Методичка РиСПС. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине Разработка и стандартизация программных средств и технологий москва

Название	Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине Разработка и стандартизация программных средств и технологий москва
Анкор	Методичка РиСПС.doc
Дата	22.09.2018
Размер	150.5 Kb.
Формат файла
Имя файла	Методичка РиСПС.doc
Тип	Методические указания #24973

Ноздрин В.С.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Разработка и стандартизация программных средств и технологий»

МОСКВА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Ноздрин В.С.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Разработка и стандартизация программных средств и технологий»

МОСКВА

Методические указания предназначены для студентов специальности 351400 – «Информационные технологии и системы в экономике и управлении». В них изложены содержание лабораторных работ, требования к оформлению, варианты заданий.

Методические указания не заменяют собой курс лекций.

Содержание

Лабораторная работа №1. Разработка программного средства. ………………………

Лабораторная работа №2. Разработка технического задания. ………………………..

Лабораторная работа №3. Разработка описания программы. …………………………

Лабораторная работа №4. Разработка пояснительной записки. ………………………..

Лабораторная работа №5. Разработка руководства программиста. …………………….

Лабораторная работа №6. Разработка руководства оператора. …………………………

Лабораторная работа №7. Тестирование программы как «белого ящика». ……………..

Лабораторная работа №8. Анализ надёжности и качества программного средства. ……..

Лабораторная работа №1

Разработка программного средства.

Введение

Компьютер используется человеком для решения широкого круга задач. Человеко-машинный интерфейс обеспечивает связь между пользователем и компьютером, позволяет успешно находить решение поставленной задачи. Приведём ряд способов взаимодействия пользователя с компьютером:

Языки команд – пользователь управляет программой, вводя соответствующие команды в текстовом режиме;
Вопрос и ответ – диалог, где компьютер и пользователь обмениваются сообщениями;
Формы – пользователь заполняет в формах поля диалога;
Меню – пользователь обеспечен рядом опций и управляет программой, выбирая необходимые пункты;
Прямое манипулирование – пользователь управляет объектами на экране посредством устройств манипулирования типа мыши, джойстика и т.д. Этот способ взаимодействия называют ГРАФИЧЕСКИМ ИНТЕРФЕЙСОМ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ.

Цель создания эргономического интерфейса состоит в том, чтобы отобразить информацию настолько эффективно, насколько это возможно для человеческого восприятия и структурировать отображение на дисплее таким образом, чтобы привлечь внимание к наиболее важным единицам информации.

Основные принципы создания интерфейса:

Естественность – работа с программой не должна вызывать сложностей в поиске необходимых элементов интерфейса для управления процессом решения поставленной задачи.
Непротиворечивость – приёмы работы с одной частью программы (формой) должны быть идентичны приёмам работы с другими частями программы.
Неизбыточность – пользователь должен вводить минимум информации для управления программой. Где только возможно, желательно использовать значения по умолчанию или получать из системы (дата, время и т.д.).
Доступ к системе помощи – в процессе работы программа должна обеспечивать пользователя необходимыми инструкциями, понятными пользователю.
Гибкость – интерфейс программы должен обслуживать пользователей с разными уровнями подготовки. Например, для неопытных пользователей может быть предложена иерархическая система меню или мастер подсказок.

Количество информации, отображаемой на экране, называется экранной плотностью. Чем меньше экранная плотность, тем отображаемая информация доступней и понятней для пользователя и наоборот, большая экранная плотность вызывает затруднения в усвоении информации. Наиболее важная информация для привлечения внимания может быть сгруппирована или выделена яркостью, цветом и т.д.

Методы выделения информации:

Движение (мигание или изменение позиции);
Яркость;
Цвет (ограничить число цветов на экране до 4);
Размер символов. Обычно применяют увеличение в 1,5 раза;
Оттенение;
Окружение (подчёркивание, инвертированное изображение);

Однако не стоит увлекаться методами выделения, поскольку большое количество ярких элементов может вызвать дискомфорт у пользователя.

