Метрология программных продуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Основные положения метрологии программных продуктов

Метрология, стандартизация, сертификация идут во главе научно-технического прогресса и их можно считать одним из главных инструментов обеспечения качества продукции, работ или услуг. С ними связан прямо или косвенно любой вид коммерческой деятельности

Метрология - это наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.

Средства метрологии - это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

Измерение - это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Ранжирование - это распределение величин по возрастающим или убывающим показателям, характеризующим те или иные свойства этой величины.

Метрологическое обеспечение - это установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.

Исторически важные этапы в развитии метрологии:

· XVIII век -- установление эталона метра (эталон хранится во Франции, в Музее мер и весов; в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);

· 1832 год -- создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;

· 1875 год -- подписание международной Метрической конвенции;

· 1960 год -- разработка и установление Международной системы единиц (СИ);

· XX век -- метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.

Вехи отечественной истории метрологии:

· присоединение к Метрической конвенции;

· 1893 год -- создание Д. И. Менделеевым Главной палаты мер и весов (современное название: «Научно-исследовательский институт метрологии им. Менделеева»

Основные положения метрологии программных продуктов

Измерения, выполняемые в процессе разработки ПП, помогают лучше оценить сам процесс разработки, принятый в организации, ход выполнения проекта и качество ПП.

Измерения процесса производятся в целях его дальнейшего совершенствования, измерения проекта - для улучшения организации работ, а измерения ПП - для улучшения его качества.

В результате измерения определяется количественная характеристика какого-либо свойства объекта измерения.

Под метриками понимают количественную оценку ПП, процесса или проекта, которая используется непосредственно либо на основе которой производятся другие измерения или выполняется прогноз.

Все метрики можно разделить на три основные группы: метрики процесса, метрики проекта и метрики продукта. Внутри каждой группы существуют следующие типы метрик: непосредственно наблюдаемые (измеряемые), прогнозируемые, вычисляемые

Измеряемые атрибуты могут быть внутренними и внешними. Внутренние атрибуты могут измеряться в терминах самого объекта, отдельно от его поведения. Внешние атрибуты оцениваются с учетом связи объекта с внешней средой.

Примеры внутренних атрибутов: показатель числа строк кода в программном продукте; продолжительность выполнения действия; величина трудозатрат; число неудачных тестовых испытаний; объем денежных затрат; уровень сложности и степень модульности.

Примеры внешних атрибутов: время выполнения (требуются программа и компьютер), полезность и удобство представления (требуются приложение и пользователь), надежность, эффективность, тестируемость, повторная применимость, переносимость и взаимодействие между операциями.

Программные метрические показатели используются для измерения определенных атрибутов ПП, процесса или проекта. Руководитель проекта может также применять их: для анализа ошибок и дефектов ПП; определения уровня сложности ПП; оценки состояния ПП; установки основных направлений разработки; экспереминатального подтверждения лучших метрик; прогнозирования качественных показателе, графика, трудозатрат и объемов других затрат; тслеживания прогресса в ходе выполнения проекта; определения оптимальных сроков достижения необходимого уровня качества продукта либо процесса в целом.

Команды разработчиков применяют метрики для решения следующих задач: установление достижимых целей при анализе требования, на фазе проектирования, конструиррования, тестирования и внедрения; демонстрация потенциала при достижении этих целей; отслеживание прогресса в достижении этих целей; выполнение настройки процессов для коррекции предельных условий, выходящих из под контроля.

Заинтересованными сторонами выполняеются сбор, синтез, анализ, включение в отчеты и изучение метрик. Затем происходит их постепенная сортировка по убыванию приоритета в рамках данной организации или с учетом конкретного проекта.

Примеры метрик процесса, проекта и продукта

Набор основных метрических показателей

Основные источники метрических показателей: трудозатраты, обзоры, запросы на изменение.

Управление требует точного представления, во-первых - об объемах трудозатрат в рамках проекта, а также о характеристиках этих трудозатрат; во-вторых, - о числе и типах ошибок и дефектов, обнаруженных во время обзора; в третьих, - о запрашиваемых изменениях, о том, изменяет ли запрос исходные требования системы или полученный компонент проекта изменяется вследствие открывшегося дефекта.

Трудозатраты

Трудозатраты больше всего связаны с ресурсами, затраченными в процессе разработки ПП. Затраты на создание ПП существенно зависят от человеческого фактора. В этом случае требуется составить представление о том, чем занят персонал, выполняется ли обработка ценной информации, касающейся разработки проекта, каков ход выполнения проекта и каким образом распределяется бюджет на оставшуюся часть работ по проекту. Для реальной оценки точного объема затрат при создании ПП следует аккуратно отслеживать объем трудозатрат для каждой задачи, выпоолняющейся в процессе разработки.

Обзоры

В процессе обзора ведут запись некоторой, связанной с ним информации: о числе ошибок, типе каждой ошибки, фазе, которая породила ошибку, а также о той фазе, на которой эта ошибка проявилась.

Запросы на изменение

После поставки ПП разработчики с помощью системы отслеживания ведут запись недочетов или запросов на изменение, прилагая усилия к их устранению.

Типы запросов на изменение:

· Корректирующий - направлен на исправление сбоя;

· Адаптационный - направлен на адаптацию ПП к изменениям в системе, приспосабливание к изменившейся средебез внесения улучшений или качественных изменнеий;

· Превентивный - направлен на предупреждение сбоев до их проявления;

· Усовершенствованный - направлен на поддержку с целью облегчения дальнейшего сопровождения.

