553

УДК 004.9

Платов А.Ю. / Качество и метрология программного обеспечения [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / А.Ю. Платов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГА-

СУ, 2018. – 14 с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW).

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Качество и метрология программного обеспечения» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Качество и метрология программного обеспечения» по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия, профиль Разработка программно-информационных систем.

Учебно-методическое пособие ориентировано на обучение в соответствии с календарным учебным графиком и учебным планом по основной профессиональной образовательной программе направления 09.03.04 Программная инженерия, профиль Разработка программноинформационных систем, утверждённым решением учёного совета ННГАСУ от 02.03.2018 г. (протокол № 3).

2

Оглавление

3

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины «Качество и метрология программного обеспечения» являются:

−получение теоретических знаний и практических навыков по вопросам оценки качества программного обеспечения и стандартизации программных средств.

−получение практических навыков по оценке конкретных программных проектов.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

− подходы к оценке программного обеспечения; основные метрики оценки качества программного обеспечения.

Уметь:

−применять программные средства для оценки качества ПО;

−решать практические задачи по оценке различных характеристик программного обеспече-

ния.

−

Владеть:

−навыком использования избранного программного средства для оценки качества ПО;

−вопросами применения ГОСТ 28195-89.

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в новом предметном поле программной инженерии.

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1. Понятие метрологии программных средств

Основные понятия и термины метрологии. Закон «Об обеспечении единства измерений». Основы метрологической оценки программных средств. Виды метрик: интервальные, порядковые и категорийные шкалы. Показатели качества ПС: сложность, корректность, надежность, трудоемкость. Стандарты, регламентирующие показатели качества ПС. Качество ПО по ISO 9126. Применение метрик в управлении качеством ПС. Инструментальные, программныеи аппаратные средства измерений и количественной оценки качества ПС.

2.Оценка характеристик программ на основе лексического анализа Метрики Холстеда, Джилба и Чепина.

3.Оценка структурной сложности программ.

4

Критерии структурной сложности программ. Метрика Маккейба. Построение управляющих графов.

4. Оценка программ на основе процедурно-ориентированных метрик.

Функциональные указатели. Связность модулей. Сцепление модулей.

5. Оценка программ на основе объектно-ориентированных метрик.

Метрика Мартина. Метрики Чидамбера и Кемерера. Метрики Лоренца и Кидда. Метрики Абреу.

6. Оценка надежности программ.

Модель Джелински-Моранды. Статистическая модель Миллса. Эвристическая модель надёжности. Модель Нельсона.

7. Стандартизация и сертификация программных средств.

Модели качества по ISO/IEC 25010:2011 (ГОСТ Р ИСО/МЭК 25010-2015). Показатели качества по ГОСТ 28195-89. Состав метрик. Сертификация программ.

5

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.

Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.

Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.

В случае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3 Общие рекомендации по изучению материала лекций

Раздел 1: «Понятие метрологии программных средств". Основные понятия и термины метрологии» – 1,5 лекции.

Цель: дать основы понимания терминологии предметной области.

Содержание: Основные понятия и термины метрологии. Закон «Об обеспечении единства измерений». Основы метрологической оценки программных средств. Виды метрик: интервальные, порядковые и категорийные шкалы. Показатели качества ПС: сложность, корректность, надежность, трудоемкость. Стандарты, регламентирующие показатели качества ПС. Качество ПО по

6

ISO 9126. Применение метрик в управлении качеством ПС. Инструментальные, программные и аппаратные средства измерений и количественной оценки качества ПС.

Раздел 2: «Оценка характеристик программ на основе лексического анализа» 1 лекция.

Цель: изучить способы оценки характеристик программ. Содержание: Метрики Холстеда, Джилба и Чепина.

Раздел 3: «Оценка структурной сложности программ». – 1 лекция.

Цель: изучить основы структурной сложности программ.

Содержание: Критерии структурной сложности программ. Метрика Маккейба. Построение управляющих графов.

Раздел 4: «Оценка программ на основе процедурно-ориентированных метрик». – 1 лек-

ция.

Цель: изучить способы оценки программ на основе процедурно-ориентированных метрик. Содержание: Функциональные указатели. Связность модулей. Сцепление модулей.

Раздел 5: «Оценка программ на основе объектно-ориентированных метрик». — 1 лек-

ция.

Цель: изучить способы оценки программ на основе объектно-ориентированных метрик. Содержание: Метрик Мартина. Метрики Чидамбера и Кемерера. Метрики Лоренца и Кидда.

Метрики Абреу.

Раздел 6: «Оценка надежности программ». — 1 лекция.

