Методы определения численных значений показателей качества программных средств

Федеральное государственное автономное 

образовательное учреждение высшего образования 

"Волгоградский государственный университет"





Институт математики и информационных технологий







Курсовая работа

Методы определения численных значений показателей качества программных средств









Выполнил:

студента 2 курса группы ПИ-151

Кузнецов Никита

Преподаватель: 

Писарев Андрей Владимирович











Волгоград

2017
Содержание 

Введение…………………………………………….……………….. 2

Анализ исследования……………………………………………….. 4

Стандартизация характеристик  качества ………………………… 5

Выбор показателей качества ………………………………………. 6

Оценка качества …………….……………………………………… 7

Фазы разработки ПС……………………………………………..…. 8

Выбор номенклатуры показателей качества ……………………... 9

Заключение ………………………………………………………… 13

Список литературы ………………………………………………... 14










Введение

	 

	

Испытанным средством обеспечения высокой эффективности и качества программных средств являются международные стандарты, разработанные при участии ведущих компаний отрасли. Быстрое увеличение сложности и размеров современных комплексов программ при одновременном росте ответственности выполняемых функций резко повысило требования со стороны заказчиков и пользователей к их качеству и безопасности применения. Испытанным средством обеспечения высокой эффективности и качества функционирования программ и программных комплексов являются международные стандарты, разработанные при участии представителей ведущих компаний отрасли.

По мере расширения применения и увеличения сложности информационных систем выделились области, в которых ошибки или недостаточное качество программ либо данных могут нанести ущерб, значительно превышающий положительный эффект от их использования.        

Значительные системные ошибки при определении требуемых показателей качества, оценке трудоемкости, стоимости и длительности создания программных средств - явление достаточно массовое. Многие информационные системы не способны выполнять полностью требуемые функциональные задачи с гарантированным качеством, и их приходится долго и иногда безуспешно дорабатывать для достижения необходимого качества и надежности функционирования, затрачивая дополнительно большие средства и время. В результате, часто проекты информационных систем не соответствуют исходному, декларированному назначению и требованиям к характеристикам качества, не укладываются в графики и бюджет разработки.

В технических заданиях и реализованных проектах информационных систем часто обходятся молчанием или недостаточно формализуются сведения о понятиях и значениях качества программного продукта, о том, какими характеристиками они описываются, как их следует измерять и сравнивать с требованиями, отраженными в контракте, техническом задании или спецификациях. Кроме того, некоторые из характеристик часто отсутствуют в требованиях на программные средства, что приводит к произвольному их учету или к пропуску при испытаниях. В связи с этим стратегической задачей в жизненном цикле современных информационных систем стало обеспечение требуемого качества программных средств и баз данных.

За последние несколько лет создано множество международных стандартов, регламентирующих процессы и продукты жизненного цикла программных средств и баз данных. Применение этих стандартов может служить основой для систем обеспечения качества программных средств, однако требуется корректировка, адаптация или исключение некоторых положений стандартов применительно к принципиальным особенностям технологий и характеристик этого вида продукции. При этом многие клиенты требуют соответствия технологии проектирования, производства и качества продукции современным международным стандартам, которые необходимо осваивать и применять для обеспечения конкурентоспособности продукции на мировом рынке.

Методологии и стандартизации оценки характеристик качества готовых программных средств и их компонентов (программного продукта) на различных этапах жизненного цикла посвящен международный стандарт ISO 14598, состоящий из шести частей. Рекомендуется следующая общая схема процессов оценки характеристик качества программ:

· установка исходных требований для оценки - определение целей испытаний, идентификация типа метрик программного средства, выделение адекватных показателей и требуемых значений атрибутов качества;

· селекция метрик качества, установление рейтингов и уровней приоритета метрик субхарактеристик и атрибутов, выделение критериев для проведения экспертиз и измерений;

· планирование и проектирование процессов оценки характеристик и атрибутов качества в жизненном цикле программного средства;

· выполнение измерений для оценки, сравнение результатов с критериями и требованиями, обобщение и оценка результатов.

