курсовая работа. Учебное пособие по дисциплине технология разработки программного обеспечения специальность Программирование в компьютерных системах
 Скачать 7.57 Mb.
|
|
3. Критерии оценки технологий проектирования программных средств Эффективность (полезность) технологий характеризуется в основном трудоёмкостью и длительностью создания ПС, а также достигаемым качеством. Критерии оценки качества ПС позволяют осуществлять целевое управление их разработкой при применении конкретных технологий. В процессе разработки ТЗ выявляются основные показатели, устанавливается относительная важность каждого из них и строится обобщённая целевая функция требуемого качества, а также устанавливаются допустимые затраты и длительность разработки ПС, которые должны обеспечить соответствующие технологии. После завершения отладки и испытаний эти показатели и обобщённая функция уточняются на предмет их соответствия ТЗ. Различают функциональные и конструктивные критерии качества ПС. Первые отражают специфику применения и степень соответствия ПС их целевому назначению (номенклатуру исходных данных, достоверность результатов, разнообразие функций редактирования и т.д.). В ряде случаев их можно свести к показателям обобщённой экономической эффективности применения ПС в ЖЦ, характеризуемой величиной экономии труда, энергии, материалов и т.п. Вторые критерии оценивают сложность программ, надёжность функционирования, ресурсы ЭВМ, корректность программ и др. Особо следует выделить временные показатели ЖЦ программ (длительность проектирования, продолжительность эксплуатации и время проведения модификаций), которые в ряде случаев могут быть более важными, чем трудоёмкость. Поэтому для каждой разработки целесообразно проводить ранжирование критериев и влияющих характеристик на всех этапах ЖЦ. Для управления качеством необходима формализация технологии проектирования, а также независимое измерение, контроль и анализ критериев качества ПС и влияющих на них факторов. Управление качеством ПС включает: анализ системных требований к ПС и ранжирование критериев качества, разработку методик и стандартов контроля выполнения правил модульно-иерархического построения ПС, создание методов и технологии поэтапного контроля выполнения заданных требований к качеству ПС, применение средств инструментальной, технологической поддержки автоматизации программирования, отладки и испытаний, обеспечивающих создание ПС с заданными значениями критериев качества. Составляющие затрат в жизненном цикле программных средств Почти всегда критерии качества связаны с экономическим эффектом от применения ПС. Его можно выразить доходом, повышением производительности труда или прибыли, снижением затрат, энергопотребления и др. экономическими показателями. Во многих случаях наиболее просто и обобщённо экономический эффект можно описать доходом Э от использования ПС в течение ЖЦ продолжительностью t: Э = Эид – C сум, где Эид – идеальная эффективность применения программ; C сум – суммарные потери и затраты, снижающие предельный доход. Это снижение происходит вследствие затрат на разработку Cр, сопровождение Cс, эксплуатацию Сэ и из-за потерь в результате недостаточной надёжности Сн. Тогда Э = Эид – Ср – Сс – Сэ – Сн. Динамику совершенствования программ характеризует величина экономической эффективности, отнесенная к общим затратам, при которых она достигнута, что позволяет ограничивать качество при больших затратах. Основные факторы, влияющие на трудоёмкость разработки ПС Качество и эффективность технологии определяется прежде всего затратами на разработку: Ср = С1р + С2р + С3р + С4р + С5р, где С1р – затраты, связанные с непосредственной разработкой ПС; С2р – затраты на изготовление опытного образца (5 – 10 %), часто не учитываемые из-за малости; С3р – затраты на программные средства автоматизации технологии; С4р – затраты на аппаратные средства автоматизации технологии (машинное время работы ЭВМ); С5р – затраты на повышение квалификации специалистов (часто не учитываются из-за малого значения и трудностей формализации, но рассматриваются как один из важных факторов, влияющих на величину С1р). В результате можно считать, что для практических целей проведения анализа можно пользоваться формулой Cр = С1р + С3р + С4р. В этой сумме при создании средних и крупных ПС все три составляющие примерно равны, но основное внимание при анализе следует обращать на С1р, так как на неё наиболее сильно влияет объём разработки ПС. Приближённо можно считать, что затраты на разработку должны быть прямо пропорциональны объёму создаваемых ПС (Пк) при одной и той же производительности труда разработчиков, измеряемой числом созданных команд за один человеко-день труда. При этом учитывается труд не только программистов, но и разработчиков алгоритмов, системных аналитиков и обслуживающего персонала. Распределение затрат по этапам разработки По опыту эксплуатации трудоёмкость отдельных этапов разработки различается в 2 – 4 раза, а загрузка отдельных категорий специалистов на них – в 3 – 5 раз. Это надо учитывать при планировании и организации проектирования ПС, а также при прогнозировании затрат на непосредственную разработку программ. Так же неравномерно в зависимости от этапов изменяется и потребность в машинном времени С4р, причём для разных ЭВМ (моделирующих, технологических, реализующих) эта потребность находится в широком диапазоне и является максимальной для этапа динамической отладки. Такие оценки затрат машинного времени позволяют рационально планировать и прогнозировать необходимую аппаратную оснащённость разработок по этапам и в целом на весь ЖЦ. Упорядоченный подход к организации проектирования сложных ПС с учётом вышеизложенного позволяет создавать ПС с высоким качеством и допустимыми затратами, если использовать современные технологии, методы и системы автоматизации проектирования, выбирая их на основе системного и технико-экономического анализа достигаемого эффекта и ресурсов на весь ЖЦ. 4.