Методи і засоби забезпечення та контролю якості програмних систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методи і засоби забезпечення та контролю якості програмних систем

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Сучасні програмні комплекси інформаційно-пошукових систем масового використання, фінансово-банківських та комерційних систем, WEB-сервісів та ряду інших характеризуються високою функціональною інтегрованістю, мультимедійним представленням результатів, розподіленістю, відкритістю. Тому, ключовими вимогами до таких систем при проектуванні, або виборі готових альтернативних програмних продуктів є вимоги якості надання інформаційних послуг користувачу. Такі вимоги включають широкий спектр властивостей програмних систем (ПС), таких як зручність у використанні, захищеність, ефективність, безпечність, надійність. Дослідженню процесів забезпечення, контролю та керування якістю ПС присвячено ряд наукових публікацій як вітчизняних (Андон П.І., Лавріщева К.М., Мороз Г.Б., Коваль Г.І., Коротун Т.М.), так і закордонних (Б. Боем, І. Соммервіл, Е. Брауде, В. Ліпаєв, Г. Майерс, М. Холстед, М. Ліпов, Т. Таєр) науковців.

Сучасні технології проектування ПС, такі як USDP, RAD, RUP хоч і дозволяють за короткий час створювати складні ПС, однак вони орієнтовані в основному на забезпечення функціональних вимог, а якість контролюється на останній фазі життєвого циклу (ЖЦ) для кінцевого продукту. Тому, у випадку невиконання вимог якості, потрібно вносити корективи в проміжні продукти, отримані на всіх попередніх фазах, а це призводить до значних перевитрат ресурсів, або взагалі до відхилення проектів. Так, за статистикою, в США тільки близько 53% програмних проектів завершується вдало, а з них лише в 42% забезпечуються всі вимоги, в тому числі і вимоги якості.

Для забезпечення та контролю якості ПС в стандарті з процесів життєвого циклу ДСТУ 3918 (ISO 12207) передбачено процеси «забезпечення гарантії якості» та «управління якістю». Перший з процесів в значній мірі реалізується шляхом впровадження в технологію розробки ПС стандартів та відповідних процедур, а реалізація другого процесу пов'язана з моніторингом якості на стадіях ЖЦ, що часто не реалізується у зв'язку з недосконалістю та слабкою формалізацією моделей, методів і відповідних засобів забезпечення, контролю та керування якістю на різних стадіях ЖЦ. Тому важливою задачею інженерії якості програмного забезпечення є розробка формалізованих та стандартизованих моделей вимог якості та побудова на їх основі процедур комунікації вимог на стадіях ЖЦ.

Отже, розробка методів і засобів контролю та забезпечення якості ПС в ЖЦ є актуальною задачею інженерії програмного забезпечення.

Зв'язок із науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до наукової тематики Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, кафедри комп'ютерної інженерії і є складовою частиною науково-дослідницької теми ВК-21-06 «Математичне моделювання, методи обробки та імітації біометричних циклічних сигналів в інформаційних системах». Результати роботи використано при розробці вимог та оцінюванні якості програмного продукту генератора циклічних випадкових процесів та програмного продукту для ідентифікації особи за біометричними даними.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка методів і засобів забезпечення, контролю та управління якістю ПС на стадіях ЖЦ.

Для досягнення вказаної мети в роботі поставлено та розв'язано наступні задачі:

- аналіз наукових публікацій, стандартів та практики інженерії програмного забезпечення для визначення сучасного стану та шляхів удосконалення процесів забезпечення та управління якістю ПС;

- розроблення методу проектування вимог якості до ПС;

- розроблення методу комунікації вимог якості на стадіях ЖЦ;

- розроблення методу контролю та управління якістю ПС на стадіях ЖЦ;

- побудова технології оцінювання якості ПС з використанням розроблених методів та моделей;

- розроблення програмного комплексу підтримки методу проектування вимог та автоматизації процесу оцінювання якості ПС.

Об'єкт дослідження - процеси забезпечення, контролю та управління якістю ПС.

Предмет дослідження - моделі, методи і засоби розробки, комунікації та управління вимогами якості на стадіях ЖЦ ПС, технології оцінювання якості ПС.

