Стандарты качества программного обеспечения. Выбор показателей качества. · внешнее качество, заданное требованиями заказчика в спецификациях и отражающееся в характеристиках конечного продукта

Методологии Сопутствующие дисциплины

Ка́чество програ́ммного обеспечения - характеристика программного обеспечения (ПО) как степени его соответствия требованиям. При этом требования могут трактоваться довольно широко, что порождает целый ряд независимых определений понятия. Чаще всего используется определение ISO 9001 , согласно которому качество есть «степень соответствия присущих характеристик требованиям».

Качество исходного кода

Качество кода может определяться различными критериями. Некоторые из них имеют 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.

• Читаемость кода
• Лёгкость поддержки, тестирования , отладки, исправления ошибок, изменения и портируемости
• Низкая сложность кода
• Низкое использование ресурсов: памяти и процессорного времени
• Корректная обработка исключительных ситуаций
• Малое число предупреждений при компиляции и линковке

Методы улучшения качества кода: рефакторинг .

Факторы качества

Фактор качества ПО - это нефункциональное требование к программе, которое обычно не описывается в договоре с заказчиком, но, тем не менее, является желательным требованием, повышающим качество программы.

Некоторые из факторов качества:

Понятность Назначение ПО должно быть понятным, из самой программы и документации. полнота Все необходимые части программы должны быть представлены и полностью реализованы. краткость Отсутствие лишней, дублирующейся информации. Повторяющиеся части кода должны быть преобразованы в вызов общей процедуры. То же касается и документации. портируемость Лёгкость в адаптации программы к другому окружению: другой архитектуре, платформе, операционной системе или её версии. согласованность По всей программе и в документации должны использоваться одни и те же соглашения, форматы и обозначения. сопровождаемость Насколько сложно изменить программу для удовлетворения новых требований. Это требование также указывает, что программа должна быть хорошо документирована, не слишком запутана, и иметь резерв роста по использованию ресурсов (память, процессор). тестируемость Позволяет ли программа выполнить проверку приёмочных характеристик, поддерживается ли возможность измерения производительности. удобство использования Простота и удобство использования программы. Это требование относится прежде всего к интерфейсу пользователя. надёжность отсутствие отказов и сбоев в работе программ, а также простота исправления дефектов и ошибок: структурированность эффективность Насколько рационально программа относится к ресурсам (память, процессор) при выполнении своих задач. безопасность

С точки зрения пользователя

Помимо технического взгляда на качество ПО, существует и оценка качества с позиции пользователя. Для этого аспекта качества иногда используют термин «юзабилити ». Довольно сложно получить оценку юзабилити для заданного программного продукта. Наиболее важные из вопросов, влияющий на оценку:

• Является ли пользовательский интерфейс интуитивно понятным?
• Насколько просто выполнять простые, частые операции?
• Насколько легко выполняются сложные операции?
• Выдаёт ли программа понятные сообщения об ошибках?
• Всегда ли программа ведёт себя так как ожидается?
• Имеется ли документация и насколько она полна?
• Является ли интерфейс пользователя само-описательным/само-документирующим?
• Всегда ли задержки с ответом программы являются приемлемыми?

См. также

Ссылки

Известные деятели
Процесс
Концепции
Направления
Модели разработки
Другие модели
Прочее

Wikimedia Foundation . 2010 .

• NLite
• В полночь на кладбище (фильм)

Смотреть что такое "Качество программного обеспечения" в других словарях:

Качество программного обеспечения - способность программного продукта подтвердить свою спецификацию при условии, что спецификация ориентирована на характеристики, которые желает получить пользователь. См. также: Качество программного обеспечения Программное обеспечение Финансовый… … Финансовый словарь

Разработка программного обеспечения - Когда Грейс Хоппер работала с компьютером Гарвард Марк II в Гарвардском университете, её коллеги обнаружили эту моль, застрявшую в реле и таким образом помешавшую работе устройства, после чего она отметила, что они «отлаживали»(debug) систему.… … Википедия

Тестирование программного обеспечения - Разработка программного обеспечения Процесс разработки ПО Шаги процесса Анализ Проектирование Программирование Докумен … Википедия

Производитель программного обеспечения - Разработка программного обеспечения (англ. software engineering, software development) это род деятельности (профессия) и процесс, направленный на создание и поддержание работоспособности, качества и надежности программного обеспечения, используя … Википедия

Кризис программного обеспечения - «Кризис программного обеспечения» термин, некогда использовавшийся в информатике для описания последствий быстрого роста вычислительной мощности компьютеров и сложности проблем, которые могут быть решены с их помощью. В сущности, это… … Википедия

Инженерия программного обеспечения - Новый Airbus A 380 использует довольно много ПО, чтобы создать современную кабину в самолете. Метод инженерии программного обеспечения позволил создать программное обеспечение самолёта, описываемое миллионами строк … Википедия

Мобильность программного обеспечения - способность программного обеспечения работать на различных аппаратных платформах или под управлением различных операционных систем. Синонимы: Переносимость программного обеспечения См. также: Качество программного обеспечения Открытые системы… … Финансовый словарь

Удобство программного обеспечения - характеристики программного продукта, которые: позволяют минимизировать усилия пользователей по подготовке исходных данных, применению программного продукта и оценке полученных результатов, а также позволяют вызывать положительные эмоции… … Финансовый словарь

Сопровождаемость программного обеспечения - характеристики программного продукта, позволяющие минимизировать усилия по внесению в него изменений: для устранения ошибок; или для модификации в соответствии с изменяющимися потребностями пользователей. См. также: Качество программного… … Финансовый словарь

Функциональность программного обеспечения - способность программного продукта выполнять набор функций: определенных в его внешнем описании; и удовлетворяющих заданным или подразумеваемым потребностям пользователей. Синонимы: Интероперабельность программного обеспечения См. также: Качество… … Финансовый словарь

Книги

• Совершенный код: Практическое руководство по разработке программного обеспечения , Макконнелл С.. Более 10 лет первое издание этой книги считалось одним из лучших практических руководств по программированию. Сейчас эта книга полностью обновлена с учетом современных тенденций и технологий…

Быстрое увеличение сложности и размеров современных комплексов программ при одновременном росте ответственности выполняемых функций резко повысило требования со стороны заказчиков и пользователей к их качеству и безопасности применения. Испытанным средством обеспечения высокой эффективности и качества функционирования программ и программных комплексов являются международные стандарты, разработанные при участии представителей ведущих компаний отрасли.

