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...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| 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 |