- •Надежность программного обеспечения
- •Общие сведения Сведения об эумк
- •Методические рекомендации по изучению дисциплины
- •Изучение теоретической темы.
- •Рабочая учебная программа
- •Учреждение образования
- •«Белорусский государственный университет
- •Информатики и радиоэлектроники»
- •1. Содержание дисциплины
- •1. Индивидуальные практические работы, их характеристика
- •2. Контрольные работы, их характеристика
- •3. Курсовая работа, ее характеристика
- •4. Литература
- •4.1.Основная
- •4.2. Дополнительная
- •5. Перечень компьютерных программ, наглядных и других пособий, методических указаний и материалов и технических средств обучения
- •Теоретический раздел Введение
- •1. Основные понятия и определения в области надёжности аппаратного обеспечения компьютерных систем
- •2. Показатели надежности компьютерных систем
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Показатели надежности невосстанавливаемых объектов
- •2.2.1. Вероятность безотказной работы
- •2.2.2. Вероятность отказа
- •2.2.3. Плотность распределения наработки до отказа
- •2.2.4. Интенсивность отказов
- •2.2.5. Средняя наработка до отказа
- •2.3. Показатели надежности восстанавливаемых объектов
- •2.3.1. Коэффициент готовности
- •2.3.2. Стационарный коэффициент готовности
- •2.4. Основные модели, используемые в теории надежности
- •3. Основные понятия и определения в области надежности программного обеспечения компьютерных систем
- •3.1. Проблема надежности программного обеспечения и её актуальность
- •3.2. Понятие свойств, функций и требований к программному обеспечению. Критерии качества требований
- •Корректность (правильность) требований
- •Недвусмысленность требований
- •Полнота набора требований
- •Непротиворечивость требований
- •Упорядоченность по важности и/или стабильности
- •Проверяемость требований (верифицируемость)
- •Целостность
- •Модифицируемость
- •Трассируемость
- •3.3. Понятие ошибки и отказа программного обеспечения
- •3.4. Понятие надежности программного обеспечения
- •3.5. Особенности программ по сравнению с аппаратурой
- •4. Анализ причин появления ошибок в программном обеспечении
- •4.1. Процесс разработки программного обеспечения в соответствии со стандартом стб исо/мэк 12207-2003
- •4.2. Причины появления ошибок в программном обеспечении
- •5. Модели надежности программного обеспечения
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Модель Джелинского–Моранды
- •5.3. Модель Шика–Волвертона
- •5.4. Геометрическая модель
- •5.5. Статистическая модель Миллса
- •5.6. Модель Нельсона
- •5.7. Статистическое моделирование надёжности программ
- •6. Стандартизация оценки надежности программных средств в Республике Беларусь
- •6.1. Общие сведения о стандартах в области оценки качества программных средств
- •6.2. Оценка надежности программных средств по гост 28195–99
- •6.3. Оценка надежности программных средств по стб исо/мэк 9126–2003
- •1. Определение требований к надежности
- •2. Подготовка к оцениванию
- •3. Процедура оценивания
- •7. Оценка надежности программных средств в соответствии с международными стандартами iso/iec 9126-1-3:2001-2003 и iso/iec 14598-1:1999
- •7.1. Общие сведения о сериях стандартов iso/iec 9126-1-4:2001-2004 и iso/iec 14598-1-6:1998-2001
- •7.2. Модель надежности программных средств по стандарту iso/iec 9126-1:2001
- •7.3. Внутренние метрики надежности программных средств по стандарту iso/iec 9126-3:2003
- •7.4. Внешние метрики надежности программных средств по стандарту iso/iec 9126-2:2003
- •7.5. Метод оценки надежности программных средств по стандарту iso/iec 14598–1:1999
- •1. Установка требований к оценке надежности
- •1.1. Установка цели оценки
- •1.2. Идентификация типов продуктов
- •1.3. Определение модели надежности
- •2. Определение оценки надежности
- •2.1. Выбор метрик надежности
- •2.2. Установка уровней ранжирования метрик
- •2.3. Установка критериев для оценки
- •8. Тестирование программного обеспечения
- •8.1. Введение в тестирование по
- •8.2. Определение тестирования по
- •8.3. Объекты тестирования
- •8.4. Направления тестирования по
- •8.5. Принципы разработки тестов
- •8.6. Информационные потоки процесса тестирования
