- •1.Технология программирования и основные этапы ее развития
- •2.Основные подходы к программированию
- •3.«Стихийное» программирование. Структурный подход к программированию
- •4.Метод пошаговой детализации
- •5.Объектный подход к программированию
- •6.Компонентный подход. Case-технологии
- •7.Блочно-иерархический подход к созданию сложных систем
- •8.Жизненный цикл программного обеспечения
- •9.Этапы разработки программного обеспечения
- •10.Эволюция моделей жизненного цикла программного обеспечения.
- •11.Ускорение разработки программного обеспечения. Технология rad. Основные положения технологии rad
- •12.Оценка качества процессов создания программного обеспечения
- •13.Модули и их свойства
- •14.Нисходящая и восходящая разработка программного обеспечения
- •15.Структурное и «неструктурное» программирование
- •16.Способы экономии памяти
- •17,Программирование «с защитой от ошибок»
- •18,Классификация программных продуктов по функциональному признаку
- •19.Основные эксплуатационные требования к программным продуктам
- •20,Типы пользовательских интерфейсов. Выбор типа интерфейса
- •21.Психофизические особенности человека, связанные с восприятием, запоминанием и обработкой информации
- •22.Классификации диалогов
- •23.Техническое задание.
- •24.Выбор архитектуры программного обеспечения
- •25.Структурная и функциональная схема разрабатываемого программного обеспечения.
- •26.Тестирование и отладка.
19.Основные эксплуатационные требования к программным продуктам
Эксплуатационные требования определяют некоторые характеристики разрабатываемого программного обеспечения, проявляемые в процессе его функционирования. К таким характеристикам относят:
• правильность - функционирование в соответствии с техническим заданием;
Правильность является обязательным требованием для любого программного обеспечения: все, что указано в техническом задании, непременно должно быть реализовано. Однако следует понимать, что ни тестирование, ни верификация не доказывают правильности созданного программного продукта. В этой связи обычно говорят об определенной вероятности наличия ошибок. Естественно, чем большая ответственность перекладывается на компьютерную систему, тем меньше должна быть вероятность как программного, так и аппаратного сбоя. Например, очевидно, что вероятность неправильной работы для системы управления атомной электростанцией должна быть близка к нулю.
• универсальность - обеспечение правильной работы при любых допустимых данных и защиты от неправильных данных;
Требование универсальности также обычно входит в группу обязательных. Ничего хорошего нет в том, что разработанная система выдает результат для некорректных данных или аварийно завершает свою работу на некоторых наборах данных. Однако, как уже упоминалось выше, доказать универсальность сравнительно сложной программы, так же, как ее правильность, невозможно, поэтому имеет смысл говорить о степени универсальности программы.
• надежность (помехозащищенность) - обеспечение полной повторяемости результатов, т. е. обеспечение их правильности при наличии раз-личного рода сбоев;
Практически, чем выше требования к правильности и универсальности программного обеспечения, тем выше и требования к его надежности. Источниками помех могут являться все участники вычислительного процесса: технические средства, программные средства и люди. Технические средства подвержены сбоям, например, из-за резких скачков напряжения питания или помех при передаче информации по сетям. Программное обеспечение может содержать ошибки. А люди могут ошибаться при вводе исходных данных.
Современные вычислительные устройства уже достаточно надежны. Сбои технических средств, как правило, регистрируются аппаратно, соответственно результаты вычислений в этом случае восстанавливаются. В случае длительных вычислений, как правило, промежуточные результаты сохраняют (прием получил название «создание контрольных точек»), что позволяет при возникновении сбоя продолжить вычисления с данными, записанными в последней контрольной точке.
Передача информации по сетям также аппаратно контролируется, кроме того, обычно применяется специальное помехозащитное кодирование, которое позволяет находить и исправлять ошибки передачи данных. Однако полностью исключить ошибки технических средств невозможно, поэтому в тех случаях, когда требования к надежности высоки, обычно используют дублирование систем, при котором две системы решают одну и ту же задачу параллельно, периодически сверяя полученные результаты.
Часто самым «ненадежным элементом» современных систем являются люди. Уже хорошо известно, что в условиях монотонной работы за пультом вычислительной установки операторы допускают большое количество ошибок. Известны и средства, позволяющие снизить количество ошибок в конкретных ситуациях. Так, там, где это возможно, используют ввод избыточной информации, позволяющий выполнять проверки правильности вводимых данных (ввод контрольных сумм и т. п, см. § 2.7). Кроме этого, широко используют всякого рода подсказки, когда информацию необходимо не вводить, а выбирать из некоторого списка и т.п. Повышенные требования к надежности предъявляют при разработке систем управления, функционирующих в режиме реального времени, когда вычисления выполняются параллельно с технологическими процессами. Существенно это требование и для научно-технических систем и баз данных.
