Оценка качественных показателей разработанногопрограммного комплекса

Оценка качественных показателей позволяет определить пригодность программного обеспечения удовлетворять заданные потребности в соответствии с его назначением. Для определения оценочных характеристик качества существуетмеждународный стандарт ISO 9126 (ГОСТ Р ИСО / МЭК 9126-93) – «Информационная технология. Оценка программного продукта. Характеристики качества и руководство по их применению». Данный стандарт выделяет 6 качественных характеристик программного обеспечения:

1. Функциональность – характеризует соответствие функциональных возможностей программного обеспечения требуемой пользовательской функциональности

2. Надежность – свойство программного средства обеспечивать работоспособность за определенный период времени

3. Практичность –характеристика определяющая сложность понимания, изучения и использования программного средства

4. Эффективность – соотношение между уровнем качества функциональности программного средства и используемыми ресурсами в установленных условиях

5. Сопровождаемость – расположенность программного средства к изменениям (модификациям)

6. Мобильность – способность программного средства адаптироваться при изменении аппаратно-операционной среды

Среди всех характеристик качества программных средств на первом месте стоит надежность, по той причине, что к ней наблюдается в первую очередь устойчивый рост требованийсо стороны клиента. Даже не смотря на то, что программное средство после разработки проходит через несколько этапов тестирования, согласно требованиям международной системы контроля качества возможно появление недочетов в надежности продукта.

Для определения надежности применяются модели, которые можно разделить на две группы: аналитические и эмпирические модели.

Эмпирические модели основываются на анализе структурных особенностей программного средства. Модели, относящиеся к данной группе, как правило, не всегда дают конечных результатов показателей надежности, однако их использование на этапе проектирования программного средства, полезно в плане прогнозирования требуемых ресурсов и сроков завершения проекта.

Аналитические модели позволяют рассчитать качественные показатели надежности, основываясь на данных определенных в процессе тестирования. Применение аналитической модели надежности программного средства состоит из четырех шагов:

1. определение предложений связанных с процедурой тестирования программного средства;

2. выбор аналитической модели, основанной на предположениях о процедуре тестирования;

3. выбор параметров моделей, используя полученные данные;

4. расчет показателей надежности по модели.

Аналитические модели в свою очередь разделяются на статические и динамические. Статические модели в основном отличаются от динамических, тем, что в них не учитывается время появления отказов в процессе тестирования. Тогда как в динамических моделях поведение программы рассматривается во времени.

Для определения показателя надежности веб-комплекса для построения оптимального маршрута обода пациентов была выбрана модель Шумана.Данная модель относится к динамическим моделям дискретного времени. Преимуществом такого вида моделей является тестирование во времени, так как такой подход дает более точное представление о работе программного средства во время испытаний.

Применение модели Шумана заключается в тестировании в несколько этапов, где каждый этап представляет собой выполнение программного средства на комплексе тестовых данных. В процессе этапа регистрируются выявленные ошибки, затем на основании собранных данных на следующем этапе применяется модель Шумана для расчета показателей надежности и только после этого исправляются обнаруженные ошибки на предыдущем этапе. Модель Шумана строится с учетом следующих ограничений:

1. постоянное число операторов программы;

2. уменьшение ошибок по мере их исправления;

3. по сумме исправленных ошибок можно судить об оставшихся;

4. отказы программы пропорциональны числу ошибок.

Далее представлена более подробная модель Шумана для оценки надежности программного средства.

В процессе тестирования формируется таблица, в которой фиксируются данные о количестве ошибок и времени прогона для каждого этапа. Сначала вычисляется общее время всех этапов :

, (3.1)

где – число безуспешных этапов; –время безуспешного этапа; – число успешных этапов; –время успешных этапов.

Далее предполагая, что интенсивность появления ошибок постоянна, то ее можно вычислить как число ошибок в единицу времени:

, (3.2)

где – число ошибок на этапе ; – число успешных этапов.

Время безотказной работы программного средства вычисляется как:

, (3.3)

Затем выбирая два различных момента тестирования и , выбор которых соответствуетусловию , гдеудельное число ошибок в момент времени рассчитывается по формуле (3.4):

(3.4)

И сопоставляя формулу (3.3) современем безотказной работы программного средства:

, (3,5)

где –количество ошибок; – общее число операторов программного средства; –число ошибок за время тестирования на одну команду; где – время работы без отказов.

Откуда и :

(3.6)

(3.7)

Далее, вычисляя отношения (3.6) и (3.7), можно найти общее число ошибок программного средства до начала тестирования:

(3.8)

Подставляя в (3.6), коэффициент пропорциональности равен:

(3.9)

Получив неизвестные и , надежность программы, рассчитывается по формуле:

(3.10)

Оценка надежности разработанного программного средства в рамках выпускной квалификационной работы. Общее постоянное число операторов веб-комплекса составляет приблизительно 13200. В процессе испытания были обнаружены данные об ошибках и времени прогонов, которые представлены в таблице 3.1

Таблица 3.1

Данные об испытаниях ПС

			a						b
№ этапа
Количество ошибок
Время прогона, мин.

 

Выбирая две точки таким образом, чтобы число ошибок на интервале (1, a)было меньше чем на интервале (a, b), за точку aвозьмем этап номер 3, а за точку b– этап номер 9. Тогда удельные числа ошибок на данных интервалах будут равны соответственно:

;

;

Время тестирования на интервалах (1, a) и (a, b) равно:

; ;

Отсюда найдем интенсивность появления ошибок для двух интервалов:

;

;

Тогда число имеющихся ошибок до начала тестирования равно:

Коэффициент пропорциональности имеет значение:

Рассчитывая надежность программного средства, пусть t = 250 мин:

В итоге, за 250 минут вероятность безотказной работы примерно равна 0,99, что является высокимпоказателем надежности разработанного программного средства.

Во время проведения остальных показателей качества, установлены веса этих показателей (, так что , и соответствующие оценки в диапазоне от 0 до 1, исходя из следующего:

· 0 – свойство в программном средстве присутствует, но качество его не приемлемо;

· 0,5-1 – свойство в программном средстве присутствует и обладает приемлемым качеством;

· 1 – свойство в программном средстве присутствует и обладает очень высоким качеством.

В таблице 3.2 представлены качественные показатели в соответствие с их весами и оценками, установленными в ходе испытаний:

Таблица 3.2

Качественные показатели

Показатели качества	Экспертная оценка (вес)	Оценка, установленная экспериментом
Портируемость	0,2	0,8
Сопровождаемость	0,1
Надежность	0,3	0,99
Эффективность	0,1	0,9
Функциональность	0,2	0,8
Практичность	0,1

 

Исходя из полученных данных, иерархическая взвешенная сумма всех весов равна:

На диаграмме (рисунок 3.1) визуально представлены качественные характеристики:

Рисунок 3.1. Диаграмма качественных показателей

Подводя итог данного раздела, испытания программного средства в соответствие с международным стандартом ISO 9126 отразили положительные результаты качественных показателей, авысокая надежность, в свою очередь, подтверждает стабильность и отказоустойчивость. Однако чтобы окончательно сделать вывод о том, что веб-комплекс готов к внедрению и вводу в эксплуатацию, необходимо рассчитать его экономическую эффективность.Об этом и пойдет речь в следующем параграфе.