Для каждой характеристики качества рекомендуется формировать меры и шкалу измерений с выделением требуемых, допустимых и неудовлетворительных значений. 

Реализация процессов оценки должна коррелировать с этапами жизненного цикла конкретного проекта программного средства в соответствии с применяемой, адаптированной версией стандарта ISO 12207-99.

	

	

	

	

	

Анализ исследований



Качество программных средств (ПС) – характеристика ПС как степени его соответствия требованиям. Чаще всего для трактовки качества ПС используется определение ISO 9001, согласно которому качество есть «степень соответствия присущих характеристик требованиям». Качество кода может определяться различными критериями. 

Многие из имеющихся стандартов оформления кода, определяющих специфичные для используемого языка соглашения и задающие ряд правил, улучшающих читаемость кода, имеют своей целью облегчить будущее сопровождение ПС, включающее отладку и обновление. Существуют и другие критерии, определяющие, «хорошо» ли написан код, например, такие, как структурированность – степень логического разбиения кода на ряд управляемых блоков. Быстрое увеличение сложности и размеров современных комплексов программ при одновременном росте ответственности выполняемых функций резко повысило требования со стороны заказчиков и пользователей к их качеству и безопасности применения. 

Испытанным средством обеспечения высокой эффективности и качества функционирования программ и программных комплексов являются международные стандарты. По мере расширения применения и увеличения сложности информационных систем выделились области, в которых ошибки или недостаточное качество программ либо данных могут нанести ущерб, значительно превышающий положительный эффект от их использования. Во многих случаях контракты и предварительные планы на создание сложных программных средств и баз данных для информационных систем подготавливаются и оцениваются не квалифицированно, на основе неформализованных представлений заказчиков и разработчиков о требуемых функциях и характеристиках качества информационных систем. Значительные системные ошибки при определении требуемых показателей качества, оценке трудоемкости, стоимости и длительности создания программных средств – явление достаточно массовое. 

Многие информационные системы не способны выполнять полностью требуемые функциональные задачи с гарантированным качеством, и их приходится долго и иногда безуспешно дорабатывать для достижения необходимого качества и надежности функционирования, затрачивая дополнительно большие средства и время. 

В результате часто проекты информационных систем не соответствуют исходному, декларированному назначению и требованиям к характеристикам качества, не укладываются в графики и бюджет разработки.



	

	Стандартизация характеристик качества

	 В технических заданиях и реализованных проектах информационных систем часто обходятся молчанием или недостаточно формализуются сведения о понятиях и значениях качества программного продукта, о том, какими характеристиками они описываются, как их следует измерять и сравнивать с требованиями, отраженными в контракте, техническом задании или спецификациях. Кроме того, некоторые из характеристик часто отсутствуют в требованиях на программные средства, что приводит к произвольному их учету или к пропуску при испытаниях. 

	Нечеткое декларирование в документах понятий и требуемых значений характеристик качества программных средств вызывает конфликты между заказчиками- пользователями и разработчиками- поставщиками из-за разной трактовки одних и тех же характеристик. В связи с этим стратегической задачей в жизненном цикле современных информационных систем стало обеспечение требуемого качества программных средств и баз данных. За последние несколько лет создано множество международных стандартов, регламентирующих процессы и продукты жизненного цикла программных средств и баз данных. Применение этих стандартов может служить основой для систем обеспечения качества программных средств. 

	Одной из важнейших проблем обеспечения качества программных средств является формализация характеристик качества и методология их оценки. Основой регламентирования показателей качества программных средств ранее являлся международный стандарт ISO 9126:1991 (ГОСТ РИСО / МЭК 9126-93). В данной работе регламентирующим документом, определяющим основные этапы оценки качества программных средств, является ГОСТ 28195-89.