По мере расширения применения и увеличения сложности информационных систем выделились области, в которых ошибки или недостаточное качество программ либо данных могут нанести ущерб, значительно превышающий положительный эффект от их использования.

Во многих случаях контракты и предварительные планы на создание сложных программных средств и баз данных для информационных систем подготавливаются и оцениваются неквалифицированно, на основе неформализованных представлений заказчиков и разработчиков о требуемых функциях и характеристиках качества информационных систем. Значительные системные ошибки при определении требуемых показателей качества, оценке трудоемкости, стоимости и длительности создания программных средств - явление достаточно массовое. Многие информационные системы не способны выполнять полностью требуемые функциональные задачи с гарантированным качеством, и их приходится долго и иногда безуспешно дорабатывать для достижения необходимого качества и надежности функционирования, затрачивая дополнительно большие средства и время. В результате часто проекты информационных систем не соответствуют исходному, декларированному назначению и требованиям к характеристикам качества, не укладываются в графики и бюджет разработки.

В технических заданиях и реализованных проектах информационных систем часто обходятся молчанием или недостаточно формализуются сведения о понятиях и значениях качества программного продукта, о том, какими характеристиками они описываются, как их следует измерять и сравнивать с требованиями, отраженными в контракте, техническом задании или спецификациях. Кроме того, некоторые из характеристик часто отсутствуют в требованиях на программные средства, что приводит к произвольному их учету или к пропуску при испытаниях. Нечеткое декларирование в документах понятий и требуемых значений характеристик качества программных средств вызывает конфликты между заказчиками-пользователями и разработчиками-поставщиками из-за разной трактовки одних и тех же характеристик. В связи с этим стратегической задачей в жизненном цикле современных информационных систем стало обеспечение требуемого качества программных средств и баз данных.

За последние несколько лет создано множество международных стандартов, регламентирующих процессы и продукты жизненного цикла программных средств и баз данных. Применение этих стандартов может служить основой для систем обеспечения качества программных средств, однако требуется корректировка, адаптация или исключение некоторых положений стандартов применительно к принципиальным особенностям технологий и характеристик этого вида продукции. При этом многие клиенты требуют соответствия технологии проектирования, производства и качества продукции современным международным стандартам, которые необходимо осваивать и применять для обеспечения конкурентоспособности продукции на мировом рынке.

Стандартизация характеристик качества

Одной из важнейших проблем обеспечения качества программных средств является формализация характеристик качества и методология их оценки. Для определения адекватности качества функционирования, наличия технических возможностей программных средств к взаимодействию, совершенствованию и развитию необходимо использовать стандарты в области оценки характеристик их качества. Основой регламентирования показателей качества программных средств ранее являлся международный стандарт ISO 9126:1991 (ГОСТ Р ИСО / МЭК 9126-93) "Информационная технология. Оценка программного продукта. Характеристики качества и руководство по их применению". Завершается разработка и формализован последний проект состоящего из четырех частей стандарта ISO 9126-1--4 для замены небольшой редакции 1991 года. Проект состоит из следующих частей под общим заголовком "Информационная технология - характеристики и метрики качества программного обеспечения": "Часть 1. Характеристики и субхарактеристики качества" Часть 2. Внешние метрики качества" "Часть 3. Внутренние метрики качества" "Часть 4. Метрики качества в использовании".

В России в области обеспечения жизненного цикла и качества сложных комплексов программ в основном применяется группа устаревших ГОСТов, которые отстают от мирового уровня на 5-10 лет .

Первая часть стандарта - ISO 9126-1 - распределяет атрибуты качества программных средств по шести характеристикам, используемым в остальных частях стандарта. Исходя из принципиальных возможностей их измерения, все характеристики могут быть объединены в три группы, к которым применимы разные категории метрик:

• категорийным, или описательным (номинальным) метрикам наиболее адекватны функциональные возможности программных средств;
• количественные метрики применимы для измерения надежности и эффективности сложных комплексов программ;
• качественные метрики в наибольшей степени соответствуют практичности, сопровождаемости и мобильности программных средств.

В части стандарта ISO 9126-1 даются определения с уточнениями из остальных его частей для каждой характеристики программного средства, а также для субхарактеристик качества.

За последние несколько лет создано множество стандартов ISO, регламентирующих процессы и продукты жизненного цикла программных средств и баз данных, которые могут служить основой для систем обеспечения качества программных продуктов .

Вторая и третья части стандарта - ISO 9126-2 и ISO 9126-3 - посвящены формализации соответственно внешних и внутренних метрик характеристик качества сложных программных средств. Все таблицы содержат унифицированную рубрикацию, где отражены имя и назначение метрики; метод ее применения; способ измерения, тип шкалы метрики; тип измеряемой величины; исходные данные для измерения и сравнения; а также этапы жизненного цикла программного средства (по ISO 12207), к которым применима метрика.

Четвертая часть стандарта - ISO 9126-4 - предназначена для покупателей, поставщиков, разработчиков, сопровождающих, пользователей и менеджеров качества программных средств. В ней обосновываются и комментируются выделенные показатели сферы (контекста) использования программных средств и группы выбранных метрик для пользователей.

Выбор показателей качества

Исходными данными и высшим приоритетом при выборе показателей качества в большинстве случаев являются назначение, функции и функциональная пригодность соответствующего программного средства. Достаточно полное и корректное описание этих свойств должно служить базой для определения значений большинства остальных характеристик и атрибутов качества. Принципиальные и технические возможности и точность измерения значений атрибутов характеристик качества всегда ограничены в соответствии с их содержанием. Это определяет рациональные диапазоны значений каждого атрибута, которые могут быть выбраны на основе здравого смысла, а также путем анализа прецедентов в спецификациях требований реальных проектов.

