Основные показатели оценки качества программы

Качество программ - это определенная совокупность свойств программного продукта, обеспечивающих решение возложенных на него задач в заданной среде функционирования и с допустимым множеством исходных данных.

Показателями качества являются надежность (безошибочность, включая и экстремальные, нестандартные условия выполнения), модифицируемость (легкость доработки и разбиения на модули), мобильность (настройка на новые условия, перенос на другую ЭВМ с минимальными затратами), дружествен­ность интерфейса между ЭВМ и пользователем, занимаемый объем памяти, качество документации, подробность документирования самой программы.

Надежность программы является наиболее важным критерием качества программы в целом.

Модифицируемость программы - функциональное разбиение программы на автономные модули (модульное программирование), возможность доработки (изменения) содержания модулей.

Переносимость - легкость адаптации к изменению среды, т.е. компонентов программирования, возможность переноса программы из одной операционной системы в другую.

Занимаемая память - объем ОЗУ (кбайт, Мбайт) и объем ВЗУ, необходимых для функционирования программы.

Надежность программы определяется надежностью ее составляющих:

- алгоритмическая (вычислительная) надежность:

- информационная надежность:

- надежность программного обеспечения;

- надежность аппаратная.

Рассмотрим кратко отдельные составляющие надежности программ.

Алгоритмическая (вычислительная) надежность - способность программы выполнять свои функции при изменении условий функционирования.

Информационная надежность предусматривает:

- способность алгоритма или программы правильно выполнять свои функции при различных ошибках в исходных данных;

- способность информационной системы обеспечивать целостность хранящихся в ней данных;

- способность алгоритма и программы нормально функционировать в случае неправильных действий пользователя при вводе информации.

Надежность программного обеспечения - это характеристика способности программного обеспечения выполнять возложенные на него функции при поступлении требований на их выполнение, показатель качества, характеризующий свойства программного изделия выдавать одни и те же результаты при различных условиях функционирования.

При рассмотрении вопроса надежности программ следует учитывать тот факт, что надежность и правильность программ - не одно и то же. Правильность программы - это отсутствие в программе, разработанной по заданному алго­ритму, программных ошибок. Надежность программы - более широкое понятие.

Надежность - это способность программ давать разумные результаты при всех возможных данных и действиях, в частности, в аномальных условиях. Если в программу вводят необычные данные, они должны быть выявлены и отброшены. Должны выявляться ошибки программы, ошибки данных, к которым следует добавить проблему предельных случаев и возможные ошибки аппаратуры.

Рассмотрение всех составляющих качества программ является очень сложной и объемной задачей. Поэтому мы ограничимся только теми показателя­ми качества программ, которые зависят от разработчика (программиста).

72. Основные понятия метода проектирования БД, сущность – связь. Примеры.

Модель «сущность-связь» (англ. “Entity-Relationship model”), или ER-модель, предложенная П. Ченом в 1976 г., является наиболее известным представителем класса семантических (концептуальных, инфологических) моделей предметной области. ER-модель обычно представляется в графической форме, с использованием оригинальной нотации П. Чена, называемой ER-диаграмма, либо с использованием других графических нотаций (Crow's Foot, Information Engineering и др.).

Основные преимущества ER-моделей:

наглядность;

модели позволяют проектировать базы данных с большим количеством объектов и атрибутов;

ER-модели реализованы во многих системах автоматизированного проектирования баз данных (например, ERWin).

Основные элементы ER-моделей:

объекты (сущности);

атрибуты объектов;

связи между объектами.

Модель “сущность - связь” (МСС) (entity - relation diagram - ERD) является неформальной моделью предметной области (ПО) и используется на этапе инфологического проектирования БД. Моделируются объекты ПО и их взаимоотношения.

Основное назначение МСС - семантическое описание ПО и представление информации для обоснования выбора видов моделей и структур данных, которые в дальнейшем будут использованы в информационной системе.

