Качество программного изделия. Основные показатели качественного ПИ.

Говоря о показателях качественного ПИ, будем полагать, что этот показатель – это мера степени, в которой ПИ обладает той или иной характеристикой качества. Существует несколько подходов к определению показателей качества ПИ. Остановимся на некоторых из них.

Методика определения показателей качества предложена коллективом авторов книги “Характеристики качества ПО” [1]. Она основана на составлении т.н. метрик ПО, носящих форму вопросников. Приведем одну из таблиц (Табл.4.1), в которой определяют степень важности, возможность количественного выражения и других свойств показателей для характеристики завершенности ПИ. Это одна из немногих характеристик, которая имеет наибольшую исправляющую способность при отладке программ. Считается, что она позволяет выявить 37 типов ошибок из 224.

В таблице приняты следующие условные обозначения:

В – очень высокая положительная корреляция с качеством;

ПВ - высокая положительная корреляция с качеством (75-90%);

О – обычно обладает соответствующей характеристикой качества (50-75%);

И – некоторые из программ с высоким значением ответа на данный вопрос будут обладать характеристикой качества;

АЛ – требуется автоматический алгоритм;

КО – возможно использование компаратора (специальное ПО для оценки показателя по данному вопросу);

НС – требуется неквалифицированный специалист для изучения программы;

КС – требуется квалифицированный специалист для изучения программы;

ПР – требуется прогон программы на ЭВМ;

Л – легко разработать автоматический алгоритм или компаратор;

ПЛ – алгоритм или компаратор обеспечивает полную оценку показателя;

Ч – алгоритм или компаратор обеспечивает частичную оценку показателя.

Таблица 4.1

ВОПРОСЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ОЦЕНКЕ, ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕДЕНИЙ О ЗАВЕРШЕННОСТИ ПИ

№ п/п	Вопросы	Корреляция с качеством	Значимость	Возможность количественного выражения	Возможность автоматической оценки	Полнота автоматической оценки
1.     2.   3.   4.     5.   6.     7.	Содержит ли программа средства, обеспечивающие очистку оперативной памяти (ОП) перед началом прогона? Содержит ли программа средства начальной настройки устройств ввода-вывода данных? Содержит ли программа блоки, предусматривающие обработку возникновения неопределенностей? Содержит ли программа все необходимые для нее подпрограммы? Имеются ли в программе контрольные точки, позволяющие осуществлять запуск определенных блоков? Имеется ли в программе возможность присвоения значений по умолчанию? Осуществляется ли контроль вводимых данных по умолчанию?	В   В   В   ПВ     О   В     ПВ		АЛ   КО   АЛ   КО     КО, КС   АЛ, КС     АЛ, КС	Л Л   Л   Л     Л   Л     Л	Ч Ч   Ч   П     Ч   Ч     Ч
8.   9.	Осуществляется ли проверка параметров циклов до их использования? Осуществляется ли проверка индексов переменных перед их использованием? Все ли исходные данные используются в процессе счета, снабжены ли они комментариями? Отсутствуют ли в программе фиктивные обращения к подпрограммам? Исключена ли зависимость программы от системной библиотеки подпрограмм? Свободна ли программа от явных ошибок?	О     О   О   И     В     В		АЛ     АЛ   АЛ   АЛ     НС     ПР, КС	Л Л   Л   Л	П П   П   П

 

Следующий шаг в оценке данного показателя качества – разработка алгоритма для оценки каждого из вопросов. Оценки могут располагаться в интервале от 0 до 1.

Результаты оценки могут быть выданы в виде таблицы, в которой представлены перечень элементов (модулей) в ПИ с оценкой О, распределение элементов по интервалам оценок. Кр. т., производится окончательный расчет среднего значения оценки качества модуля по данному показателю по общеизвестной формуле:

= ,

где – средняя оценка качества;

– оценка элемента;

V – вес элемента, устанавливаемый в пределах 0-1;

М – число модулей в ПИ.

Следует подчеркнуть, что основное назначение показателей качества ПИ для разработчиков – это определение направления работ по устранению дефектов и совершенствованию работы ПИ. Аналогична оценка остальных показателей качества ПИ, обладающего характеристиками, рассмотренными в предыдущей подтеме.

Рассмотрим еще один подход к определению качества ПИ.

Перечень показателей, по которым оценивается качество ПИ, в основном совпадает с рассмотренным ранее. Поэтому выделим только те показатели, расчет которых производится по методике, ранее не рассмотренной. Как отмечалось, показатель эффективности ПИ отражает рациональное использование ресурсов ЭВМ. Это могут быть: оперативная память, внешняя память, пропускная способность каналов и т.д.

Коэффициент использования оперативной памяти ПИ, которое имеет оверлейную структуру, определяется по формуле:

К= ,

где – объем памяти, используемый на i-м этапе решения задачи в n-й реализации;

– длительность этого этапа;

К – емкость оперативной памяти;

Т – общее время работы ПИ;

m – общее число этапов.

Этот коэффициент можно рассчитать для нескольких программных реализаций, и выбрать ту, для которой он наибольший.

Возможно определение коэффициента использования оперативной памяти по другой формуле:

К= ,

где – коэффициент согласования характеристик ЭВМ, на которых решаются эталонная и исследуемая программы;

– коэффициент согласования параметров эталонной и исследуемой задач;

– коэффициент использования памяти эталонной программой;

– коэффициент использования памяти данной программой.

Чем ближе Кк единице, тем выше эффективность ПИ в части использования оперативной памяти.

Коэффициенты эталонных программ м.б. определены статистически при функционировании программ, реализующих подобные задачи.

Общая оценка уровня качества ПИ производится с помощью дифференциального метода. Он основан на сравнении характеристик исследуемого ПИ и базового. Вычисляются значения относительных показателей по формуле:

q= ,

где – значение i-го показателя качества оцениваемого ПИ;

– значение соответствующего базового показателя.

Уровень качества оцениваемого ПИ д.б. больше 1 либо равен 1 (≥ 1).

Кроме дифференциального метода оценки качества существует комплексный метод оценки уровня качества ПИ. Наиболее простой вариант этого метода – расчет средневзвешенных показателей качества.

Средневзвешенный арифметический показатель рассчитывается по формуле:

= ,

где – значение i-го показателя качества оцениваемого ПИ;

– весовой коэффициент значимости i-го показателя, входящего в обобщенный показатель ;

n – число используемых показателей качества оцениваемого ПИ.

Средневзвешенный геометрический показатель рассчитывается по формуле:

V = ,

где – весовой коэффициент показателя качества, входящего в обобщенный показатель V.

Весовые коэффициенты обычно устанавливаются экспертным путем.