Процессы выбора и установления метрик и шкал для описания характеристик качества программных средств можно разделить на два этапа:

• выбор и обоснование набора исходных данных, отражающих общие особенности и этапы жизненного цикла проекта программного средства и его потребителей, каждый из которых влияет на определенные характеристики качества комплекса программ;
• выбор, установление и утверждение конкретных метрик и шкал измерения характеристик и атрибутов качества проекта для их последующей оценки и сопоставления с требованиями спецификаций в процессе квалификационных испытаний или сертификации на определенных этапах жизненного цикла программного средства.

На первом этапе за основу следует брать всю базовую номенклатуру характеристик, субхарактеристик и атрибутов, стандартизированных в ISO 9126. Их описания желательно предварительно упорядочить по приоритетам с учетом назначения и сферы применения конкретного проекта программного средства. Далее необходимо выделить и ранжировать по приоритетам потребителей, которым необходимы определенные показатели качества проекта программного средства с учетом их специализации и профессиональных интересов. Подготовка исходных данных завершается выделением номенклатуры базовых, приоритетных показателей качества, определяющих функциональную пригодность программного средства для определенных потребителей.

На втором этапе, после фиксирования исходных данных, которое должен выполнить потребитель оценок качества, процессы выбора номенклатуры и метрик начинаются с ранжирования характеристик и субхарактеристик для конкретного проекта и их потребителя. Далее этими специалистами для каждого из отобранных показателей должна быть установлена и согласована метрика и шкала оценок субхарактеристик и их атрибутов для проекта и потребителя результатов анализа. Для показателей, представляемых качественными признаками, желательно определить и зафиксировать в спецификациях описания условий, при которых следует считать, что данная характеристика реализуется в программном средстве. Выбранные значения характеристик качества и их атрибутов должны быть предварительно проверены разработчиками на их реализуемость с учетом доступных ресурсов конкретного проекта и при необходимости откорректированы.

Оценка качества

Методологии и стандартизации оценки характеристик качества готовых программных средств и их компонентов (программного продукта) на различных этапах жизненного цикла посвящен международный стандарт ISO 14598, состоящий из шести частей. Рекомендуется следующая общая схема процессов оценки характеристик качества программ:

• установка исходных требований для оценки - определение целей испытаний, идентификация типа метрик программного средства, выделение адекватных показателей и требуемых значений атрибутов качества;
• селекция метрик качества, установление рейтингов и уровней приоритета метрик субхарактеристик и атрибутов, выделение критериев для проведения экспертиз и измерений;
• планирование и проектирование процессов оценки характеристик и атрибутов качества в жизненном цикле программного средства;
• выполнение измерений для оценки, сравнение результатов с критериями и требованиями, обобщение и оценка результатов.

Для каждой характеристики качества рекомендуется формировать меры и шкалу измерений с выделением требуемых, допустимых и неудовлетворительных значений. Реализация процессов оценки должна коррелировать с этапами жизненного цикла конкретного проекта программного средства в соответствии с применяемой, адаптированной версией стандарта ISO 12207.

Функциональная пригодность - наиболее неопределенная и объективно трудно оцениваемая субхарактеристика программного средства. Области применения, номенклатура и функции комплексов программ охватывают столь разнообразные сферы деятельности человека, что невозможно выделить и унифицировать небольшое число атрибутов для оценки и сравнения этой субхарактеристики в различных комплексах программ.

Оценка корректности программных средств состоит в формальном определении степени соответствия комплекса реализованных программ исходным требованиям контракта, технического задания и спецификаций на программное средство и его компоненты. Путем верификации должно быть определено соответствие исходным требованиям всей совокупности к компонентов комплекса программ, вплоть до модулей и текстов программ и описаний данных.

Оценка способности к взаимодействию состоит в определении качества совместной работы компонентов программных средств и баз данных с другими прикладными системами и компонентами на различных вычислительных платформах, а также взаимодействия с пользователями в стиле, удобном для перехода от одной вычислительной системы к другой с подобными функциями.

Оценка защищенности программных средств включает определение полноты использования доступных методов и средств защиты программного средства от потенциальных угроз и достигнутой при этом безопасности функционирования информационной системы. Наиболее широко и детально методологические и системные задачи оценки комплексной защиты информационных систем изложены в трех частях стандарта ISO 15408:1999-1--3 "Методы и средства обеспечения безопасности. Критерии оценки безопасности информационных технологий".

Оценка надежности - измерение количественных метрик атрибутов субхарактеристик в использовании: завершенности, устойчивости к дефектам, восстанавливаемости и доступности/готовности.

Потребность в ресурсах памяти и производительности компьютера в процессе решения задач значительно изменяется в зависимости от состава и объема исходных данных. Для корректного определения предельной пропускной способности информационной системы с данным программным средством нужно измерить экстремальные и средние значения длительностей исполнения функциональных групп программ и маршруты, на которых они достигаются. Если предварительно в процессе проектирования производительность компьютера не оценивалась, то, скорее всего, понадобится большая доработка или даже замена компьютера на более быстродействующий.

Оценка практичности программных средств проводится экспертами и включает определение понятности, простоты использования, изучаемости и привлекательности программного средства. В основном это качественная (и субъективная) оценка в баллах, однако некоторые атрибуты можно оценить количественно по трудоемкости и длительности выполнения операций при использовании программного средства, а также по объему документации, необходимой для их изучения.

Сопровождаемость можно оценивать полнотой и достоверностью документации о состояниях программного средства и его компонентов, всех предполагаемых и выполненных изменениях, позволяющей установить текущее состояние версий программ в любой момент времени и историю их развития. Она должна определять стратегию, стандарты, процедуры, распределение ресурсов и планы создания, изменения и применения документов на программы и данные.

Оценка мобильности - качественное определение экспертами адаптируемости, простоты установки, совместимости и замещаемости программ, выражаемое в баллах. Количественно эту характеристику программного средства и совокупность ее атрибутов можно (и целесообразно) оценить в экономических показателях: стоимости, трудоемкости и длительности реализации процедур переноса на иные платформы определенной совокупности программ и данных.

