3 Моделі якості і надійності в програмній інженерії
Розробка ПВ досягла такого рівня розвитку, що почали розвиватися і використовуватися інженерні методи. Підвищення якості - основна мета інженерних методів в програмуванні і завдання розробників і замовників. Для досягнення цих цілей сформувалися методи визначення вимог до якості, підходи до вибору і удосконалення моделей метричного аналізу показників якості, методи кількісного виміру показників якості на етапах ЖЦ.
Головною складовою якості є надійність, якій приділяється велика увага з боку багатьох фахівців в області надійності технічних засобів і тих критичних систем (реального часу, радарні системи, системи безпеки та ін.), для яких надійність є головною цільовою функцією їх реалізації. Як наслідок, розроблена більше сотні математичних моделей надійності, що є функціями від помилок, що залишилися в ПВ, від інтенсивності відмов або частоти появи дефектів в ПВ. По їм знаходиться оцінка показника - надійність ПВ.
Якість ПВ була предметом стандартизації, створений стандарт ГОСТ 2844-94, в якому дано визначення якості ПВ, як сукупність властивостей (показників якості), які забезпечують його здатність задовольняти потреби замовника, відповідно до призначення. Цей стандарт регламентує базову модель якості і його показники, головною серед них є надійність. Стандарт ISO/IEC 12207 визначив не лише основні процеси ЖЦ розробки ПВ, але і організаційні і додаткові процеси, які регламентую інженерію, планування і управління якістю ПВ.
3.1 Основні поняття якості програмної продукції
З точки зору споживачів цінність продуктів людської праці багато в чому визначається їхніми експлуатаційними властивостями. Кожен об’єкт відрізняється від іншого кількісно й якісно. Якісна визначеність об’єкта — це безпосередньо внутрішня його визначеність, що характеризує притаманні тільки йому властивості. На різних етапах ЖЦ ПВ мають прояв різні властивості ПВ, сукупність яких формує поняття якості (рис. 3.1).
Властивість програмного продукту — це його відмітна особливість, що виявляється при створенні, використанні або змінюванні. З безлічі властивостей, які притаманні ПП, при оцінці якості враховуються ті, що мають для користувача першочергове значення.
Властивості програмного продукту, що виявляються при його створенні (етап розробки у ЖЦ ПВ), для користувача проявляються у повноті реалізованих функцій та вартості продукції, що обумовлює коло потенційних споживачів.
Властивості програмного продукту, що виявляються при його використанні (етап експлуатації у ЖЦ ПВ), — це властивості, що забезпечують ефективне використання систем обробки даних у конкретних сферах застосування ЕОМ і визначають рівень конкурентоспроможності ПВ.
Рисунок 3.1 - Загальна схема формування якості
Властивості програмного продукту, що виявляються при його змінюванні (етап супроводу у ЖЦ ПВ), значною мірою впливають на життєдайність ПВ і обумовлюють вартість складного процесу супроводу.
Сукупність властивостей продукту, які обумовлюють його придатність задовольняти задані або передбачені потреби відповідно до призначення, формують якість програмного продукту.
Під оцінюванням якості конкретного ПВ розуміють дії, спрямовані на визначення ступеня задоволення програмним виробом потреб відповідно до його призначення.
Метою оцінки якості ПВ може бути: прийняття рішення про ступінь відповідності рівня якості ПВ, досягнутого при розробці, потрібному (заданому) рівню; опис ознак і властивостей виготовлених і поставлених ПВ (наприклад, в документації на ПВ, каталогах); оцінка конкурентоспроможності ПВ; атестація і сертифікація ПВ.
Типовими ситуаціями, коли виникає необхідність оцінювання якості програм, є вибір ПВ та розробка ПВ (рис. 3.2).
З вибором програмних виробів пов’язані поняття початкової корисності програми; рівня модифікованості як оцінки трудомісткості внесення змін до програми; рівня мобільності як оцінки трудомісткості її перенесення на іншу платформу.
При оцінці можливості використання програмного забезпечення в початковому вигляді
необхідно встановити початкову корисність програми (призначення та функціональні можливості);
оцінити рівень якості програми (наскільки надійно та ефективно можна її використовувати в початковому вигляді);
оцінити співвідношення фінансових, технічних і трудових ресурсів користувача та умов експлуатації програми (вартість, загальне програмне забезпечення, кваліфікація користувача).
При оцінці зручності розвитку та модифікації програм
необхідно зрозуміти внутрішню структуру програм в цілому та призначення окремих її частин;
виявити елементи, що підлягають модифікації, та зрозуміти, як вони реалізовані;
оцінити складність чи простоту внесення змін у програму без значних витрат часу та праці.
При оцінці можливості застосування в інших умовах експлуатації необхідно встановити рівень мобільності програми, який відбиває її незалежність від апаратно-програмного оточення.
Програма вважається мобільною, якщо для її перенесення в нове оточення необхідно значно менше зусиль, ніж для написання нової програми.
На сучасному ринку ПП багато однакових за призначенням ПВ. У зв’язку з цим постає проблема їх оцінювання за певними ознаками.
Процес розробки ПВ є послідовним прийняттям рішень щодо майбутнього проекту; засобів, що забезпечать технологічність розробки; визначення рівня придатності програмного продукту, який отримали в результаті розробки.
Оцінка альтернативних проектних рішень передбачає пошук серед багатьох варіантів реалізації поставленої задачі такого, який би забезпечив компроміс між витратами на виробництво та експлуатацію програми та рівнем її якості. Це пов’язано з тим, що розробка ПП провадиться, як правило, в умовах жорстких фінансових і часових обмежень, і питання забезпечення достатнього рівня якості залишаються поза увагою, в результаті чого з’являється програма, витрати на супровід якої значно перевищують витрати на розробку. Ось чому виникає проблема пошуку компромісного рішення. Вибір найкращого варіанта здійснюється на основі очікуваної користі, мінімізації можливих втрат; можливості розвитку досягнень; мінімізації можливих негативних наслідків; оцінки ймовірності успіху; оцінок «за» і «проти»; ідей функціонально-вартісного аналізу (ФВА).
Вибір методів і засобів реалізації проектного рішення. Реалізація проектного рішення регламентується сукупністю правил відповідно до методу, що використовується. Методи та засоби, поєднані в єдиний технологічний процес, дозволяють найбільш раціонально та ефективно вести розробку ПП.
Управління будь-яким процесом передбачає контроль за ним. Контроль за ходом розробки виконується з метою раціонального використання усіх видів ресурсів розробки (фінансових, часових, трудових) та гарантійного забезпечення необхідного рівня якості ПВ. Досвід створення ПП свідчить, що недостатньо оцінювати якість ПВ уже на завершальній стадії розробки. На цій стадії можна лише констатувати досягнутий рівень якості, але практично вже неможливо на нього вплинути, оскільки втрачено час і кошти. Тільки систематичні перевірки стану та якості розробки можуть забезпечити бажаний успіх.
Перевірка відповідності досягнутого рівня якості програми вимогам до неї. Формулювання вимог до ПВ виконується на початковій стадії розробки. Як правило, визначення переліку потрібних функцій не викликає труднощів. Але важливо обумовити вимоги до властивостей, що визначають ефективність майбутнього використання ПП і пов’язані з її експлуатаційними характеристиками. Ці властивості важче піддаються кількісній оцінці, яка б дозволяла контролювати їх рівень, але вони є важливими для користувача.