Методи дослідження. Розв'язання та вирішення поставлених задач здійснено із застосуванням наступних методів: аналіз та узагальнення - при проведенні огляду та аналізу існуючих рішень забезпечення та контролю якості ПС; формалізації та математичного моделювання - при побудові моделей вимог якості ПС; методів математичної статистики та експертних технологій - при розробці методу комунікації вимог якості на стадіях ЖЦ ПС; проектування та програмування - при розробці інструментальних програмних засобів підтримки методу проектування вимог до ПС та автоматизації процесу оцінювання якості; експеримент та вимірювання - для апробації запропонованих методів і засобів та при оцінюванні якості ПС, які належать до класу web-застосувань.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна полягає у вирішенні науково-практичної задачі управління та оцінювання якості ПС на стадіях ЖЦ, при цьому одержано наступні результати:

- уперше, для загального випадку, запропоновано метод проектування вимог якості до ПС на базі формалізованих моделей якості, що дає змогу забезпечити повноту та адекватність відображення потреб замовника на специфікації вимог та реалізувати програмний комплекс проектування вимог і оцінювання якості ПС;

- уперше запропоновано процедуру каскадної розробки вимог якості до ПС, яка дає змогу визначити та представити їх в уніфікованій формі на усіх стадіях ЖЦ;

- уперше, на основі методології QFD, розроблено метод комунікації вимог якості на стадіях ЖЦ, що дало змогу реалізувати процес моніторингу якості ПС;

- уперше запропоновано метод контролю і технологію оцінювання якості ПС, які дають змогу реалізувати процес управління якістю на стадіях ЖЦ.

Практичне значення одержаних результатів. Впровадження методів розробки вимог якості, їх комунікації та контролю виконання на стадіях ЖЦ, технології оцінювання якості ПС, а також CASE-засобу, який їх реалізує, забезпечує впровадження процесу управління якістю ПС в технологію проектування, і таким чином дає змогу зменшити витрати на повторне виконання робіт, спричинене невиконанням вимог якості ПС, а також знизити ризик відхилення проектів замовником.

Запропоновані методи розробки, комунікації та контролю виконання вимог якості до ПС впроваджено у навчальний процес у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя у дисциплінах «Аналіз вимог до програмного забезпечення», «Архітектура та проектування програмного забезпечення», «Менеджмент проектів програмного забезпечення», «Якість програмного забезпечення та тестування» кафедри програмної інженерії та дисциплінах «Об'єктно-орієнтоване програмування» та «Web-програмування» кафедри комп'ютерної інженерії.

Програмний комплекс проектування вимог та оцінювання якості ПС впроваджено у ПП «МагнетікВан», ТОВ «Elex», ЗАО «ЮГ».

Особистий внесок здобувача. У поданій роботі викладено основні результати досліджень, отримані автором самостійно [2] та у співавторстві. У роботі [1] автору дисертації належить аналіз існуючих технологій формулювання вимог, методика використання моделей якості на етапі розробки вимог до програмних систем, порівняльне їх оцінювання, в роботі [3] - аналіз існуючих CASE-технологій, метод формалізації вимог якості, розробка архітектури і реалізація інструментальних засобів проектування вимог та оцінювання якості ПС, у роботі [5] - розробка методу комунікації вимог якості на стадіях життєвого циклу програмних систем та засобів автоматизації для комунікації та контролю вимог якості до ПС, у роботі [12] - аналіз проблем забезпечення якості ПС на етапах ЖЦ.

Апробація результатів дисертації. Основні положення виконаних досліджень доповідались і обговорювались на міжнародних науково-практичних конференціях аспірантів і студентів «Інженерія програмного забезпечення» (м. Київ, 2008 р., 2009 р. та 2010 р.), Всеукраїнській науково-практичній конференції аспірантів і студентів «Інженерія програмного забезпечення 2007» (м. Київ, 2007 р.), науково-технічній конференції «Обчислювальні методи і системи перетворення інформації» фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України (м. Львів, 2010 р.), Х, ХІ та ХІІ наукових конференціях Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя (м. Тернопіль, 2006 р. 2007 р., 2008 р.,), міжнародній науково-технічній конференції «Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій» ТНТУ ім. І. Пулюя (м. Тернопіль, 2010 р.), V науково-практичній конференції Тернопільської філії Європейського університету «Інформаційні системи і технології 2007» (м. Тернопіль, 2007 р.). У повному обсязі робота доповідалась й отримала позитивний відгук на розширеному науково-технічному семінарі Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (2010 р.).

