Качество ПО (Software Quality)

Качество ПО - набор свойств продукта (сервис или службы), которые характеризуют его способность удовлетворить установленные или предполагаемые потребности заказчика. Понятие качества имеет разные интерпретации в зависимости от конкретной системы

и требований к программному продукту. Кроме того, в разных источниках таксономия (классификация) характеристик в модели качества отличается.

Каждая модель имеет различное число уровней, и все известные модели качества имеют полное или частичное совпадение набора характеристик качества. Например, модель качества МакКолла на самом высоком уровне имеет три характеристики: функциональность, модифицируемость и переносимость, а на более нижних уровнях модели, 11 подхарактеристик качества и 18 критериев (атрибутов) качества.

Стандарт ISO 9126-01 рассматривает внешние и внутренние характеристики качества. Первые отображают требования к функционирующему программному продукту. Для количественного задания критериев качества, по которым будет осуществляться проверка и подтверждение соответствия ПО заданным требованиям, определяются соответствующие внешние измеряемые свойства (внешние атрибуты ) ПО и метрики. Ими могут быть конкретные значения (например, время выполнения отдельных компонентов), диапазоны изменения значений для некоторых внешних атрибутов и модели их оценивания. Метрики, применение которых возможно только для ПО, функционирующего на компьютере, используются на стадии тестирования или функционирования. Они называются внешними метриками и представляют собой модели оценивания атрибутов.

Внутренние характеристики качества и внутренние атрибуты ПО используются при составлении плана достижения необходимых внешних характеристик качества для конечного программного продукта. Для квантификации внутренних характеристик качества специфицируются внутренние метрики, использующиеся при проверке соответствия промежуточных продуктов спецификациям внутренних требований к качеству, которые формулируются на этапах, предшествующих тестированию (определение требований, проектирование, кодирование).

Внешние и внутренние характеристики качества отображают свойства самого ПО (работающего или не работающего), а также взгляд заказчика и разработчика на это ПО. Непосредственного конечного пользователя ПО интересует эксплуатационное качество ПО - совокупный эффект от достижения характеристик качества, который измеряется в сроках использования результата, а не свойств самого ПО. Это понятие шире, чем любая отдельная характеристика (например, удобство использования или надежность).

Окончательная оценка качества проводится в соответствии со стандартом ISO 15504-98 [1.15]. Качество может повышаться за счет постоянного улучшения используемого продукта в связи с процессами обнаружения, устранения и предотвращения сбоев/дефектов в ПО.

Область знаний "Качество ПО (Software Quality)" состоит из следующих разделов:

· концепция качества ПО (Software Quality Concepts);

· определение и планирование качества (Definition & Planning for Quality);

· техники и активности, обеспечивающие гарантию качества, валидацию и верификацию (Activities and Techniques for SoftwareQuality Assurance, Validation -V & Verification - V);

· измерение при анализе качества ПО (Measurement in Software Quality Analysis).

Концепция качества ПО - это внешние и внутренние характеристики качества, их метрики, а также модели качества, определенные на множестве этих характеристик, которые представлены в стандартах качества [1.16] - это шесть характеристик и каждая из них имеет несколько атрибутов. К характеристикам качества относятся:

· функциональность (functionality);

· надежность (realibility);

· удобство применения (usability);

· эффективность (efficiency);

· сопровождаемость (maitainnability);

· переносимость (portability).

Базовая модель качества включает эти характеристики и относится к любому типу программных продуктов. При разработке требований заказчик формулирует те требования к качеству, которые наиболее подходят для заказываемого программного продукта.

Определение и планирование качества ПОосновывается на положениях стандартов в этой области, составлении планов и графиков работ, процедурах проверки и др. План обеспечения качества включает набор действий для проверки процессов обеспечения качества (верификация, валидация и др.) и формирование документа по управлению качеством.

Планирование качества обеспечивает управление процессами обеспечения качества продуктов проекта (в частности промежуточных рабочих продуктов) и ресурсов - программных, технических,

исполнительских и др., а также включает управление требованиями к процессам и продуктам. Планирование качества включает:

· определение продукта в терминах заданных характеристик качества;

· планирование процессов для гарантии получения требуемого качества;

· выбор методов оценки планируемых характеристик качества и установления соответствия продукта сформулированным требованиям.

В стандарте 12207 определены специальные процессы: обеспечения качества, верификации, аттестации (валидации), совместного анализа и аудита.

Деятельности и техники гарантии качествавключают: инспекцию, верификацию и валидацию ПО.

Инспекция ПО - анализ и проверка различных представлений системы и ПО (спецификаций, архитектурных схем, диаграмм, исходного кода и др.). Выполняется на всех этапах ЖЦ разработки ПО.

Верификация ПО - процесс обеспечения правильной реализации ПО, которое соответствует спецификациям, выполняется на протяжении всего жизненного цикла. Верификация дает ответ на вопрос, правильно ли создана система.

Валидация - процесс проверки соответствия ПО функциональным и нефункциональным требованиям и ожидаемым потребностям заказчика.

Верификация и валидация начинают выполняться на ранних стадиях ЖЦ и ориентированы на качество. Они планируются и обеспечиваются определенными ресурсами с четким распределением ролей. Проверка основывается на использовании соответствующих техник тестирования для обнаружения тех или иных дефектов и сбора статистики. В результате собранных данных проводится оценка правильности реализации требований и работы ПО в заданных условиях.

Измерение в анализе качества ПОосновывается на метриках продукта и данных, собранных в процессе создания продукта при заданных ресурсах, на оценках процессов, ПО и его моделях, а также на документировании измерений. Оценка качества продукта - это измерение и оценивание качественных показателей с помощью данных о разных типах ошибок и отказах во время тестирования ПО и исполнения кода на тестовых данных. Эти данные анализируются,

проверяются и используются при качественной и количественной оценке ПО.

Для имитации работы системы в режиме тестирования разрабатываются тесты с реальными входными данными для проверки правильности работы ПО на разных фрагментах программы и путях следования в них операторов. В процессе тестирования ПО обнаруживаются разного рода ошибки (отказы, дефекты, ошибки и т.п.), количество которых в значительной степени может повлиять на получение правильного результата.

С учетом типов обнаруженных ошибок можно установить наличие (или отсутствие) соответствия реализованных и нереализованных функций, заданных в требованиях к системе, а также оценить принципы реализации нефункциональных требований (производительность, надежность и др.). Проводятся также оценки процессов управления планами, инспекциями, прогонами и т.п. По этим оценкам принимаются решения о завершении разработки продукта проекта и передаче его заказчику в опытную эксплуатацию или о необходимости внесения изменений для устранения ошибок, определения адекватности планов и требований, оценки рисков на переделку ПО и др.

Целью инспекций является обнаружение различных аномальных состояний в ПО независимыми специалистами команды экспертов и с привлечением авторов промежуточного или конечного продукта. Эксперты инспектирует выполнение требований, интерфейсы, входные данные и т.п., а затем документируют обнаруженные отклонения в проекте.

Назначением аудита является независимая оценка продуктов и процессов на соответствие регулирующим и регламентирующим документам (планам, стандартам и др.), формулирование отчета о случаях несоответствия и предложений для их корректировки.