Классификация и оценка качества программных средств с использованием базы характеристик качества тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Нешта, Елена Петровна

Оглавление диссертации кандидат технических наук Нешта, Елена Петровна

1. ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ СЕРТИФИКАЦИИ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ.

1.1. Существующие направления в сертификации программных средств.

1.2. Отечественные и зарубежные системы сертификации программных средств.

1.2.1. Анализ наиболее распространенных стандартов, используемые на практике, их недостатки и достоинства.

1.2.2. Совместимость различных стандартов, основные трудности их применения.

1.3. Анализ различных подходов к построению систем характеристик качества программных средств.

1.3.1. Предшествующие исследования.

1.3.2. Современное состояние проблемы.

1.4. Выводы по главе 1.

2. ГЛАВА 2. МОДЕЛИ КЛАССИФИКАЦИИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ.

2.1. Анализ подходов к классификации программных средств. Состояние вопроса в других предметных областях. Рубрикаторы программ.

2.2. Методы классификации.

2.2.1. Гистограммный метод для построения априорного словаря признаков.

2.2.2. Модель классификации ПС

2.4. Выводы по главе 2.

3. ГЛАВА 3. МОДЕЛИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СЕРТИФИКАЦИИ

3.1. Разработка модели сертификации программных средств при любых наборах характеристик.

3.1.1. Модель оценки качества программных средств.

3.1.2. Способы шкалирования и идентификации характеристик качества.

3.1.3. Метод преобразования характеристик.

3.1.4. Коэффициенты важности характеристик качества ГОСТ ИСО 9126.

3.2. Разработка технологии создания универсальной базы данных функциональных характеристик качества программных средств.

3.2.1. Документационный метод обработки характеристик.

3.2.2. Снижение размерности признакового пространства характеристик программных средств и отбор наиболее информативных показателей.

3.2.3. Характеристики качества справочных правовых систем.

3.2.4. Расчет оценки качества СПС «ГАРАНТ»

3.3. Выводы по главе 3.

4. ГЛАВА 4. ДИНАМИЧЕСКАЯ АКТУАЛИЗИРУЕМАЯ СУБД ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ.

4.1. Описание программного модуля системы управления базой данных.

4.2.1. Реляционная модель базы данных.

4.2. Модуль на основе экспертной системы.

4.2.1. Экспертные системы.

4.2.2. Описание работы с программой.

Выводы по главе 4.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», 05.13.01 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Классификация и оценка качества программных средств с использованием базы характеристик качества»

В современном мире разработка программных средств (ПС) превратилась в одну из самых дорогостоящих и высокопроизводительных индустрий. Увеличение номенклатуры ПС, их разнообразие затрудняют выбор программного продукта с наилучшим качеством среди однотипных программ. Кроме того, зачастую программы, предлагаемые разработчиками в качестве типичных представителей ПС, на самом деле не являются таковыми, в результате чего возникают ошибки их применения в предметной области. Отсутствие научных подходов к оценке качества создаваемых модулей приводит к снижению производительности работы ПС. Поэтому становится очевидной потребность разработки общих методов классификации, оценки качества и сертификации ПС.

Назначение процедуры классификации состоит в принятии решения о принадлежности неизвестного объекта, в данном случае ПС, к тому или иному классу, характеризующегося набором однотипных программ, выполняющих одинаковые функции.

Сертификация, включающая в себя оценку качества ПС с целью его оптимального применения, есть процесс подтверждения свойств ПС, заявленным в соответствующей нормативной документации.

Задачи классификации, оценивания качества и сертификации ПС относятся к классу трудноформализуемых. Нетривиальность таких задач заключается в новизне самой предметной области и ее изменчивости. Только опыта и интуиции лиц, проводящих классификацию и сертификацию ПС, для эффективного решения поставленной проблемы в динамично изменяющейся ситуации уже недостаточно. Необходимы научные подходы и компьютерная поддержка решения данных задач.

Существующие методики [44-46], позволяющие проводить классификацию и сертификацию, в настоящее время находятся на начальном этапе развития. Они не являются универсальными, зачастую весьма громоздки, и требуют большого количества экспертов в данной области.

Применение стандартов также существенно ограничивает их использование, поскольку многие имеющиеся стандарты в этой области [15-19] определяют только общие для большинства ПС характеристики, такие как функциональность, эффективность, надежность и др., давая их универсальное толкование и не конкретизируя их смысл применительно к конкретным классам программного обеспечения.

