2.1. Анализ эффективности функционирования программных систем
Система считается функционирующей плохо, если ее производительность не соответствует возможностям ЭВМ. Скорость функционирования системы, часто уменьшается постепенно: по мере подключения новых задач, наполнения базы данных, увеличения числа одновременно работающих пользователей, усложнение ОС и т. п. Выход из подобной ситуации может быть найден за счет ускорения работы прикладных программ, четкой регулировки и настройки функционирования ОС или же за счет закупки аппаратных средств, обеспечивающих большую производительность, например, процессор с большим быстродействием. Однако, последний подход оправдан лишь тогда, когда возможности существующих технических средств полностью исчерпаны. При исследовании причин медленного функционирования системы, следует различать насыщенную систему от, просто не эффективной. Например, в случае перенасыщения, вычислительные ресурсы и средства ввода/вывода, распределены между излишне большим числом пользователей и недостаточны для того, чтобы обеспечить хорошие показатели реальной производительности. Характерной особенностью не эффективного комплекса, является потеря вычислительной мощности и других ресурсов, вследствие каких-либо программных или аппаратных неполадок.
Для определения эффективности конкретной системы, используются утилиты контроля. Эти программы собирают данные о функционировании системы, по которым определяются причины неудовлетворительной работы системы. Кроме того, они применяются и для оценки действенности принятых мер.
Программы слежения за системой и анализа ее функционирования называются программами- мониторами. Программы- мониторы фиксируют и собирают информацию о пользователях, наличии и состоянии ресурсов (памяти, программных разделах), общем состоянии файлов, возможностях доступа к ним , обнаруженных ошибках, скорости ввода/вывода, числе сообщений, посылаемых от одного процессора к другому и т.д. Такие программы- мониторы есть на всех машинах.
Если система реализует свои возможности не в полной мере, значит она нуждается в настройке. Цель настройки – максимально ускорить все операции, производимые системой. Настройка системы требует тщательного исследования всей доступной информации о программном обеспечении и аппаратных средствах машины. После подробного исследования всех материалов, следует выделить основные направления совершенствования системы.
Причинами не эффективного функционирования систем, является не правильная организация вычислительного процесса, не обоснованное введение новых пользователей, чрезмерное увеличение размеров прикладных программ, неоправданное расширение комплекса аппаратных средств машины за счет установки дополнительного оборудования.
2.2. Основные характеристики качества программного обеспечения.
Программные системы (ПС) – это сложные системы, поэтому к ним следует применять общие методы исследования и проектирования сложных систем. Поэтому, ПС характеризуется, прежде всего конкретными функциональными показателями качества или показателями назначения, номенклатура и значение которых определяются целями и областью применения программ. Наиболее общее качество программ – эффективность использования – отражает, прежде всего, назначение и выполняемые функции. Функциональные показатели характеризуют эффект от использования программ, с учетом затрат на их создание.
ПС характеризуются также конструктивными показателями качества, номенклатура которых почти не зависит от назначения и области использования программ. Эти показатели характеризуют любые программы и позволяют сопоставлять по показателям качества программы разного назначения. Оцениваемые характеристики ПС группируются по трем этапам жизненного цикла программ: проектирование, эксплуатация, сопровождение. Всего различают четыре этапа жизненного цикла программ (рис.12): системный анализ, в ходе которого определяется назначение и основные функциональные характеристики, оцениваются затраты и возможная эффективность применения; проектирование программ включает разработку структуры ПС, программирование отладку модулей, испытание и внедрение для постоянной эксплуатации программ; эксплуатация программ; сопровождение программ состоит в развитии функциональных возможностей, повышение эксплуатационных характеристик системы, тиражирование программного комплекса. Показатели качества ПС и методы их определения, группируются по последним трем этапам (рис.13). Это не единственная модель показателей качества ПС, в работах [8,1] предложены другие системы показателей, но приводимая на рис.13 модель обладает упорядоченностью и позволяет ранжировать показатели.
Показатели качества представляют собой измеряемые характеристики в виде некоторой функции. Описать единый показатель невозможно, так как в зависимости от этапа, в жизненном цикле ПС, от
Появление
потребности и постановка задачи
Техническое
задание
Программный
продукт
Прекращение
эксплуатации
Системный анализ
Проектирование программ
Эксплуатация программ
Расширение функций
Устранение ошибок
Результаты
эксп-луатации
Тиражированние
программ
Сопровождение программ
Рис.12. Схема жизненного цикла программных систем
Сложность
проектирования
Функциональные
показатели качества
Показатели этапа
проектирования
Корректность
Показатели качества
программных систем
Трудоёмкость
разработки
Функциональная
сложность
Надежность
Конструктивные
показатели качества
Показатели этапа
эксплуатации
Эффективность
использования ресурсов ВС
Объём исходных и
результирующих данных
Модернизируемость
Показатели этапа
сопровождения
Мобильность
Трудоёмкость
модификации программ
Рис.13. Схема показателей качества программных систем
задач использования и целей анализа, от характера внешних условий и т.д. доминирующим становится один или несколько показателей.
Для измерения и численной оценки показателей качества применяют метрики. В зависимости от особенностей показателя качества, применяются различные виды метрик.
Первый вид метрик характеризуют числовые параметры, которые измеряются относительными величинами или реально измеряемыми физическими показателями, например, их временем наработки на отказ, число маршрутов в программе и т.д. Второй вид метрик (порядковая шкала) позволяет ранжировать некоторые характеристики путем сравнения с опорными значениями. Математические преобразования с такими показателями более ограничены, чем при первом виде метрик. Третий вид метрик (номинальная или категорийная шкала) характеризует только наличие рассматриваемого свойства, например, наличие гибкости.
Все конструктивные показатели качества ПС делятся на основные и вспомогательные (влияющие на значение основных) показатели. Основные показатели показаны на рис.13, а вспомогательные в табл.2.
Такое деление предназначено для выделения минимального числа показателей, которые чаще всего целесообразно анализировать, как наиболее важные характеристики качества. Это деление условно и поэтому показатели можно переводить из основных во вспомогательные и наоборот.