	

	Выбор показателей качества

	 Исходными данными и высшим приоритетом при выборе показателей качества в большинстве случаев являются назначение, функции и функциональная пригодность соответствующего программного средства. Процессы выбора и установления метрик и шкал для описания характеристик качества программных средств можно разделить на два этапа:

	  выбор и обоснование набора исходных данных, отражающих общие особенности и этапы жизненного цикла проекта программного средства и его потребителей, каждый из которых влияет на определенные характеристики качества комплекса программ;

	  выбор, установление и утверждение конкретных метрик и шкал измерения характеристик и атрибутов качества проекта для их последующей оценки и сопоставления с требованиями спецификаций в процессе квалификационных испытаний или сертификации на определенных этапах жизненного цикла программного средства. 

	На первом этапе за основу следует брать всю базовую номенклатуру характеристик, субхарактеристик и атрибутов, стандартизированных в ISO 9126, ГОСТ 28195- 89. Их описания желательно предварительно упорядочить по приоритетам с учетом назначения и сферы применения конкретного проекта программного средства. Далее необходимо выделить и ранжировать по приоритетам потребителей, которым необходимы определенные показатели качества проекта программного средства с учетом их специализации и профессиональных интересов. Подготовка исходных данных завершается выделением номенклатуры базовых, приоритетных показателей качества, определяющих функциональную пригодность программного средства для определенных потребителей. 

	

	На втором этапе, после фиксирования исходных данных, которое должен выполнить потребитель оценок качества, процессы выбора номенклатуры и метрик начинаются с ранжирования характеристик и субхарактеристик для конкретного проекта и их потребителя. Далее этими специалистами для каждого из отобранных показателей должна быть установлена и согласована метрика и шкала оценок субхарактеристик и их атрибутов для проекта и потребителя результатов анализа.

	

	Оценка качества

	Методологии и стандартизации оценки характеристик качества готовых программных средств и их компонентов (программного продукта) на различных этапах жизненного цикла посвящен международный стандарт ISO 14598, состоящий из шести частей, а также ГОСТ оценки качества программных средств (ГОСТ 28195-89). 

	Рекомендуется следующая общая схема процессов оценки характеристик качества программ:

	  установка исходных требований для оценки – определение целей испытаний, идентификация типа метрик программного средства, выделение адекватных показателей и требуемых значений атрибутов качества;

	  селекция метрик качества, установление рейтингов и уровней приоритета метрик субхарактеристик и атрибутов, выделение критериев для проведения экспертиз и измерений;

	  планирование и проектирование процессов оценки характеристик и атрибутов качества в жизненном цикле программного средства; 

	 выполнение измерений для оценки, сравнение результатов с критериями и требованиями, обобщение и оценка результатов. Для каждой характеристики качества рекомендуется формировать меры и шкалу измерений с выделением требуемых, допустимых и неудовлетворительных значений. Методы определения показателей качества ПС различаются:

	  по способам получения информации о ПС: измерительный, регистрационный, органолептический, расчетный; 

	 по источникам получения информации: традиционный, экспертный, социологический. 

	При подготовке исходных данных для формирования меры и шкалы измерений в данном случае используется расчетный метод. Расчетный метод основан на использовании теоретических и эмпирических зависимостей (на ранних стадиях разработки), статистических данных, накапливаемых при испытаниях, эксплуатации и сопровождении ПС. При помощи расчетного метода определяются длительность и точность вычислений, время реакции, необходимые ресурсы.

	

	

	

	

	Фазы разработки ПС

	

	Фаза анализа

	

	

	

	Фаза проектирования

	

	

	

	Фазы реализации, тестирования, изготовления, обслуживания (сопровождения)

	


	

	

Выбор номенклатуры показателей качества



Выбор номенклатуры показателей качества программной продукции заключается в установлении перечня наименований характеристик свойств продукции, определяющих качество данного вида продукции и обеспечивающих возможность полной и достоверной оценки ее уровня качества. Порядок выбора номенклатуры показателей качества программной продукции должен устанавливаться с учетом специфики этой продукции.  