Общие сведения о сертификации информационных систем и программных средств Основные понятия и определения Сертификация – это деятельность определённого органа (организации), независимого (ой) от изготовителя (продавца) и потребителя продукции, по подтверждению её соответствия установленным требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров. Сертификация ИС предполагает удостоверение достигнутого качества и надёжность функционирования созданных ИС. С технической точки зрения, качество – это совокупность свойств продукции, обуславливающих её способность удовлетворять определённые потребности в соответствии с её назначением. Весь объём признаков и характеристик программной продукции, относящийся к её способности удовлетворять потребностям пользователей ИС, определяет качество программного обеспечения (ПО). Такие признаки и характеристики определяют свойства ПО, по которым его качество описывается и оценивается. К ним относятся: функциональные возможности, надёжность, практичность, эффективность, сопровождаемость, мобильность. Каждая из этих характеристик может быть уточнена на множестве уровней комплексных показателей, определяемых с учётом разрабатываемых для этих целей метрик качества. Метрика качества – это количественный масштаб (мера) и метод, которые могут быть использованы для определения значений признаков или характеристик конкретного ПО и последующей оценки уровня качества ИС. Уровень качества – это относительная характеристика, основанная на сравнении совокупности характеристик качества продукции с соответствующей совокупностью базовых характеристик, принимаемых за исходные (эталонные). Для осуществления такого сравнения используют ранжирование (действие по отнесению измеренного значения характеристики к соответствующему уровню ранжирования). Уровень ранжирования – это диапазон значений характеристики в масштабе, позволяющем классифицировать (ранжировать) ПО в соответствии с потребностями пользователей и принятыми критериями оценки качества ПО. Критерии оценки качества ПО – это набор определённых и задокументированных правил и условий, которые используются для решения о приемлемости общего качества конкретного ПО, принимаемого в результате сертификации. При таком положительном решении выдаётся сертификат соответствия установленным требованиям. Кроме этого сертифицированная продукция маркируется знаком соответствия, зарегистрированным в установленном порядке по правилам соответствующей системы сертификации, относящейся к данной группе продукции. Орган, возглавляющий систему сертификации однородной продукции, называется центральным органом системы сертификации или центром по сертификации. В его подчинении находятся органы, проводящие сертификацию соответствия, и испытательные лаборатории, проводящие испытания определённой продукции. При объединении этих функций в одном юридическом лице используется термин «сертификационный центр». Эти органы подвергаются периодически аккредитации – процедуре официального признания (соответствующим уполномоченным органом) компетентности и возможности выполнения конкретных работ в заданной области. Взаимоотношения между участниками – разработчиками (продавцами), пользователями (покупателями) и органами сертификации и аккредитации, а также их права и обязанности регулируются Законом № 184-ФЗ от 27.12.02 «О техническом регулировании». Ниже рассматриваются отдельные главы, статьи и пункты данного закона, дающие наиболее полное представление об устанавливаемых этим законом нововведениях. Особенности сертификации программного обеспечения Рекомендованные выше шесть характеристик качества ПО представляют основу для оценки и сертификации программ различных классов. При этом необходимо предварительно решить вопросы установления метрик, важности каждой характеристики, уровней ранжирования, критериев оценки и разработки моделей оценивания применительно к конкретным условиям применения ПО в определённой организации. Важность каждой характеристики качества меняется в зависимости от класса ПО, а также от различных точек зрения на их важность со стороны пользователя, разработчика и руководителя. В соответствии с этим разработчиками могут использоваться различные метрики для одних и тех же характеристик ПО, потому что одни и те же метрики не применимы для всех фаз ЖЦ ПО. Так, если пользователя интересует только качество конечной продукции, то разработчики заинтересованы и в качестве промежуточных результатов на всех фазах ЖЦ, так как без этого конечный результат может быть не оптимальным или вовсе не отвечать заданным требованиям. Для шести вышеназванных характеристик качества ПО используют несколько достаточно апробированных метрик, но стандартами предусматривается возможность разработки организациями дополнительной номенклатуры характеристик и показателей, своих собственных моделей процесса оценивания и методов формирования метрик, связанных с этими характеристиками. Это делается для более широкого охвата различных областей применения ПО с определённой спецификой решаемых задач. Считается общепринятым, что наиболее объективным путём определения важности характеристик является путь проведения экспертных оценок на предмет выявления свойств, определяющих качество ПО конкретного применения, включая и те, которые не вошли в шесть обязательных характеристик , и упорядочение их по предпочтительности. Руководствуясь этим, в интересах оценки и сертификации ИС специального назначения был проведен опрос, в основу которого была положена анкета с включённой в неё совокупностью характеристик (свойств), полученной в результате анализа требований к ПО данной ИС. Объективность опроса достигалась участием в нём 35 ведущих специалистов из 10 организаций заказчиков и разработчиков ИС, а также проверкой согласованности ответов экспертов и исключением крайне противоположных оценок. Результаты обработки такой информации с учётом некоторой корректировки названий свойств, в соответствии с рекомендациями приведены в табл..1. Таблица 1 - Характеристики свойств ПО