Используемый в международной практике стандарт ISO 9000 [15] носит лишь декларативный характер и относится к воздействию на процесс изготовления, а не к качеству готового продукта. Многие из отечественных ГОСТов [18,19,61-64] основываются на субъективной оценке экспертов и являются морально устаревшими. Они не содержат четких рекомендаций по оценке качества программного обеспечения, моделей процесса оценивания.

Задачи классификации и сертификации заключаются в определении полного перечня признаков (параметров), характеризующих ПС, в формировании рабочего алфавита классов, в разработке априорного словаря признаков, в описании всех классов на языке признаков, включенных в словарь. Выработка сведений о распознаваемых ПС и априорное описание классов - весьма трудоемкая часть в решении данных задач, требующая глубокого изучения свойств этих объектов. Выбор алгоритмов для распознавания класса ПС и оценки его качества должен быть рационально сделан на основе математических моделей, чтобы систематизировать и оптимизировать использование ПС наиболее эффективно для решения различных практических задач. Полных и достаточно подробных структурированных описаний существующих классов ПС - рубрикаторов, позволяющих проводить сертификацию, на сегодняшний день не существует.

Обычно число характеристик каждого класса ПС велико, поэтому удобно представлять их в виде динамической актуализируемой системы управления базой данных (СУБД), позволяющей классифицировать данный программный продукт в соответствии с рубрикатором и оценить его качество.

Создание и использование СУБД функциональных характеристик качества программных средств позволит ускорить процесс сертификации и в совокупности с применением математических моделей его формализовать.

Актуальность проблемы подтверждается и тем, что работа выполнялась автором в рамках гранта РФФИ № 01-07-90463.

Таким образом, целью диссертационной работы является: разработка процедур и моделей оценки качества для его сертификации согласно установленным требованиям. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. разработка иерархического рубрикатора - классификатора программных средств;

2. формирование словаря характеристик, используемых при оценке качества ПС;

3. разработка моделей классификации и оценки качества ПС;

4. разработка динамической актуализируемой СУБД для автоматизации процедуры классификации и проведения сертификации ПС.

В работе предлагаются подходы к автоматической классификации и сертификации ПС. Этим обусловлена структура работы.

В первой главе приведен обзор существующих подходов к оценке качества ПС. Проведен анализ существующих в настоящее время методов и технологий классификации и сертификации ПС, описаны отечественные и зарубежные стандарты, используемые на практике, их недостатки, совместимость различных стандартов и основные трудности их применения. Проведена системная декомпозиция целей исследования. Обзор существующих подходов к оценке качества ПС показал, что отсутствуют общепринятые системы критериев качества и модели его оценки. Выявлено, что в большинстве случаев существующие отечественные и зарубежные методы и подходы к классификации и сертификации ПС не могут быть эффективно использованы для оценки качества ПС из-за отсутствия унифицированных моделей оценки качества, алгоритмов решения. Существующие разработанные модели применяются для определенного круга задач, многие из них требуют большого числа экспертов в данной области и трудоемки.

В заключении главы был сделан вывод о необходимости разработки методов классификации и оценки качества ПС .

Во второй главе рассматриваются существующие подходы к классификации. Рассмотрены методы классификации ПС. Путем проведенного анализа выявлен наиболее эффективный метод, основанный на кластерном анализе. Для применения модели классификации предложен иерархический рубрикатор-классификатор ПС. Отличительными свойствами предложенного свойствами рубрикатора являются: наличие определения классов, детализированность, полнота охвата существующих классов ПС. Для составления рабочего словаря признаков развит метод обобщенной гистограммы. Представлены результаты измерений классифицирующих признаков программ класса справочных правовых систем. Разработана математическая модель классификации ПС на основе кластерного анализа.

В третьей главе предложен алгоритм оценки качества ПС и математическая модель сертификации ПС на соответствие стандартам или Временным Техническим условиям, оптимально сочетающая точность и простоту реализации. Показано применение документационных методов с использованием экспертного подхода для определения количественных показателей характеристик качества. Рассмотрен разработанный метод преобразования характеристик «ПЕРЕХОД». Приведен расчет качества СПС «Гарант» на основе предложенной модели оценки качества ПС.

Структура базы данных и программного модуля подробно описана в четвертой главе, дана инструкция по работе с программой. Приведены приложения, содержащие акты о внедрении, дополнения в ВТУ для игровых обучающих программ, характеристики качества ПС некоторых классов с примерами