Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации

Исследуется зависимость надежности разрабатываемого программного средства от качества документации на основании стандартов ISO/IEC 9126 и ISO/IEC 12207. Предлагается подход оценки надежности разрабатываемого программного средства в зависимости от качества документации The article explores the depend...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2008
1. Verfasser: Анцыпов, А.В.
Format: Artikel
Sprache:Russisch
Veröffentlicht: Інститут програмних систем НАН України 2008
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1415
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации / А.В. Анцыпов // Пробл. програмув. — 2008. — N 2-3. — С. 249-253. — Бібліогр.: 7 назв. — рус.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859946377172221952
author Анцыпов, А.В.
author_facet Анцыпов, А.В.
citation_txt Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации / А.В. Анцыпов // Пробл. програмув. — 2008. — N 2-3. — С. 249-253. — Бібліогр.: 7 назв. — рус.
collection DSpace DC
description Исследуется зависимость надежности разрабатываемого программного средства от качества документации на основании стандартов ISO/IEC 9126 и ISO/IEC 12207. Предлагается подход оценки надежности разрабатываемого программного средства в зависимости от качества документации The article explores the dependence of the reliability of software developed by the quality of documentation on the basis of standards ISO/IEC 9126 and ISO/IEC 12207. It offers the approach forecasting software reliability from quality documentation.
first_indexed 2025-12-07T16:14:45Z
format Article
fulltext Методи та засоби програмної інженерії © А.В. Анцыпов, 2008 ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2008. № 2-3. Спеціальний випуск 249 УДК 681.3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КАЧЕСТВА ДОКУМЕНТАЦИИ А.В. Анцыпов Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники 220027 Минск, Беларусь, ул. П. Бровки, 6. Тел.: +375 29 756 6009; E-mail: ancipov@gmail.com Исследуется зависимость надежности разрабатываемого программного средства от качества документации на основании стандартов ISO/IEC 9126 и ISO/IEC 12207. Предлагается подход оценки надежности разрабатываемого программного средства в зависимости от качества документации. The article explores the dependence of the reliability of software developed by the quality of documentation on the basis of standards ISO/IEC 9126 and ISO/IEC 12207. It offers the approach forecasting software reliability from quality documentation. В настоящее время деятельность многих организаций и предприятий напрямую зависят от правильной обработки информации соответствующими программными средствами (ПС). Использование некачественных ПС может привести к материальным потерям, а в некоторых областях таких как: транспорт, медицина, оборонный сектор и др. качество ПС является критически важным фактором. Мировая практика показывает, что разработка качественных ПС и их оценка невозможна без использования соответствующих стандартов. Основным стандартами обеспечения качества ПС являются: ISO/IEC 9126 Software engineering – Product quality (Информационная технология. Оценка программного продукта) и ISO/IEC 12207 Standard for Information Technology – Software Lifecycle Processes (процессы жизненного цикла программных средств)[1, 2, 3, 4]. ISO/IEC 9126 регламентирует шесть основных характеристик качества ПС: функциональность, надежность, эффективность, практичность, сопровождаемость, мобильность [1]. Одной из основных характеристик качества ПС является надежность. Надежность – способность ПС поддерживать заданный уровень качества функционирования при его использовании в заданных условиях [1, 3, 4]. ISO/IEC 12207 регламентирует три основные группы процессов: организационные, основные, вспомогательные [2]. Вспомогательные процессы заслуживают особого внимания, так как являются целенаправленной составной частью других процессов, обеспечивая успешную реализацию и качество разработки ПС. ISO/IEC 12207 регламентирует восемь вспомогательных процессов: документирования, управления кон- фигурацией, обеспечения качества, верификации, аттестации, совместного анализа, аудита и решения проблемы [2]. В данной работе исследуется зависимость надежности разрабатываемого ПС от качества выполнения процесса документирования. Процесс документирование является одним из наиболее сложных и трудоемких процессов. В соответствии со стандартом ISO/IEC 12207 после выполнения каждой задачи разработчику и/или заказчику необходимо задокументировать проделанную работу и полученные результаты. В результате будет получена соответствующая документация, – совокупность документов определяющих процедуры и ресурсы, необходимые для управления и обеспечения программного проекта [2]. Зависимость качества разрабатываемого ПС от документации показана на рис. 1. Процессы разработки ПС влияют на качество разрабатываемого ПС. В результате выполнения определенного процесса будет создана документация. Качество документации влияет в дальнейшем на процессы разработки ПС, которые в свою очередь влияют на качество разрабатываемого ПС. Улучшая качество документации улучшается качество процессов разработки, которые в свою очередь улучшают качество разрабатываемого ПС. Для количественной оценки качества документации на основании стандарта ISO/IEC 12207 предлагаются метрики. Все расчетные формулы имеют вид B A X = , где X – значение метрики, A и B – атрибуты ПС. Значение каждой метрики лежит в диапазоне от 0 до 1. Чем ближе значение метрики к 1, тем выше качество документации. 