• проверяемость - возможность проверки получаемых результатов;
Для обеспечения проверяемости следует документально фиксировать исходные данные, установленные режимы и прочую информацию, которая влияет на получаемые результаты. Особенно это существенно в случаях, когда данные поступают непосредственно от датчиков. Если такие данные не выводить вместе с результатами, то последние нельзя будет проверить.
• точность результатов - обеспечение погрешности результатов не выше заданной;
Точность или величина погрешности результатов зависит от точности исходных данных, степени адекватности используемой модели, точности выбранного метода и погрешности выполнения операций в компьютере. Требования к точности результатов обычно наиболее жесткие для систем управления технологическими процессами (например, химическими) и систем навигации (например, система управления стыковкой космических аппаратов).
• защищенность - обеспечение конфиденциальности информации;
Обеспечение защищенности (конфиденциальности) информации, используемой проектируемой системой, отдельная и в условиях наличия сетей достаточно сложная задача. Помимо чисто программных средств защиты, таких как кодирование информации и идентификация пользователя, для обеспечения защищенности используют также специальные организационные приемы. Наиболее жесткие требования предъявляются к системам, в которых хранится информация, связанная с государственной и коммерческой тайной.
• программная совместимость - возможность совместного функционирования с другим программным обеспечением;
Требование программной совместимости может варьироваться от возможности совместной установки с указанным программным обеспечением до обеспечения взаимодействия с ним, например обмена данными и т. п. Чаще всего приходится обеспечивать функционирование программного обеспечения под управлением заданной операционной системы. Однако может потребоваться предусмотреть получение данных из какой-то программы или передачу некоторых данных ей. В этом случае необходимо точно оговорить форматы передаваемых данных.
• аппаратная совместимость - возможность совместного функционирования с некоторым оборудованием;
Требование аппаратной совместимости в основном формулируют в вице минимально возможной конфигурации оборудования, на котором будет работать программное обеспечение. Если предполагается использование нестандартного оборудования, то для него должны быть указаны интерфейсы или протоколы обмена информацией. При этом для операционных систем класса Windows нестандартными считают устройства, для которых в системе отсутствуют драйверы - программы, обеспечивающие взаимодействие устройства с операционной системой.
• эффективность - использование минимально возможного количества ресурсов технических средств, например, времени микропроцессора или объема оперативной памяти;
Эффективность системы обычно оценивается отдельно по каждому ресурсу вычислительной установки. Часто используют следующие критерии:
• время ответа системы (обычно отнесенное к быстродействию исполь-»уемого оборудования) - для систем, взаимодействующих с пользователем в -штерактивном режиме, и систем реального времени;
• объем оперативной памяти - для продуктов, работающих в системах с ограниченным объемом оперативной памяти, например MS DOS;
• объем внешней памяти — для продуктов, интенсивно использующих внешнюю память, например баз данных;
• количество обслуживаемых внешних устройств - для продуктов, осуществляющих интенсивное взаимодействие с внешними устройствами, например датчиками.
Требования эффективности могут противоречить друг другу. Например, чтобы уменьшить время выполнения некоторого фрагмента программы, может потребоваться дополнительный объем оперативной памяти.
• адаптируемость - возможность быстрой модификации с целью приспособления к изменяющимся условиям функционирования;
Адаптируемость, по сути дела, оценивает технологическое качество программного обеспечения, поэтому оценить эту характеристику количественно практически невозможно. Можно только констатировать, что при создании продукта использованы технологии и специальные приемы, облегчающие его модернизацию.
• повторная входимость - возможность повторного выполнения без перезагрузки с диска;
Требование повторной входимости обычно предъявляется к программному обеспечению, резидентно загруженному в оперативную память, например драйверам. Для обеспечения данного требования необходимо так организовать программу, чтобы никакие ее исходные данные не затирались в процессе выполнения или восстанавливались в начале или при завершении каждого вызова.
• реентерабельность - возможность «параллельного» использования несколькими процессами.
Требование реентерабельности является более жестким, чем повторная входимость, так как в этом случае все данные, изменяемые программой в процессе выполнения, должны быть выделены в специальный блок, копия которого создается для каждого процесса при вызове программы.
Сложность многих программных систем не позволяет сразу сформулировать четкие требования к ним. Обычно для перехода от идеи создания некоторого программного обеспечения к четкой формулировке требований, которые могут быть занесены в техническое задание, необходимо выполнить предпроектные исследования в области разработки.