Меню – набор опций, отображаемых на экране, где пользователь может выбирать и выполнять действия, тем самым, производя изменения в состоянии интерфейса. Меню может использовать даже неопытный пользователь. Обычно команды меню упорядочены некоторым иерархическим способом. Основная проблема состоит в том, чтобы правильно распределить пункты меню по различным уровням и правильно их сгруппировать. Существуют четыре варианта организации меню:

Алфавитный;
Категорийный;
В соответствии с нормальными соглашениями;
В соответствии с частотой использования;

Структура меню должна соответствовать структуре решаемой задачи. Пункты меню должны быть краткими, грамматически правильными и соответствовать своему заголовку в меню. Выбор пунктов меню может быть обеспечен несколькими способами:

С помощью клавиатуры;
С помощью мыши;
С помощью других объектов пользовательского интерфейса.

Формы – основной элемент интерфейса. Назначение форм – удобный ввод и просмотр данных. Размещение информационных единиц на пространстве формы должно соответствовать логике её использования. Оно определяется необходимой последовательностью доступа к информационным единицам, частотой их использования, относительной важностью элементов. Логические группы элементов отделяются цветовыми и другими визуальными средствами. Взаимозависимые или взаимосвязанные элементы должны отображаться в одной форме. В формах с большим количеством информации можно использовать названия разделов, которые однозначно характеризуют находящуюся в них информацию.

Сообщения необходимы для вывода предупреждений, подсказок о выполнении необходимых действий на пути решения задачи. Они могут содержать подтверждения действий со стороны пользователя, информацию об успешном выполнении задачи или причинах её невыполнения.

Задание

Написать программу и составить к ней блок-схему, которая бы определяла область, в которой находится точка с координатами Х и У. Варианты заданий даны в приложении 1. Номер варианта должен соответствовать номеру студента в ведомости.

Требования к отчёту

Отчёт должен содержать описание переменных, блок-схему и текст программы.

Лабораторная работа №2

Разработка технического задания.

Введение

Единая система программной документации (ЕСПД) – это комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимоувязанные правила разработки, оформления и обращения программ и программной документации.

Разработка программной документации – важный этап, но самый неприятный и тяжелый в программистской работе. К сожалению, обычно этому либо не учат совсем, либо не обращают на качество получаемых документов должного внимания. Умение создавать программную документацию определяет профессиональный уровень программиста. Грамотно составленный пакет программной документации может избавить от многих неприятностей, назойливых вопросов, необоснованных претензий. Это прежде всего касается важнейшего документа – Технического задания.

ГОСТ 19.105-78 ЕСПД. Общие требования к программным документам устанавливает общие требования к оформлению программных документов. Программный документ должен состоять из следующих частей:

Титульной;
Информационной;
Основной.

Титульная часть оформляется согласно ГОСТ 19.104-78 ЕСПД. Основные надписи.

Информационная часть должна состоять из аннотации и содержания. В аннотации приводят сведения о назначении документа и краткое изложение основной части.

Содержание включает перечень записей о структурных элементах основной части документа.

Состав и структура основной части программного документа устанавливается стандартами ЕСПД на соответствующие документы.

Основная часть технического задания должна содержать следующие разделы:

(ГОСТ 19.201-78 ЕСПД. Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению)

введение;
основания для разработки;
назначение разработки;
требования к программному продукту;
требования к программной документации;
технико-экономические показатели;
стадии и этапы разработки;
порядок контроля и приёмки;

В зависимости от программного продукта допускается уточнять содержание разделов, объединять отдельные из них, вводить новые разделы. В техническое задание допускается включать приложения.

Задание

Составить техническое задание в соответствии с ГОСТ 19.201-78 ЕСПД. Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению.

Требования к отчёту

Отчёт должен содержать титульный лист, аннотацию, содержание и основную часть, оформленную в соответствии с ГОСТ 19.201-78 ЕСПД. Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению.

Лабораторная работа №3

Разработка описания программы.

Введение

Описание программы должно состоять из следующих частей:

Титульной;
Информационной;
Основной.

Титульная часть оформляется согласно ГОСТ 19.104-78 ЕСПД. Основные надписи.

Информационная часть должна состоять из аннотации и содержания. В аннотации приводят сведения о назначении документа и краткое изложение основной части.

Содержание включает перечень записей о структурных элементах основной части документа.

Основная часть описания программы должна содержать следующие разделы:

(ГОСТ 19.402-78 ЕСПД. Описание программы. Требования к содержанию и оформлению)

Общие сведения;

В разделе указывают обозначение и наименование программы, программное обеспечение, необходимое для функционирования программы, языки программирования, на которых написана программа.

