Качество программного обеспечения
Под качеством программного обеспечения будем понимать совокупность свойств ПО, обусловливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности пользователей и специалистов, участвующих в создании и сопровождении ПО. Из приведенной формулировки следует, что не все свойства ПО входят в его качество, а только та их совокупность, которая определяется потребностью в этом ПО. Качество программного продукта можно определить как «пригодность к использованию». Качество должно гарантироваться процессом разработки. Контроль качества программного продукта — это систематические действия, подтверждающие пригодность к использованию программного продукта в целом. Цель контроля качества — дать количественные меры качества программной системы.
Под свойством (характеристикой) ПО будем понимать объективную особенность ПО (программ и документации), проявляющуюся при его разработке, эксплуатации и сопровождении. Свойства ПО можно условно разделить на функциональные и конструктивные. Функциональные свойства отражают возможности и специфику применения программы и обусловливают степень ее соответствия своему целевому назначению. Они характеризуют программу с точки зрения того, как в действительности она выполняется. Конструктивные свойства программы более или менее не зависят от ее функциональных возможностей и назначения. Они характеризуют программу с точки зрения того, как в действительности она сконструирована.
Для объективной оценки качества ПО его свойства необходимо охарактеризовать количественно. Показатель качества ПО — количественная характеристика свойства ПО, входящая в состав его качества и рассматриваемая применительно к определенным условиям его создания, эксплуатации и сопровождения. Наряду с показателями качества могут использоваться качественные (словесные) оценки, называемые признаками.
Показатели качества по количеству характеризуемых свойств могут быть единичными и комплексными (групповыми). Единичный показатель относится только к одному из свойств, тогда как комплексный характеризует несколько свойств ПО.
Методы оценки свойств программного обеспечения
Методы определения показателей качества ПО различаются:
- по способам получения информации о ПО — измерительный, регистрационный, органолептический, расчетный;
- по источникам получения информации — традиционный, экспертный, социологический.
Измерительный метод основан на получении информации о свойствах и характеристиках ПО с использованием инструментальных средств. Например, с использованием этого метода определяется объем ПО — число строк исходного текста программ и число строк — комментариев, число операторов и операндов, число исполненных операторов, число ветвей в программе, число точек входа (выхода), время выполнения ветви программы, время реакции и другие показатели.
Регистрационный метод основан на получении информации во время испытаний или функционирования ПО, когда регистрируются и подсчитываются определенные события, например, время и число сбоев и отказов, время передачи управления другим модулям, время начала и окончания работы.
Органолептический метод основан на использовании информации, получаемой в результате анализа восприятия органов чувств (зрения, слуха), и применяется для определения таких показателей как удобство применения, эффективность и т. п.
Расчетный метод основан на использовании теоретических и эмпирических зависимостей (на ранних этапах разработки), статистических данных, накапливаемых при испытаниях, эксплуатации и сопровождении ПО. При помощи расчетного метода определяются длительность и точность вычислений, время реакции, необходимые ресурсы.
Экспертный метод применяется в случаях, когда задача не может быть решена никаким другим из существующих способов, или другие способы являются значительно более трудоемкими. Экспертный метод рекомендуется применять при определении показателей наглядности, полноты и доступности программной документации, легкости освоения, структурности. Определение значений показателей качества ПО экспертным методом осуществляется группой экспертов-специалистов, компетентных в решении данной задачи, на базе их опыта и интуиции.
Социологические методы основаны на обработке специальных анкет-вопросников.
Оценка качества ПО проводится на фазах жизненного цикла и включает выбор номенклатуры показателей, их оценку и сопоставление значений показателей, полученных в результате сравнения, с базовыми значениями.
Показатели качества объединены в систему из четырех уровней. Каждый вышестоящий уровень содержит в качестве составляющих показатели нижестоящих уровней. Допускается вводить дополнительные показатели на каждом из уровней.
Для обеспечения возможности получения интегральной оценки по группам показателей качества используют факторы качества (1-й уровень): надежность ПО, сопровождаемость, удобство применения, эффективность, универсальность (гибкость) и корректность. Каждому фактору качества соответствует определенный набор критериев качества (комплексные показатели — 2-й уровень), приведенные ниже. Критерии качества определяют одной или несколькими метриками (3-й уровень). Если критерий качества определяется одной метрикой, то уровень метрики опускается. Метрики составляются из оценочных элементов (единичных показателей — 4-й уровень), определяющих заданное в метрике свойство. Число оценочных элементов, входящих в метрику, не ограничено.