- •8.7. Принципы организации тестирования
- •8.8. Методы тестирования по
- •8.8.1. Общие сведения
- •8.8.2. Структурное тестирование
- •8.8.2.1. Понятие потокового графа, пути, цикломатической сложности
- •8.8.2.2. Тестирование по критерию путей
- •8.8.2.3. Тестирование по критерию ветвей
- •8.8.2.4. Метод тестирования базисных путей
- •8.8.2.5. Тестирование циклов
- •8.8.3. Функциональное тестирование программного обеспечения
- •8.8.3.1. Общие сведения
- •8.8.3.2. Пример иллюстрации сложности задачи разработки тестов
- •8.8.3.3. Метод эквивалентного разбиения
- •8.8.3.4. Метод анализа граничных условий
- •8.9. Документирование тестов
- •8.10. Методика тестирования программных средств
- •8.10.1. Общие сведения
- •8.10.2. Тестирование модулей
- •8.10.3. Тестирование сборки
- •8.10.3.1. Восходящее тестирование сборки
- •8.10.3.2. Нисходящее тестирование сборки
- •8.10.4. Тестирование правильности
- •8.10.5. Системное тестирование
- •8.11. Пример тестирования программы
- •1) Подготовка процесса
- •4) Анализ требований к программному средству
- •5) Проектирование программной архитектуры
- •6) Техническое проектирование программного средства
- •7) Программирование и тестирование модулей
- •Компонент пользовательского интерфейса:
- •Компонент математического расчёта:
- •8) Сборка программного средства
- •9) Квалификационные испытания программного средства
- •12) Ввод в действие программного средства
- •13) Обеспечение приёмки программного средства
- •8.12. Регрессионное тестирование
- •8.13. Документирование программных ошибок
- •8.14. Мутационное тестирование
- •8.15. Проектирование тестов, основанных на случайных наборах исходных данных
- •8.15.1. Анализ случайных векторов исходных данных
- •8.15.2. Генерация случайных векторов исходных данных
- •8.16. Оценка правильности результатов выполнения программы
- •9. Верификация программного обеспечения
- •9.1. Элементы математической логики Исчисление высказываний
- •Операции над высказываниями
- •(Если a, то b)
- •Исчисление предикатов
- •Операции над высказывательными формами
- •9.2. Метод индуктивных утверждений
- •9.2.1. Общие сведения
- •9.2.2. Последовательность шагов по доказательству корректности схем алгоритмов программ
- •9.3. Основные проблемы доказательства корректности программ
- •Экзаменационные вопросы по дисциплине «Надежность программного обеспечения»
- •1.2. Числовые константы и переменные
- •1.3. Операторы
- •1.4. Функции встроенные и задаваемые пользователем
- •1.5. Математические выражения
- •1.6. Присваивание переменным значений
- •1.7. Ранжированные переменные и таблицы вывода
- •1.8. Понятие о массивах и матрицах
- •1.8.1. Функции, определяемые пользователем, и массивы
- •1.8.2. Индексация элементов массивов
- •1.8.3. Матрицы
- •1.8.4. Нижние индексы и верхние индексы
- •1.8.5. Нижние индексы и элементы вектора
- •1.8.6. Нижние индексы и элементы матрицы
- •1.8.7. Верхние индексы и столбцы матрицы
- •1.8.8. Изменение значения системной переменной origin
- •2. Редактирование
- •2.1. Формульный редактор
- •2.1.1. Наборные панели и шаблоны
- •2.2. Текстовый редактор
- •3. Арифметические и логические операторы
- •3.1. Арифметические операторы
- •3.1.1. Расширенные арифметические операторы
- •3.2. Операторы отношения (логические операторы)
- •3.3. Функция условных выражений if
- •3.4. Задание функций пользователя
- •3.5. Типовые статистические функции
- •4. Решение уравнений
- •4.1. Решение одного уравнения
- •4.2. Решение уравнений с параметром
- •4.3. Системы уравнений
- •4.4. Многократное решение уравнений
- •4.5. Приближенные решения
- •5. Символьная математика
- •5.1. Настройка символьного знака равенства
- •6. Файлы данных
- •6.1. Функции доступа к файлам
- •6.2. Аргументы функций доступа к файлам
- •7. Графики
- •7.1. Создание графика
- •7.2. Вывод функции на график
- •7.3. Построение декартова графика
- •7.4. Графическое представление вектора
- •7.5. Графическое представление файлов данных
- •7.6. Размещение нескольких графиков на чертеже
- •7.7. Форматирование осей
- •7.8. Свойства графиков
- •7.9. Оформление графика
- •7.10. Заголовки графиков