Цель: изучить основы оценки надежности.

Содержание: Модель Джелински-Моранды. Статистическая модель Миллса. Эвристическая модель надёжности. Модель Нельсона.

Раздел 7: «Стандартизация и сертификация программных средств». — 2 лекции.

Цель: изучить основы стандартизации и сертификации программных средств.

Содержание: Модели качества по ISO/IEC 25010:2011 (ГОСТ Р ИСО/МЭК 25010-2015). Показатели качества по ГОСТ 28195-89. Состав метрик. Сертификация программ.

2.4Контрольные вопросы

1.Оценка программы «Расчет значение функции» с помощью метрики Холстеда

2.Оценка программы «Зеркальное число» с помощью метрики Холстеда

3.Оценка программы «Вычисление суммы элементов массива» с помощью метрики Холстеда

4.Оценка программы «Замена строк таблицы» с помощью метрики Холстеда

5.Оценка программы «Заправка бака топливом» с помощью метрики Холстеда

6.Оценка программы «Вычисление значений функции» с помощью метрики Джилба

7.Оценка программы «Копирования элементов массива» с помощью метрики Джилба

8.Оценка программы «Дополнение массива» с помощью метрики Джилба

9.Оценка программы «Сложение матриц» с помощью метрики Джилба

7

10.Оценка программы «Простые числа в матрице» с помощью метрики Чепина

11.Оценка программы «Сортировка строк матрицы» с помощью метрики Чепина

12.Оценка программы «Формирование матрицы» с помощью метрики Чепина

13.Оценка программы «Заправка топливных баков» с помощью метрики Чепина

14.Оценка программы «Расчет платежей за электроэнергию» с помощью метрики Чепина

15.Оценка программы «Расчет значение функции» с помощью метрики Маккейба

16.Оценка программы «Замена строк таблицы» с помощью метрики Маккейба

17.Оценка программы «Объединение аргументов командной строки» с помощью метрики Маккейба

18.Оценка программы «Проверка простого числа» с помощью метрики Маккейба

19.Оценка программы «Сортировка массива» с помощью метрики Маккейба

20.Оценка программы «Сортировка массива» с помощью процедурно-ориентированной метрики

21.Оценка программы «Дополнение массива» с помощью процедурно-ориентированной метрики

22.Оценка программы «Простые числа в матрице» с помощью метрики Чепина.

23.Оценка программы «Простые числа в матрице» с помощью метрики Абреу.

24.Оценка программы «Простые числа в матрице» с помощью метрики Мартина.

25.Оценка программы «Простые числа в матрице» с помощью метрики Лоренца-Кидда..

8

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

3.2 Примеры задач для практических занятий

Пример № 1 Дайте определение метрики Холстеда. Пример № 2

Описать способ оценки программы «Зеркальное число» с помощью метрики Холстеда. Пример № 3 Описать метрику Абреу.

9

4. Методические указания по организации самостоятельной работы

4.1 Общие рекомендации для самостоятельной работы

Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от обязательных учебных занятий время.

Целями самостоятельной работы студентов являются:

-систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

-углубление и расширение теоретических знаний;

-формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;

-развитие познавательных способностей и активности студентов:

-формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации.

Запланированная в учебном плане самостоятельная работа студента рассматривается как связанная либо с конкретной темой изучаемой дисциплины, либо с подготовкой к курсовой, дипломной работе, а также к защите ВКР. В данном разделе рассматривается только самостоятельная работа первого вида.

Самостоятельная работа выполняется в два этапа: планирование и реализация.

Планирование самостоятельной работы включает:

-уяснение задания на самостоятельную работу;

-подбор рекомендованной литературы;

-составление плана работы, в котором определяются основные пункты предстоящей подго-

товки.

Составление плана дисциплинирует и повышает организованность в работе.

На втором этапе реализуется составленный план. Реализация включает в себя:

-изучение рекомендованной литературы;

-составление плана (конспекта) по изучаемому материалу (вопросу);

-взаимное обсуждение материала.

Необходимо помнить, что на лекции обычно рассматривается не весь материал. Оставшаяся восполняется в процессе самостоятельной работы. В связи с этим работа с рекомендованной литературой обязательна.

Работа с литературой и иными источниками информации включает в себя две группы приемов: техническую, имеющую библиографическую направленность, и содержательную. Первая группа – уяснение потребностей в литературе; получение литературы; просмотр литературы на уровне общей, первичной оценки; анализ надежности публикаций как источника информации, их относимости и степени полезности. Вторая – подробное изучение и извлечение необходимой ин-

10