Система управления качеством

Выбор характеристик и оценка качества программных средств - лишь одна из задач в области обеспечения качества продукции, выпускаемой компаниями - разработчиками ПО. Комплексное решение задач обеспечения качества программных средств предполагает разработку и внедрение той или иной системы управления качеством. В мировой практике наибольшее распространение получила система, основанная на международных стандартах серии ISO 9000, включающей десяток с лишним документов, в том числе стандарт, регламентирующий обеспечение качества ПО (ISO 9000/3). Эти стандарты должны служить руководством для ведущих специалистов компаний, разрабатывающих ПО на заказ.

Определения характеристик и субхарактеристик качества (ISO 9126-1)

Функциональные возможности - способность программного средства обеспечивать решение задач, удовлетворяющих сформулированные потребности заказчиков и пользователей при применении комплекса программ в заданных условиях.

Функциональная пригодность - набор и описания субхарактеристики и ее атрибутов, определяющие назначение, номенклатуру, основные, необходимые и достаточные функции программного средства, соответствующие техническому заданию и спецификациям требований заказчика или потенциального пользователя.

Правильность (корректность) - способность программного средства обеспечивать правильные или приемлемые для пользователя результаты и внешние эффекты.

Способность к взаимодействию - свойство программных средств и их компонентов взаимодействовать с одной или большим числом компонентов внутренней и внешней среды.

Защищенность - способность компонентов программного средства защищать программы и информацию от любых негативных воздействий.

Методология разработки программного обеспечения

Электронное пособие Карпович Е.Е.

Введение. 1

1. Программное обеспечение как промышленная продукция. 2

1.1 Основные понятия. 2

1.2. Характеристики качества программного обеспечения. 3

2. Жизненный цикл программного обеспечения. 5

2.1. Понятие жизненного цикла программного обеспечения. 5

2.2. Процессы жизненного цикла программного обеспечения. 6

2.3. Модели жизненного цикла программного обеспечения. 11

2.4. Стратегии проектирования программного обеспечения. 15

3. Методологии разработки программного обеспечения. 19

3.1 Структурный подход к разработке программного обеспечения. 19

3.2 Модульное программирование. 22

3.3. Объектно-ориентированный подход к разработке программного обеспечения. 31

3.3. Методология визуального программирования. 33

4. Тестирование программного обеспечения. 34

4.1. Общие положения. 34

4.2. Цели и задачи. Основные определения. 34

4.3. Организация процесса тестирования программного обеспечения 35

4.4. Стратегии тестирования программного обеспечения. 36

4.5. Уровни тестирования программного обеспечения. 38

5. Документирование программного обеспечения. 39

5.1. Общие положения. 39

5.2. Программа и методика испытаний. 39

5.3. Описание программы.. 40

5.4. Пояснительная записка. 41

5.5. Текст программы.. 42

5.6. Описание применения. 42

5.7. Руководство системного программиста. 42

5.8. Руководство программиста. 43

5.9. Руководство оператора. 43

Литература. 44

Введение

Программное обеспечение (ПО) вычислительных систем (ВС) становится все более значительным, сложным и опасным и его все труднее разрабаты­вать, но в то же время ПО все время упрощается, уменьшается в размерах, все легче поддается управлению и его все легче разрабатывать.

С одной стороны, возрастают требования к программному обеспечению, связанные с усовершен­ствованием и усложнением операционных систем, аппаратных средств и ин­терфейса пользователя и с необходимостью внедрения современных инфор­мационных технологий, в первую очередь, сетевых. Внутреннее устройство программ в связи с этим становится все более сложным, и возрастают требования к их надежности.

С другой стороны, накапливается и обобщается опыт разработки ПО, по­являются все более гибкие и мощные методологии и средства, поддерживающие все этапы разработки ПО. Развивается методология визуального программирования и совершенствуются языки программирования. Совершенствование аппаратных средств ускоряет процессы компиляции, а также позволяет зачастую не бес­покоиться об эффективности создаваемых программ.

Цель дисциплины «Методология разработки программного обеспечения» – научить студентов основным принципам конструирования программного обеспечения, ознакомить с концепциями, методологиями разработки, тестирования и документирования программного обеспечения.

Программное обеспечение как промышленная продукция

Основные понятия

Принято выделять семь видов обеспечения вычислительных систем:

· математическое;

· лингвистическое;

· информационное;

· программное;

· техническое;

· методическое;

· организационное.

Из всех видов обеспечении программное обеспечение (ПО) занимает особое место, поскольку основная доля затрат на оснащение и эксплуатацию ВС приходится именно на ПО. Определим такие основные понятия, как программа, программный ком­плекс, программная система, программный продукт и программное обеспе­чение.

Под программой будем понимать:

1) совокупность кода и данных, пригодных для исполнения процессорам (исполняемая программа);

2) самостоятельный компонент относительно небольшого размера, пред­назначенный для решения локальной задачи (программа как компонент сис­темы).

Программный комплекс или программная система - это совокупность согласованно работающих программ под общим управлением, предназначен­ная для решения сложной задачи или ряда взаимосвязанных задач.

Прошедший испытания программный комплекс, полностью готовый для продажи (поставки) и снабженный всей необходимой документацией, назы­вается программным продуктам (изделием) или программным средством.

Программное обеспечение - наиболее общее понятие, под которым по­нимают программы, программные системы или продукты в совокупности или по отдельности, в зависимости от контекста использования этого терми­на.

Будем условно делить программные продукты на небольшие, средние и крупные. Объем исходного текста небольших программ составляет несколь­ко сот операторов языка высокого уровня, средних - до десятков тысяч и крупных - до миллиона.

Во многих случаях программы создаются в единственном экземпляре для решения частных исследовательских задач, для ускорения вычислений, мо­делирования процессов и т.д. Такие программы не имеют массового приме­нения и доступны только тем, кто их разработал. Они являются объектами научно-технического творчества и только в исключительных случаях стано­вятся промышленными изделиями.