1) документирование выходных результатов. При разработке ПС разработчик должен документально оформить выходные результаты. Тогда А – количество документально оформленных результатов, В – общее число выходных результатов; Методи та засоби програмної інженерії 250 Рисунок 1. Зависимость качества ПС от процессов разработки и документации 2) документирование возникших проблем. При разработке ПС разработчик должен документально оформить возникающие проблемы и устранить несоответствия. Тогда А – количество документально оформленных возникших проблем, В – общее число возникших проблем; 3) документирование используемых стандартов и методов. При разработке ПС разработчик должен выбрать, адаптировать и использовать те стандарты, методы, языки программирования, которые документально оформлены. Тогда А – количество документально оформленных стандартов, методов, языков программирования, В – общее количество используемых стандартов, методов, языков программирования; 4) документирование планов проведения работ. При разработке ПС разработчик должен разработать планы проведения работ процесса разработки. Планы должны включать все требования связанные с разработкой, включая безопасность и защиту. Тогда А – количество документально оформленных требований, В – общее количество требований. Для определения зависимости каждой метрики и надежности разрабатываемого ПС был проведен корреляционный анализ на основании данных полученных при разработке программы VPITransmissionMarker компании VPI-Systems [5]. На протяжении разработки ПС, от выхода первой версии и до финальной, было выпущено сто промежуточных версий. Для каждой версии проводилось тестирование с целью определения количества допущенных ошибок. На основе этих данных рассчитывался показатель надежности ПС. В качестве показателя надежности ПС используется оценка вероятности безотказной работы Р N M P = , где N – общее количество выполненных тестов, M – количество тестов, выполнение которых завершилось успешно. Для анализа зависимости качества документации и надежности ПС от номера версии ПС применен нормированный коэффициент корреляции Браве–Пирсона r [6]: [ ] ∑∑ ∑ == = −∗− −∗− = 100 1 2 100 1 2 100 1 )()( )()( i i i i i ii yyxx yyxx r , (1) где xi – значение метрики i-ой версии ПС, x – среднее значение метрики, yi – значение надежности i-ой версии ПС, y – среднее значение показателя надежности. Полученные данные представлены в табл. 1. Таблица 1. Коэффициенты корреляции для заданных метрик Название метрики Коэффициент корреляции Браве–Пирсона Документирование выходных результатов 0,664 Документирование возникших проблем 0,738 Документирование используемых стандартов и методов 0,938 Документирование планов проведения работ 0,856 Качество ПС Процессы разработки ПС Документация влияют влияют создают Методи та засоби програмної інженерії 251 Полученные данные свидетельствуют о достаточно высокой степени взаимосвязи качества документации и надежности разрабатываемого ПС. Но необходимо учитывать, что каждая метрика в различной степени влияет на надежность ПС. В мировой практике принято использовать методы ранжирования с целью определения весового коэффициента метрики. Каждый эксперт оценивает вес каждой метрики по шкале относительной значимости в диапазоне от 0 до 1. В качестве общей меры оценки в данной работе используется средневзвешенное значение si ∑∑ ∑ = = == m 1 N 1 N 1 e e l i li j ji i q q s , (2) где m – количество метрик, Ne – количество экспертов, qli - экспертная оценка l-ой метрики у i-гo эксперта. С целью определения весовых коэффициентов метрик процесса постановки задачи, был проведен эксперимент с участием шести экспертов, полученные данные представлены в табл. 2. Таблица 2. Весовые коэффициенты метрик Эксперты Метрики 1 2 3 4 5 6 Документирование выходных результатов 0,2 0,6 0,3 0,2 0,2 0,1 Документирование возникших проблем 0,3 0,2 0,3 0,2 0,3 0,1 Документирование используемых стандартов и методов 0,4 0,1 0,1 0,1 0,2 0,5 Документирование планов проведения работ 0,1 0,1 0,3 0,5 0,3 0,3 Для использования полученных данных необходимо провести дополнительные исследования с целью определения насколько согласованы мнения экспертов. Для определения согласованности индивидуальных ранжировок экспертов в данной работе используется коэффициент конкордации W [6] )m3m(2 m 1 2)(12 − ∑ = − = e N i S i S W , где Si – средневзвешенное значение экспертной оценки i-й метрики; Ne – число экспертов; m – число метрик. В данном исследовании коэффициент конкордации равен 0,78, что свидетельствует о высокой степени согласованности экспертов. Значения весовых коэффициентов рассчитанных по формуле (2) представлены в табл. 3. Таблица 3. Значение весовые коэффициентов метрик № Название метрики Весовой коэффициент 1 Документирование выходных результатов 0,27 2 Документирование возникших проблем 0,23 3 Документирование используемых стандартов и методов 0,23 4 Документирование планов проведения работ 0,27 Имея данные весовых коэффициентов и значения метрик можно рассчитать качество документации i-й версии разрабатываемого ПС Qi ( )∑ = ∗= m j ijiji XVQ 1 , (3) где Xij – значение j-ой метрики, относящейся к i-й версии разрабатываемого ПС, m – количество метрик, Vij – весовой коэфициент j-ой метрики, относящейся к i-ой версии разрабатываемого ПС; Полученные данные в графическом виде представлены на рис. 2 и 3. Методи та