Качество программных средств. Методы достижения качества. Сертификация и аттестация.

Качество программных средств. Методы достижения качества. Сертификация и аттестация.

Качество ПС описывается совокупностью пока­зателей-критериев, для каждого из которых должны быть опреде­лены метрики и методы их измерения. Можно выделить четыре основные группы критериев, в составе каждой детали­зируются еще несколько показателей и пара­мет­ров.

Функциональнаяпригодность – это набор атрибутов, опреде­ля­ющих назначение, номенклатуру, основные необходимые и до­статочные функции ПС, заданные техническими требованиями за­казчика или потенциального пользователя. Эти атрибуты можно чис­ленно представить точностью вычислений, относительным числом поэтапно изменяемых функций, коэффициентом изменения специ­фикаций требований разработ­чиками и заказчиками и т.д. В наи­большей степени функ­ци­ональная пригодность проявляется в кор­ректности и надежности ПС.

Удобство использования ПС – группа показателей, отражающих понятность, обучаемость и простоту (комфортность) использования.

Надежность программ –это способность выполнять задан­ные функ­­­ции в различных условиях: устойчивость (способность к без­отказному функционированию после произошедших сбоев), восстанавливаемость (полнота восстановления функционирования программ после перезапуска-рестарта), коэффициент готовности (вероятность иметь восстанав­ливаемую систему в работоспособном состоянии в произвольный момент времени).

Эффективность использования ресурсов – временная экономичность, время реакции, пропускная способность, ресурсная экономия.

Для достижения высокого качества используются два метода:

1) контроль качества и проведение испытания изделия на ряде про­межуточ­ных этапов его создания, что в значительной степени сокра­щает брак на завер­ша­ющих стадиях испытаний и при передаче изделия в эксплуатацию;

2) испытания и отбра­ковка ПС на конечном этапе разработки.

Для управления качеством необходимо классифицировать критерии в зависимости от классов программ. В соответствии с особенностями ПС выбирают номенклатуру и зна­че­ния показателей качества, которые отражаются в техническом задании и в спецификации требований на конечный продукт. Основным методом измерения качества программ на любых этапах разработки является тестирование. Результаты тестирования и измерения показателей сравниваются с требованиями технического задания.

Для обеспечения гарантий высокого качества программ форми­ру­ют­ся план и основные положения методики обеспечения качества, поэтапных испытаний компонент и определения характеристик, допустимых для продолжения разработки на следующем этапе. По завершении каждого этапа испытаний возможен возврат на предшествующие этапы разработки и испытания, если их результаты оказываются неудовлетворительными.

Аттестация представляет собой специально организованный про­цесс испытаний программ с применением упорядоченной, стан­дарти­зи­ро­ванной совокупности тестов, охватывающих все необхо­димые функции и режимы применения ПС или его компонент. По результатам ат­теста­ции программам присваива­ют­ся различные уровни качества, в соответствии с которыми они до­пускают­ся к эксплуатации.

Сертификация также является испытанием программ, но проводимым в бо­лее жест­ких условиях тестирования, особо выделенным (третей­ским) кол­лек­ти­вом специалистов (специализирован­ные центры сертификации), име­ющим право на официальный государственный или ведомственный контроль функций, средств и качества ПС и гаранти­рующим его соответ­ст­вие стандартам и другим нормативным доку­ментам, а также безопасность его примене­ния. Если все испыта­ния проходят успешно, то на соответствующую версию ПС оформляется специальный документ – сертификат со­ответствия. Он офи­циально подтверждает соответствие стандартам функций и характеристик, а также допустимость ПС для определенной области применения.

Билет 6

Сетевые технологии

Сеть  ‑ совокупность программ, технических и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычислительных ресурсов. Сети позволяют: построить распределенные базы данных; увеличить надежность функционирования за счет дублирования; создать новые виды сервисного обслуживания; уменьшить стоимость обработки информации.

Архитектура сети ‑ конструкция сложных объединений компьютеров, предоставляющих пользователю различные информационные ресурсы.

