Критерии качества програмного обеспечения

      Чаще, понятие качества используется в  соответствии с определением системы менеджмента качества ISO 9001 как “степень соответствия присущих характеристик требованиям”.

      Понятие “качество”, на самом деле, не столь  очевидно и просто, как это может  показаться на первый взгляд. Для любого инженерного продукта существует множество интерпретаций качества, в зависимости от конкретной “системы координат”. Множество этих точек зрения необходимо обсудить и определить на этапе выработки требований к программному продукту. Характеристики качества могут требоваться в той или иной степени, могут отсутствовать или могут задавать определенные требования, все это может быть результатом определенного компромисса, что вполне перекликается с пониманием “приемлемого качества”, как менее жесткой точки зрения на обеспечение качества, как достижение совершенства.

      Сейчас  существует несколько определений  качества, которые в целом совместимы друг с другом.

      Определение ISO: Качество - это полнота свойств и характеристик продукта, процесса или услуги, которые обеспечивают способность удовлетворять заявленным или подразумеваемым потребностям.

      Определение IEEE: Качество - это степень, в которой оно обладает требуемой комбинацией свойств.

      Качество  ПО - это относительное понятие, которое  имеет смысл только при учете  реальных условий его применения, поэтому требования, предъявляемые к качеству, ставятся в соответствии с условиями и конкретной областью их применения. Оно характеризуется тремя аспектами: качество программного продукта, качество процессов ЖЦ и качество сопровождения или внедрения (рис 1). 

Рис. 1 Основные аспекты качества ПО 

      Аспект, связанный с процессами ЖЦ, определяет степень формализации, достоверности  самих процессов ЖЦ разработки ПО, а также верификацию и валидацию промежуточных результатов на этих процессах. Поиск и устранение ошибок в готовом ПО проводится методами тестирования, которые снижают количество ошибок и повышают качество этого продукта.

      Качество  продукта достигается процедурами  контроля промежуточных продуктов на процессах ЖЦ, проверкой их на достижение необходимого качества, а также методами сопровождения продукта. Эффект от внедрения ПС в значительной степени зависит от знаний обслуживающего персонала функций продукта и правил их выполнения. 

Вопросы и задания для самоконтроля:

1. Дать определение качества с точки зрения стандарта ISO и IEEE.
2. Назвать основные аспекты качества ПО.
3. Дать определение качества с вашей точки зрения.
4. Дать характеристику качественной программе

 
 

Урок 2

Тип: комбинированный из урока усвоения новых навыков и умений и урока применения знаний, навыков и умений.

Тема  урока: «Стандарт. Модель характеристик качества».

Цели  образовательные:

1. Рассмотреть модель характеристик качества.
2. Познакомиться со стандартом ГОСТ Р МЭК 9126.

Цели развивающие:

- развитие логического  мышления

- развитие навыков самостоятельной работы

Цели  воспитательные:

- воспитание информационной  культуры

- воспитание уважения  к одноклассникам

Средства  технические, программные, информационные (дидактический материал):

Учебный класс, оснащенный компьютерами

Мультимедийный  проектор, экран.

Классная  доска и маркеры

Этапы урока с указанием продолжительности:

1. Актуализация опорных знаний учащихся – 3 мин.
2. Мотивация учебной деятельности школьников – 2 мин.
3. Сообщение темы, цели и задач урока – 1 мин.
4. Восприятие и первичное осознание учащимися нового материала – 18мин.
5. Осмысление и первичное запоминание нового материала – 10 мин.
6. Подведение итогов урока – 5 мин.
7. Сообщение домашнего задания – 1 мин.

Содержание  урока:

      ИСО 9126 это международный стандарт, определяющий оценочные характеристики качества программного обеспечения (далее ПО).

      Стандарт  разделяется на 4 части, описывающие  следующие вопросы:

Часть 1: Модель качества;

Часть 2: Внешние  метрики качества;

Часть 3: Внутренние метрики качества;

Часть 4: Метрики  качества в использовании.

      В первой части стандарта ISO 9126-1 приводится схема взаимосвязи частей стандарта ISO 9126 и частей стандарта  ISO 14598, а также область применения, нормативные ссылки, термины и определения. Определяется модель характеристик качества ПС и ее связи с жизненным циклом. Модель детализируется в последующих частях стандарта.

      Вторая  и третья части стандарта ISO 9126:2,3 посвящены формализации соответственно внешних и внутренних метрик характеристик качества сложных ПС. Взаимосвязь метрик качества в этих частях стандарта отражена одинаковыми моделями, аналогичными модели первой части стандарта. Показано, что внутреннее и внешнее качества относятся непосредственно к самому программному продукту, а метрики качества в использовании проявляются в эффекте от его применения и зависят от внешней среды. Изложены содержание и общие рекомендации по использованию соответствующих метрик и взаимосвязей между типами метрик.

