Модели качества процессов конструирования ПО. Метрика и мера оценки. Процесс оценивания. Анализ рисков.

17.01.2019

ПОУРОЧНЫЙ ПЛАН №3

Преподаватель ______________ Мырзагужинов Н.К.

подпись Ф.И.О.

Содержание и организация взаимодействия преподавателя и студентов

Тема курса: Технология разработки программных продуктов: основные понятия и определения, классификация программ, особенности создания программного продукта, жизненный цикл программы

Тема урока 2: Модели качества процессов конструирования ПО. Метрика и мера оценки. Процесс оценивания. Анализ рисков.

1.Модели качество

2.

3.

Качество ПО - это относительное понятие, которое имеет смысл только при учете реальных условий его применения, поэтому требования, предъявляемые к качеству, ставятся в соответствии с условиями и конкретной областью их применения. Оно характеризуется тремя аспектами: качество программного продукта, качество процессов ЖЦ и качество сопровождения или внедрения.

 Рисунок 1 - Основные аспекты качества ПО

Аспект, связанный с процессами ЖЦ, определяет степень формализации, достоверности самих процессов ЖЦ разработки ПО, а также верификацию и валидацию промежуточных результатов на этих процессах. Поиск и устранение ошибок в готовом ПО проводится методами тестирования, которые снижают количество ошибок и повышают качество этого продукта.

Качество продукта достигается процедурами контроля промежуточных продуктов на процессах ЖЦ, проверкой их на достижение необходимого качества, а также методами сопровождения продукта. Эффект от внедрения ПС в значительной степени зависит от знаний обслуживающего персонала функций продукта и правил их выполнения.Модель качества ПО имеет следующие четыре уровня представления.

Первый уровень соответствует определению характеристик (показателей) качества ПО, каждая из которых отражает отдельную точку зрения пользователя на качество. Согласно стандарту в модель качества входит шесть характеристик или шесть показателей качества:

1.  функциональность (functionality);

2.  надежность (realibility);

3.  удобство (usability);

4.  эффективность (efficiency);

5.  сопровождаемость (maitainnability);

6.  переносимость (portability).

Второму уровню соответствуют атрибуты для каждой характеристики качества, которые детализируют разные аспекты конкретной характеристики. Набор атрибутов характеристик качества используется при оценке качества.

Третий уровень предназначен для измерения качества с помощью метрик, каждая из них согласно стандарту определяется как комбинация метода измерения атрибута и шкалы измерения значений атрибутов. Для оценки атрибутов качества на этапах ЖЦ (при просмотре документации, программ и результатов тестирования программ) используются метрики с заданным оценочным весом для нивелирования результатов метрического анализа совокупных атрибутов конкретного показателя и качества в целом. Атрибут качества определяется с помощью одной или нескольких методик оценки на этапах ЖЦ и на завершающем этапе разработки ПО.

Четвертый уровень - это оценочный элемент метрики (вес), который используется для оценки количественного или качественного значения отдельного атрибута показателя ПО. В зависимости от назначения, особенностей и условий сопровождения ПО выбираются наиболее важные характеристики качества и их атрибуты.

Выбранные атрибуты и их приоритеты отражаются в требованиях на разработку систем либо используется соответствующие приоритеты эталона класса ПО, к которому это ПО относится.

Рисунок 2 -Модель характеристик качества

Краткое описание семантики характеристик модели качества приведены в табл-1, а их содержательное описание - ниже.

Таблица 1 - Краткая характеристика показателей качества

В настоящее время в программной инженерии еще не сформировалась окончательно система метрик. Действуют разные подходы к определению их набора и методов измерения.

Система измерения включает метрики и модели измерений, которые используются для количественной оценки качества ПО.

При определении требований к ПО задаются соответствующие им внешние характеристики и их атрибуты (подхарактеристики), определяющие разные стороны управления продуктом в заданной среде. Для набора характеристик качества ПО, приведенных в требованиях, определяются соответствующие метрики, модели их оценки и диапазон значений мер для измерения отдельных атрибутов качества.

Согласно стандарту метрики определяются по модели измерения атрибутов ПО на всех этапах ЖЦ (промежуточная, внутренняя метрика) и особенно на этапе тестирования или функционирования (внешние метрики) продукта.