Выбор номенклатуры показателей качества конкретного ПС зависит от вида (группы) ПС, цели применения и стадии определения показателей.

Для каждого вида (группы), а иногда и конкретного ПС устанавливают свою номенклатуру показателей качества, учитывающую специфику назначения и условий применения. Номенклатура показателей качества для каждого подкласса, группы и вида ПС оформляется в виде таблиц применяемости показателей качества. Помимо перечня рекомендуемых и обязательных показателей качества для данного подкласса (вида, группы) ПС, в таблицах применяемости следует указывать и коэффициенты (параметры) весомости (значимости) каждого из показателей. Определение коэффициентов весомости показателей качества — наиболее существенная и трудная задача выбора номенклатуры показателей качества. В принципе при решении этой задачи можно использовать либо метод стоимостно-регрессионных зависимостей, либо метод предельных номинальных значений. Но их использование затруднено из-за отсутствия необходимых исходных данных. 

Поэтому на практике наиболее распространен экспертный метод определения коэффициентов весомости.

Таблицы применяемости являются руководящим или справочным материалом для выбора рабочей номенклатуры показателей качества конкретного ПС. Рабочая номенклатура ПС устанавливается с учетом назначения и условий использования ПС; результатов анализа требований пользователя (заказчика), поставленных задач управления качеством; состава, структуры и специфики характеризуемых свойств.

Цели применения номенклатуры показателей качества устанавливают в соответствии с задачами управления качеством программной продукции. Такими целями, в частности, могут быть следующие: составление технического задания па разработку ПС; составление технических условии на ПС; заполнение карты технического уровня; установление контролируемых показателей при проектировании ПС; установление контролируемых показателей при опытной эксплуатации ПС; аттестация ПС по категориям качества. Стадии определения значении показателей качества соответствуют стадиям жизненного цикла ПС.

При выделении свойств и соответствующих показателей качества ПС необходимо руководствоваться следующими основными принципами:

1) выделение групп свойств должно производиться по четко определенным признакам;

2) свойства, входящие в одну группу, должны, как правило, взаимно исключать друг друга и быть независимыми. Если свойства зависят друг от друга, то в методиках определения значении показателей качества должны быть даны четкие указания по исключению многократного (неоднократного) влияния одного и того же свойства на обобщенную оценку качества ПС;

3) всякая исходная номенклатура показателей должна быть открытой, т. е. должна допускать возможность внесения мне исключения из нее отдельных элементов. Это требование обусловлено, с одной стороны, недостаточным опытом оценки качества программной продукции, а с другой,—большим разнообразием ПС и условий их применения;

4) для каждого из выделенных свойств должна существовать возможность выражения их в шкалах “лучше — хуже”, “больше — меньше”;

5) в группу следует включать свойства, необходимые и достаточные для определения соответствующего сложного свойства;

6) формулировка свойств должна быть однозначной;

7) совокупность свойств, характеризующих качество оцениваемого ПС, должна быть упорядочена по определенному правилу в виде многоуровневой иерархической структуры — дерева свойств;

9) выбранные показатели качества должны быть скоррелнрованны с соответствующими свойствами ПС. Это значит, что между каждым из выделенных свойств и характеризующими его показателями должно быть установлено однозначное соответствие. Установление такого соответствия позволяет вместо дерева свойств использовать дерево показателей качества программной продукции;

10) показатели качества, характеризующие свойства ПС, должны способствовать обеспечению соответствия качества ПС требованиям со стороны их пользователей и учитывать современные достижения науки и техники. Для выполнения этого принципа часто необходимо проводить специальные исследования, так как в общем случае между показателями качества могут возникать серьезные противоречия, а улучшение одного показателя может привести к ухудшению другого.