Функциональное назначение;

Раздел должен отражать классы решаемых задач, сведения о функциональных ограничениях на применение.

Описание логической структуры;

В разделе должны быть отражены алгоритм программы, используемые методы, описание составных частей и связей между ними, связи программы с другими программами.

Используемые технические средства;

В разделе указывают типы ЭВМ и устройств, используемых при работе программы.

Вызов и загрузка;

В разделе указывают способ вызова программы с носителя данных и входные точки в программу.

Входные данные;

Раздел отражает характер, организацию и предварительную подготовку, формат, описание и способ кодирования входных данных.

Выходные данные;

Раздел отражает характер, организацию, формат, описание и способ кодирования выходных данных.

Задание

Составить описание программы в соответствии с ГОСТ 19.402-78 ЕСПД. Описание программы. Требования к содержанию и оформлению.

Требования к отчёту

Отчёт должен содержать титульный лист, аннотацию, содержание и основную часть, оформленную в соответствии с ГОСТ 19.402-78 ЕСПД. Описание программы. Требования к содержанию и оформлению.

Лабораторная работа №4

Разработка пояснительной записки.

Введение

Пояснительная записка должна состоять из следующих частей:

Титульной;
Информационной;
Основной.

Титульная часть оформляется согласно ГОСТ 19.104-78 ЕСПД. Основные надписи.

Информационная часть должна состоять из аннотации и содержания. В аннотации приводят сведения о назначении документа и краткое изложение основной части.

Содержание включает перечень записей о структурных элементах основной части документа.

Основная часть пояснительной записки должна содержать следующие разделы:

(ГОСТ 19.404-79 ЕСПД. Пояснительная записка. Требования к содержанию и оформлению)

Введение содержит наименование программы, документы, на основе которых ведётся разработка.
Назначение и область применения содержит назначение программы и краткую характеристику области применения программы.
Технические характеристики содержат описание применяемых математических методов и ограничений, связанных с выбранным математическим аппаратом, описание алгоритма и возможного взаимодействия программы с другими программами, описание и обоснование метода организации входных и выходных данных, описание состава технических и программных средств и распределение носителей данных.
Ожидаемые технико-экономические показатели должны обосновывать преимущество выбранного варианта технического решения и ожидаемые оперативные показатели.
Источники, использованные при разработке содержат перечень научно-технических публикаций и нормативно-технических документов, на которые есть ссылки в основном тексте.

Задание

Составить пояснительную записку в соответствии с ГОСТ 19.404-79 ЕСПД. Пояснительная записка. Требования к содержанию и оформлению.

Требования к отчёту

Отчёт должен содержать титульный лист, аннотацию, содержание и основную часть, оформленную в соответствии с ГОСТ 19.404-79 ЕСПД. Пояснительная записка. Требования к содержанию и оформлению.

Лабораторная работа №5

Разработка руководства программиста.

Введение

Руководство программиста должно состоять из следующих частей:

Титульной;
Информационной;
Основной.

Титульная часть оформляется согласно ГОСТ 19.104-78 ЕСПД. Основные надписи.

Информационная часть должна состоять из аннотации и содержания. В аннотации приводят сведения о назначении документа и краткое изложение основной части.

Содержание включает перечень записей о структурных элементах основной части документа.

Основная часть руководства программиста должна содержать следующие разделы:

(ГОСТ 19.504-79 ЕСПД. Руководство программиста. Требования к содержанию и оформлению)

Назначение и условия применения программы содержит функции, выполняемые программой и условия, необходимые для выполнения программы: объём оперативной памяти, требования к составу и параметрам периферийных устройств, требования к программному обеспечению.
Характеристики программы описывают временные характеристики, режимы работы, средства контроля правильности выполнения и самовосстанавливаемости программы.
Обращение к программе представляет собой описание процедур вызова программы, способов передачи параметров.
Входные и выходные данные должен содержать описание организации используемой входной и выходной информации.
Сообщения содержит тексты сообщений, выдаваемых программисту или оператору, в ходе выполнения программы, описание их содержания и действий, которые необходимо предпринять по этим сообщениям.

Задание

Составить руководство программиста в соответствии с ГОСТ 19.504-79 ЕСПД. Руководство программиста. Требования к содержанию и оформлению.