Публікації. Результати наукових досліджень викладені у 14 друкованих публікаціях, з яких 3 статті у фахових виданнях, 10 тез доповідей на науково-технічних конференціях, 1 стаття у виданні, яке не затверджене ВАК як фахове.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, додатків і списку використаних джерел. Повний обсяг дисертації - 244 сторінки, в тому числі 46 ілюстрацій, 16 таблиць, 5 додатків і списку використаних джерел із 125 найменувань. Обсяг основного тексту дисертації - 138 сторінок.

Основний зміст роботи

програмний автоматизація контроль

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету, викладено основні задачі дослідження, відображено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, вказано зв'язок роботи з науковими темами.

У першому розділі проведено аналіз наукових публікацій в області інженерії якості та визначено сучасний стан впровадження процесів забезпечення та управління якістю в технологію проектування ПС.

На основі аналізу методів і технологій проектування ПС визначено основні причини, які не дозволяють реалізувати процеси управління та забезпечення якості програмного продукту. До них належать: недостатнє використання формальних методів на ранніх стадіях ЖЦ таких, як розробка вимог; відсутність ефективних процедур комунікації вимог якості на різних етапах проектування; використання не стандартизованих, не уніфікованих засобів представлення вимог до ПС; недосконалість методів та відсутність інструментальних програмних засобів для автоматизації процесу оцінювання якості готових програмних продуктів.

Показано, що одним з шляхів впровадження процесу управління якістю на стадіях ЖЦ є застосування апарату моделей якості ПС при розробці вимог, що дає змогу забезпечити повноту відображення властивостей ПС, однозначність їх трактування, представлення вимог у стандартизованому та уніфікованому вигляді.

Проведено порівняльний аналіз, відомих з публікацій та використовуваних на практиці, корпоративних моделей якості по множині критеріїв (табл. 1). Результати аналізу показали, що найбільш повними, адекватними та гнучкими до застосування на стадіях ЖЦ є моделі якості стандарту ISO/IEC 25010 (ISO/IEC 9126).

Таблиця 1. Порівняння моделей якості

	Моделі якості
Критерії порівняння	Модель МакКола	Модель Боема	Модель FURPS (Hewlett Packard)	Модель CUPRIMDSO (IBM)	Модель Дроми	Моделі якості ISO 25010
Повнота визначення характеристик якості	0,3	0,7	0,15	0,3	0,5	1
Наявність метрик	0	1	1	1	1	1
Формалізованість та узгодженість із стандартами	0	0	0	1	0	1
Здатність до трансформації	0	0	1	0	1	1
Можливість комунікації вимог на стадіях ЖЦ	0	0	0	0	0	1
Ідентифікація вимог якості	0	0	1	1	1	1
Структурованість та адаптація до предметної області	1	1	1	1	1	1
Ідентифікація цілей проекту	0	0	1	1	1	1

*приведені відносні значення критеріїв в порівнянні із моделлю ISO 25010

Моделі якості стандарту ISO 25010 представляються трьохрівневими ієрархічними структурами з рівнями характеристик (підхарактеристик), атрибутів, які визначаються на основі аналізу предметного середовища і є вимірюваними величинами, достатньо повного набору метрик. Це дає змогу забезпечити повноту відображення властивостей ПС, однозначність та уніфікацію розроблюваних вимог, а також спрощує процес оцінювання якості. Однією з переваг застосування таких моделей на етапі розробки вимог є те, що вони дають змогу реалізувати алгоритми ієрархічної класифікації при перетворенні потреб у ПС, заданих в довільній формі, до стандартизованого вигляду. Наявність трьох моделей якості, призначених для використання на різних стадіях ЖЦ, певним чином компенсує статичність самої моделі і дозволяє будувати процедури комунікації вимог.