Под сертификацией понимается действие третьей стороны, доказывающее, что обеспечивается необходимая уверенность в том, что должным образом идентифицированная продукция, процесс или услуга соответствует конкретному стандарту или другому нормативному документу.

Сертификация может быть обязательной или добровольной. Решение о выдаче сертификата на ПС основывается на оценке степени его соответствия действующим и/или специально разработанным документам.

2. Критерии качества комплексов программ

Критерии качества представляют собой измеряемые численные показатели в виде некоторой целевой функции, характеризующие степень выполнения программами своего назначения.

Специалисты стремятся каждый раз выделить некоторый превалирующий показатель для оценки качества системы, к которому предъявляются следующие основные требования:

* критерий должен численно характеризовать степень выполнения основной целевой функции системы, наиболее важной для данного этапа анализа или синтеза;

* критерий должен обеспечивать возможность определения затрат, необходимых для достижения его различных значений, а также степени влияния на показатель качества различных внешних факторов и параметров;

* критерий должен быть по возможности простым по содержанию, хорошо измеряемым и иметь малую дисперсию, т. е. слабо зависеть от множества неконтролируемых факторов.

Применение метрик - числовых оценок параметров к комплексам программ позволяет упорядочить их разработку, испытания, эксплуатацию и сопровождение.

Функциональные критерии отражают основную специфику применения и степень соответствия программ их целевому назначению.

Конструктивные критерии качества программ достаточно инвариантны к их целевому назначению и основным функциям. К ним относятся сложность программ, надежность функционирования, используемые ресурсы ЭВМ, корректность и т.д. В свою оче-

редь конструктивные характеристики комплексов программ целесообразно разделить на основные критерии (показатели) качества и факторы или параметры, влияющие на их значения.

Критерии качества этапа проектирования включают, прежде всего, сложность создания комплекса программ и проверки его адекватности поставленным целям. На этапе проектирования основные затраты составляет трудоемкость создания программ заданной сложности и корректности.

Надежность (безотказность) функционирования характеризует относительную длительность получения корректных (достоверных) результатов или вероятность правильных (не искаженных за допустимые пределы) выходных данных.

Способность к модернизации комплексов программ определяется четкостью их структурного построения и структурой межмодульных связей. Кроме того, на этот критерий влияет метод распределения ресурсов ВС и наличие резервов для развития программ.

Мобильность комплексов программ относительно изменения типа, структуры и системы команд вычислительной машины характеризует возможность сохранения и эффективного использования эксплуатируемых программ в процессе развития аппаратуры ЭВМ.

Временные показатели жизненного цикла программ: длительность проектирования, продолжительность эксплуатации очередной версии и длительность проведения каждой модификации.

3. Схема взаимодействия основных критериев качества программ

4. Зависимость эффективности и затрат на единицу времени от этапов жизненного цикла комплексов программ

Для анализа требований к качеству, устанавливаемых на этапе выработки требований к системе, существует один полезный метод, основанный на составлении матрицы «требования-свойства». В этой матрице в столбцах располагаются отдельные функциональные требования, а в строках - основные желаемые характеристики качества или свойства программного обеспечения. Возможно и обратное расположение строк и столбцов.

Элементы матрицы представляют собой дополнительные функциональные требования, возникающие в ходе детального анализа аспектов качества, связанных с обеспечением каждого необходимого свойства.

5. Корректность программных средств

Корректность программного средства - соответствие проверяемого объекта некоторому эталонному объекту или совокупности более или менее формализованных эталонных характеристик и правил.

Корректность текстов программ - степень соответствия исходных программ формализованным правилам языков спецификаций и программирования.

Конструктивная корректность модулей - соответствие их структуры общим правилам структурного программирования и конкретным правилам оформления и внутреннего построения программных модулей в данном заказе.

Функциональная корректность модулей - корректность обработки исходных данных и получения результатов.

Конструктивная корректность данных определяется правилами их структурирования и упорядочения.

Функциональная корректность данных связана, в основном, с конкретизацией их содержания в процессе исполнения программ, а также при подготовке данных внешними абонентами.

Конструктивная корректность программных модулей определяется правилами структурного, модульного построения программных комплексов и общими правилами ор-ванными автоматизированными методами.

Функциональная корректность комплексов программ наиболее трудно формируется вследствие большого количества возможных эталонных значений и распределений.

В наиболее сложном случае для программ реального времени ее можно разделить на:

* детерминированную корректность - должно быть обеспечено однозначное соответствие исходных и результирующих данных исполняемых программ определенным эталонным значениям;

* стохастическую корректность - статистическое соответствие распределений результирующий случайных величин заданиям эталонным распределениям при соответствующих распределениях исходных данных;

* динамическую корректность - соответствие изменяющихся во времени результатов исполнения программ эталонным данным.

Синтаксический контроль корректности текстов программ - проверка входного текста программ на соответствие синтаксису языка программирования. метрология программный метрический

Семантический контроль текстов программ - проверка корректности применения и взаимодействия базовых конструкций языка программирования в тексте проверяемых программ.

Формализованный структурный контроль программ основывается на статической проверке соответствия структуры программ и последовательности основных операций использования памяти системе эталонных правил. метрологии программных продуктов

Верификация (подтверждение правильности) состоит в проверке и доказательстве корректности разработанной программы по отношению к совокупности формальных утверждений, представленных в программной спецификации и полностью определяющих связи между входными и выходными данными этой программы.

6. Основные виды корректности комплексов программ

7. Схема взаимодействия компонент, определяющих обнаруживаемые отклонения программ от эталонов

8. Типы эталонов и методы проверки корректности программ

Размещено на Allbest.ru