Требования к отчёту

Отчёт должен содержать титульный лист, аннотацию, содержание и основную часть, оформленную в соответствии с ГОСТ 19.504-79 ЕСПД. Руководство программиста. Требования к содержанию и оформлению.

Лабораторная работа №6

Разработка руководства оператора.

Введение

Руководство оператора должно состоять из следующих частей:

Титульной;
Информационной;
Основной.

Титульная часть оформляется согласно ГОСТ 19.104-78 ЕСПД. Основные надписи.

Информационная часть должна состоять из аннотации и содержания. В аннотации приводят сведения о назначении документа и краткое изложение основной части.

Содержание включает перечень записей о структурных элементах основной части документа.

Основная часть руководства оператора должна содержать следующие разделы:

(ГОСТ 19.505-79 ЕСПД. Руководство оператора. Требования к содержанию и оформлению)

Назначение программы содержит сведения о назначении программы и информацию, достаточную для понимания функций программы.
Условия выполнения программы должны содержать минимальный и максимальный состав аппаратурных и программных средств.
Выполнение программы представляет собой последовательность действий оператора, обеспечивающих загрузку, выполнение и завершение программы, возможные варианты команд, которыми оператор может управлять выполнением программы, а также ответы программы на эти команды.
Сообщения оператору содержат тексты сообщений, выдаваемых в ходе выполнения программы и соответствующие действия оператора, его действия в случае сбоя, повторного запуска программы.

Задание

Составить руководство оператора в соответствии с ГОСТ 19.505-79 ЕСПД. Руководство оператора. Требования к содержанию и оформлению.

Требования к отчёту

Отчёт должен содержать титульный лист, аннотацию, содержание и основную часть, оформленную в соответствии с ГОСТ 19.505-79 ЕСПД. Руководство оператора. Требования к содержанию и оформлению.

Лабораторная работа №7

Тестирование программы как «белого ящика».

Введение
Тестирование – процесс выполнения программы с намерением найти ошибки.

Тестирование программного обеспечения охватывает ряд видов деятельности, аналогичный последовательности процессов разравботки программного обеспечения. Сюда входят постановка задачи теста, составление тестовых заданий, выполнение тестов и изучение результатов тестирования. Решающую роль играет проектирование теста. Возможен целый спектр подходов к выработке стратегии проектирования тестов.

На левой границе спектра расположена стратегия “Чёрного ящика”. Основная цель этой стратегии – проверить все возможные комбинации значений входных величин. На правой границе спектра находится стратегия “Белого ящика”. Основная её цель – проверить каждый путь, каждую ветвь алгоритма. Стратегия ”белого ящика” позволяет исследовать внутреннюю структуру программы. Подразумевается, что программа проверена полностью, если с помощью тестов удаётся осуществить выполнение программы по всем возможным маршрутам её потока передач управления.

Ни одна из этих крайностей не является хорошей стратегией. Тестирование – проблема в значительной степени экономическая. Тестирование программы для всех комбинаций значений входных данных по стратегии “Чёрного ящика” (исчерпывающее тестирование) неосуществимо, так как количество тестов исчислялось бы миллиардами. Каждый тест должен давать максимальную отдачу по сравнению с затратами. Затраты измеряются временем и стоимостью подготовки, выполнения и проверки результатов теста. По существу, искусство тестирования представляет собой искусство отбора тестов с максимальной отдачей. Каждый тест должен быть представителем некоторого класса входных значений, так, чтобы его правильное выполнение создавало некоторую убеждённость в том, что для определённого класса входных данных программа будет выполняться правильно. Это требует некоторого знания алгоритма и структуры программы, что смещает тестировщика к правому краю спектра стратегий.

Программы должны быть протестированы с использованием контрольных примеров, разработанных на основе описания продукта и документации пользователя. Контрольные примеры должны быть методологически и систематически проработаны. Если в документации пользователя приведены примеры, то они должны быть использованы в качестве контрольных, но тестирование не должно быть ограничено только этими примерами.

Задание

Модифицировать программу, перенастроив её с ручного ввода исходных данных на их считывание из входного файла данных, вывод результатов для их проверки также осуществить в выходной файл данных.
Разработать контрольные примеры так, чтобы обеспечить выполнение программы по всем возможным ветвям алгоритма.
Создать входной файл тестовых заданий на основе контрольных примеров.
Проверить правильность работы программы, сравнив выходной файл данных с контрольными примерами.

