26. Определение требований и исходных данных

• правильность - функционирование в соответствии с техническим заданием;

• универсальность - обеспечение правильной работы при любых допустимых данных и защиты

от неправильных данных;

• надежность (помехозащищенность) - обеспечение полной повторяемости результатов, т. е.

обеспечение их правильности при наличии различного рода сбоев;

• проверяем ость - возможность проверки получаемых результатов;

• точность результатов - обеспечение погрешности результатов не выше заданной;

• защищенность - обеспечение конфиденциальности информации;

• программная совместимость - возможность совместного функционирования с другим

программным обеспечением;

• аппаратная совместимость - возможность совместного функционирования с некоторым

оборудованием;

• эффективность - использование минимально возможного количества ресурсов технических

средств, например, времени микропроцессора или объема оперативной памяти;

• адаптируемость - возможность быстрой модификации с целью приспособления к

изменяющимся условиям функционирования;

• повторная входимость - возможность повторного выполнения без перезагрузки с диска;

• реентерабельность - возможность «параллельного» использования несколькими процессами.

Правильность является обязательным требованием для любого программного обеспечения:

все, что указано в техническом задании, непременно должно быть реализовано. Однако следует

понимать, что ни тестирование (см. гл. 9), ни верификация не доказывают правильности

созданного программного продукта. В этой связи обычно говорят об определенной вероятности

наличия ошибок.

Требование универсальности также обычно входит в группу обязательных. Ничего хорошего

нет в том, что разработанная система выдает результат для некорректных данных или аварийно

завершает свою работу на некоторых наборах данных. Однако, как уже упоминалось выше,

доказать универсальность сравнительно сложной программы, так же, как ее правильность,

невозможно, поэтому имеет смысл говорить о степени универсальности программы.

Практически, чем выше требования к правильности и универсальности программного

обеспечения, тем выше и требования к его надежности. Источниками помех могут являться все

участники вычислительного процесса: технические средства, программные средства и люди.

Технические средства подвержены сбоям, например, из-за резких скачков напряжения питания

или помех при передаче информации по сетям. Программное обеспечение может содержать

ошибки. А люди могут ошибаться при вводе исходных данных.

Современные вычислительные устройства уже достаточно надежны. Сбои технических

средств, как правило, регистрируются аппаратно, соответственно результаты вычислений в этом

случае восстанавливаются. В случае длительных вычислений, как правило, промежуточные

результаты сохраняют (прием получил название «создание контрольных точек»), что позволяет

при возникновении сбоя продолжить вычисления с данными, записанными в последней

контрольной точке.

Передача информации по сетям также аппаратно контролируется, кроме того, обычно

применяется специальное помехозащитное кодирование, которое позволяет находить и исправлять

ошибки передачи данных. Однако полностью исключить ошибки технических средств

невозможно, поэтому в тех случаях, когда требования к надежности высоки, обычно используют

дублирование систем, при котором две системы решают одну и ту же задачу параллельно,

периодически сверяя полученные результаты.

Часто самым «ненадежным элементом» современных систем являются люди. Уже хорошо

известно, что в условиях монотонной работы за пультом вычислительной установки операторы

допускают большое количество ошибок. Известны и средства, позволяющие снизить количество

ошибок в конкретных ситуациях. Так, там, где это возможно, используют ввод избыточной

информации, позволяющий выполнять проверки правильности вводимых данных (ввод

контрольных сумм и т. п., см. § 2.7). Кроме этого, широко используют всякого рода подсказки,

когда информацию необходимо не вводить, а выбирать из некоторого списка и т. п.

Повышенные требования к надежности предъявляют при разработке систем управления,

функционирующих в режиме реального времени, когда вычисления выполняются параллельно с

технологическими процессами. Существенно это требование и для научно-технических систем и

баз данных.

Для обеспечения проверяемости следует документально фиксировать исходные данные,

установленные режимы и прочую информацию, которая влияет на получаемые результаты.

Особенно это существенно в случаях, когда данные поступают непосредственно от датчиков. Если

такие данные не выводить вместе с результатами, то последние нельзя будет проверить.

