16945-1 (Способы обеспечения качества программных продуктов), страница 2

Одним из основных факторов повышения эффективности и надежности программирования можно считать придание образности формам спецификации данных и описания алгоритма. В этом смысле главный недостаток существующих технологий программирования заключается в преимущественно текстовых формах представления основных компонент программы, что делает программу невыразительной и чрезвычайно затрудняет ее восприятие человеком.

В настоящее время принципиально изменилась роль информационных технологий в обществе. С одной стороны, программные продукты представляют собой достаточно дорогостоящий товар. С другой стороны, ужесточились требования к качеству ПС, поскольку последние широко используются в таких сферах деятельности человека, которые традиционно относят к группе риска. Это аэрокосмические технологии, энергетика, связь, бизнес и т.д.

Современные информационные технологии играют исключительно важную роль в интеллектуализации общества, позволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества. Это приводит к необходимости создания эффективных методов достижения заданного качества разрабатываемых ПС в условиях ограниченности ресурсов, выделяемых на разработку.

Высокое качество ПС достигается либо методами безошибочного программирования (“пассивными” методами), либо путем выявления и устранения ошибок (“активными” методами).

Современные методы безошибочного программирования основываются на реализации процессов автоматизации всех этапов жизненного цикла ПС от проектирования и кодирования программ до документирования и их сопровождения. К таким средствам относятся: CASE-средства, объектно-ориенированное программирование, методы логического программирования. Особое место занимают методы визуального программирования, поскольку приближение формы представления программы и способов ее кодирования к образному способу мышления человека в значительной степени сокращает число ошибок, допускаемых человеком при разработке программ и повышает надежность программирования.

Активные методы повышения надежности ПС совершенствуются за счет развития средств автоматизации тестирования программ. Сложность ПС и высокие требования по их надежности требуют выработки принципов структурного построения сложных программных средств, обеспечивающих гибкость модификации ПС и эффективность их отладки. К таким принципам в работе относят:

- модульность и строгую иерархию в структурном построении программ;

- унификацию правил проектирования, структурного построения и взаимодействия компонент ПС;

- унификацию правил организации межмодульного интерфейса;

- поэтапный контроль полноты и качества решения функциональных задач.

Тестирование программного обеспечения.

Многие организации, занимающиеся созданием программного обеспечения, до 50% средств, выделенных на разработку программ, тратят на тестирование, что составляет миллиарды долларов по всему миру в целом. И все же, несмотря на громадные капиталовложения, знаний о сути тестирования явно не хватает и большинство программных продуктов неприемлемо ненадежно даже после «основательного тестирования».

О состоянии дел лучше всего свидетельствует тот факт, что большинство людей, работающих в области обработки данных, даже не может правильно определить слово «тестирование», и это на самом деле главная причина неудач.

«Тестирование — процесс, подтверждающий правильность программы и демонстрирующий, что ошибок в программе нет.» Основной недостаток подобного определения заключается в том, что оно совершенно неправильно; фактически это почти определение антонима слова «тестирование». Человек с некоторым опытом программирования уже, вероятно, понимает, что невозможно продемонстрировать отсутствие ошибок в программе. Поэтому определение описывает невыполнимую задачу, а так как тестирование зачастую все же выполняется с успехом, по крайней мере с некоторым успехом, то такое определение логически некорректно. Правильное определение тестирования таково: Тестирование — процесс выполнения программы с намерением найти ошибки.

Невозможно гарантировать отсутствие ошибок в нетривиальной программе; в лучшем случае можно попытаться показать наличие ошибок. Если программа правильно ведет себя для солидного набора тестов, нет основании утверждать, что в ней нет ошибок; со всей определенностью можно лишь утверждать, что не известно, когда эта программа не работает. Конечно, если есть причины считать данный набор тестов способным с большой вероятностью обнаружить все возможные ошибки, то можно говорить о некотором уровне уверенности в правильности программы, устанавливаемом этими тестами.