- •7.11. Изменение представления графика
- •7.12. Изменение масштаба на графике
- •7.13. Считывание координат точек графика
- •Приложение 1. Основные законы распределения нсв
- •Приложение 2. Пример выполнения задания
- •Приложение 3. Математические функции
- •Приложение 4. Статистические функции
- •Литература
- •Автоматизация тестирования программного обеспечения. Работа в среде silktest. Теоретические и практические сведения к выполнению индивидуальных практических работ
- •Введение
- •1. Тестирование программного обеспечения
- •1.1. Задача и цели тестирования программного обеспечения
- •1.2. Классификация видов тестирования по
- •1.3. Этапы процесса тестирования по
- •1.4. Разработка тест-кейсов
- •1.5. Контрольные вопросы
- •2. Автоматизация тестирования по
- •2.1. Эффективность автоматизации тестирования
- •2.2. Технология Record&Playback
- •2.3. Язык скриптов
- •2.4. Структура автоматизации тестирования
- •2.5. Требования к автоматизированному тесту
- •2.6. Инструментальные средства автоматизации тестирования
- •2.7. Контрольные вопросы
- •3. Работа в среде SilkTest 8.0
- •3.1. Начало работы
- •3.1.3. Создание тест-кейсов
- •3.2. Реализация технологии Record/PlayBack в среде SilkTest
- •3.2.1. Создание библиотеки объектов
- •3.2.2. Создание тестового скрипта
- •3.2.3. Среда запуска скриптов
- •3.2.4. Средство распознавания объектов
- •3.3. Recovery-система
- •3.4. Создание тестплана (TestPlan)
- •3.4.1. Добавление тесткейса в тестплан
- •3.4.2. Подключение файлов в тестплане
- •3.4.3. Запуск тестплана (полный, выборочный)
- •3.5. Использование внешних данных (Data Driven Test)
- •3.6. Просмотр результатов исполнения тестовых сценариев
- •3.7. Пример разработки теста
- •3.7.1. Задание для тестирования
- •3.7.2. Создание фрейма приложения
- •3.7.3. Настройка Recovery System
- •3.7.4. Запись и воспроизведение скрипта
- •3.7.5. Создание Testcase с использованием Data Driven Test
- •3.7.6. Создание ТестПлана
- •3.8. Задания для лабораторных работ
- •Литература
- •Приложение 1. Описание языка 4test п1.1. Типы данных
- •П1.1.1. Синтаксис определения переменной
- •П1.1.2. Синтаксис определения константы
- •П1.1.3. Примеры определения и инициализации переменных
- •П1.1.4. Массивы данных
- •П1.2. Операторы языка 4Test п1.2.1. Арифметические операторы
- •П1.2.2. Логические операторы
- •П1.2.3. Операторы сравнения
- •П1.2.4. Условные операторы
- •П1.2.5. Операторы цикла
- •П1.2.6. Функции приведения типа
- •П1.2.7. Функции работы с массивами
- •П1.2.8. Функции работы со строками
- •П2.2.2. Функции для Menu (меню)
- •П2.2.3. Функции для ListBox/ComboBox (Раскрывающийся список/ Поле со списком)
- •П2.2.4. Функции для Button (кнопка)
- •П2.2.5. Функции для CheckBox/RadioButton (Флажок/Переключатель)
- •П2.2.6. Функции для EditBox (Поле ввода)
- •П2.2.7. Функция для Тab (Вкладка)
- •П2.3. Функции имитации клавиатурного ввода
- •П2.4. Функции имитации действий, выполняемых мышью
- •П2.5. Функции работы с системой
- •П2.6. Функции оповещения о результатах
- •П2.7. Функции синхронизации
- •П2.8. Функции проверки существования обьекта
- •П2.9. Функции работы с файлами
- •П2.10. Функции пользователя
- •Контрольные работы Контрольная работа № 1 Тема задания
- •Методические указания к выполнению контрольной работы № 1
- •Содержание отчета по контрольной работе № 1
- •Контрольная работа № 2 Тема задания
- •Методические указания к выполнению контрольной работы №2
- •Содержание отчета по контрольной работе № 2
- •Правила оформления отчетов по контрольным работам
- •Образец титульного листа
- •Содержание отчета по индивидуальной практической работе № 1
- •Правила оформления отчетов по индивидуальным практическим работам
- •Образец титульного листа
8.10.4. Тестирование правильности
На данном этапе (работа № 9 процесса разработки по стандарту СТБ ИСО/МЭК 12207-2003, см. подраздел 4.1) проводится тестирование на соответствие требований ко всему программному объекту. Данные требования прописаны в спецификации требований к ПС (работа № 4, см. подраздел 4.1). Используется только функциональное тестирование, которое должно подтвердить, что функции, прописанные спецификацией, работают правильно.