Для проверки работоспособности выбранной системы показателей качества необходимо устанавливать степень корреляции каждого рассматриваемого показателя с качеством ПС, полезность показателя, возможность количественного представление и автоматической оценки показателя. В частности, оценку полезности каждого из выбранных показателей для конкретных ПС рекомендуется производить по следующей шкале:

5—крайне важно, чтобы данный показатель имел высокое значение;

4—важно, чтобы данный показатель имел высокое значение;

3—хорошо бы иметь высокое значение данного показателя;

2— в некоторой степени полезно иметь высокое значение данного показателя;

1—при низких значениях данного показателя ощутимых потерь нет,

Около 50 % частных показателей можно определить автоматически с помощью ЭВМ, 25 % —с помощью компаратора. Таким образом, оценка около 75 % показателей может быть формализована. Оценка 20 % показателей может быть произведена только квалифицированным специалистом. Большинство показателей устанавливают путем статического анализа программ и лишь около 5 % — в процессе динамических испытаний (Данные соответствуют положению в этой области в 80-е годы).

Следует иметь в виду, что оценка качества, а следовательно, и выбор показателей качества сложных многофункциональных программных комплексов типа операционных систем, систем управления базами данных, пакетов прикладных программ и так далее имеет свои особенности. Каждая функция таких ПС реализуется программным путем, задающим определенный технологический процесс преобразования входных данных в выходные. 

Известны цель этого процесса и потребность в нем, для того чтобы удовлетворить эту потребность, ПС должна обладать определенными свойствами. Причем свойства ПС, удовлетворяющие потребности в одной функции, могут существенно отличаться от свойств ПС, необходимых для реализации другой функции. Поэтому степень удовлетворения потребности в выполнении каждой из функций ПС в общем случае характеризуется своими показателями или, по крайней мере, параметрами весомости показателей. 

Возникает необходимость выбора показателей и определения их весомости для оценки качества (эффективности) реализации каждой из основных функций ПС. Попытка выбора единой номенклатуры показателей качества оказывается, как правило, безрезультатной. В этом можно легко убедиться на примере оценки качества операционных систем (ОС) ЭВМ. На ОС ЭВМ возлагаются следующие функции: управление данными, заданиями, вводом-выводом; обслуживание библиотек пользователей; трансляция и редактирование программ; протоколирование состояний и событий; перезапись и сортировка информации и др. 

Очевидно, что требования, например, к трансляторам существенно отличаются от требований к ПС протоколирования событий как по своему перечню, так и по весомости каждого из показателей. В свою очередь различие требований обусловливает необходимость использования различных показателей качества, характеризующих потребительские свойства программ, реализующих эти функции.

	

	

	

	

	

Заключение


Полное устранение негативных воздействий и дефектов, отражающихся на качестве функционирования сложных ПС, принципиально невозможно. Проблема состоит в выявлении факторов, от которых они зависят, в создании методов и средств уменьшения их влияния на функциональную пригодность ПС, а также в эффективном распределении ограниченных ресурсов для обеспечения необходимого качества функционирования комплекса программ, равнопрочного при всех реальных негативных воздействиях.

 Комплексное, скоординированное применение этих методов и средств в процессе создания, развития и применения ПС позволяет исключать проявления ряда негативных факторов или значительно ослаблять их влияние. Тем самым уровень достигаемого качества функционирования ПС может быть предсказуемым и управляемым, непосредственно зависящим от ресурсов, выделяемых на его достижение, а главное, от системы качества и эффективности технологии, используемых на всех этапах жизненного цикла ПС. 

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

		Список литературы:

	ISO 14598-1-6:1998-2000 «Оценка программного продукта»;

	ГОСТ 28195-89 Оценка качества программных средств. Общие положения;

	ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 «Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств»

	Клюев Е.И., Гриненко Е.А. : «Подход к оценке качества программных средств».

14.......................