Совершенно иным классом программ являются полновесные программ­ные средства, которые в настоящее время принято квалифицировать как про­дукцию производственно-технического назначения. В этом качестве про­граммные продукты являются непосредственной производительной силой и не отличаются от любой другой промышленной продукции.

Создание хорошего программного продукта является весьма трудоемкой задачей, решение которой, как правило, не под силу одному человеку. Про­граммисты-одиночки (“хакеры”) могут обладать гениальным даром к быст­рой алгоритмизации и кодированию нетривиальных задач, созданию новых методов и идей программирования, приобретая при этом значительную из­вестность. Однако не в их силах в одиночку решать весь комплекс проблем разработки средних и крупных программных продуктов за приемлемые сро­ки.

Таким образом, в настоящее время сколько-нибудь значимые продукты создаются коллективами программистов. В таких коллективах в программи­сте-разработчике ценятся такие качества, как грамотность, дисциплиниро­ванность, надежность и коммуникабельность. Под грамотностью понимается знание и понимание передовых методов и средств разработки ПО, их назна­чения и особенностей, а также умение применять эти знания на практике.

Характеристики качества программного обеспечения

Совокупность свойств ПО, которая образует удовлетворительное для пользователя качество ПС, зависит от условий и характера эксплуатации этого ПО, т.е. от позиции, с которой должно рассматриваться качество этого ПО. Поэтому при описании качества ПО, прежде всего, должны быть фиксированы критерии отбора требуемых свойств ПО. В настоящее время критериями качества ПО (criteria of software quality) принято считать:

Функциональность;

Надежность;

Легкость применения;

Эффективность;

Сопровождаемость;

Мобильность.

Функциональность - это способность ПО выполнять набор функций, удовлетворяющих заданным или подразумеваемым потребностям пользователей. Набор указанных функций определяется во внешнем описании ПО.

Надежность (reliability) ПО - это его способность безотказно выполнять определенные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с достаточно большой вероятностью. При этом под отказом в ПО понимают проявление в нем ошибки. Таким образом, надежное ПО не исключает наличия в нем ошибок - важно лишь, чтобы эти ошибки при практическом применении этого ПО в заданных условиях проявлялись достаточно редко. Убедиться, что ПО обладает таким свойством можно при его испытании путем тестирования, а также при практическом применении. Таким образом, фактически мы можем разрабатывать лишь надежные, а не правильные ПО.

При оценке степени надежности ПО следует также учитывать последствия каждого отказа. Некоторые ошибки в ПО могут вызывать лишь некоторые неудобства при его применении, тогда как другие ошибки могут иметь катастрофические последствия, например, угрожать человеческой жизни. Поэтому для оценки надежности ПО иногда используют дополнительные показатели, учитывающие стоимость (вред) для пользователя каждого отказа.

Легкость применения - это характеристики ПО, которые позволяют минимизировать усилия пользователя по подготовке исходных данных, применению ПО и оценке полученных результатов, а также вызывать положительные эмоции определенного или подразумеваемого пользователя.

Эффективность - это отношение уровня услуг, предоставляемых ПО пользователю при заданных условиях, к объему используемых ресурсов.

Сопровождаемость - это характеристики ПО, которые позволяют минимизировать усилия по внесению изменений для устранения в нем ошибок и по его модификации в соответствии с изменяющимися потребностями пользователей.

Мобильность - это способность ПО быть перенесенным из одной среды (окружения) в другую, в частности, с одной ЭВМ на другую.

Функциональность и надежность являются обязательными критериями качества ПО, причем обеспечение надежности будет красной нитью проходить по всем этапам и процессам разработки ПО. Остальные критерии используются в зависимости от потребностей пользователей в соответствии с требованиями к ПО. Для конкретизации качества ПО по каждому из критериев используется стандартизованный набор достаточно простых свойств ПО, однозначно интерпретируемых разработчиками. Такие свойства мы будем называть примитивами качества ПО . Некоторые из примитивов могут использоваться по нескольким критериям. Ниже приводится зависимость критериев качества от примитивов качества ПО.

Функциональность: завершенность.

Надежность: завершенность, точность, автономность, устойчивость, защищенность.

Легкость применения: П-документированность, информативность (только применительно к документации по применению), коммуникабельность, устойчивость, защищенность.

Эффективность: временнáя эффективность, эффективность по ресурсам (по памяти), эффективность по устройствам.

Сопровождаемость. С данным критерием связано много различных примитивов качества. Однако их можно распределить по двум группам, выделив два подкритерия качества: изучаемость и модифицируемость.

Изучаемость - это характеристики ПО, которые позволяют минимизировать усилия по изучению и пониманию программ и документации ПО.

Модифицируемость - это характеристики ПО, которые позволяют автоматически настраивать на условия применения ПО или упрощают внесение в него вручную необходимых изменений и доработок.

Изучаемость: С-документированность, информативность (здесь применительно к документации по сопровождению), понятность, структурированность, удобочитаемость.

Модифицируемость: расширяемость, модифицируемость (в узком смысле, как примитив качества), структурированность, модульность.

Мобильность: независимость от устройств, автономность, структурированность, модульность.

Ниже даются определения используемых примитивов качества ПО.

Завершенность (completeness) - свойство, характеризующее степень обладания ПО всеми необходимыми частями и чертами, требующимися для выполнения своих явных и неявных функций.

Точность (accuracy) - мера, характеризующая приемлемость величины погрешности в выдаваемых программами ПО результатах с точки зрения предполагаемого их использования.

Автономность (self-containedness) - свойство, характеризующее способность ПО выполнять предписанные функции без помощи или поддержки других компонент программного обеспечения.

Устойчивость (robustness) - свойство, характеризующее способность ПО продолжать корректное функционирование, несмотря на неправильные (ошибочные) входные данные.

Защищенность (defensiveness) - свойство, характеризующее способность ПО противостоять преднамеренным или нечаянным деструктивным (разрушающим) действиям пользователя.

П-документированность (u. documentation) - свойство, характеризующее наличие, полноту, понятность, доступность и наглядность учебной, инструктивной и справочной документации, необходимой для применения ПО.