Характеристики сети: открытость (возможность подключения любого поль­зователя); наличие ресурсов (набор данных и знаний); надежность; динамичность (минимальное время ответа); наличие интерфейса; автоном­ность (независимость работы сетей различного уровня); пере­да­ча информации и ее защита; топология сети (физическая ‑ реальная схе­ма соединения узлов сети каналами связи и логическая структура маршрута потоков).

Существуют звездообразные, древовидные, кольцевые, многосвязные сети. Для взаимодействия компонентов сети используются протоколы и интерфейсы.

Протокол ­‑ документ, однозначно определяющий правило взаимодей­ствия уровней, работающих друг с другом.

Интерфейс ‑ свод правил по взаимодействию компонентов, располо­жен­ных в смежных уровнях.

Основные процессы ЖЦ ПС

1. Процесс приобретения. Определяет действия предприятия-покупателя, которое приобретает АС, программный продукт или сервис ПС.

2. Процесс поставки. Определяет действия предприятия-поставщика, которое снабжает покупателя системой, программным продуктом или сервисом ПС.

3. Процесс разработки. Определяет действия предприятия-разработчика, которое разрабатывает принцип построения программного изделия и программный продукт. Анализ требований к системе. Устанавливаются функции систе­мы, ус­ловия внешней среды, качество и требования к характеристикам, тре­бования к интерфейсам и к сопряжению аппаратных и программных средств. Проектирование системы. Требования к системе преобразуются в архи­тектуру системы, производится распределение функций и компонент меж­ду ап­паратурой и программами, а также ручными операциями, что оформляется до­кументом первичных требований к системе, компонентам и интерфейсам. Анализ требований к программному средству. Устанавливаются и доку­ментируются функции и предварительные спецификации требо­ваний к програм­мным и информационным компонентам, их качество и фи­зи­ческие характеристи­ки, необходимые ресурсы компьютера, требования к базе дан­ных и интерфейсам, к средствам обеспечения отладки и сопро­вож­дения. Проектирование архитектуры программного средства. Разра­батываются структура ПС и интерфейсы компонент, согласуются функ­ции и технические требования к компонентам, методы и стандарты проек­ти­рования, а также от­четные документы по процессам и объектам разработки. Детальное проектирование программного средства. Проводится детальная разработка спецификаций каждой компоненты, интерфейса между ними и кон­фигурации ПС, разрабатываются требования к тестам и план интегрирования компонент. Программирование компонент. Раз­ра­баты­ваются текст програм­мных модулей и описаний данных, процедуры и данные для их тести­ро­ва­ния, документы результатов тестирования, доку­менты процедур и данных для интеграции ПС.

4. Процесс функционирования. Определяет действия предприятия-оператора, которое обеспечивает обслуживание системы (а не только ПС) в процессе ее функционирования в интересах пользователей. В отличие от действий, которые определяются разработчиком в инструкциях по эксплуатации (эта деятельность разработчика предусмотрена во всех трех рассматриваемых стандартах), определяются действия оператора по консультированию пользователей, получению обратной связи и др., которые он планирует сам и берет на себя соответствующие обязанности. Эксплуатация системы и программного средства. Заказчик или пользо­ватель системы использует ее в соответствии с документацией, подготавливает отчеты о выявленных ошибках, а также о желательных модификациях и раз­витии системы и программного средства. Поддержка пользователей системы и программного средства. Осуществ­ляются обучение и консультация пользователей, накапливаются и обрабатыва­ются отчеты и рекомендации пользователей по совер­шенствованию системы; пользователи информируются об изменениях системы и ПС. Прекращение эксплуатации конфигурации системы и/или программного средства. Обоснование и извещение пользователей о прек­ращении поддержки версии системы, архивация версии и ее документации, предложение пользова­телям доступных вариантов для замены системы и/или программного средства.