На основі результатів аналізу наукових публікацій, технологій та підходів до розробки ПС, стандартів з якості ПС, розкрито стан науково-практичної задачі, вирішення якої подано у наступних розділах.

У другому розділі розроблено методи проектування вимог якості та їх комунікації на стадіях ЖЦ, контролю та управління якістю ПС при виконанні проекту, технологію оцінювання якості проміжних та кінцевого програмного продуктів.

Сутність методу проектування вимог якості полягає в перетворенні користувацьких вимог, заданих у довільному вигляді, в формалізовані структури моделей якості стандарту ISO 25010. Формалізацію моделей якості виконано на основі теоретико-множинних нотацій, що дало змогу реалізувати комунікацію вимог якості на стадіях ЖЦ та розробити програмний комплекс проектування вимог та оцінювання якості.

Вимоги (потреби) користувача (замовника) до якості ПС, які задані у довільній формі, представлено у вигляді множини:

, (1)

де - вимоги користувача в текстовому вигляді, - обмеження на потреби.

Приведення вимог (1) до уніфікованого вигляду виконано шляхом їх відображення на структуру моделі якості у використанні стандарту ISO 25010:

. (2)

де - характеристики моделі якості у використанні, - атрибути якості; - метрики моделі якості у використанні.

Процедуру відображення (1) на структуру (2) реалізовано за два кроки:

- представлення (1) у вигляді шаблону де - поле «назва компоненту до якого сформульована вимога» - поле «атрибут або характеристика якості» виділені з тексту (1) та - поле «метрика вимірювання»;

- класифікація атрибутів за стандартизованими наборами характеристик і метрик з використанням бази знань, сформованої експертним шляхом. У базі знань містяться асоціації між атрибутом шаблона та стандартною характеристикою і відповідним їй атрибутом якості, визначеним з аналізу предметної області та специфіки класу до якого належить ПС. Класифікація проводиться шляхом пошуку в базі знань такої пари та для якої виконується нерівність , де - підтримка асоціації, - визначений граничний рівень асоціації.

Структура моделі зовнішньої якості подібна до структури (2), однак враховуючи те, що для кожної характеристики цієї моделі визначена множина підхарактеристик , то вимоги зовнішньої якості формально представлено наступним чином:

, (3)

де - характеристики зовнішньої якості; - підхарактеристики зовнішньої якості; - відповідно атрибути, обмеження та метрики.

По аналогії з (5) вимоги внутрішньої якості для j-ї підсистеми (модуля) представлено в наступному вигляді:

(4)

Метрики для вимірювання атрибутів в (2), (3), (4) на основі асоціативних правил або застосування методу Text Mining визначено з відповідного розділу стандарту ISO 25010.

Метод проектування вимог якості реалізується у вигляді каскадної процедури, яка представляє собою послідовне відображення атрибутів якості на структури моделей якості. Це дає змогу отримати на першій стадії ЖЦ вимоги до ПС в уніфікованій формі для наступних етапів проектування (рис. 1).

Рис. 1. Застосування вимог якості на стадіях ЖЦ

Вимоги (2) є вимогами якості до кінцевого продукту і на їх основі проводиться оцінювання якості та фінальне тестування. Вимоги у формі (3) використовують на стадії проектування архітектури ПС, на стадії тестування та при оцінюванні якості робочого продукту цього етапу, що відповідає рекомендаціям стандарту ISO 12207. Вимоги якості, записані в термінах моделі внутрішньої якості (4) для кожної підсистеми (модуля) ПС з врахуванням його функціональності, використано при проектуванні програмних модулів (написанні коду).

Метод комунікації вимог якості на стадіях ЖЦ розроблено у відповідності з методологією QFD основою якої є встановлення залежності між користувацькими властивостями та технічними характеристиками продукту.

Суть методу, стосовно задачі комунікації вимог, полягає у встановленні залежності між вимогами якості на суміжних стадіях ЖЦ, шляхом побудови «будинку якості». Схема застосування цього методу для визначення матриці кореляцій між атрибутами характеристик якості у використанні - та атрибутами підхарактеристик зовнішньої якості представлена на рис. 2.