Для показателей качества на всех уровнях (факторы, критерии, метрики, оценочные элементы) принимается единая шкала оценки от 0 до 1.
Показатели качества на каждом вышестоящем уровне (кроме уровня оценочных элементов) определяются показателями качества нижестоящего уровня.
Рассмотрим основные показатели качества ПО:
- Показатели надежности. Характеризуют способность ПО в конкретных областях применения выполнять заданные функции в соответствии с программными документами в условиях возникновения отклонений в среде функционирования, вызванных сбоями технических средств, ошибками во входных данных, ошибками обслуживания и другими дестабилизирующими воздействиями:
- Устойчивость функционирования. Способность обеспечивать продолжение работы программы после возникновения отклонений, вызванных сбоями технических средств, ошибками во входных данных и ошибками обслуживания;
- Работоспособность. Способность программы функционировать в заданных режимах и объемах обрабатываемой информации в соответствии с программными документами при отсутствии сбоев технических средств.
- Показатели сопровождения. Характеризуют технологические аспекты, обеспечивающие простоту устранения ошибок в программе и программных документах и поддержания ПО в актуальном состоянии:
- Структурность. Организация всех взаимосвязанных частей программы в единое целое с использованием логических структур «последовательность», «выбор», «повторение»;
- Простота конструкции. Построение модульной структуры-программы наиболее рациональным с точки зрения восприятия и понимания образом;
- Наглядность. Наличие и представление в наиболее легко воспринимаемом виде исходных модулей, полное их описание в соответствующих программных документах;
- Повторяемость. Степень использования типовых проектных решений или компонентов, входящих в ПО.
- Показатели удобства применения. Характеризуют свойства ПО, способствующие быстрому освоению, применению и эксплуатации ПО с минимальными трудозатратами с учетом характера решаемых задач и требованиями к квалификации обслуживающего персонала:
- Легкость освоения. Представление программных документов и программы в виде, способствующем пониманию логики функционирования программы в целом и ее частей;
- Доступность эксплуатационных программных документов. Понятность, наглядность и полнота описания взаимодействия пользователя с программой в эксплуатационных программных документах;
- Удобство эксплуатации и обслуживания. Соответствие процесса обработки данных и форм представления результатов характеру решаемых задач.
- Показатели эффективности. Характеризуют степень удовлетворения потребности пользователя в обработке данных с учетом экономических, вычислительных и людских ресурсов:
- Уровень автоматизации. Уровень автоматизации функций процесса обработки данных с учетом рациональности функциональной структуры программы с точки зрения взаимодействия с ней пользователя и использования вычислительных ресурсов;
- Временная эффективность. Способность программы выполнять заданные действия в интервал времени, отвечающий определенным требованиям;
- Ресурсоемкость. Минимально необходимые вычислительные ресурсы и число обслуживающего персонала для эксплуатации ПО.
- Показатели универсальности. Характеризуют адаптируемость ПО к новым функциональным требованиям, возникающим вследствие изменения области применения или других условий функционирования:
- Гибкость. Возможность использования ПО в различных областях применения;
- Мобильность. Возможность применения ПО без существенных дополнительных трудозатрат на эвм аналогичного класса;
- Модифицируемость. Обеспечение простоты внесения необходимых изменений и доработок в программу в процессе эксплуатации.
- Показатели корректности. Характеризуют степень соответствия ПО требованиям, установленным в тз, требованиям к обработке данных и общесистемным требованиям:
- Полнота реализации. Полнота реализации заданных функций ПО и достаточность их описания в программной документации;
- Согласованность. Однозначное, непротиворечивое описание и использование тождественных объектов, функций, терминов, определений, идентификаторов и т.д. в различных частях программных документов и текста программы;
- Логическая корректность. Функциональное и программное соответствие процесса обработки данных при выполнении задания общесистемным требованиям;
- Проверенность. Полнота проверки возможных маршрутов выполнения программы в процессе тестирования.
CC-BY-CA Цыганенко В.Н., 20.10.2013