Алгоритм а

А₁. В структурном дереве образуются вершины простейшего типа, которым соответствуют вершины исходного управляющего графа.

А₂. В графе программы ищется структурированная конструкция. Если такой нет, то выполняется переход к шагу А₄.

А₃. В дереве образуется вершина структурированной конструкции. Эта конструкция сворачивается в вершину, тип которой указывается. Выполняется переход к шагу А₂.

А₄. Если в графе осталась только одна вершина, то работа алгоритма заканчивается.

А₅. В графе выделяется неструктурируемая конструкция и в структурном дереве образуется вершина соответствующего типа. Конструкция в графе сворачивается, после чего выполняется переход к шагу А₂.

Построение структурного дерева выполняется от элементов, представляющих вершины управляющего графа, к элементу, представляющему всю программу целиком. Используя понятие структурного дерева программы, можно рассчитать существенную сложность программы EV:S(V(i)-1), гдеNS- множество вершин неструктурируемого типа в структурном дереве;V(i) - топологическая сложность конструкции, соответствующейi-й вершине дерева.

Вычисление V(i) производится на шаге А₅алгоритма по формулеV(i)=e(i)-n(i)+2, гдеe(i) - количество дуг, аn(i) - количество вершин рассматриваемой конструкции.

Таким образом, построение структурного дерева программы при реализации алгоритма Апозволяет получить численные оценки сложности, которые в дальнейшем используются при определении критических путей, требующих наиболее тщательного обследования с позиций технологической безопасности программ.

3. Определение характеристик взаимосвязи модулей и структурной сложности программ с учетом полного числа связей

Характеристики иерархической структуры и взаимосвязей модулей между собой в процессе решения задач КУП определяются на основе:

• анализа блок-схемы комплекса с выделением глобальных переменных, используемых в программах;

• формирования групп программ, обращающихся к анализируемой программе, к заданной зоне глобальных переменных или к конкретной переменной;

• вычисления числа переменных в программных модулях, количества условных переходов и циклов в программах.

В процессе анализа блок-схемы комплекса программ определяется количество уровней иерархии структуры комплекса (r), распределение числа программ по уровнямP₁(r) и распределение среднего количества команд в программах различных уровнейP₂(r).

Для получения этих оценок могут использоваться спецификации программ, предоставляемые разработчиками.

Взаимосвязь модулей комплекса программ между собой характеризуются распределением числа вызываемых программ P₃(r) и распределением числа программ, обращающихся к анализируемой программе -P₄(r). Подсчет сложности взаимодействия модулей выполняется с учетом всех управляющих и информационных связей путем интегрирования характеристик модулей. Для каждогоi-го модуля число путей входа в него или число модулей, откуда он вызывается, характеризуется величинойa_ijвходных управляющих связей. Аналогично число выходных управляющих связей можно представить как число модулейb_ij, вызываемых из данного. Наименьшая связность реализуется, когдаi-й модуль сопрягается только с однимj-м программным модулем и имеет одну входную (a_ij=1) и одну выходную (b_ij=1) связи. В этом случае модуль не вызывает другие модули, а только возвращает управление после завершения своей функции. В результатеi-тый модуль находится на нижнем уровне в данной ветви комплекса программ, так как он не вызывает других модулей.

В общем случае сложность управляющих связей для i-того модуля можно представить суммой:. Тогда сложность связей группы программ имеет вид:, где суммирование идет по всем модулям, входящим в группу.

С точки зрения технологической безопасности показатели сложности целесообразно определять для всех вершин управляющего графа программы, вне зависимости от структурированности обозначаемых этой вершиной компонентов.

Информационные связи между модулями анализировать сложнее, чем управляющие. Это обусловлено тем, что возможны, с одной стороны, информационные связи между модулями, непосредственно не связанными по управлению, а с другой стороны - тем, что каждая информационная связь может характеризоваться различным числом и типом переменных, участвующих в обмене. В первом приближении информационная связь i-того иj-того модулей может быть оценена количеством глобальных и обменных переменных с одинаковыми именами, используемых в планируемой паре модулей. Степень зависимости каждого модуля от остальных можно характеризовать количеством типов (индексk) переменныхa_ijна входе, необходимых для нормального функционирования данного модуля:.

Количество результирующих переменных, подготавливаемых i-м модулем, характеризует степень информационной зависимости от него всех остальных модулей в комплексе:, гдеk- количество типов переменных на входе. При этом, если некотораяk-тая результирующая переменная используется несколькими модулями, то количество информационных связей равно соответственно сумме числа модулей, использующих каждуюk-тую переменную.

Переменные, которые используются i-тым модулем не модифицируясь, является только входными и не учитываются как выходные связи.

Таким образом, количественно охарактеризовать информационные связи i-того модуля можно следующим образом:=A_i+B_i.

Полное количество информационных связей в группе программ равно сумме связей модулей =A_i+B_i.

Каждая информационная связь учитывается в модулях, имеющих переменную на входе. В результате некоторая k-тая глобальная переменная может участвовать в нескольких информационных связях программ, способных использовать эту переменную на входе, и в выходных связях только тех программ, которые модифицируют значение данной переменной. Таким образом, сложность информационных связей черезk-тую глобальную переменную можно представить выражением:.

Обычно каждая глобальная переменная используется двумя или более программами, а модифицируется чаще всего одной, т.е. В_k=3-4. С точки зрения обеспечения технологической безопасности программ необходима тщательная проверка условий модификации переменных, так как именно в эти моменты может изменяться режим работы программы за счет использования значений глобальной переменной в качестве управляющих элементов.

Обменные переменные обеспечивают взаимодействие только двух программ и сложность их связей по каждой переменной минимальная (В_k=2). Кроме того, обменные переменные упрощают связи за счет обеспечения информационного взаимодействия модулей, непосредственно связанных по управлению.

Информационные и управляющие связи могут быть описаны матрицами связи между модулями. Для каждого номера (имени) программы определяется число глобальных и обменных переменных, по которым эта программа взаимодействует с j-той программой. Такая матрица может формироваться по спецификациям модулей или по паспортам оттранслированных программ. Она позволяет выявить модули, характеризующиеся наиболее сложными информационными связями, и рассчитать суммарную сложность информационных связей комплекса или выделенных групп программ. Показатели сложности используются в дальнейшем в качестве весовых коэффициентов при определении критических путей управляющих программ.