Рис. 2. Матриця коефіцієнтів кореляцій («будинок якості») вимог якості

Оцінки коефіцієнтів кореляції визначають статистичною обробкою експериментальних даних, або результатів експертного оцінювання. Після заповнення матриці кореляцій проведено обчислення пріоритетів атрибутів зовнішньої якості за формулою:

. (5)

Із аналізу предметної області ПС та потреб замовника визначають граничні значення пріоритетів для атрибутів вимог зовнішньої якості. При цьому у вимоги зовнішньої якості включають лише ті атрибути моделі (3), для яких значення пріоритету перевищує граничне:

. (6)

Після визначення коефіцієнтів кореляції і пріоритетів (5) отримано вимоги зовнішньої якості у формі (3), в яку включено атрибути з пріоритетом, що задовольняє умові (6).

У результаті аналізу «будинку якості» формальну залежність між вимогами якості у використанні, зовнішньої та внутрішньої якості записано у вигляді формули (7) та графічно інтерпретовано на рис. 3.

, (7)

де - функціональний модуль.

Рис. 3. Залежність між атрибутами моделей якості

Реалізація методу контролю та управління якістю ПС на стадіях ЖЦ включає проведення процедур валідації та верифікації вимог якості на кожному етапі проектування та у випадку їх не виконання - внесення корекцій в проміжний продукт, або у вимоги (рис. 4).

Рис. 4. Реалізація методу контролю та управління якістю ПС на стадіях ЖЦ

Підхід до забезпечення якості, який наведений на рис. 4 дає змогу простежити відповідність виконання процесів на стадіях ЖЦ сформованим критеріям якості та реалізувати процеси забезпечення, контролю та управління якістю ПС у відповідності із стандартом ISO/IEC 12207.

Впровадження розроблених методів проектування та комунікації вимог дає змогу реалізувати процес управління якістю, в частині її моніторингу на стадіях ЖЦ, зменшити ризики невиконання вимог якості для кінцевого продукту, а також автоматизувати трудомісткі операції цього процесу.

Щодо розв'язання задачі побудови технології оцінювання якості ПС, то для її вирішення запропоновано розділити загальний процес оцінювання на процес проектування та процес оцінювання.

У процесі проектування передбачено процедури побудови специфікації вимог якості, вибору метрик і визначення критеріїв оцінювання, побудову моделі для об'єднання елементарних критеріїв (рис. 5). Виходячи з цього, процес проектування є теоретичною основою загального процесу оцінювання.

Рис. 5. Процес проектування оцінювання якості ПС

Етап визначення вимог якості відображає потреби цільової аудиторії у ПС, враховує критерії базових моделей якості й мету оцінювання. Тому особливості предметного середовища, характеристики, підхарактеристики моделей якості, потреби цільового користувача відображено у дереві вимог якості. Сукупність елементарних критеріїв, що характеризують одну і ту ж сутність, становлять частинні або глобальні критерії якості.

Процес оцінювання якості складається з трьох фаз: вимірювання показників реалізації ПС, елементарне, частинне або загальне оцінювання якості ПС (рис. 6).

При проведенні елементарного оцінювання якості, на основі стандартизованих метрик з сукупності відповідних атрибутів моделей якості, здійснено вимірювання кількісних показників та визначено елементарні функції для їх оцінювання з врахуванням пріоритетів атрибутів . Частинні та глобальні показники якості за характеристиками та підхарактеристиками обчислено за допомогою інтегрального показника якості:

(8)

де - інтегральна оцінка якості, - загальна кількість атрибутів.

Рис. 6. Процес оцінювання якості ПС

Для розв'язку конфліктності атрибутів моделей якості використано метод попарних порівнянь. Обрана модель і процес об'єднання результатів оцінювання відображає ієрархічну структуру, тобто дерево нефункціональних вимог. Процес об'єднання результатів оцінювання проходить знизу вгору, що дозволяє отримати інформацію про міру задоволення вимог по окремих атрибутах, їх сукупності й на найвищому рівні - загальну якість ПС. На фазі формування висновків та рекомендацій виконано документування компонентів ПС, розроблено специфікацію вимог якості, атрибутів, зафіксовано локальні, частинні показники та результати комплексного оцінювання якості. Формування висновків та рекомендацій щодо покращення якості ПС здійснено шляхом аналізу сильних і слабких сторін оціненого продукту. Аналіз проведено згідно з пріоритетами, які визначені при побудові «будинку якості» (рис. 2).