Для построения МСС используются три основных конструктивных элемента для представления составляющих ПО - сущность, атрибут и связь. Информация о проекте представляется с использованием графических диаграмм.

“Время” в составе конструктивных элементов отсутствует, но может быть представлено в модели посредством атрибутов (напр.: ГОД-РОЖДЕНИЯ-ПОЛУЧЕНО-В-ИЮНЕ,...).

Сущность - собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию в системе.

Примеры сущностей:

материальные:

-предприятие;

-изделие;

-сотрудники;

нематериальные:

-рефераты научных статей;

-описание явления;

-описание структур данных;

В моделях МСС каждая рассматриваемая сущность является основным местом сбора информации об этой сущности.

“Тип сущности” определяет множество однородных объектов, а “экземпляр сущности” - конкретный объект из множества.

Каждая сущность должна иметь имя. Например, сущность "СТУДЕНТ".

“Атрибут” (А) - поименованнная характеристика сущности. При помощи атрибутов моделируются свойства сущностей: (сущность: КНИГА, атрибуты: НАЗВАНИЕ, АВТОР, ГОД-ИЗДАНИЯ).

Основная роль атрибутов - описание свойств сущности. Другая роль - идентификация экземпляра сущности. То есть каждый экземпляр сущности должен иметь уникальное имя. В качестве имени выступает один или несколько атрибутов. Например, "НОМЕР ЗАЧЕТНОЙ КНИЖКИ" или "НОМЕР" и "СЕРИЯ ПАСПОРТА".

“Связь” - средство представления отношений между сущностями в модели ПО. Тип связи рассматривается между типами сущностей, например, между сущностями СТУДЕНТ и ГРУППА может быть связь УЧИТЬСЯ. То есть введение связи между двумя сущностями отражает семантику некоторого предложения. В данном случае, это СТУДЕНТ УЧИТСЯ В ГРУППЕ. Конкретный экземпляр связи данного типа существует между конкретными экземплярами данных типов сущностей. Например, ИВАНОВ УЧИТСЯ КМ-31.

В модели "сущность-связь" поддерживаются бинарные связи. В общем случае в ПО могут быть n - арные связи между сущностями.

Основные понятия эффективности функционирования КС

Наиболее общей, интегральной характеристикой любой сложной, тем более человеко-машинной, системы является эффективность ее функционирования, т.е. способность системы достигать поставленную цель в заданных условиях применения и с определенным качеством. Иначе говоря, это комплексное операционное свойство целенаправлен-ного процесса функционирования системы, характеризующее приспособленность этого процесса к достижению цели реализуемой системой операции.

Под системой понимается совокупность взаимосвязанных эргатических и неэргатических элементов (аппаратных, программных, информационных средств, обслуживающего персонала, пользователей), непосредственно участвующих в процессе выполнения операции. Операция – это упорядоченная совокупность взаимосвязанных действий, направленных на достижение заданной цели. Цель – это желаемый результат функционирования системы, достижимый в течение определенного времени.

В теории эффективности различают объект и предмет исследования. Объектом исследования является операция, т.е. процесс применения (функционирования) системы. Применительно к КС под операцией понимается упорядоченная совокупность взаимосвязанных действий эргатических и неэргатических элементов сети, направленных на удовлетворение запросов пользователей. Предмет исследования – это закономерности оптимальной организации процесса функционирования системы, а применительно к компьютерной сети – закономерности оптимальной (или рациональной) организации процессов удовлетворения запросов пользователей. Следует различать понятия «эффективность» и «качество». Если эффективность относится к операции, к процессу функционирования системы, то качество – непосредственно к самой системе. Качество системы – это совокупность ее свойств, обусловливающих пригодность системы удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Под свойством системы понимается ее объективная особенность, проявляемая при создании и эксплуатации (использовании) системы. Понятие эффективности функционирования системы является более широким, чем понятие качества системы. Эффективность зависит от качества, но не наоборот. Оценивание эффективности связано не только со свойствами системы, но и со свойствами результата ее функционирования и ресурсов, затрачиваемых на достижение этого результата, т.е. с оцениванием объектов, не включаемых в систему. Иначе говоря, эффективность функционирования системы определяется не только ее свойствами, но и способами и условиями применения системы.