Информативность (accountability) - свойство, характеризующее наличие в составе ПО информации, необходимой и достаточной для понимания назначения ПО, принятых предположений, существующих ограничений, входных данных и результатов работы отдельных компонент, а также текущего состояния программ в процессе их функционирования.

Коммуникабельность (communicativeness) - свойство, характеризующее степень, в которой ПО облегчает задание или описание входных данных, и способность выдавать полезные сведения в достаточно простой форме и с простым для понимания содержанием.

Временнáя эффективность (time efficiency) - мера, характеризующая способность ПО выполнять возложенные на него функции в течение определенного отрезка времени.

Эффективность по ресурсам (resource efficiency) - мера, характеризующая способность ПО выполнять возложенные на него функции при определенных ограничениях на используемые ресурсы (используемую память).

Эффективность по устройствам (device efficiency) - мера, характеризующая экономичность использования устройств машины для решения поставленной задачи.

С-документировапнность (documentation) - свойство, характеризующее с точки зрения наличия документации, отражающей требования к ПО и результаты различных этапов разработки данной ПО, включающие возможности, ограничения и другие черты ПО, а также их обоснование.

Понятность (understandability) - свойство, характеризующее степень, в которой ПО позволяет изучающему его лицу понять его назначение, сделанные допущения и ограничения, входные данные и результаты работы его программ, тексты этих программ и состояние их реализации.

Структурированность (structuredness) - свойство, характеризующее программы ПО с точки зрения организации взаимосвязанных их частей в единое целое определенным образом (например, в соответствии с принципами структурного программирования).

Удобочитаемость (readability) - свойство, характеризующее легкость восприятия текста программ ПО (отступы, фрагментация, форматированность).

Расширяемость (augmentability) - свойство, характеризующее способность ПО к использованию большего объема памяти для хранения данных или расширению функциональных возможностей отдельных компонент.

Модифицируемость (modifiability) - мера, характеризующая ПО с точки зрения простоты внесения необходимых изменений и доработок на всех этапах и стадиях жизненного цикла ПО.

Модульность (modularity) - свойство, характеризующее ПО с точки зрения организации его программ из таких дискретных компонент, что изменение одной из них оказывает минимальное воздействие на другие компоненты.

Независимость от устройств (device independence) - свойство, характеризующее способность ПО работать на разнообразном аппаратном обеспечении (различных типах, марках, моделях ЭВМ).

Разработка программного средства завершается его аттестацией. Аттестация программного средства- это авторитетное подтверждение его качества. Как правило, для аттестации создается комиссия экспертов. Эта комиссия проводит приемо-сдаточные испытания программного средства с целью получения необходимой информации для оценки его качества. При этом оцениваются только установленные критерии качества и примитивы качества.

Качество программного обеспечения - это степень, в которой ПО обладает требуемой комбинацией свойств.

Качество программного обеспечения - это совокупность характеристик ПО, относящихся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности.

Характеристики качества ПО

Функциональность (Functionality) - определяется способностью ПО решать задачи, которые соответствуют зафиксированным и предполагаемым потребностям пользователя, при заданных условиях использования ПО. Т.е. эта характеристика отвечает за то, что ПО работает исправно и точно, функционально совместимо, соответствует стандартам отрасли и защищено от несанкционированного доступа.

Надежность (Reliability) – способность ПО выполнять требуемые задачи в обозначенных условиях на протяжении заданного промежутка времени или указанное количество операций. Атрибуты данной характеристики – это завершенность и целостность всей системы, способность самостоятельно и корректно восстанавливаться после сбоев в работе, отказоустойчивость.

Удобство использования (Usability) – возможность легкого понимания, изучения, использования и привлекательности ПО для пользователя.

Эффективность (Efficiency) – способность ПО обеспечивать требуемый уровень производительности в соответствие с выделенными ресурсами, временем и другими обозначенными условиями.

Удобство сопровождения (Maintainability) – легкость, с которой ПО может анализироваться, тестироваться, изменяться для исправления дефектов, для реализации новых требований, для облегчения дальнейшего обслуживания и адаптироваться к именующемуся окружению.

Портативность (Portability) – характеризует ПО с точки зрения легкости его переноса из одного окружения (software/hardware) в другое.

Модель качества программного обеспечения

На данный момент наиболее распространена и используется многоуровневая модель качества программного обеспечения , представленная в наборе стандартов ISO 9126. На верхнем уровне выделено 6 основных характеристик качества ПО , каждую из которых определяют набором атрибутов, имеющих соответствующие метрики для последующей оценки (см. рис. 1 ).

Рис.1 – Модель качества программного обеспечения (ISO 9126-1)

29. Характеристики качества программного обеспечения (гост).

ГОСТ ИСО 9126-93

Качество программного обеспечения может быть оценено следующими характеристи- ками:

4.1 Функциональные возможности (Functionality) Набор атрибутов, относящихся к сути набора функций и их конкретным свойствам. Функциями являются те, которые реализуют установленные или предполагаемые потребности: Примечания

1 Данный набор атрибутов характеризует то, что программное обеспечение выполняет для удовлетворения потребностей̆, тогда как другие наборы, главным образом, характеризуют, когда и как это выполняется.

4.2 Надежность (Reliability) Набор атрибутов, относящихся к способности программного обеспечения сохранять свой уровень качества функционирования при установленных условиях за установленный̆ период времени. Примечания 1 Износ или старение программного обеспечения не происходит. Ограничения надежности проявляются из-за ошибок в требованиях, проекте и реализации. Отказы из-за этих ошибок зависят от способа использования программного обеспечения и ранее выбранных версий программ. 2 В определении ИСО 8402 "надежность" - "способность элемента выполнять требуемую функцию". В настоящем стандарте функциональная.возможность является только одной из характеристик качества программного обеспечения. Поэтому определение надежности расширено до "сохранения своего уровня качества функционирования" вместо "выполнения требуемой функции" (см. также 3.4).