У третьому розділі проведено дослідження ефективності розроблених методів при проектуванні вимог якості web-застосувань та при оцінюванні їх якості.

Перед практичним застосуванням розроблених методів проаналізовано характеристики якості web-застосувань і як результат визначено групи критеріїв найбільшого впливу на якість програмних продуктів такого класу.

До них належать: естетичні, художні та психологічні критерії; технічні критерії надійності, безпеки, швидкодії та оптимізації трафіку; системні критерії.

На основі моделей якості стандарту ISO/IEC 25010 та з використанням розробленого шаблону визначено сукупність вимог до web-застосувань. Приклад опису одного з атрибутів моделі якості у використанні, що належить до характеристики «Задоволеність» у вигляді шаблону наведено у табл. 2.

Таблиця 2. Опис атрибута

Характеристика	Задоволеність
Підхарактеристика	-
Назва атрибуту	Наявність системи навігації
Визначення атрибуту	Даний атрибут визначає необхідність наявності системи навігації для руху по сторінках web-застосування
Мета/Мотивація	Призначення атрибута полягає у реалізації можливості перегляду сторінок сайту користувачем з координацією переміщень по сайту
Шкала вимірювань	Тип шкали порядковий (присутність, відсутність)
Процедура визначення, протокол, Х	Процедура визначення атрибута - аналіз предметної області, потреба користувача.
	Примітки
Тип збору даних та підрахунку	Тип збору атрибута ручний
Метрика	Абсолютна продуктивність
Пріоритетність	0,7

Застосування розробленого методу комунікації вимог якості на стадіях ЖЦ дало змогу встановити залежності між ними на різних етапах проектування та визначити їх пріоритети. Результати визначення пріоритетів деяких вимог зовнішньої якості для web-застосувань наведено на рис. 7.

Рис. 7. Пріоритети вимог зовнішньої якості

Виходячи з одержаних пріоритетів вимог зовнішньої якості (рис. 7) та встановленого граничного значення на рівні 20%, у модель зовнішньої якості не включено атрибути, у яких пріоритет менший за граничне значення.

Приклад встановлення комунікації між вимогами якості у використанні та вимогами зовнішньої якості наведено на рис. 8.

Рис. 8. Комунікація вимог якості у використанні та вимог зовнішньої якості

Обґрунтування вибору оптимальної архітектури ПС виконано шляхом розв'язання багатокритерійної задачі на основі методу аналізу ієрархій Сааті або ж простого алгоритму вибору. У результаті встановлено, що для інформаційних web-сайтів найбільш оптимальною є архітектура незалежних компонентів, яка реалізується зразком проектування Observer (рис. 9).

Рис. 9. Відображення вимоги «Мітка поточної позиції» на класи Observer

Деякі результати оцінювання якості web-застосувань на основі побудованої технології за частинними та загальним показниками якості наведено у табл. 3.

Таблиця 3. Результати оцінювання якості web-застосувань

Тип сайту	URL сайту	Характеристики моделі якості	Загальна оцінка, %
		Функціональність, %	Надійність, %	Продуктивність, %	Зручність використання, %	Зручність супроводу, %	Переносимість, %
Інформаційний сайт	http://www.tntu.edu.ua/	66,33	84,35	75	51,38	78,18	72,94	68,83
	http://tdmu.edu.te.ua	55	60,87	44,29	29,31	56,36	56,47	48,66
	http://www.tneu.edu.ua	66,67	79,13	65,71	46,21	60	60	62,77

З результатів оцінювання якості реально діючих web-застосувань видно, що при їх розробці в основному враховувались функціональні вимоги та вимоги надійності, а вимоги якості реалізовано частково, що підтверджує необхідність впровадження розроблених методів при виконанні проектів.

