Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 42
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования
«Сибирский институт бизнеса и информационных технологий»
Зачетная работа
№7 семестра
ПИСЬМЕННАЯ РАБОТА №1
Дисциплина: Основы проектирования ПО
Тема: Надежность программных средств
Выполнил(а): Бобровский Дорин Игоревич
Группа ИН-418(2), 09.03.03 «Прикладная информатика»
Проверил(а): _____________________________
Омск 2023 г.
Содержание
| | Введение............................................................................................ | 3 |
| 1 | Основные понятия и показатели надежности программных средств................................................................................................. | 6 |
| 1.1 | Основные понятия надежности систем........................................... | 6 |
| 1.2 | Показатели качества и надежности программных средств........... | 8 |
| 2 | Обеспечение качества и надежности в процессе разработки сложных программных средств........................................................ | 12 |
| 2.1 | Требования к технологии и средствам автоматизации разработки сложных программных средств.................................... | 12 |
| 2.2 | Планирование и управление обеспечением качества и надежности программ........................................................................ | 14 |
| 2.3 | Ресурсы, необходимые для обеспечения надежности функционирования программных средств...................................... | 16 |
| 2.4 | Финансовая информация в сети Internet.......................................... | 18 |
| 3 | Виды тестирования для обеспечения надежности программных средств................................................................................................. | 18 |
| 3.1 | Требования к средствам обеспечения тестирования...................... | 19 |
| 3.2 | Виды тестирования сложных программных средств..................... | 22 |
| 3.3 | Оценка методов тестирования по показателю "эффективность /стоимость"......................................................................................... | 22 |
| | Заключение......................................................................................... | 24 |
| | Список использованной литературы............................................... | 25 |
Введение
v
Опыт создания и применения сложных информационных систем (ИС) в последние десятилетия выявил множество ситуаций, при которых сбои и отказы их функционирования были обусловлены дефектами комплексов программ и отражались большим ущербом. Вследствие ошибок в программах автоматического управления погибло несколько отечественных, американских и французских спутников, происходили отказы и катастрофы в сложных административных, банковских и технологических информационных системах. Было показано на примере разработки программ противоракетной обороны США (СОИ), что при существующем уровне развития методов, технологии и средств автоматизации проектирования есть предельные масштабы и объемы комплексов программ, при которых невозможно обеспечить при допустимых затратах необходимую надежность их функционирования и безопасности применения. Очень высокие требования к качеству программ для подобных систем принципиально не могут быть выполнены, вследствие реальных ограничений всех видов ресурсов: бюджета, длительности разработки, характеристик вычислительных систем и квалификации специалистов. Применение таких систем при недостаточной их надежности и безопасности теряет смысл и может становиться не только бесполезным, но и опасным.
В результате около двадцати лет назад появились первые обобщающие работы, в которых были сформулированы концепция и основные положения теории надежности программных средств (ПС) для информационных систем. В это время были заложены основы методологии и технологии создания высоконадежных сложных комплексов программ, сущность которых кратко изложена в предисловии и подробнее развивается в материалах книги. Стало ясным, что для обеспечения высокой надежности функционирования и безопасности применения, создаваемых сложных комплексов программ, необходима четкая организация и высокая квалификация всего коллектива специалистов, участвующих в таком проекте. В коллективе разработчиков целесообразно выделять специалистов, ответственных за соблюдение технологии создания и развития программ, за обеспечение и контроль качества, а также за надежность и безопасность проекта ПС и его компонент.
Обеспечение надежности должно реализовываться специалистами в жизненном цикле программных средств на основе использования современной методологии, технологического инструментария, стандартов и нормативных документов.
При создании информационных систем используются комплексы программ, содержащие различные дефекты проектирования и программирования, снижающие надежность их функционирования, уровень которых априори неизвестен. Для обеспечения надежности программных средств необходима разработка и применение эффективных методов и средств, предупреждающих и выявляющих дефекты, а также удостоверяющих надежность программ и оперативно защищающих функционирование ПС при их проявлениях. Для систематической, координированной борьбы с угрозами надежности должны проводиться исследования конкретных факторов, влияющих на качество функционирования и безопасность применения программ со стороны, реально существующих и потенциально возможных дефектов в создаваемых комплексах программ. В каждом проекте должен целенаправленно разрабатываться скоординированный комплекс методов и средств обеспечения заданной надежности функционирования ПС при реально достижимом снижении уровня дефектов и ошибок разработки. Учет факторов, влияющих на затраты ресурсов при создании конкретного ПС, должен позволять рационализировать их использование и добиваться заданной надежности функционирования ПС при минимальных или допустимых затратах.
Для обеспечения надежности программных средств в конкретных проектах должны быть организованы и стимулированы разработка, освоение и применение современных, автоматизированных технологий и инструментальных средств, обеспечивающих предупреждение или исключение большинства видов дефектов и ошибок при создании и модификации ПС и их компонент. Ограниченные ресурсы на разработку приводят к необходимости упорядоченного применения методов и рационального использования средств автоматизации проектирования. Поэтому процесс разработки должен планироваться и последовательно проходить этапы, охватывающих все компоненты ПС. Контроль надежности и безопасности создаваемых и модифицируемых программ должен сопровождать весь жизненный цикл ПС посредством специальной, достаточно эффективной технологической системы обеспечения их качества. Разработка и сопровождение сложных ПС на базе САSЕ-технологий позволяет предупреждать и устранять наиболее опасные системные и алгоритмические ошибки на ранних стадиях проектирования, а также использовать неоднократно проверенные в других проектах программные и информационные компоненты высокого качества. Предупреждение ошибок должно поддерживаться высококачественной документацией в процессе создания ПС в целом и их компонент.