Остановимся на классификации метрик ПО, правилах для проведения метрического анализа и процесса их измерения.

Типы метрик.

Существует три типа метрик:

-       метрики программного продукта, которые используются при измерении его характеристик - свойств;

-       метрики процесса, которые используются при измерении свойства процесса ЖЦ создания продукта;

-       метрики использования.

Метрики программного продукта включают:

-       внешние метрики, обозначающие свойства продукта, видимые пользователю;

-       внутренние метрики, обозначающие свойства, видимые только команде разработчиков.

Внешние метрики продукта - это метрики:

-       надежности продукта, которые служат для определения числа дефектов;

-       функциональности, с помощью которых устанавливаются наличие и правильность реализации функций в продукте;

-       сопровождения, с помощью которых измеряются ресурсы продукта (скорость, память, среда);применимости продукта, которые способствуют определению степени доступности для изучения и использования;

-       стоимости, которыми определяется стоимость созданного продукта.

Внутренние метрики продукта включают:

-       метрики размера, необходимые для измерения продукта с помощью его внутренних характеристик;

-       метрики сложности, необходимые для определения сложности продукта;

-       метрики стиля, которые служат для определения подходов и технологий создания отдельных компонентов продукта и его документов.

Внутренние метрики позволяют определить производительность продукта и являются релевантными по отношению к внешним метрикам.

Внешние и внутренние метрики задаются на этапе формирования требований к ПО и являются предметом планирования и управления достижением качества конечного программного продукта.

Метрики продукта часто описываются комплексом моделей для установки различных свойств, значений модели качества или прогнозирования. Измерения проводятся, как правило, после калибровки метрик на ранних этапах проекта. Общая мера - степень трассируемости, которая определяется числом трасс, прослеживаемых с помощью моделей сценариев типа UML и оценкой количества:

-       требований;

-       сценариев и действующих лиц;

-       объектов, включенных в сценарий, и локализация требований к каждому сценарию;

-       параметров и операций объекта и др.

Стандарт ISO/IEC 9126-2 определяет следующие типы мер:

-       мера размера ПО в разных единицах измерения (число функций, строк в программе, размер дисковой памяти и др.);

-       мера времени (функционирования системы, выполнения компонента и др.);

-       мера усилий (производительность труда, трудоемкость и др.);

-       мера учета (количество ошибок, число отказов, ответов системы и др.).

Специальной мерой может служить уровень использования повторных компонентов и измеряется как отношение размера продукта, изготовленного из готовых компонентов, к размеру системы в целом. Данная мера используется также при определении стоимости и качества ПО. Примеры метрик:

-       общее число объектов и число повторно используемых;

-       общее число операций, повторно используемых и новых операций;

-       число классов, наследующих специфические операции;

-       число классов, от которых зависит данный класс;

-       число пользователей класса или операций и др.

При оценке общего количества некоторых величин часто используются среднестатистические метрики (среднее число операций в классе, наследников класса или операций класса и др.).

Как правило, меры в значительной степени являются субъективными и зависят от знаний экспертов, производящих количественные оценки атрибутов компонентов программного продукта.

Примером широко используемых внешних метрик программ являются метрики Холстеда - это характеристики программ, выявляемые на основе статической структуры программы на конкретном языке программирования: число вхождений наиболее часто встречающихся операндов и операторов; длина описания программы как сумма числа вхождений всех операндов и операторов и др.

На основе этих атрибутов можно вычислить время программирования, уровень программы (структурированность и качество) и языка программирования (абстракции средств языка и ориентация на проблему) и др.

В качестве метрик процесса могут быть время разработки, число ошибок, найденных на этапе тестирования и др. Практически используются следующие метрики процесса:

-       общее время разработки и отдельно время для каждой стадии;

-       время модификации моделей;

-       время выполнения работ на процессе;

-       число найденных ошибок при инспектировании;

-       стоимость проверки качества;

-       стоимость процесса разработки.

Метрики использования служат для измерения степени удовлетворения потребностей пользователя при решении его задач. Они помогают оценить не свойства самой программы, а результаты ее эксплуатации - эксплуатационное качество. Примером может служить - точность и полнота реализации задач пользователя, а также затраченные ресурсы (трудозатраты, производительность и др.) на эффективное решение задач пользователя. Оценка требований пользователя проводится с помощью внешних метрик.