Оценка эффективности предусматривает совместный анализ эффекта и затрат на его достижение. Такая оценка рассматривается в тесной связи с целями, которые достигаются (или должны быть достигнуты) при использовании системы (в нашем случае компьютерной сети). Она напрямую согласуется с задачами производственно-хозяйственной или любой другой деятельности организации, использующей сеть в качестве технической базы по решению всех задач.

Для краткости вместо длинного термина «эффективность процессов функционирования системы» иногда употребляют более короткий термин «эффективность системы», имея в виду при этом ту же трактовку.

Оценка эффективности функционирования компьютерных сетей базируется на основополагающих, методологических предпосылках. Главные из них заключаются в следующем.

1. Компьютерная сеть принадлежит к классу человеко-машинных систем (ЧМС). Это относится и к отдельным функциональным частям сети (подсистемам). Следовательно, при исследовании эффективности КС, независимо от ее принадлежности к тому или иному типу ЧМС, необходимо учитывать параметры и характеристики всех трех компонентов: человека (обслуживающего и управленческого персонала сети и пользователей), машины (программно-аппаратных и информационных средств сети) и производственной среды.

2. Компьютерная сеть – сложная многофункциональная человеко-машинная система, процесс функционирования которой определяется многими показателями, параметрами и факторами. В связи с этим проводить оценку эффективности такой системы как единого целого не всегда целесообразно и нередко трудно осуществимо. Оценку можно выполнять сначала отдельно для крупных функциональных частей сети, а затем полученные дифференциальные оценки использовать для формирования интегральных оценок всей сети.

3. Эффективность КС должна оцениваться с учетом влияния на процессы функционирования сети всех факторов.

Факторы, определяющие эффективность функционирования сети, можно разбить на такие группы:

а) свойства самой сети:

- общие: готовность, надежность, живучесть, ремонтопригодность;

- индивидуальные: структура сети, функциональные возможности сети в целом и ее эргатических и неэргатических элементов;

б) свойства привлекаемых ресурсов:

- количество ресурсов каждого типа;

- качество привлекаемых ресурсов;

в) свойства условий функционирования сети:

- неуправляемые (природные условия, воздействие источников помех, интенсивность неуправляемых потоков запросов пользователей и др.);

- управляемые (организация функционирования, реализуемые способы доступа к передающей среде и управления обменом данных и др.).

4. При исследовании эффективности КС ее целесообразно рассматривать как интегральное свойство, определяющее:

- степень соответствия сети своему назначению – целевая эффективность;

- техническое совершенство сети (техническая эффективность);

- экономическую целесообразность – экономическую эффективность.

Для количественной оценки целевой, технической и экономической эффективности необходимо иметь три набора (системы) показателей эффективности: показатели целевой эффективности (ПЦЭ) функционирования КС, показатели технической эффективности (ПТЭ) и показатели экономической эффективности (ПЭЭ).

Отсюда возникает проблема множественности показателей эффективности, суть которой заключается в том, что по мере увеличения количества привлекаемых к оценке показателей повышаются комплексность, глубина и полнота оценки, определенность представления о возможностях сети, но вместе с тем усложняется сам процесс оценки, для его реализации увеличивается время и другие ресурсы (материальные и трудовые). Следовательно, необходимо искать компромиссное решение.

5. В рамках комплексного исследования эффективности КС (подсетей, систем, узлов и звеньев) должна предусматриваться оценка эффективности внедрения новой техники (новых аппаратных, программных и информационных средств) и технологий с целью совершенствования эксплуатируемой сети.