Психологические эксперименты показывают, что большинство людей, поставив цель (например, показать, что ошибок нет), ориентируется в своей деятельности на достижение этой цели. Тестовик подсознательно не позволит себе действовать против цели, т. е. подготовить тест, который выявил бы одну из оставшихся в программе ошибок. Поскольку мы все признаем, что совершенство в проектировании и кодировании любой программы недостижимо и поэтому каждая программа содержит некоторое количество ошибок, самым плодотворным применением тестирования будет найти некоторые из них. Если мы хотим добиться этого и избежать психологического барьера, мешающего нам действовать против поставленной цели, наша цель должна состоять в том, чтобы найти как можно больше ошибок. Сформулируем основополагающий вывод:

Если ваша цель — показать отсутствие ошибок, вы. их найдете не слишком много. Если же ваша цель — показать наличие ошибок, вы найдете значительную их часть.

Надежность невозможно внести в программу в результате тестирования, она определяется правильностью этапов проектирования. Наилучшее решение проблемы надежности — с самого начала не допускать ошибок в программе. Однако вероятность того, что удастся безупречно спроектировать большую программу, бесконечно мала. Роль тестирования состоит как раз в том, чтобы определить местонахождение немногочисленных ошибок, оставшихся в хорошо спроектированной программе. Попытки с помощью тестирования достичь надежности плохо спроектированной программы совершенно бесплодны.

Тестирование оказывается довольно необычным процессом (вот почему оно и считается трудным), так как этот процесс разрушительный. Ведь цель проверяющего (тестовика) — заставить программу сбиться. Он доволен, если это ему удается; если же программа на его тесте не сбивается, он не удовлетворен.

Еще одна причина, по которой трудно говорить о тестировании — это тот факт, что о нем известно очень немногое. Если сегодня мы располагаем 5% тех знании о проектировании и собственно программировании (кодировании), которые будут у нас к 2000 г., то о тестировании нам известно менее 1%.

Хотя в тестировании можно выделить несколько различных процессов, такие термины, как тестирование, отладка, доказательство, контроль и испытание, часто используются как синонимы и, к сожалению, для разных людей имеют разный смысл. Хотя стандартных, общепринятых определений этих терминов нет, попытка сформулировать их была предпринята на симпозиуме по тестированию программ. Классификацию различных форм тестирования мы начнем с того, что дадим эти определения, слегка их дополнив и расширив их список.

Тестирование (testing), как мы уже выяснили,—процесс выполнения программы (или части программы) с намерением (или целью) найти ошибки.

Доказательство (proof) — попытка найти ошибки в программе безотносительно к внешней для программы среде. Большинство методов доказательства предполагает формулировку утверждений о поведении программы и затем вывод и доказательство математических теорем о правильности программы. Доказательства могут рассматриваться как форма тестирования, хотя они и не предполагают прямого выполнения программы. Многие исследователи считают доказательство альтернативой тестированию — взгляд во многом ошибочный; более подробно это обсуждается в гл. 17.

Контроль (verification) — попытка найти ошибки, выполняя программу в тестовой, или моделируемой, среде.

Испытание (validation) — попытка найти ошибки, выполняя программу в заданной реальной среде.

Аттестация (certification) — авторитетное подтверждение правильности программы, аналогичное аттестации электротехнического оборудования Underwriters Laboratories. При тестировании с целью аттестации выполняется сравнение с некоторым заранее определенным стандартом.

Отладка (debugging) не является разновидностью тестирования. Хотя слова «отладка» и «тестирование» часто используются как синонимы, под ними подразумеваются разные виды деятельности. Тестирование — деятельность, направленная на обнаружение ошибок; отладка направлена на установление точной природы известной ошибки, а затем — на исправление этой ошибки. Эти два вида деятельности связаны — результаты тестирования являются исходными данными для отладки.