      Четвертая часть стандарта ISO 9126-4 предназначена для покупателей, поставщиков, разработчиков, сопровождающих, пользователей и менеджеров качества ПС. В ней повторена концепция трех типов метрик, а также аннотированы рекомендуемые виды измерений характеристик ПС: прямые, непрямые и индикаторы свойств (категорийные). Рассмотрена модель качества в использовании. Отмечаются необходимость идентификации назначения и специфики потребителей программного продукта, особенности выбора целей оценивания качества для различных сфер и этапов применения ПС. Обосновываются и комментируются выделенные показатели сферы (контекста) использования ПС и группы выбранных метрик для пользователей. В отличие от характеристик, описанных в предыдущих частях стандарта, в этой части для качества в использовании рекомендуется четыре: эффективность; продуктивность; удовлетворение требований и защищенность.

      В России принята и переведена на русский  язык только первая часть стандарта. 

Модель  характеристик качества

      Модель  качества, установленная в первой части стандарта ИСО 9162-1, предлагает использовать для описания внутреннего и внешнего качества ПО многоуровневую модель. На верхнем уровне выделено 6 основных характеристик качества ПО. Каждая характеристика описывается при помощи нескольких входящих в нее атрибутов.

      Атрибут - это сущность, которая может быть проверена или измерена в программном продукте.

      Для каждого атрибута определяется набор  метрик, позволяющих его оценить. Множество характеристик и атрибутов  качества согласно ИСО 9126 на рис. 1.

Рис. 1. Характеристики и атрибуты качества ПО по ИСО 9126 

      Модель  характеристик качества программного обеспечения состоит из нескольких видов атрибутов качества:

• внутренние атрибуты качества (требования к качеству кода и внутренней архитектуре);
• внешние атрибуты качества (требования к функциональным возможностям и т.д.);
• атрибуты «качества в использовании» (данные атрибуты качества относятся не только к программному средству, а ко всей информационной системе, они характеризуют эффект для пользователя от использования ПС в разных контекстах использования);

      Для всех этих аспектов качества введены  метрики, позволяющие оценить их. Кроме того, для создания добротного ПО существует качество технологических  процессов его разработки. Взаимоотношения между этими аспектами качества по схеме, принятой ИСО 9126, показано на рис. 2.

Рис. 2. Основные аспекты качества ПО по ИСО 9126 

      Требования  пользователя к качеству в спецификациях должны в процессе верификации преобразовываться в требования к внешнему качеству, а затем в требования к внутреннему качеству. Процессы реализации требований к внутреннему качеству должны обеспечивать внешнее качество, а последнее - воплощаться в качество для пользователей (рис. 3). 

Рис. 3. - Различные подходы к качеству ПС и соответствующим метрикам качества. 
 

Модель  качества ПО имеет  следующие четыре уровня представления:

      Первый  уровень соответствует определению характеристик (показателей) качества ПО, каждая из которых отражает отдельную точку зрения пользователя на качество. Согласно стандарту в модель качества входит шесть характеристик или шесть показателей качества:

• функциональность (functionality);
• надежность (realibility);
• удобство (usability);
• эффективность (efficiency);
• сопровождаемость (maitainnability);
• переносимость (portability).

      Второму уровню соответствуют атрибуты для каждой характеристики качества, которые детализируют разные аспекты конкретной характеристики. Набор атрибутов характеристик качества используется при оценке качества.

      Третий  уровень предназначен для измерения качества с помощью метрик, каждая из них согласно стандарту определяется как комбинация метода измерения атрибута и шкалы измерения значений атрибутов. Для оценки атрибутов качества на этапах ЖЦ (при просмотре документации, программ и результатов тестирования программ) используются метрики с заданным оценочным весом для нивелирования результатов метрического анализа совокупных атрибутов конкретного показателя и качества в целом. Атрибут качества определяется с помощью одной или нескольких методик оценки на этапах ЖЦ и на завершающем этапе разработки ПО.

      Четвертый уровень - это оценочный элемент метрики (вес), который используется для оценки количественного или качественного значения отдельного атрибута показателя ПО. В зависимости от назначения, особенностей и условий сопровождения ПО выбираются наиболее важные характеристики качества и их атрибуты (рис. 4).

      Выбранные атрибуты и их приоритеты отражаются в требованиях на разработку систем либо используется соответствующие  приоритеты эталона класса ПО, к  которому это ПО относится.

Рис. 4. Модель характеристик качества 

Вопросы и задания для  самоконтроля:

1. Сколько частей включает в себя стандарт? Назвать их.
2. Для чего предназначена каждая часть стандарта?
3. Какая часть стандарта принята в России?
4. Рассказать о модели качества.
5. Дать определение атрибута.
6. Назвать уровни представления модели качества. Для чего они предназначены?
7. Придумать свои требования к качеству.

 
 

Урок 3

Тип: комбинированный из урока усвоения новых навыков и умений и урока применения знаний, навыков и умений.

Тема  урока: «Характеристики и атрибуты качества».

Цели  образовательные:

3. Рассмотреть характеристики и атрибуты качества.
4. Дать определение характеристики качества программного обеспечения.
5. Формирование навыков работы с характеристиками качества.