Новая техника и технологии (НТТ), внедряемые в КС, могут быть разделены на три группы:

- НТТ-1 – новая техника и технологии, непосредственно участвующие в процессе производства продукции, т.е. в процессе удовлетворения запросов пользователей. К ним относятся: новые аппаратные и программные средства, непосредственно участвующие в передаче и обработке информации по запросам пользователей; новые информационные средства, используемые для удовлетворения этих запросов; новые сетевые технологии, так же непосредственно используемые в процессе производства продукции сетей;

- НТТ-2 – новая техника и новые информационные и телекоммуникационные технологии, используемые для управления производственно-хозяйственной и другой деятельностью организации, в интересах которой функционирует компьютерная сеть. К ним относятся новые средства и технологии информатизации этой организации и автоматизации ее работы. Непосредственно в производстве продукции они не участвуют;

- НТТ-3 – новые средства и технологии, входящие в состав эргономического обеспечения КС и предназначенные для повышения эффективности трудовой деятельности операторов (администраторов, пользователей) человеко-машинных систем, функционирующих в составе КС.

Принадлежность внедряемых средств и технологий к одной из указанных групп определяется их назначением. Например, на таком предприятии, как центр обработки информации (ЦОИ) сети, компьютер может входить в первую группу, если он непосредственно участвует в решении задач по запросам пользователей, или во вторую группу, если он включен в состав АСУ ЦОИ, или, наконец, в третью группу, если он используется как средство повышения эргономичности одной из ЧМС ЦОИ. В связи с этим для полноты исследований необходимо рассматривать эффективность внедрения всех трех групп НТТ.

Необходимость и целесообразность деления НТТ на три группы объясняется следующими факторами:

- принципиальным различием техники и технологии указанных групп по своему непосредственному целевому назначению (хотя конечная цель их использования одна и та же – повышение объема и качества выпускаемой продукции сети, т.е. повышение эффективности функционирования сети, увеличение количества и качества предоставляемых услуг, повышение интеллектуального уровня услуг), что, в свою очередь, отражается на методологии оценки эффективности их применения и особенно на требованиях по эффективности;

- наличием специфики при формировании методологических и методических основ оценки эффективности использования НТТ различных групп.

Следовательно, правомерным и целесообразным является такой подход, когда методология оценки эффективности внедрения НТТ включает методологические аспекты, специфические для оценки эффективности внедрения НТТ различных групп.

6. Ввиду специфичности оценки эффективности средств и технологий, составляющих систему эргономического обеспечения разработки и эксплуатации (СЭОРЭ) компьютерной сети (или ее функциональных частей), такую оценку целесообразно проводить автономно. Эргономическое обеспечение (ЭО) оказывает существенное влияние на выходные технико-эксплуатационные и технико-экономические характеристики сети, а также на качество производимой сетью продукции с учетом ее специфического характера (это результаты удовлетворения запросов пользователей сети). Требования по качеству продукции сети во многом определяются ее видом. На первый план могут быть поставлены своевременность, достоверность, объем предоставляемой информации и др. Расходы на формирование и функционирование СЭОРЭ сети, связанные с обеспечением требуемого качества продукции, должны иметь обоснованные ограничения, так как по мере роста требований по качеству эти расходы увеличиваются форсированно.

7. Полнота и глубина оценки эффективности функционирования КС или оценки эффективности внедрения НТТ с целью совершенствования эксплуатируемой сети достигаются в большей степени, если к оценке привлекаются:

- интегральные показатели (для интегральной, суммарной оценки) и частные (для оценки частного эффекта, получаемого при функционировании КС или внедрении НТТ);

- показатели для оценки прямого экономического эффекта, имеющего непосредственное стоимостное выражение, и косвенного эффекта, оцениваемого с помощью временных, точностных, надежностных и других единиц измерения.

Система показателей оценки эффективности функционирования КС и внедрения НТТ и алгоритмы определения их значений должны обеспечивать возможность проведения как априорной, так и апостериорной оценки.