5. Процесс сопровождения. Определяет действия персонала сопровождения, который обеспечивает сопровождение программного продукта, что представляет собой управление модификациями программного продукта, поддержку его текущего состояния и функциональной пригодности, включает в себя инсталляцию и удаление программного изделия на вычислительной системе. Анализ ошибок и предложений на модификацию программного сред­ства. Исследуются спрос на модификацию, степень изменения прог­рамм и необ­ходимые затраты, риск и возможные альтернативы, подготав­ли­ваются решения на изменения и тесты для проверки. Реализация модификации программного средства. Корректиров­ка про­грамм, данных и интерфейсов, разработка необходимых модулей и ком­понент, повторение тестирования и испытания версии программного средства и системы. Приемка, установка, настройка и опытная эксплуатация новой версии системы в реальной среде.

Вспомогательные процессы: решение проблем, документирование, управление конфигурацией, гарантирование качества (верификация, аттестация, совместная оценка, аудит), организационные процессы (управление, создание инфраструктуры, усовершенствование, обучение),   адаптация (определяет основные действия, необходи­мые для адаптации стандарта к условиям конкретного проекта).

 

ГОСТ 19.102–77 ЕСПД.Стадии разработки.

1. Техническое задание (стадия)

Обоснование необходимости разработки программы (этап). Постановка зада­чи. Сбор исходных материалов. Выбор и обоснование критериев эффективности и ка­чества разрабатываемой программы. Обос­нова­ние необходимости проведения науч­но‑ис­следовательских работ

Научно‑исследовательские работы. Определение структуры входных и выход­ных данных. Предварительный выбор методов решения задач. Обоснование целесооб­раз­ности применения ранее разработанных программ. Определение требований к техническим средствам. Обоснование принципиальной возможности решения поставленной задачи.

Разработка и утверждение технического задания. Определение требований к программе. Разработка технико‑экономического обоснова­ния разработки программы. Определение стадий, этапов и сроков разработки програм­мы и документации на нее. Выбор языков программирования. Оп­реде­ле­­ние необходимости проведения научно‑ис­сле­довательских работ на пос­ле­ду­ющих стадиях. Согласование и утверждение техни­чес­кого задания.

Эскизный проект

Разработка эскизного проекта. Предварительная разработка структуры вход­ных и выходных данных. Уточнение методов решения задачи. Разработка общего опи­сания алгоритма решения задачи. Разработка технико‑экономического обоснова­ния.

Утверждение эскизного проекта. Разработка пояснительной записки. Согласование и утверждение эскизного проекта.

Технический проект

Разработка технического проекта. Уточнение структуры входных и выход­ных данных. Разработка алгоритма решения задачи. Определение формы представле­ния входных и выходных данных. Определение семантики и синтаксиса языка. Разра­ботка структуры программы. Окончательное определение конфигурации технических средств.

Утверждение технического проекта. Разработка плана мероприятий по разработке и внедрению программ. Разработка пояснительной записки. Согласование и утверждение технического проекта.

Рабочий проект

Разработка программы. Программирование и отладка программы.

Разработка программной документации. Разработка программных докумен­тов в соответствии с требованиями ГОСТ 19.101–77.

Испытания программы. Разработка, согласование и утверждение программы и методики испытаний. Проведе­ние предварительных государственных, межведомственных и других видов испытаний. Корректировка программы и программной документации по результатам испытаний.

Внедрение

Подготовка и передача программы. Подготовка и передача программы и программной документации для сопровождения и (или) изготовления. Оформление и утверждение акта о передаче программы на сопровождение и (или) изготовление. Передача программы в фонд алгоритмов и программ.

Допускается исключать вторую стадию разработки, а в технически обосно­ван­ных случаях – вторую и третью стадии. Необходимость проведения этих стадий указывается в техническом задании.

Допускается объединять, исключать этапы работ и (или) их содержание, а также вводить другие этапы работ по согласованию с заказчиком.

Этапы тестирования

· Проверка в нормальных условиях, т.е. программа выдает нор­­маль­­­­ные результаты для характерной совокупности данных.

· Проверка в экстремальных условиях, т.е. проверка в пригра­ничных областях допустимых изменений (минимальные, максимальные допус­тимые значения, нулевые данные, пустые циклы, массивы, файлы).

· Проверка в исключительных ситуациях.

4. Наглядность исходных текстов программ. Стиль программиро­ва­ния ‑ это набор приемов программирования, которые позволяют полу­чать правильные, эффективные, удобные для применения и легко чи­тае­мые программы. Стиль связан с удобочитаемостью программы.