В общем, разработчик не может знать, как заказчик будет реально использовать разработанное ПС. Для обнаружения дополнительных ошибок, которые может найти заказчик или конечный пользователь, используется Альфа и Бета тестирование.
Альфа тестирование проводится заказчиком или конечным пользователем в организации разработчика с документацией всех выявленных ошибок. Это могут быть сотрудники организации разработчика, но не участвовавшие в разработке ПС.
Бета тестирование проводится конечным пользователем, а так же заказчиком. Заказчик проводит тестирование в своей организации, при этом фиксируются и документируются все ошибки. Затем по результатам всех выявленных ошибок разработчик корректирует ПС, повторно его тестирует и (при положительных результатах тестирования) отдает его в эксплуатацию заказчику или конечному пользователю.
8.10.5. Системное тестирование
В работе № 10 процесса разработки (Сборка системы, см. подраздел 4.1) объекты программной конфигурации собираются в единую систему вместе с объектами технической конфигурации и при необходимости с другими системами. Система тестируется, начиная с работы № 11 (см. подраздел 4.1), и проводится в соответствии с требованиями, установленными к системе. При этом должна быть обеспечена проверка каждого требования к системе на соответствие заданным требованиям. Только при системном тестировании можно оценить характеристики ПС, которые нельзя оценить на более ранних этапах тестирования.
К основным типам системного тестирования относятся:
1. Тестирование производительности. Существует огромное количество систем реального времени, в которых должны жестко выполняться требования по производительности. Например, системы, управляющие технологическими процессами, обучающие программы, игры и т.п. Только системное тестирование проверяет истинную производительность всей системы в целом.
2. Тестирование надежности. Проверяется правильность работы всей системы при заданных условиях для заданного интервала времени. Надёжность можно измерить метриками:
средняя наработка на отказ;
вероятность безотказной работы и т.п.
3. Тестирование восстановления. Проверяется отказоустойчивость системы. Система должна быть быстро восстанавливаема после сбоев и отказов. При этом отказы не должны быть причиной прекращения работы всей системы, т. к. отказ для отдельных систем может привести к огромному ущербу.
4. Стрессовое тестирование. Стрессовые тесты проектируются таким образом, чтобы проверить работу всей системы в ненормальных ситуациях. Например, при ненормальных запросах на ресурсы системы:
по количеству запросов;
по частоте запросов;
по размеру используемых ресурсов и т.п.
Целью стрессового тестирования является нахождение ошибок, появление которых спровоцировано дефицитом ресурсов, т.е. нехваткой свободной оперативной памяти или свободного места на внешнем носителе, или нехваткой пропускной способности сети.
5. Тестирование безопасности. При этом можно подвергнуть систему попыткам НСД (несанкционированного доступа) и при этом измерять среднее время взлома. Взлом лучше всего организовать с помощью внешних средств.
6. Тестирование практичности. Оценивается “дружелюбие'' разработанного ПС к пользователю и фиксируются те операции, которые могут вызвать трудности у пользователя.
Тесты практичности включают тесты на:
а) наличие и качество оперативной и контекстной помощи;
б) наличие руководств и учебных материалов;
в) проверку на соответствие общепринятым стандартам графического интерфейса и т.п.
