Конспект лекций по курсу
Управление качеством программного обеспечения в промышленном программировании
Лекция №2
Золотарев Игорь Антонович
МП-35
При проектировании и системном анализе ПС необходимо определять и учитывать связи и влияния их взаимодействия основных факторов, которые влияют на качество. Прежде всего, это назначение содержания и написание функциональных и конструктивных характеристик - функциональная пригодность конструктивной характеристики качества. А у этих категорий существую субхарактеристики, атрибуты.
Метрики характеристик качества. Это не только метрики, это ещё меры и шкалы которые пригодны для измерения и оценки каких-то конкретных характеристик и атрибутов качества ПС. Это внешние факторы, внутренние факторы, негативные факторы, которые влияют на достижение высокого уровня качества, доступные ресурсы. Характеристики зависят от метрик, метрики влияют на характеристики, факторы влияют на метрики, ресурсы влияют на факторы. Но выше всех стоит функциональная пригодность, то есть функциональность схемы, потому что от неё и от требований к ней строится всё остальное. Влияние всех этих компонентов на качество зависит от назначения и требований к функциям.
Множество всех характеристик качества ПС можно разделить на две принципиально отличающихся группы: функциональные характеристики (функциональность) и конструктивные характеристики.
Функциональные характеристики – характеристики, которые определяют назначение, свойства, задачи, которые решаются комплексом программ для основных пользователей, которые сами по себе могут отличаться друг от друга, состав и специфики которых сложно модифицировать.
Конструктивные характеристики качества, номенклатура которых может быть унифицирована, адаптирована и использована для определения внутренних и внешних стандартизуемых характеристик качества.
Работа по повышению уровня качества всех характеристик должна проводиться на всех этапах жизненного цикла ПС. Определение и сравнение функционального качества программ имеет смысл проводить в пределах ограниченных классов, выполняющих подобные функции: административные, банковские, медицинские, авиационные.
Функциональная пригодность непосредственно определяет основное назначение и функции ПС для пользователей (ISO 9126). В ТЗ для каждого проекта функциональная пригодность должна быть выделена и формализована для однозначного понимания ее всеми разработчиками на каждом этапе ЖЦ. Функциональность обозначается как основная цель и главная характеристика для всего множества ПС.
Конструктивные характеристики с одной стороны играют подчинённую роль, т.к. они зависят от функциональной пригодности, какие функции решает та или иная программа. С другой стороны, сами по себе, они должны поддерживать и обеспечивать высокое качество реализации функций и его применению по основному назначению, потому что конструктивные характеристики это, как правило, показатели реализации замысла разработчика на предмет достижения заданной функциональной пригодности.
Конструктивные характеристики:
Корректность – правильность работы.
Защищенность – обеспечение недопущения посторонних к программе и результатам обработки информации.
Надежность – работа без сбоев.
Ресурсная эффективность – использование ресурсов должно быть разумным.
Мобильность – возможность переноса на другие платформы.
Сопровождаемость – величина ресурсов, которые необходимо затратить на поддержку системы.
Практичность – на сколько мы можем соотнести затраты на создание и получаемый результат.
Конструктивные характеристики практически инвариантны к функциям тех или иных ПС, т.е. практически для всех ПС присутствуют все вышеперечисленные характеристики. Причем высокий уровень этих характеристик требуется не всегда.
Общее представление о качестве ПС стандарт ISO 9126 рекомендует отражать тремя взаимодействующими метриками характеристик качества. Внутренние, отражают внутренние качества, эти качества проявляются в процессе разработки и на других этапах ЖЦ. Внутреннее качество – характеристика, присущая ПС в основном на этапе разработки. Внешние метрики отражают уровень внешнего качества, а внешнее качество задаётся требованиями заказчика. Метрики качества в использовании могут использоваться, если качество в использовании проявится на этапе эксплуатации. Результативность – достижение поставленной цели или потребностей пользователя с учётом затрат на это. Качество в использовании характеризует эффект от использования ПП.
Измерение качества пс:
Внутренне – статическим анализом мер программного кода.
Внешне – измерением поведения программного кода при его исполнении.
Все характеристики качества тесно связаны, т.к. подходящие внутренние атрибуты качества, которые известны разработчикам, фактически формируют требуемое внешнее поведение, которое ожидается потребителем, и внешнее поведение, которое позволяет достичь высокого уровня качества в использовании. На любом из этих этапов вполне возможно появление тех ошибок, которые были заложены или не учтены на более ранних этапах проектирования.
Существует набор ПС, для их работы строится интерфейс с аппаратными средствами, персоналом и рабочими потоками данных. Поставляемое ПО оценивается уровнями внешних метрик. Внешнее качество – степень, в которой продукт удовлетворяет установленные и зафиксированные потребности в среде эксплуатации определёнными пользователями, для достижения заданных целей с необходимой результативностью, производительностью и качеством. Внешние метрики используют меры ПС которые выведены из поведения системы, частью которой они являются. Это выделение происходит на основе результатов проведения испытаний, эксплуатации, наблюдения. Любое ПС перед вводом в эксплуатацию обязательно оценивают, проверяют, тестируют.