У четвертому розділі розглянуто архітектуру та основні функціональні можливості розробленого програмного комплексу підтримки методів розробки вимог якості та їх комунікації на стадіях ЖЦ, а також технології оцінювання якості ПС. Програмний комплекс реалізовано у вигляді двох інструментальних програмних засобів, які спільно використовують репозиторій вимог до ПС. Архітектуру інструментального програмного засобу проектування вимог до ПС наведено на рис. 10.

Рис. 10. Діаграма компонентів засобу збору та розробки вимог до ПС

Призначення та характеристику основних функціональних модулів інструментального програмного засобу (рис. 10) описано нижче.

Інтерфейси учасників проекту призначенні для автоматизації процесу збору потреб, обмежень та атрибутів предметної області .

Модуль генерації атрибутів моделей якості дозволяє відобразити на множину атрибутів , та здійснити документування потреб і відповідних їм атрибутів у репозиторій користувацьких потреб.

Модуль класифікації атрибутів за компонентами моделей якості надає можливість віднести кожен окремий атрибут до відповідної характеристики, підхарактеристики та поставити йому у відповідність стандартизовану метрику.

Основне призначення модуля атестації вимог полягає у забезпеченні можливості корекції класифікованих атрибутів моделей якості та перевірки їх на відповідність згенерованим критеріям якості, а також для запису у відповідний репозиторій даних.

Функціональне призначення модуля керування вимогами полягає у наданні розробникам доступу для здійснення менеджменту вимог, що включає в себе трасування, зміну, видалення та додавання вимог, а також контроль версій специфікацій вимог.

Модуль формування специфікації вимог в автоматичному режимі генерує структурований набір вимог до ПС і виводить їх на друк.

Послідовність ітерацій у процесі оцінювання якості ПС при використанні розробленого інструментального програмного засобу, архітектура якого у вигляді діаграми компонентів наведена на рис. 11, починається із звернення до репозиторію вимог, заданих у вигляді характеристик, підхарактеристик, атрибутів та метрик моделей якості.



Рис. 11. Діаграма компонентів засобу оцінювання якості ПС

Оскільки, кількість учасників проекту як зі сторони розробника так і з боку замовника ПС є досить великою та враховуючи факт можливого різного їх географічного розташування, інструментальні програмні засоби розроблено як web-орієнтовані сервіси. Це є однією з важливих переваг CASE-засобів, оскільки вони дають змогу забезпечити віддалену роботу над проектом для всіх учасників проекту.

У результаті застосування інструментальних програмних засобів проведено оцінювання якості десятків реально діючих web-застосувань та розроблено вимоги до п'яти web-застосувань.

Висновки

У дисертаційній роботі розв'язано важливу науково-технічну задачу, суть якої полягає у розробці методів і засобів забезпечення та контролю якості ПС в процесі виконання програмних проектів. Запропоновані методи призначені для застосування в області інженерії програмного забезпечення і дають змогу проектувати вимоги до ПС у вигляді структури моделей стандарту ISO/IEC 25010. На основі вимог якості розроблено та обгрунтовано технологію оцінювання якості проміжних та кінцевого програмних продуктів. Підтримку методів проектування вимог та оцінювання якості ПС здійснено розробленим у роботі програмним комплексом.

Основні наукові та практичні результати полягають в наступному.

1. Проведено аналіз наукових публікацій, стандартів та практики інженерії програмного забезпечення, в результаті якого обґрунтовано актуальність теми та виявлено, що найбільш повною, конструктивною і технологічною для розробки методів забезпечення, контролю та управління якістю ПС є модель якості стандарту ISO/IEC 25010.

2. Розроблено метод проектування вимог якості на основі формалізованих моделей якості, що дало змогу забезпечити повноту та адекватність відображення потреб замовника на вимоги до ПС на різних стадій ЖЦ і автоматизувати процеси розробки вимог та оцінювання якості проміжних та кінцевого програмних продуктів.

3. Розроблено метод комунікації вимог якості, який базується на використанні методології QFD та забезпечує гнучкість використання моделей якості на стадіях ЖЦ і дає змогу реалізувати процес моніторингу якості ПС.

4. Запропоновано метод контролю якості ПС на стадіях ЖЦ, що базується на проведенні процедур валідації та верифікації вимог якості на стадіях ЖЦ і дає змогу реалізувати процес управління якістю під час виконання проекту.