1. Основные понятия и показатели надежности программных средств
1.1 Основные понятия надежности систем
По определению, установленному в ГОСТ 13377-75 надежность - свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Таким образом, надежность является внутренним свойством системы, заложенным при ее создании и проявляющимся во времени при функционировании и эксплуатации.
Надежность сложных программных средств определяется этими же факторами, однако доминирующими являются дефекты и ошибки проектирования, так как физическое хранение программ на магнитных носителях характеризуется очень высокой надежностью. Программа любой сложности и назначения при строго фиксированных исходных данных и абсолютно надежной аппаратуре исполняется по однозначно определенному маршруту и дает на выходе строго определенный результат. Однако случайное изменение исходных данных и накопленной при обработке информации, а также множество условных переходов в программе создают огромное число различных маршрутов исполнения каждого сложного ПС.
Источниками ненадежности являются непроверенные сочетания исходных данных, при которых функционирующее ПС дает неверные результаты или отказы. В результате комплекс программ не соответствует требованиям функциональной пригодности и работоспособности.
В основе теории надежности лежат понятия о двух возможных состояниях объекта или системы: работоспособном и неработоспособном.
Работоспособным называется такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными технической документации. В процессе функционирования возможен переход объекта из работоспособного состояния в неработоспособное и обратно. С этим переходами связаны события отказа и восстановления.
Определение степени работоспособности системы предполагает наличие в ней средств, способных установить соответствие ее характеристик требованиям технической документации. Для этого должны использоваться методы и средства контроля и диагностики функционирования системы. Глубина и полнота проверок, степень автоматизации контрольных операций, длительность и порядок их выполнения - влияют на работоспособность системы и достоверность ее оценки. Методы и средства диагностического контроля предназначены для установления степени работоспособности системы, локализации отказов, определения их характеристик и причин, и скорейшего восстановления работоспособности, для накопления, обобщения и анализа данных, характеризующих работоспособность системы. Диагноз состояния системы принято делить на тестовый и функциональный. При тестовом диагнозе используются специально подготовленные исходные данные и эталонные результаты, которые позволяют проверять работоспособность определенных компонент системы. Функциональный диагноз организуется на базе реальных исходных данных, поступающих в систему при ее использовании по прямому назначению. Основные задачи технической диагностики включают в себя:
- контроль исправности системы и полного соответствия ее состояния и функций технической документации;
- проверку работоспособности системы и возможности выполнения всех функций в заданном режиме работы в любой момент времени с характеристиками, заданными технической документацией;
- поиск, выявление и локализацию источников и результатов сбоев
, отказов и неисправностей в системе.
1.2 Показатели качества и надежности программных средств
Формализации показателей качества программных средств посвящена группа нормативных документов. В международном стандарте ISO 9126:1991. при отборе минимума стандартизируемых показателей выдвигались и учитывались следующие принципы: ясность и измеряемость значений, отсутствие перекрытия между используемыми показателями, соответствие установившимся понятиям и терминологии, возможность последующего уточнения и детализации. Выделены характеристики, которые позволяют оценивать ПС с позиции пользователя, разработчика и управляющего проектом. Рекомендуется 6 основных характеристик качества ПС, каждая из которых детализируется несколькими (всего 21) субхарактеристиками (рис.1):
Функциональная пригодность детализируется: пригодностью для применения, точностью, защищенностью, способностью к взаимодействию и согласованностью со стандартами и правилами проектирования;
Надежность рекомендуется характеризовать: уровнем завершенности (отсутствия ошибок), устойчивостью к ошибкам и перезапускаемостью;
Применимость предлагается описывать: понятностью, обучаемостью и простотой использования;
Эффективность рекомендуется характеризовать ресурсной и временной экономичностью;
Сопровождаемость - удобством для анализа, изменяемостью, стабильностью и тестируемостью;
Переносимость предлагается отражать: адаптируемостью, структурированностью, замещаемостью и внедряемостью.
Характеристики и субхарактеристики в стандарте определены очень кратко, без комментариев и рекомендаций по их применению к конкретным системам и проектам.
Близким к описанному стандарту по идеологии, структуре и содержанию является стандарт ГОСТ 28195-89. На верхнем, первом уровне выделено 6 показателей - факторов качества: надежность, корректность, удобство применения, эффективность, универсальность и Сопровождаемость. Эти факторы детализируются в совокупности 19 критериями качества на втором уровне. Дальнейшая детализация показателей качества представлена метриками и оценочными элементами, которых насчитывается около 240. Каждый из них рекомендуется экспертно оценивать в пределах от 0 до 1. Состав используемых факторов, критериев и метрик предлагается выбирать в зависимости от назначения, функций и этапов жизненного цикла ПС.