Требования к отчёту

Отчёт должен содержать:

Файл контрольных примеров;
Входной файл тестовых заданий;
Выходной файл результатов работы программы;
Заключение о правильности работы программы, сделанное на основе сравнения выходного файла результатов с файлом контрольных примеров.

Лабораторная работа №8

Анализ надёжности и качества программного средства.

Введение

По определению, установленному в ГОСТ 13377-75, надёжность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Таким образом, надёжность является внутренним свойством системы, заложенным при её создании и проявляющимся во времени, при функционировании и эксплуатации. Надёжность также определяется как уровень, при котором система программ удовлетворяет поставленным требованиям и пригодна для эксплуатации. При этом следует отличать надёжность от корректности, которая определяется как степень удовлетворения требованиям. Надёжность является составной частью более общего понятия – качества. Качественная программа не только надёжна, но и компактна, совместима с другими программами, эффективна, удобна в сопровождении, портативна и вполне понятна.

В международном стандарте ISO 9126:1991 из всех показателей качества и надёжности программных средств выделены следующие характеристики, которые позволяют оценивать программные средства с позиции пользователя, разработчика и управляющего проектом:

 Функциональная пригодность детализируется пригодностью для применения, точностью, защищённостью, способностью к взаимодействию и согласованностью со стандартами и правилами проектирования.

 Надёжность характеризуется уровнем завершенности (отсутствия ошибок), устойчивостью к ошибкам и перезапускаемостью.

 Применимость оценивается понятностью, обучаемостью и простотой использования.

 Эффективность характеризуется ресурсной и временной экономичностью.

 Сопровождаемость характеризуется удобством для анализа, изменяемостью, стабильностью и тестируемостью.

 Переносимость отражается адаптируемостью, структурированностью, замещаемостью и внедряемостью.

Для оценки надёжности программного обеспечения существует множество моделей надёжности ПО. Термин «модель надёжности ПО» относится к математической модели, построенной для оценки зависимости надёжности ПО от некоторых определённых параметров. Значения таких параметров либо предполагаются известными, либо могут быть измерены в ходе наблюдений или экспериментального исследования процесса функционирования ПО. Модели надёжности программных средств подразделяются на эмпирические и аналитические.

Эмпирические модели базируются на анализе структурных особенностей программ. Они рассматривают зависимость показателей надёжности от числа межмодульных связей, количества циклов в модулях, отношения количества прямолинейных участков программы к количеству точек ветвления, и т.д. Эти модели можно использовать на этапе проектирования ПС, когда осуществлена разбивка на модули и известна его структура.

Аналитические модели дают возможность рассчитать количественные показатели надёжности, основываясь на данных о поведении программы в процессе тестирования. Аналитические модели делятся на две группы: динамические и статические.

В динамических моделях появление отказов ПС рассматриваются во времени.

В статических моделях появление отказов не связывают со временем, а учитывают только зависимость количества ошибок от числа тестовых прогонов или от характеристики входных данных.

Одной из статических моделей является модель Миллса. Использование этой модели предполагает необходимость перед началом тестирования искусственно вносить в программу некоторое количество известных ошибок. Ошибки вносятся случайным образом и фиксируются в протоколе искусственных ошибок. Специалист, проводящий тестирование, не знает ни количества, ни характера внесённых ошибок до момента оценки показателей надёжности по модели Миллса. Предполагается, что все ошибки, как естественные, так и искусственно внесённые имеют равную вероятность быть найденными в процессе тестирования. Тестируя программу в течение некоторого времени, собирают статистику об ошибках.

Соотношение, которое называется формулой Миллса, даёт возможность оценить первоначальное число ошибок в программе N.

N=S*n/V ,

где S – количество искусственно внесённых ошибок;

n – число найденных собственных ошибок;

V – число обнаруженных искусственных ошибок.

C=S/(S+N+1)

Величина C является мерой доверия к модели и показывает, насколько правильно найдено значение N.

Эти два связанных между собой по смыслу соотношения образуют полезную модель ошибок: первое предсказывает возможное число первоначально имевшихся в программе ошибок, а второе используется для установления доверительного уровня прогноза.