Необходимо стандартизировать свой стиль программирования. Если существует более одного способа сделать что‑либо, то вы должны остано­ви­ться на одном из них и придерживаться его всегда.

Рекомендации. Вводный комментарий объясняет назна­чение и условие применения. Пояснительные комментарии сопровож­дают те части программы, которые трудно понять. Пробелы вставляют повсюду, где это приводит к улучшению читабельности прог­рам­мы. Имя переменной формируют на основе хранящейся информации. Пе­ре­менные следует явно объявлять. Имена должны отображать смысл со­дер­жания. Допускается пре­фик­сная или венгерская нотация (предложенная венгром Шарле Симони в начале 80­‑х годов), которая отражает тип пе­ре­мен­ной или объекта (п. 5.1). Составные имена следует писать через знак под­черкива­ния или на­чи­нать с прописных букв. Используйте общепри­ня­тые име­на (Get, Put, Calc и др.), которые описывают действия.

Правила сокращения имен: в сокращение всегда должны входить начальные буквы; согласные важнее гласных; начало слова важнее его кон­ца; длина сокращения ограничивается числом 15; списки имен в коман­дах объявления упорядочиваются по алфавиту. Используйте общеприня­тые сокращения.

Отступы от начала строки: при записи операторов и для указания связи между ними делаются одинаковые отступы от начала строки в размере трех позиций, т.е. отступами выделяются структуры вложенности отдельных фрагментов программы.

5. Гибкость и эффективность программ. Выносите часто изме­ня­емые константы, адреса и имена файлов, баз в отдельные файлы настрой­ки, ресурсов или регистрации. Оптимизируйте програм­му пос­ле ее отлад­ки. Используйте именованные константы вместо обыч­ных. Ми­ни­ми­зи­руй­те применение глобальных переменных, вложенных структур и команд перехода Goto. Ограничивайте дей­ствия над параметрами подпрограмм (ByVal, ByRef, Optional) (п. 2.10.2).

Общие рекомендации программисту. Помните: программы чи­тают­ся людьми! Не нужно делать комментариев больше, чем это не­обходимо. Используйте вводные комментарии. Располагайте ком­­мен­тарии в программе таким образом, чтобы это не делало ее менее наглядной. Одного оператора в строке достаточно. Для выделения струк­ту­ры используйте отступы. Фиксируйте соответствие букв кирил­лицы и букв ла­тин­ского алфавита. Стремитесь к простоте и к уни­вер­сальности. Исполь­зуй­те постоян­ные приемы программирования. Унифи­цируй­те форматы ввода и вывода информации. Обеспечивайте макси­маль­но удобный интер­фейс пользователю. Интересуйтесь, как эксплуатируется программа. Уста­нав­ливайте более скромные цели (рабо­тающие программы гораздо полез­нее и важнее незаконченных громадных проектов). Умень­шай­те сложность пу­тем разбиения программы на отдель­ные части (моду­ли, подпрограммы). Слож­ность возрастает квадратично размеру прог­рам­мы. Упрощение дос­ти­га­ется методом структурного прог­раммиро­ва­ния. За­ме­на циклов или вло­жен­ных конструкций на функции упрощает модуль. Общая схема упроще­ния - разбиение прог­рам­мы на модули и оформление каждого модуля в ви­де процедуры, функции, класса., компонента или ActiveX‑элемента.

11. Сущность и принципы структурного подхода, основные понятия и примеры.

Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции (бизнес‑процес­сы): сис­тема разбивается на функциональные подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на подфункции, а они – на задачи, и так до конк­рет­ных процедур. При этом автоматизируемая система сохра­няет целостное представление, в котором все составляющие компо­ненты взаимоувязаны.

Базовыми принципами структурного подхода являются:

· принцип «разделяй и властвуй» – разбиение задачи на множество меньших независи­мых задач, легких для понимания и решения;

· принцип иерархического упорядочения – принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные струк­туры с добавлением новых деталей на каждом уровне;

· принцип абстрагирования – выделение существенных аспектов сис­те­мы и отвлечение от несущественных;

 

· принцип формализации – необходимость строгого методическо­го под­хо­да к решению проблемы;

· принцип непротиворечивости – обоснованность и согласован­ность эле­ментов;

· принцип структурирования данных, т.е. данные должны быть струк­турированы и иерархически организованы.