С учётом полученных данных применительно к рассмотренному классу ПО можно выделить: основные свойства – функциональные возможности, надёжность, сопровождаемость, эффективность; дополнительные свойства – мобильность, практичность. Большинство из приведенных свойств присуще ПО и других классов. Однако степень их важности будет отличаться, и не исключено выявление новых свойств. Так, для ИС военного назначения наиболее важным свойством может быть надёжность, для систем управления технологическими процессами – эффективность, а для ПО универсальных ИС широкого применения – мобильность и функциональные возможности. Следует отметить, что цель проведения таких экспертных оценок состоит не столько в обеспечении «свёртки» комплексных показателей качества в обобщённый, сколько в выделении основных и дополнительных свойств и их показателей, в возможном дополнении их новыми, что допускается требованиями ГОСТов, ОСТов и других регламентирующих документов. Для таких сложных систем, как ПО, нет возможности описать все свойства количественными показателями. Поэтому при разработке, испытаниях, сертификации и эксплуатации ПО приходится использовать две группы показателей качества : 1) объективные (количественные), характеризуемые реально измеряемыми физическими величинами; 2) субъективные (качественные), характеризуемые, как правило, фактом практического наличия или отсутствия того или иного свойства у ПО и оцениваемые соответственно 1 или 0. Использование качественных показателей хотя и вносит элемент субъективизма в оценку ПО, но позволяет с определённой достоверностью, зависящей от опыта и квалификации разработчика, заказчика или пользователя, учесть степень влияния таких свойств на качество всей ИС. Степень субъективизма может быть значительно снижена при использовании метода групповых экспертных оценок. Поскольку стандартом определено, что предложенные в нём характеристики – не истина в последней инстанции, а только образуют основу для дальнейшего уточнения и описания качества ПО, допустимо расширять состав соответствующих свойств и номенклатуры показателей их оценки, устанавливать свои собственные модели процесса оценивания и методы формирования и проверки метрик, связанных с этими показателями, для охвата различных областей применения и стадий ЖЦ. С учётом этого в качестве примера совокупности показателей качества ПО для одной из ИС может служить следующая совокупность: 1) количественные ПК: а) функциональные ПК решения задач, определяемые назначением ИС, – среднее время решения задачи, пропускная способность, время ответа и другие; б) среднее время наработки на программный отказ; в) среднее время восстановления после программного отказа; г) коэффициент загрузки оперативной памяти; д) коэффициент загрузки производительности; е) ёмкость программ; ж) время изменения логической структуры базы данных и выходных форм; 2) качественные ПК: а) информативность текстов; б) соответствие программной документации требованиям стандартов; в) защищённость от НСД; г) степень «дружественности» пользовательского интерфейса и ряд других. Модель процесса оценивания качества и сертификации ПО должна отражать основные этапы, требуемые для оценивания по характеристикам, рекомендуемым стандартом, в соответствии с которым процесс состоит из трёх стадий: 1) установление (определение) требований к качеству, 2) подготовка к оцениванию, 3) процедура оценивания. Требования должны формулироваться в установленных ГОСТом терминах характеристик качества и комплексных показателей. Подготовка к оцениванию включает в себя: а) выбор метрик (показателей), сводящийся к установлению количественного масштаба и метода для определения значения того или иного признака свойств ПО; б) определение уровней ранжирования, представляющее собой разделение всей шкалы выбранных метрик на диапазоны, соответствующие различным степеням удовлетворения требований по конкретным показателям; в) определение критериев оценки, позволяющих подытоживать результаты оценивания различных характеристик с помощью специальных таблиц решений, среднего взвешивания или других приёмов, для получения вывода о приемлемости результатов оценки отдельных признаков свойств и качества ПО в целом, о приёмке или отбраковке программной продукции. Процедура оценивания включает: а) измерение, результатом которого является получение измеренного признака свойств в масштабе выбранной метрики; б) ранжирование, устанавливающее отнесение измеренного признака к тому или иному уровню; в) оценка, являющаяся последним этапом процесса оценивания ПО, на котором обобщается множество установленных уровней и результатом которого является заключение о качестве ПО, по которому после сравнения с другими факторами, такими как время и стоимость, принимается решение о выпуске (или не выпуске) программной продукции и её сертификации. |