Качество и надежность программного обеспечения

(для программы UPROG подготовки магистров для фирмы «Моторола»)

Авторы к.т.н., доцент В.А.Кирьянчиков

к.т.н., доцент Э.А.Опалева

Санкт-Петербург

Содержание

Лекция 1. Введение. Основные стандарты и термины по качеству программного обеспечения. Метрики и критерии качества программных продуктов. Составляющие качества программных продуктов................................................ 3

Лекция 2. Классификация видов сложности программных продуктов. Метрические характеристики программ по М.Холстеду........................................................................................................................................................................................... 8

Лекция 3. Уровень программ. Интеллектуальное содержание программы.................................................................... 14

Лекция 4. Работа в программировании. Уровни языков программирования. Метрика числа ошибок в программе. 17

Лекция 5. Метрики структурной сложности программ.......................................................................................................... 22

Лекция 6. Методы и средства измерения характеристик программ. Аппаратные измерительные мониторы..... 29

Лекция 7. Программные измерительные мониторы................................................................................................................ 36

Лекция 8. Понятие корректности программ.............................................................................................................................. 42

Лекция 9. Аналитическая проверка корректности программ. Верификация программ.............................................. 45

Лекция 10. Тестирование программных продуктов.............................................................................................................. 53

Лекция 11. Виды, критерии и методы тестирования. Методы структурного тестирования программ................... 58

Лекция 12. Методы функционального тестирование программных продуктов............................................................. 62

Лекция 13. Основные показатели надежности программного обеспечения (ПО). Математические модели оценки надежности ПО.................................................................................................................................................................................. 68

Лекция 14. Модели, основанные на методе "посева" и разметки ошибок, и модели на основе учета структуры входных данных.................................................................................................................................................................................................. 76

Лекция 15. Методы повышения надежности программ и оценка эффективности их применения......................... 80

ЛИТЕРАТУРА..................................................................................................................................................................................... 86

Лекция 1. Введение. Основные стандарты и термины по качеству программного обеспечения. Метрики и критерии качества программных продуктов. Составляющие качества программных продуктов.

Цели и задачи курса, его связь с другими дисциплинами учебного плана.

Сегодня одну и ту же задачу на ЭВМ можно решить, используя различные алгоритмы, языки программирования, степень структурированности данных и самой программы, наконец, различные архитектуры программных систем и технологии их разработки. При этом возникают программы, отличающиеся качественными показателями (объемом, сложностью, достоверностью результатов, надежностью, быстродействием и др.) и появляется возможность их выбора. Отсюда возникает необходимость в оценке и сравнении качества различных программ. Формализация показателей качества, введение для них метрических оценок способствует объективному сравнению и обеспечивают основу промышленного использования программных изделий (ПИ).

Расширение областей применения ПИ и возрастание значимости результатов их работыв сферах управления и обработки информации повысило интерес пользователей и разработчиков к анализу качества создаваемых и эксплуатируемых программ. Отчуждение программ от их первичных создателей и необходимость сопровождения в процессе эксплуатации привели к формированию понятия программного продукта (ПП), предусматривающего требования по удобству использования и модифицируемости.

В результате от подхода "лишь бы программа работала" к настоящему времени выполнен переход к подходу "с какими характеристиками качества создается и функционирует программа и при каких затратах достигаются результаты".

Дисциплина “Software quality, testing and verification” или в русскоязычном варианте «Качество и надежность программного обеспечения» как раз и предназначена для обучения будущих инженеров–программистов методам и средствам оценки характеристик качества и надежности ПП как при выборе готовых программных средств, так и при их разработке. Дисциплина базируется на знаниях полученных при изучении математики, основ программирования, формальных моделей программ, архитектур программных систем и технологий разработки ПП.

ГОСТы . Основные понятия и ключевые слова по качеству и надежности ПП.

Основными ГОСТами, регламентирующими в нашей стране использование термино-логии по качеству ПП являются:

1) ГОСТ 28806—90 «КАЧЕСТВО ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ. Термины и определения (Software quality. Terms and definitions)»;

2) ГОСТ 28195-89 «ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ. Общие положения (Quality control of software systems. General principles)».

В соответствии с ГОСТ 28806—90 основные термины, используемые в настоящем курсе могут быть определены следующим образом.