13.ppt

значение только с точки зрения человека. Например, то, как отформатирован

текст программы, совершенно не важно для компьютера, но может иметь серьёзное значение для последующего сопровождения. Многие из имеющихся стандартов оформления кода, определяющих специфичные для используемого языка соглашения и задающие ряд правил, улучшающих читаемость кода, имеют своей целью облегчить будущее сопровождение ПО, включающее отладку и обновление. Существуют и другие критерии, определяющие, «хорошо» ли написан код, например, такие, как структурированность — степень логического разбиения кода на ряд управляемых блоков.

Качество исходного кода

простота использования
Эффективность:
Эффективность по времени
Эффективность использования ресурсов
Удобство использования:
Удобство изучения
Понятность
Удобство и простота

использования

Удобство использования:
Удобство изучения
Понятность
Удобство и простота использования

из которых детализируется несколькими (всего 21) субхарактеристиками.
Содержание основных характеристик качества

программных средств

со стандартами и правилами проектирования.
Функциональная пригодность

перезапускаемостью.

Надежность

со стандартами и нормативными документами, а также с другими показателями.

Характеристики и субхарактеристики в стандарте определены очень кратко, без комментариев и рекомендаций по их применению к конкретным системам и проектам. Материалы имеют справочный характер и не содержат рекомендаций по выбору и упорядочению необходимого минимума критериев в зависимости от особенностей объекта и среды разработки. Кроме того, для большинства показателей отсутствуют методики их измерения и сопоставления с требованиями спецификаций, а также рекомендации, на каких этапах разработки их целесообразно применять. Для многих показателей допускается использование метода экспертных оценок, что в условиях отсутствия обоснованных требований к уровню квалификации экспертов не гарантирует объективности оценок этих показателей. Более того, описания показателей качества ориентированы на высококвалифицированных системных аналитиков и заказчиков ПС, которым предоставляется возможность выбирать необходимую номенклатуру характеристик в соответствии с назначением, областью применения и конкретными особенностями создаваемых объектов.

функции ПС, заданные техническим заданием заказчика или потенциального пользователя. В

процессе проектирования ПС атрибуты функциональной пригодности должны конкретизироваться в спецификации на компоненты. Эти атрибуты можно численно представить точностью вычислений, относительным числом поэтапно изменяемых функций, числом спецификаций требований заказчиков и т.д. Кроме них функциональную пригодность отражают множество различных специализированных критериев, которые тесно связаны с конкретными функциями программ. Их можно рассматривать как частные критерии или как факторы, влияющие на основные показатели.
В наибольшей степени функциональная пригодность проявляется в корректности и надежности ПС, поэтому этим показателям посвящено основное содержание раздела. Кроме них функциональную пригодность отражают множество различных критериев, которые тесно с ней связаны. Их можно рассматривать как частные критерии или как факторы, влияющие на основные показатели.

Функциональная пригодность

отражающими эти свойства могут быть: способность компонентов к взаимодействию и

степень стандартизации интерфейсов, мобильность программ и их защищенность от негативных внешних воздействий. Способность программных и информационных компонентов к взаимодействию можно оценивать объемом изменений в ПС, которые необходимо выполнить при дополнении или исключении некоторой функции, когда отсутствуют изменения операционной или аппаратной среды.

Функциональная пригодность

группы может стать в значительной степени доминирующим или почти полностью

определяющим функциональную пригодность ПС. Однако практически во всех случаях важнейшим критерием является функциональная корректность ПС. Приведенные ниже виды корректности используются, в основном, для интегральной оценки результатов тестирования разработанных ПС В процессе проектирования модулей и групп программ применяются частные конструктивные критерии корректности, которые включают корректность структуры программ, обработки данных и межмодульных интерфейсов. Каждый из частных критериев может характеризоваться несколькими методами измерения качества и достигаемой степенью корректности программ: детерминированно, стохастически или в реальном времени.

Функциональная пригодность

соответствии их структуры общим правилам структурного программирования и конкретным правилам

оформления и внутреннего строения программных модулей в данном проекте. Функциональная корректность модулей определяется корректностью обработки исходных данных и получения результатов. В зависимости от функциональных задач корректность модуля может оцениваться детерминировано, по полностью определенным наборам эталонных значений, или стохастически, при задании эталонов распределениями случайных величин.

