Основы подхода

Подход СцИП рассматривает процесс разработки ПО не как ремесло, а как инженерную деятельность, используя вместо традиционных методов разработки строгие точные методы.

Разработка в рамках подхода выражается в виде трёх принципов:

1. Инкрементная разработка под статистическим контролем качества.

2. Разработка ПО на основе математических принципов.

3. Тестирование ПО на основе статистических принципов.

Инкрементная разработка под статистическим контролем качества означает разработку ПО с использованием инкрементной стратегии, но на основе статистического контроля качества (SQC – statistical quality control). Инкремент представляет собой полное повторение процесса ЖЦ. Измерения производительности сравниваются с предустановленными стандартами для определения контролируемости процесса. Если стандарты качества не удовлетворяются, тестирование инкремента прекращается и происходит возврат на стадию проектирования.

Разработка ПО на основе математических принципов использует представление ПС как выражения математической функции. Для специфицирования и проектирования используется специальная методика, а для подтверждения того, что дизайн представляет собой корректную реализацию спецификации, применяется функциональная верификация.

Поэтому формальная спецификация должна представляться требуемой математической функцией. Верификация заключается в командном обзоре ПС, основанном на вопросах корректности. Следовательно, до тестирования не происходит никакого исполнения кода программы.

Тестирование ПС на основе статистических принципов связано с рассмотрением тестирования как статистического эксперимента. Формируется представительная выборка всех возможных использований ПС. Производительность ПС на полученной выборке служит основой для заключения об общей эксплуатационной производительности. По протоколам тестирования, удовлетворяющим принципам прикладной статистики, может быть сформулировано математически обоснованное утверждение об ожидаемой эксплуатационной производительности ПС в терминах полноты тестирования и надёжности этой системы.

Таким образом, СцИП позволяет получить ПО, корректное математически спецификационным проектированием и заверенное статистически обоснованным тестированием. Уменьшение времени разработки в СцИП связано с инкрементной стратегией и исключением доработки.

При использовании этого подхода выявление и предотвращение дефектов во время проектирования позволяет уменьшить стоимость всего цикла разработки по сравнению с традиционными подходами и существенно ограничить область отказов ПО во время эксплуатации.

Жизненный цикл проекта

Основой модели ЖЦ для подхода служит модель трансформации, ориентированная на использование формальных методов (рис.4.18).

Особенностью модели ЖЦ для СцИП (рис.4.19) является использование специальной методики вместо процесса трансформации. Это существенно снижает затраты на разработку ПС по сравнению с подходами формальной разработки, но обеспечивает высокий уровень приемлемого качества ПС. Поэтому СцИП оказывается сопоставимым по стоимости с другими современными подходами, превосходя их в качестве ПС.

В СцИП можно (условно) выделить следующие фазы: 1. Формализация;2. Проектирование;3. Верификация;4. Сертификация.

При этом для сложных систем используется постепенное наращивание функциональности ПС на основе цикла инкремента путём реализации выделяемых заказчиком подмножеств требований на следующий инкремент разработки.

Рис.4.19. Схема модели ЖЦ для СцИП

На фазе 1выполняются три процесса. Планирование – построение плана разработки инкремента ПС, в том числе выделение подмножества реализуемых в инкременте требований. Специфицирование – преобразование неформальной спецификации требований в формальную спецификацию ПС. Профилирование – разработка операционного профиля ПС на основе полученной формальной спецификации ПС.

На фазе 2выполняются два процесса. Структурирование – проектирование ПС как структурированное преобразование формальной спецификации в программный код системы. В данном подходе дизайн ПС (в частности, архитектура системы) является промежуточным результатом структурирования. Генерация тестов – разработка статистических тестов на основе операционного профиля системы. Для сложных систем используетсяпошаговое улучшение– постепенное определение структуры ПС на основе специальных правил, аналогичных правилам структурного программирования.

На фазе 3Верификация» выполняется один процесс. Инспектирование – формальная проверка соответствия кода ПС формальной спецификации (без запуска программы). На этой фазе возможно продолжение Генерации тестов.

На фазе 4«Сертификация» выполняются два процесса. Интеграция – сборка кода компонентов ПС в единый код ПС. Тестирование – статистическое тестирование кода ПС. При обнаружении проблем при Инспектировании и Тестировании выполняется возврат к Структурированию.