В структурном анализе используются в основном две группы сред­ств. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются:

· DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных (процессов);

· SADT (Structured Analysis and Design Technique) – модели и соот­ветству­ющие функциональные диаграммы;

· ERD (Entity-Relationship Diagrams) – диаграммы «сущность-связь».

Качество программных средств. Методы достижения качества. Сертификация и аттестация.

Качество ПС описывается совокупностью пока­зателей-критериев, для каждого из которых должны быть опреде­лены метрики и методы их измерения. Можно выделить четыре основные группы критериев, в составе каждой детали­зируются еще несколько показателей и пара­мет­ров.

Функциональнаяпригодность – это набор атрибутов, опреде­ля­ющих назначение, номенклатуру, основные необходимые и до­статочные функции ПС, заданные техническими требованиями за­казчика или потенциального пользователя. Эти атрибуты можно чис­ленно представить точностью вычислений, относительным числом поэтапно изменяемых функций, коэффициентом изменения специ­фикаций требований разработ­чиками и заказчиками и т.д. В наи­большей степени функ­ци­ональная пригодность проявляется в кор­ректности и надежности ПС.

Удобство использования ПС – группа показателей, отражающих понятность, обучаемость и простоту (комфортность) использования.

Надежность программ –это способность выполнять задан­ные функ­­­ции в различных условиях: устойчивость (способность к без­отказному функционированию после произошедших сбоев), восстанавливаемость (полнота восстановления функционирования программ после перезапуска-рестарта), коэффициент готовности (вероятность иметь восстанав­ливаемую систему в работоспособном состоянии в произвольный момент времени).

Эффективность использования ресурсов – временная экономичность, время реакции, пропускная способность, ресурсная экономия.

Для достижения высокого качества используются два метода:

1) контроль качества и проведение испытания изделия на ряде про­межуточ­ных этапов его создания, что в значительной степени сокра­щает брак на завер­ша­ющих стадиях испытаний и при передаче изделия в эксплуатацию;

2) испытания и отбра­ковка ПС на конечном этапе разработки.

Для управления качеством необходимо классифицировать критерии в зависимости от классов программ. В соответствии с особенностями ПС выбирают номенклатуру и зна­че­ния показателей качества, которые отражаются в техническом задании и в спецификации требований на конечный продукт. Основным методом измерения качества программ на любых этапах разработки является тестирование. Результаты тестирования и измерения показателей сравниваются с требованиями технического задания.

Для обеспечения гарантий высокого качества программ форми­ру­ют­ся план и основные положения методики обеспечения качества, поэтапных испытаний компонент и определения характеристик, допустимых для продолжения разработки на следующем этапе. По завершении каждого этапа испытаний возможен возврат на предшествующие этапы разработки и испытания, если их результаты оказываются неудовлетворительными.

Аттестация представляет собой специально организованный про­цесс испытаний программ с применением упорядоченной, стан­дарти­зи­ро­ванной совокупности тестов, охватывающих все необхо­димые функции и режимы применения ПС или его компонент. По результатам ат­теста­ции программам присваива­ют­ся различные уровни качества, в соответствии с которыми они до­пускают­ся к эксплуатации.

Сертификация также является испытанием программ, но проводимым в бо­лее жест­ких условиях тестирования, особо выделенным (третей­ским) кол­лек­ти­вом специалистов (специализирован­ные центры сертификации), име­ющим право на официальный государственный или ведомственный контроль функций, средств и качества ПС и гаранти­рующим его соответ­ст­вие стандартам и другим нормативным доку­ментам, а также безопасность его примене­ния. Если все испыта­ния проходят успешно, то на соответствующую версию ПС оформляется специальный документ – сертификат со­ответствия. Он офи­циально подтверждает соответствие стандартам функций и характеристик, а также допустимость ПС для определенной области применения.