Корректность программных модулей

определяется правилами их структурирования и упорядочения. Эти правила могут быть

достаточно полно формализованы без учета конкретных особенностей функционирования программ. Назначение и область применения программ определяют выбор используемых структур данных и конкретных дисциплин их упорядочения. Функциональная корректность обработки данных связана в основном с конкретизацией их содержания в процессе исполнения программ, а также при подготовке данных внешним абонентам. Корректность обработки данных определяется степенью отладки процесса обработки представительной выборки переменных в диапазонах их изменения.

Корректность обработки данных

из модулей. Для оценки корректности структуры программ используется несколько частных

показателей, различающихся степенью охвата тестами структурных компонентов программы при тестировании. Проверка корректности структуры компонентов производится в основном статически по исходным текстам программ или динамически при исполнении программы в объектном коде. При обоих методах по мере углубления критериев проверок возрастает объем и сложность тестов, а следовательно, и достигаемая степень корректности программ.

Корректность структуры комплексов программ

информации. Связи по управлению составляют вызовы программных модулей и возвраты

в вызывавшие. Каждая связь модуля по управлению может содержать ошибку и являться причиной одного из видов некорректностей. Взаимодействие модулей по информации может происходить через обменные переменные, непосредственно подготавливаемые и используемые соседними модулями, или через глобальные переменные. Некорректности взаимодействия модулей по информации очень разнообразны, трудно контролируемые и часто носят стохастический характер. Многообразие и сложность информационных связей в больших ПС значительно затрудняют формализацию достигнутой корректности программ. Критерии становятся стохастическими и качество ПС оценивается интегрально по результатам общего функционирования.

Корректность межмодульных интерфейсов

функционирования в реальном времени. Быстрое реагирование на искажения программ, данных

или вычислительного процесса и восстановление работоспособности за время меньшее, чем порог между сбоем и отказом, обеспечивают высокую надежность программ. При этом некорректная программа может функционировать абсолютно надежно. В реальных условиях по различным причинам исходные данные могут попадать в области значений, вызывающих сбои, не проверенные при испытаниях, а также не заданные требованиями спецификации и технического задания. Если в этих ситуациях происходит достаточно быстрое восстановление, такое что не фиксируется отказ, то такие события не влияют на основные показатели надежности- наработку на отказ и коэффициент готовности. Следовательно, надежность функцио­нирования программ является понятием динамическим, проявляющимся во времени, и существенно отличается от понятия корректности программ.

Надежная программа

и отличия этих объектов от традиционных технических систем, для которых

первоначально разрабатывалась теория надежности

Особенности и отличия программных проектов от традиционных технических систем

не применимы понятия надежности функционирования, если при обработке информации они

не используют значения реального времени и не взаимодействуют активно с внешней средой;
доминирующими факторами, определяющими надежность программ, являются дефекты и ошибки проектирования и разработки, и второстепенное значение имеет физическое разрушение программных компонентов при негативных внешних воздействиях;
относительно редкое разрушение программных компонентов и необходимость их физической замены, приводит к принципиальному изменению понятий сбоя и отказа программ и к разделению их по длительности восстановления относительно некоторого допустимого времени простоя для функционирования информационной системы;
для повышения надежности комплексов программ особое значение имеют методы автоматического сокращения длительности восстановления и преобразования отказов в кратковременные сбои, путем введения в программные средства временной, программной и информационной избыточности;
традиционные методы форсированных испытаний надежности систем путем физического воздействия на их компоненты не применимы для программных средств и их следует заменять на методы форсированного воздействия и искажений информационных потоков из внешней среды.

Особенности и отличия программных проектов от традиционных технических систем

установить соответствие ее характеристик требованиям технической документации. Для этого должны

использоваться методы и средства контроля и - диагностики функционирования системы. Глубина и полнота проверок, степень автоматизации контрольных операций, длительность и порядок их выполнения - влияют на надежность системы и достоверность ее оценки. Непредсказуемость вида, места и времени проявления дефектов ПС в процессе эксплуатации приводит к необходимости создания специальных, дополнительных систем оперативной защиты от непредумышленных, случайных искажений вычислительного процесса, программ и данных. Системы оперативной защиты предназначены для выявления и блокирования распространения негативных последствий проявления дефектов и уменьшения их влияния на надежность функционирования ПС до устранения их первичных источников. Для этого в ПС должна вводиться временная, программная и информационная избыточность, осуществляющая оперативное обнаружение дефектов функционирования, их идентификацию и автоматическое восстановление (рестарт) нормального функционирования ПС.