Тестирование модуля, или автономное тестирование (module testing, unit testing) — контроль отдельного программного модуля, обычно в изолированной среде (т. е. изолированно от всех остальных модулей). Тестирование модуля иногда включает также математическое доказательство.

Тестирование сопряжении (integration testing) — контроль сопряжении между частями системы (модулями, компонентами, подсистемами).

Тестирование внешних функций (external function testing) — контроль внешнего поведения системы, определенного внешними спецификациями.

Комплексное тестирование (system testing) — контроль и/или испытание системы по отношению к исходным целям. Комплексное тестирование является процессом контроля, если оно выполняется в моделируемой среде, и процессом испытания, если выполняется в среде реальной, жизненной.

Тестирование приемлемости (acceptance testing) — проверка соответствия программы требованиям пользователя.

Тестирование настройки (installation testing) — проверка соответствия каждого конкретного варианта установки системы с целью выявить любые ошибки, возникшие в процессе настройки

Бета - тестирование программного обеспечения.

Другой способ проверки - бета-тестирование. В этом случае разработчики программного обеспечения разрешают пользователям попробовать предварительные версии продуктов. Однако большинство разработчиков, с утверждают, что внешние бета-тестеры не выявляют такого большого количества ошибок.

Выводы.

Быстрое увеличение сложности и размеров современных комплексов программ при одновременном повышении ответственности выполняемых функций резко повысило требования со стороны пользователей к их качеству, надежности функционирования и безопасности применения. Для каждого проекта ПС, выполняющего ответственные функции, должны разрабатываться и применяться система качества, специальные планы и программа, методология и инструментальные средства, обеспечивающие требуемые качество, надежность и безопасность функционирования. Для удовлетворения высоких требований к функционированию необходимы выделение из ЖЦ ПС задач и работ по обеспечению качества программ, а также обучение и концентрация усилий разработчиков на анализе и обосновании рентабельности выбранной методологии и методов разработки комплексов программ.

Широкий спектр требований к качеству, в зависимости от назначения и области применения ПС, приводит к необходимости адаптации стандартов, регламентирующих системы качества предприятий-разработчиков. Последовательная детализация рекомендаций базовых стандартов должна доводиться до формирования должностных инструкций специалистам, образуя в совокупности иерархический комплекс нормативных документов системы качества предприятия, обеспечивающий жизненный цикл сложных программных средств.

Только скоординированное, комплексное применение в проектах ПС с начала проектирования современных методов и стандартов позволяет достигать высокого качества, необходимого для использования ПС в распределенных критических и сложных системах обработки информации. Необходимо убедить руководителей проектов, заказчиков и разработчиков в том, что тщательно регламентированное и достаточно полное системное проектирование ПС и БД на основе современных методов и международных стандартов выгодно с позиции сокращения ошибок и повышения качества сложных комплексов программ.

Список литературы

Крайер Э. Успешная сертификация на соответствие нормам ИСО серии 9000: Пер. с нем. - М.: ИздАТ, 1999.

2. Сборник действующих международных стандартов ИСО серии 9000. Т. 1-3. - М.: ВНИИКИ, 1998.

3. Encyclopedia of Software Engineering. Vol.1 A-N; Vol. 2 O-Z. Editor - In - Chief John J. Marciniak. John Wiley & Sons.Inc. 1995.

4. Глудкин О.П. и др. Всеобщее управление качеством: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1999.

5. Гличев А.В. Основы управления качеством продукции. - М.: МАИ, 1998.

6. Круглов М.Г., Шишков Г.М. Управление качеством TQM. - М.: МГТУ "Станкин", 1999.

7. Липаев В.В. Сертификация систем качества предприятий, разрабатывающих программные средства для информационных систем, на соответствие стандартам серии ИСО 9000 // Информационные технологии. - 1999. - ╧ 12.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.cooldoclad.narod.ru/

11 апреля 2002 г.