засоби програмної інженерії 252 Рисунок 2. Сравнение значений надежности ПС и качества документации Рисунок 3. Зависимость надежности ПС от качества документации Коэффициент корреляции качества документации и надежности ПС рассчитанный по формуле (1) составил 0.927, что свидетельствует о высокой степени зависимости надежности ПС и качества документации разрабатываемого ПС. Для проверки значимости коэффициента корреляции находится показатель связности t [6]: n r t /1 = , где r – коэффициента корреляции, n – количество версий разрабатываемого ПС. Методи та засоби програмної інженерії 253 Для 05,0=α получаем tкр = 2.58 и t равное 14.44 (все данные получены с помощью программы StatPlus [7]), так как t > tкр следовательно зависимость между качеством документации и надежностью ПС следует считать значимой. Используя полученные данные можно прогнозировать ожидаемую надежность разрабатываемого ПС. При условии: ∑ = →−+− n i ii yyxx 1 22* min)()( , (4) где xi – качество документации i-й версии эталонного исследования (под эталонным исследованием понимается разработка ПС VPITransmissionMarker), x* – рассчитанное значение качества документации разрабатываемого ПС по формуле (3), yi – значение надежности i-й версии эталонного исследования, y – искомое значение надежности разрабатываемого ПС. Формулу (4) можно представить в виде ∑ = −+−= n i ii yyxxyf 1 22* )()()( . Решение будет найдено при условии: 0)(' =yf , ( ) . )()( )( )()(*2 )(*2 )()( 22 22 22* ∑ ∑∑ −+− −= = −+− −−= ′ −+− yyxx yy yyxx yy yyxx ii i ii i ii В итоге формула (4) примет вид ∑ = ∈= −+− −n i ii i y yyxx yy 1 22 ]1;0[;0 )()( )( . Решение данного уравнения аналитическим методом очень сложная задача, гораздо проще решать его используя численные методы. Одним из наиболее известных и удобных методов является метод итераций. Было проведено сравнение трех ПС компании VPI-Systems использующимися в области внедрения и эксплуатации оптоволоконных сетей: VPISolutionExpert, VPIAccessMarker, VPIMetroPlanner [5]. Полученные данные представлены в табл. 4 (все данные получены с помощью программы StatPlus [7]). Таблица 4. Сравнение экспериментальных и расчетных значений надежности Программа Коэффициент корреляции надежности и качества документации VPISolutionExpert 0.904 VPIAccessMarker 0.907 VPIMetroPlanner 0.914 Коэффициент корреляции для всех тестируемых программ оказался равен выше 0.9, что свидетельствует о высокой степени доверия к получаемым результатам. Предложенная методика позволяет оценивать качество документации ПС в процессе его разработки, а также прогнозировать надежность разрабатываемого ПС. Достоинствами предложенной методики является ее простота и ориентированность на международные стандарты. 1. ISO/IEC 9126-1:2001 Software engineering – Product quality 2. ISO/IEC 12207:1995 Standard for Information Technology – Software Lifecycle Processes. 3. Бахтизин В.В., Глухова Л.А. Стандартизация и сертификация программного обеспечения. – Мн.: БГУИР, 2006. – 200 с. 4. Липаев В.В. Надежность программных средств. – М.: СИНТЕГ, 1998. – 280 с. 5. www.vpiphotonics.com 6. Гайдышев И. Анализ и обработка данных. – Санкт-Петербург: Питер, 2001. – 232 c. 7. http://www.statplus.net.ua/ru/
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1415
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1727-4907
language Russian
last_indexed 2025-12-07T16:14:45Z
publishDate 2008
publisher Інститут програмних систем НАН України
record_format dspace
spelling Анцыпов, А.В.
2008-07-30T15:06:30Z
2008-07-30T15:06:30Z
2008
Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации / А.В. Анцыпов // Пробл. програмув. — 2008. — N 2-3. — С. 249-253. — Бібліогр.: 7 назв. — рус.
1727-4907
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1415
681.3
Исследуется зависимость надежности разрабатываемого программного средства от качества документации на основании стандартов ISO/IEC 9126 и ISO/IEC 12207. Предлагается подход оценки надежности разрабатываемого программного средства в зависимости от качества документации
The article explores the dependence of the reliability of software developed by the quality of documentation on the basis of standards ISO/IEC 9126 and ISO/IEC 12207. It offers the approach forecasting software reliability from quality documentation.
ru
Інститут програмних систем НАН України
Методи та засоби програмної інженерії
Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации
Providing software reliability in depend on quality documentation
Article
published earlier
spellingShingle Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации
Анцыпов, А.В.
Методи та засоби програмної інженерії
title Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации
title_alt Providing software reliability in depend on quality documentation
title_full Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации
title_fullStr Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации
title_full_unstemmed Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации
title_short Обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации
title_sort обеспечение надежности программных средств в зависимости от качества документации
topic Методи та засоби програмної інженерії
topic_facet Методи та засоби програмної інженерії
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1415
work_keys_str_mv AT ancypovav obespečenienadežnostiprogrammnyhsredstvvzavisimostiotkačestvadokumentacii
AT ancypovav providingsoftwarereliabilityindependonqualitydocumentation