их физического разрушения является разделение по временному показателю длительности восстановления

после любого искажения программ, данных или вычислительного процесса, регистрируемого как нарушение работоспособности. При длительности вос­становления, меньшей заданного порога, дефекты и аномалии при функционировании программ следует относить к сбоям, а при восстановлении превышающем по длительности пороговое значение, происходящее искажение соответствует отказу. Классификация программных сбоев и отказов по длительности восстановления приводит к необходимости анализа динамических характеристик абонентов, являющихся потребителями данных, обработанных исследуемым ПС, а также временных характеристик функционирования программ. Временная зона перерыва нормальной вы­дачи информации и потери работоспособности, которую следует рассматривать как зону сбоя, тем шире, чем более инертный объект находится под воздействием сообщений, подготовленных данным ПС. Пороговое время восстановления работоспособного состояния системы, при превышении которого следует фиксировать отказ, близко к периоду решения задач для подготовки информации соответствующему абоненту.

Принцип классификации сбоев и отказов

безотказному функционированию и восстанавливаемостью работоспособного состояния после произошедших сбоев или

отказов. В свою очередь устойчивость зависит от уровня не устраненных дефектов и ошибок и способности ПС реагировать на их проявления так, чтобы это не отражалось на показателях надежности. Последнее определяется эффективностью контроля данных, по­ступающих из внешней среды, и средств обнаружения аномалий функционирования ПС.

Надежность функционирования ПС

процессе перезапуска - рестарта. Перезапуск должен обеспечивать возобновления нормального функционирования

ПС, на что требуются ресурсы ЭВМ и время. Поэтому полнота и длительность восстановления функционирования .после сбоев отражают надежность ПС и возможность его использования по прямому назначению.

Восстанавливаемость

для других технических систем. Нал более широко используется критерий длительности

наработки на отказ. Для определения этой величины измеряется время работоспособного состояния системы между последовательными отказами или началами нормального функционирования системы после них. Основным показателем процесса восстановления является длительность восстановления и ее вероятностные характеристики. Этот критерий учитывает возможность многократных отказов и восстановлений. Обобщение характеристик отказов и восстановлений производится в критерии коэффициент готовности. Этот показатель отражает вероятность иметь восстанавливаемую систему в работоспособном состоянии в произвольный момент времени.

Критерий длительности наработки на отказ

часто потребности в них для решения конкретных задач ПС обгоняют

их техническое увеличение и задача экономного использования ресурсов остается актуальной. Поэтому среди конструктивных критериев качества ПС заметную роль, играют критерии эффективности использования ресурсов памяти и производительности ЭВМ при реализации определенного ПС.

оперативной, внешней и виртуальной памяти, каналов ввода-вывода, терминалов и каналов

локальной сети. Этот критерий определяется структурой и функциями ПС, а также архитектурными особенностями и доступными ресурсами реализующей ЭВМ. В зависимости от конкретных особенностей ПС и реализующей ЭВМ может доминировать либо величина абсолютной занятости ресурсов различных видов, либо относительная величина использования ресурсов каждого вида при нормальном функционировании ПС. Ресурсная экономия влияет не только на стоимость решения функциональных задач конкретным ПС, но зачастую, особенно на встраиваемых ЭВМ, определяет принципиальную возможность полноценного функционирования ПС.

Ресурсная экономия

от скорости обработки данных, влияющей непосредственно на интервал времени завершения

конкретного вычислительного процесса, и от пропускной способности, т.е. от числа заданий, которое можно реализовать на данной ЭВМ в заданном интервале времени. Эти показатели качества тесно связаны с временем реакции (отклика) ПС на запросы для решения основных функциональных задач. Величина этого времени зависит от длительности решения задачи центральным процессором ЭВМ, от затрат времени на обмен с внешней памятью, на ввод и вывод данных и от длительности ожидания в очереди до начала решения задачи. Этот показатель тесно связан с длительностью обработки типового запроса или с интервалом времени решения типовых или наиболее частых функциональных задач данным ПС.

Временная экономичность ПС

или запросов на решение определенных задач, обрабатываемых в единицу времени,

зависящую от некоторого показателя внешней среды. Например, в банковских системах управления такой интервал времени определяется темпом смены данных о состоянии различных финансовых показателей банка, который зависит от интенсивности обращения к информационной системе операторов банка и от потоков данных от внешних клиентов. В таких системах пропускная способность соответствует предельному числу транзакций, которое может обслуживать данный центр обработки

Пропускная способность