測評工作的開展，而且可以不斷提升我國計(jì)量器具軟件測評的水平。

六、結(jié)束語

計(jì)量器具軟件測評是計(jì)量工作面臨的新課題，國內(nèi)目前正在開展計(jì)量器具軟件測評的研究。本文對計(jì)量器具軟件測評的定義、內(nèi)容、方法和體系的分析，為我國計(jì)量器具軟件測評工作的準(zhǔn)備、開展和建立計(jì)量器具軟件測評體系提供了一定的思路。