На самом деле, разработка программных продуктов позволяет провести создание только определённого образца, экземпляра программного продукта. Он доводится до ума, до завершения создания, его переводят в режим промышленной эксплуатации, но нормальные системы не останавливаются в своём развитии. Если автоматизация началась, то она уже никогда не закончится, глупо на любом этапе бросать усовершенствование, бросать развитие. Тогда начинается совершенствование системы, создаются промежуточные продукты. В конечном счёте, каждый промежуточный продукт, доводится до состояния промышленной эксплуатации. Но любой внутренний в этом контуре промежуточный продукт оценивает на предмет качества с помощью внутренних метрик, потому что его ещё не выпустили и мы можем оценить любой внутренний продукт только на уровне внутренних метрик. Они нужны для оценки, насколько мы приближаемся к требуемому уровню внешнего качества.
Любой промежуточный продукт отражает определённые функциональные и конструктивные характеристики программы.
Внутренние метрики позволяют измерять внутренние атрибуты или формировать признаки внешних атрибутов на основе анализа статистических свойств промежуточных или поставляемых компонентов. Также необходимо сравнивать продукт с чужими продуктами.
Внутренние метрики используют свойства, категории, числа или характеристики элементов из состава ПС, которые, например, имеются в процедурах исходного программного текста, в графе потока управления, потоке данных.
Заказчик всегда определяет лишь общие требования к функциям программного средства, лишь то, что необходимо ему для работы. На основе этих функций выделяются характеристики и субхарактеристики, которые должны отражать полный набор показателей качества конкретного комплекса программ. Но уровень качества на этом этапе неизвестен, мы знаем только характеристики, которые позволят его определить. На основе этих характеристик мы ищем внешние метрики, которые позволят нам оценить, насколько это ПС удовлетворяет потребностям заказчика и потребителя. После определения метрик, определяем их меры и диапазоны значений. Теперь можно определить внутренние метрики и атрибуты качества, которые до выпуска продукции позволят оценить возможность достижения качества, которое удовлетворит потребителя.
После выпуска продукта начинают работать метрики качества в использовании. Теперь, когда продукт перешёл в стадию промышленной эксплуатации, можно говорить, как он в использовании обеспечивает достижение заданной цели с результативностью, продуктивностью и удовлетворённостью.
Результативность – точность и полнота достижения определённых целей пользователями при применении ПС.
Продуктивность – соотношение израсходованных ресурсов и результативность при эксплуатации ПС.
Удовлетворённость – технологическое и психологическое отношение к качеству процессов и результатов использования программного продукта.
Качество в использовании - объективный эффект функциональных и конструктивных характеристик качества ПС для пользователя.
Зависит от типа и задач их пользователя:
Конечный оперативный пользователь ПС по основному назначению - Характеристики функциональных возможностей, надежности, практичности и эффективности
Персонал сопровождения ПС - преимущественно сопровождаемость, надежность
Персонал, выполняющий перенос ПС на иные платформы, а также инсталляцию и адаптацию интересует мобильность
Каждую категорию персонала интересуют свои свойства продукта, каждого человека интересует, как конкретный продукт облегчит ему жизнь.
Особенности измерения и оценивания характеристик качества
Оценка качества: эконометрика - область науки, которая занимается измерением показателей экономики на основе определенных методов, квалиметрия - область науки, которая изучает способы оценки качества, программометрика - занимается оценкой характеристик ПС
Оценка качества производится на основе статического анализа данных, напрямую или косвенно, экспертного оценивания - например, какой-нибудь опрос
Оценка качества - показатели качества - выделение измеримых свойств продукции, важных для потребителя
Для этого нужно выбрать характеристики качества, сравнить их с требованиями, сопоставить измеренные значения с требуемыми. Всё это можно сделать на основании использования определенных мер и шкал.
Меры, используемые для сравнения каких-либо показателей: во-первых, должны быть утверждены, во-вторых, должны иметь точность, достаточную для выполнения надежных сравнений. Измерения должны быть объективны и воспроизводимы. Также должна существовать система измерений и методов оценки, которая позволяет всем произвести одинаковую оценку.
Система измерений характеристик ПО - совокупность измеряемых характеристик, единиц измерения, измерительных шкал и связей, установленных между ними. Могут быть иерархические (например, стандартная система мер), одноранговая (которая не делится на подуровни).
Кроме мер в систему измерений входят: измерительная шкала, она устанавливает границы (диапазон) и точность измерений характеристик свойств в установленных единицах
Получаем результаты измерений, находим сходство и различие в свойствах ПО, затем даем оценку и классифицируем.
Чтобы обеспечить объективность измерений, все должны знать, каким способом измерять, должна существовать документированная и согласованная процедура для присвоения числового значения, свойства или категории каждому атрибуту программного продукта. Также нужно использовать методы обработки наблюдений или одобренных вопросников с применением номинальной, интервальной или порядковой шкалы.
Характеристики, субхарактеристики и атрибуты качества ПС:
-категорийные: описательные (набор свойств и общие характеристики) - его функции, категории ответственности, защищенности и важности, которые могут быть представлены номинальной шкалой
-количественные: представляемые множеством упорядоченных, числовых точек, отражающих непрерывные закономерности и описываемые интервальной или относительной шкалой
-качественные: характеризуются порядковой или точечной шкалой набора категорий (есть - нет, хорошо - плохо), устанавливаются, выбираются и оцениваются в значительной степени субъективно и экспертно