Точность или величина погрешности результатов зависит от точности исходных данных,

степени адекватности используемой модели, точности выбранного метода и погрешности

выполнения операций в компьютере. Требования к точности результатов обычно наиболее

жесткие для систем управления технологическими процессами (например, химическими) и систем

навигации (например, система управления стыковкой космических аппаратов).

Обеспечение защищенности (конфиденциальности) информации, используемой

проектируемой системой, отдельная и в условиях наличия сетей достаточно сложная задача.

Помимо чисто программных средств защиты, таких как кодирование информации и

идентификация пользователя, для обеспечения защищенности используют также специальные

организационные приемы. Наиболее жесткие требования предъявляются к системам, в которых

хранится информация, связанная с государственной и коммерческой тайной.

Требование программной совместимости может варьироваться от возможности совместной

установки с указанным программным обеспечением до обеспечения взаимодействия с ним,

например обмена данными и т. п. Чаще всего приходится обеспечивать функционирование

программного обеспечения под управлением заданной операционной системы. Однако может

потребоваться предусмотреть получение данных из какой-то программы или передачу некоторых

данных ей. В этом случае необходимо точно оговорить форматы передаваемых данных.

Требование аппаратной совместимости в основном формулируют в виде минимально

возможной конфигурации оборудования, на котором будет работать программное обеспечение.

Если предполагается использование нестандартного оборудования, то для него должны быть

указаны интерфейсы или протоколы обмена информацией. При этом для операционных систем

класса Windows нестандартными считают устройства, для которых в системе отсутствуют

драйверы - программы, обеспечивающие взаимодействие устройства с операционной системой.

Эффективность системы обычно оценивается отдельно по каждому ресурсу вычислительной

установки. Часто используют следующие критерии:

• время ответа системы (обычно отнесенное к быстродействию используемого оборудования) -

для систем, взаимодействующих с пользователем в интерактивном режиме, и систем реального

времени;

• объем оперативной памяти - для продуктов, работающих в системах с ограниченным

объемом оперативной памяти, например MS DOS;

• объем внешней памяти - для продуктов, интенсивно использующих внешнюю память,

например баз данных;

• количество обслуживаемых внешних устройств - для продуктов, осуществляющих

интенсивное взаимодействие с внешними устройствами, например датчиками.

Требования эффективности могут противоречить друг другу. Например, чтобы уменьшить

время выполнения некоторого фрагмента программы, может потребоваться дополнительный

объем оперативной памяти.

Адаптируемость, по сути дела, оценивает технологическое качество программного

обеспечения, поэтому оценить эту характеристику количественно практически невозможно.

Можно только констатировать, что при создании продукта использованы технологии и

специальные приемы, облегчающие его модернизацию.

Требование повторной входимости обычно предъявляется к программному обеспечению,

резидентно загруженному в оперативную память, например драйверам. Для обеспечения данного

требования необходимо так организовать программу, чтобы никакие ее исходные данные не

затирались в процессе выполнения или восстанавливались в начале или при завершении каждого

вызова.

Требование реентерабельности является более жестким, чем повторная входимость, так как в

этом случае все данные, изменяемые программой в процессе выполнения, должны быть выделены

в специальный блок, копия которого создается для каждого процесса при вызове программы.

Сложность многих программных систем не позволяет сразу сформулировать четкие

требования к ним. Обычно для перехода от идеи создания некоторого программного обеспечения

к четкой формулировке требований, которые могут быть занесены в техническое задание,

необходимо выполнить предпроектные исследования в области разработки.

27. Техническое задание – это исходный документ на проектирование технического объекта. Техническое задание устанавливает основное назначение разрабатываемого объекта, его технические и тактико-технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предписание по выполнению необходимых стадий создания документации (конструкторской, технологической, программной и т. д.) и её состав, а также специальные требования. Задание как исходный документ на создание чего-то нового существует во всех областях деятельности, различаясь по названию, содержанию, порядку оформления и т. п. (например, проектное задание в строительстве, боевое задание, домашнее задание, договор на литературное произведение и т. д.)

И так, ГОСТ рекомендует следующие разделы:

общие сведения;

назначение и цели создания (развития) системы;

характеристика объектов автоматизации;

требования к системе;

состав и содержание работ по созданию системы;

порядок контроля и приемки системы;

требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие;

требования к документированию;

источники разработки.