4.3 Практичность (Usability) Набор атрибутов, относящихся к объему работ, требуемых для использования и индивидуальной̆ оценки такого использования определенным или предполагаемым кругом пользователей̆. Примечания 1 "Пользователи" могут интерпретироваться как большинство непосредственных пользователей инте-рактивного программного обеспечения. Круг пользователей может включать операторов, конечных пользо-вателей и косвенных пользователей, на которых

влияет данное программное обеспечение или которые за-висят от его использования. Практичность должна рассматриваться во всем разнообразии условий эксплуа-тации пользователем, которые могут влиять на программное обеспечение, включая подготовку к использо-ванию и оценку результатов.

2 Практичность, определенная в данном стандарте как конкретный набор атрибутов программной про-дукции, отличается от определения с точки зрения эргономики, где рассматриваются как составные части практичности другие характеристики, такие как эффективность и неэффективность.

4.4 Эффективность (Efficiences) Набор атрибутов, относящихся к соотношению между уровнем качества функциониро- вания программного обеспечения и объемом используемых ресурсов при установленных условиях. Примечание - Ресурсы могут включать другие программные продукты, технические средства, материа-лы (например бумага для печати, гибкие диски) и услуги эксплуатирующего, сопровождающего или об-служивающего персонала.

4.5 Сопровождаемость (Maintainability) Набор атрибутов, относящихся к объему работ, требуемых для проведения конкретных изменений (модификаций). Примечание - Изменение может включать исправления, усовершенствования или адаптацию программ-ного обеспечения к изменениям в окружающей обстановке, требованиях и условиях функционирования.

4.6 Мобильность (Portability) Набор атрибутов, относящихся к способности программ-ного обеспечения быть перенесенным из одного окружения в другое. Примечание - Окружающая обстановка может включать организационное, техническое или программное окружение.

Качество программного обеспечения (ПО) определяется на основе изучения внешних и внутренних особенностей продукта. Внешнее качество определяется по тому, как оно работает в режиме реального времени, насколько продуктивно для пользователей. Вторая особенность фокусируется на внутренних аспектах, которые зависят от качества написанного кода. Пользователь больше сосредотачивается на том, как ПО работает на внешнем уровне, качество которого может поддерживаться только в том случае, если специалист написал хороший программный код.

Качество программного обеспечения

В настоящее время существует два важных подхода, которые используются для определения качества ПО:

1. Управление дефектами.
2. Атрибут качества.

Все, что не соответствует требованию клиента, попадает в разряд дефектов. Команда разработчиков, которая не в состоянии полностью понять требования клиента, будет допускать ошибки проектирования.

В управлении дефектами их категории определяются на основе серьезности. Количество проблем с ПО подсчитывается и принимаются меры, согласно установленной серьезности. Контрольные диаграммы могут быть созданы для измерения возможностей процесса разработки.

Качество программного обеспечения значительно улучшилось за последние два десятилетия. Одна из причин этого заключается в том, что компании используют новые технологии, такие как объектно-ориентированную разработку и инструменты CASE. Кроме того, можно наблюдать растущую важность внедрения методов управления на производстве.

Управление качеством ПО делится на три основных направления:

1. Гарантия. Разработка основ организационных мероприятий и стандартов качества программного обеспечения..
2. Планирование. Выбор соответствующих стандартов и адаптация под конкретный программный проект.
3. Контроль. Определение процессов, которые гарантируют, что разработка ПО соответствует стандартам качества.

Политика организации SQA

Политика организации в отношении качества программного обеспечения должна выполнять следующие требования:

• Соответствие целям и задачам организации.
• Приверженность общим концепциям обеспечения качества.
• Приверженность стандартам качества, принятым организацией.
• Обязательства выделять адекватные ресурсы.
• Стремление к постоянному улучшению качества и производительности организации.

Чтобы были выполнены все требования стандарта, компании назначают ответственного по качеству. Обязанности данного сотрудника:

• Ответственность за подготовку годовой программы мероприятий и бюджета SQA.
• Организация разработки планов развития системы SQA.
• Общий контроль за выполнением ежегодной программы регулярных мероприятий и запланированных проектов развития.
• Определение соответствия программы мероприятий характеристикам и объему услуг субподрядчика и закупок ПО, запланированных на будущий год.
• Презентация и пропаганда вопросов SQA для исполнительного руководства.
• Изучение предложений, подготовленных отделом SQA для ежегодной программы мероприятий, проверка потенциала предложения для достижения целей.

Концепции высокого уровня

Качественные характеристики - это концепции высокого уровня, которые отражают важные аспекты и не подвергаются прямой оценке качества программного обеспечения. Вместо этого в плане должны быть определены соответствующие показатели, которые можно использовать для определения одной или нескольких характеристик.

Например, при оценке синтаксического анализатора XML можно использовать набор тестов на соответствие XML W3C. Он включает в себя тесты, разработанные для удовлетворения всех направлений контроля, а также рекомендации W3C Extensible Markup Language (XML) с особым акцентом на требованиях к обработке ошибок в правильности или достоверности документов XML. Таким образом процент пройденных тестовых случаев используется, как метрика для оценки следующих характеристик рассматриваемого XML-анализатора:

• Перспектива пользователя.
• Функциональность.
• Надежность и отказоустойчивость.

С точки зрения пользователя есть несколько важных характеристик, отвечающих на следующие вопросы:

• Кто предоставляет полный спектр необходимых функций по назначению?
• Надежно ли работает ПО для получения необходимых результатов при правильном использовании?
• Функционирует ли программа безопасно и надежно в случае неправильного ввода?
• Легко ли использовать программный продукт?
• ПО функционирует быстро или кажется излишне медленным?
• Хорошо ли сочетается программа с другим продуктом, который использует пользователь?

Считая, что вопросы качества пользователю важны, ИТ-группа, отвечающая за развертывание и обслуживание ПО, может столкнуться с другими проблемами:

1. Защита от вредоносных атак.
2. Качество использования вычислительных ресурсов.

Некачественными ресурсами считаются те, которые требует больше памяти и вычислительной мощности, чем необходимо.