5. Побудовано технологію оцінювання якості ПС на основі запропонованого методу розробки вимог, що дало змогу забезпечити об'єктивність результатів оцінювання якості за частинними та загальним показниками.

6. Розроблено та апробовано на web-застосуваннях програмний комплекс підтримки методу проектування вимог та автоматизації процесу оцінювання якості ПС, що дало змогу скоротити затрати ресурсів на виконання проекту і підтвердило необхідність впровадження методів і засобів контролю та управління якістю ПС на стадіях ЖЦ.

Список опублікованих автором праць за темою дисертації

1. Харченко О. Розробка та керування вимогами до програмного забезпечення на основі моделі якості / О. Харченко, В. Яцишин // Вісник ТДТУ. - 2009. - Том 14. - №1. - С. 201-207.

2. Яцишин В. Технологія оцінювання якості web-застосувань / В. Яцишин // Вісник ТДТУ. - 2009. - Том 14. - №4. - с. 132-140.

3. Харченко О. CASE-технологія розроблення вимог до програмного забезпечення та оцінювання його якості / О. Харченко, В. Яцишин // Науковий вісник НЛТУ України: збірник науково-технічних праць. - Львів: РВВ НЛТУ України. - 2010. - Вип. 20.2. - с. 277-285.

4. Яцишин В. Аналіз технологій розробки та управління вимогами до програмного забезпечення / В. Яцишин // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції аспірантів і студентів «Інженерія програмного забезпечення 2008». - К.:НАУ. - с. 81-85.

5. Харченко О. Інструментальний засіб розробки та комунікації вимог якості до програмних систем / О. Харченко, В. Яцишин І. Райчев, // Науковий журнал «Інженерія програмного забезпечення» №2, НАУ, Київ, 2010 - с. 29-34.

6. Яцишин В. Визначення якості програмного забезпечення та відповідність його міжнародним стандартам / В. Яцишин // Матеріали десятої наукової конференції Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя/ Тернопіль: ТДТУ, 2006. - с. 93.

7. Яцишин В. Використання CASE-технологій при оцінюванні якості web-сайтів / В. Яцишин // Матеріали одинадцятої наукової конференції Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя/ Тернопіль: ТДТУ, 2007. - с. 100.

8. Яцишин В. Побудова моделі якості WEB-застосувань / В. Яцишин // Тези доповідей Всеукраїнської конференції аспірантів і студентів «Інженерія програмного забезпечення 2007». - К.:НАУ. - с. 12.

9. Яцишин В. Кількісний метод оцінювання якості Web - сайтів /В. Яцишин // Тези доповідей V науково-практичної конференції Тернопільської філії Європейського університету «Інформаційні системи і технології 2007». - http://www.eu.edu.ua/conference/conference_2007/

10. index.html

11. Яцишин В. Визначення кореляції атрибутів оцінювання якості web-сайтів/ В. Яцишин // Матеріали дванадцятої наукової конференції Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя/ Тернопіль: ТДТУ, 2008. - с. 121.

12. Яцишин В. CASE-засіб підтримки процесу оцінювання якості web-застосувань /В. Яцишин // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції аспірантів і студентів «Інженерія програмного забезпечення 2009». - К.:НАУ. - с. 81-85.

13. Ладика Р. Проблеми забезпечення якості програмних систем в процесі їх реалізації / Р. Ладика, В. Яцишин // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій» ТНТУ ім. І. Пулюя/ Тернопіль: ТНТУ, 2010 - с. 334-335.

14. Яцишин В. Забезпечення якості програмних систем на основі модифікованої моделі життєвого циклу /В. Яцишин // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції аспірантів і студентів «Інженерія програмного забезпечення 2010». - К.:НАУ, 2010 - С. 10.

15. Яцишин В. Технологія забезпечення якості процесу розробки вимог до програмного забезпечення / В. Яцишин // Матеріали науково-технічної конференції «Обчислювальні методи і системи перетворення інформації» Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України, Львів, 7-8 жовтня 2010 р // Львів: ФМІ НАНУ, 2010 - с. 275 - 278.

Размещено на Allbest.ru

...