ИСО обеспечивает эту модель двумя новыми категориями высшего уровня, связанными с технологическим обеспечением качества программного обеспечения.

Требования ISO 9126 к продукту

ISO 9126 является международным стандартом для оценки ПО. Он разделен на четыре части, в которых рассматриваются следующие темы:

• Внешние показатели.
• Внутренние показатели.
• Модель качества.
• Показатели качества программного обеспечения.

Первая часть ISO 9126 является расширением предыдущего стандарта, выполненного McCall (1977), Boehm (1978) и FURPS в определении набора характеристик качества.

• Функциональность.
• Надежность.
• Юзабилити.
• Ремонтопригодность.
• Портативность.

Функциональность продукта

Функциональность является основной целью любого продукта или услуги. Чем больше возможностей использования товара, тем сложнее становится определить его функциональность. Для ПО может быть указан список того, что для него доступно.

Некоторые перечисленные характеристики ПО (например, удобство) присутствуют только в определенной степени, то есть не просто «включен» или «отключен». Многие люди путают общую функциональность процесса и программного продукта. Часто это связано с тем, что диаграммы потоков данных (DFD) и другие инструменты моделирования могут отражать функциональность процесса, как набор преобразованных данных в data out.

ISO 9126-1 и другие модели качества не помогают измерить общие затраты или выгоды процесса, а исследуют только программный компонент. Взаимосвязь между функциональными возможностями ПО в рамках общего бизнес-процесса выходит за рамки ISO 9126.

Следующие возможности атрибутов характеризуют полезность ПО в данной среде. Каждая из них может быть измерена только при наличии соответствующих программ системы.

Как только система программного обеспечения начинает функционировать, характеристика надежности определяет ее способность поддерживать предоставление своих услуг в определенных условиях в течение конкретных периодов времени. Одним из аспектов этой характеристики является отказоустойчивость. Например, если сеть отключается в течение 20 секунд, то система должна быть в состоянии восстановить и продолжить работу.

Способность учиться использовать систему (обучаемость) является одной из основных характеристик юзабилити.

КПД связан с системными ресурсами, применяемыми при предоставлении необходимой функциональности. Объем дискового пространства, память и сеть являются хорошими показателями КПД. Как и в случае ряда других критериев, существуют совпадения между ними. Например, удобство использования системы влияет на ее производительность.

Способность идентифицировать и исправить ошибку в программном компоненте - это то, к чему относится характеристика ремонтопригодности. На ее показатели влияет читаемость или сложность кода, а также модульность. Это то, что помогает идентифицировать причину неисправности, чтобы затем устранить ее.

Характеристики ремонтопригодности:

• Анализируемость - выявляет основную причину отказа.
• Изменчивость - определяет усилия, которые прилагаются к модификации кода для устранения ошибки.
• Стабильность - демонстрирует, насколько стабильна система в работе, когда в нее вносятся изменения.
• Тестируемость - определяет, сколько усилий идет на тестирование системы.
• Переносимость - способность системы адаптироваться к изменениям в ее среде.
• Адаптируемость - насколько легко система адаптируется к изменениям, внесенным в спецификации.
• Скорость установки - насколько легко система может быть установлена.
• Возможность замены - насколько легко можно заменить компонент системы.
• Стоимость качества ПО. Она очень важна. Когда разработчик решит провести тестирование для своего продукта, он на самом деле собирается потратить время, деньги и усилия на ее проверку.
• Пригодность - определяет, соответствуют ли функции ПО требованиям.
• Точность - устанавливает правильность реализации функций.
• Функциональная совместимость - взаимодействуя с другими компонентами системы.
• Соответствие ПО необходимым законам и рекомендациям.
• Обеспечение качества и безопасности программного обеспечения и обработки транзакций, связанных с данными.
• Надежность - способность ПО работать в определенных условиях в течение обозначенного периода времени.
• Зрелость - частота сбоев ПО.
• Восстанавливаемость - представление о способности системы вернуться к полноценной работе после сбоя.

Портативность относится к тому, насколько хорошо ПО может адаптироваться к изменениям в его среде или с его требованиями. Объектно-ориентированные методы проектирования и реализации могут способствовать тому, насколько эти характеристики качества программного обеспечения присутствует в данной системе.

Стоимость процессов анализа

Стоимость качества рассчитывается путем анализа затрат на соответствие и несоответствие. Цена первого показателя связана с:

1. Расходами на профилактику. Это сумма, потраченная на обеспечение правильного соблюдения всех методов. Она включает в себя обучение командам, проверки кода и любые другие действия, связанные с QA.
2. Затратами на оценку. Это сумма денег, потраченная на планирование всех тестовых заданий, а затем на их выполнение, например, на разработку тестовых примеров.
3. Расходы на несоответствие. Это затраты, которые возникают из-за внутренних и внешних сбоев.

Внутренние сбои - это расходы, которые появляются, когда тестовые примеры выполняются впервые на внутреннем уровне, при этом некоторые из них терпят неудачу. Расходы возникают, когда программист должен исправить все дефекты, выявленные в его фрагменте во время модульного или компонентного тестирования.

Внешние сбои - это расходы, которые возникают, когда дефект устанавливается заказчиком, а не тестером. Эти расходы намного больше, чем те, которые появляются на внутреннем уровне. Особенно это актуально, если усиливается программный сбой.

Дисциплинированный анализ процесса

Это процессорная оценка программного продукта. Она включает в себя выявление и характеристику текущей практики, определение сильных и слабых сторон, а также способность контролировать или избегать существенные причины плохого качества товара. Аудит программ может быть трех типов:

1. Самооценка. Проводится внутри собственного персонала организации.
2. Оценка сторонней организации.
3. Оценка третьей стороной.

Аудит процесса ПО выполняется в открытой общей среде с целью улучшения его показателей и с использованием программ обеспечения качества программного обеспечения. Результаты такого аудита являются конфиденциальными для организации.

Что касается сбора данных, то используются четыре метода:

1. Стандартный перечень вопросов зрелости.
2. Индивидуальные и групповые интервью.
3. Обзоры документов.