Критерии качества програмного обеспечения

Рис. 3. 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. 4).

      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. 5). [1, 2, 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. 5. Модель характеристик качества

1.2.2 Характеристики и атрибуты качества

      Характеристики  качества программного обеспечения – набор свойств (атрибутов) программного продукции, по которым ее качество описывается и оценивается. Характеристики качества программного обеспечения могут быть уточнены на множестве уровней комплексных показателей (подхарактеристик).

• Функциональность (functionality) – Способность ПО в определенных условиях решать задачи, нужные пользователям. Определяет, что именно делает ПО, какие задачи оно решает.
• Функциональная пригодность (suitability). - Способность решать нужный набор задач.
• Точность (accuracy). - Способность выдавать нужные результаты.
• Способность к взаимодействию (interoperability). - Способность взаимодействовать с нужным набором других систем.
• Соответствие стандартам и правилам (compliance). - Соответствие ПО имеющимся индустриальным стандартам, нормативным и законодательным актам, другим регулирующим нормам.
• Защищенность (security). - Способность предотвращать неавторизированный, т.е. без указания лица, пытающегося его осуществить, и неразрешенный доступ к данным и программам.
• Надежность (reliability). - Способность ПО поддерживать определенную работоспособность в заданных условиях.

• Зрелость, завершенность (maturity). - Величина, обратная частоте отказов ПО. Обычно измеряется средним временем работы без сбоев и величиной, обратной вероятности возникновения отказа за данный период времени.
• Устойчивость к отказам (fault tolerance). - Способность поддерживать заданный уровень работоспособности при отказах и нарушениях правил взаимодействия с окружением.
• Способность к восстановлению (recoverability). - Способность восстанавливать определенный уровень работоспособности и целостность данных после отказа, необходимые для этого время и ресурсы.
• Соответствие стандартам надежности (reliability compliance). - Этот атрибут добавлен в 2001 году.

• Удобство применения (usability) или практичность. - Способность ПО быть удобным в обучении и использовании, а также привлекательным для пользователей.

• Понятность (understandability). - Показатель, обратный к усилиям, которые затрачиваются пользователями на восприятие основных понятий ПО и осознание их применимости для решения своих задач.
• Удобство обучения (learn ability). - Показатель, обратный усилиям, затрачиваемым пользователями на обучение работе с ПО.
• Удобство работы (operability). - Показатель, обратный усилиям, предпринимаемым пользователями для решения своих задач с помощью ПО.
• Привлекательность (attractiveness). - Способность ПО быть привлекательным для пользователей. Этот атрибут добавлен в 2001 году.
• Соответствие стандартам удобства использования (usability compliance). - Этот атрибут добавлен в 2001 году.

• Производительность (efficiency) или эффективность. - Способность ПО при заданных условиях обеспечивать необходимую работоспособность по отношению к выделяемым для этого ресурсам. Можно определить ее и как отношение получаемых с помощью ПО результатов к затрачиваемым на это ресурсам всех типов.

• Временная эффективность (time behavior). - Способность ПО выдавать ожидаемые результаты, а также обеспечивать передачу необходимого объема данных за отведенное время.
• Эффективность использования ресурсов (resource utilization). - Способность решать нужные задачи с использованием определенных объемов ресурсов определенных видов. Имеются в виду такие ресурсы, как оперативная и долговременная память, сетевые соединения, устройства ввода и вывода и пр.
• Соответствие стандартам производительности (efficiency compliance). - Этот атрибут добавлен в 2001 году.
• Удобство сопровождения (maintainability). - Удобство проведения всех видов деятельности, связанных с сопровождение программ.
• Анализируемость (analyzability) или удобство проведения анализа. - Удобство проведения анализа ошибок, дефектов и недостатков, а также удобство анализа необходимости изменений и их возможных последствий.
• Удобство внесения изменений (changeability). - Показатель, обратный трудозатратам на выполнение необходимых изменений.
• Стабильность (stability). - Показатель, обратный риску возникновения неожиданных эффектов при внесении необходимых изменений.
• Удобство проверки (testability). - Показатель, обратный трудозатратам на проведение тестирования и других видов проверки того, что внесенные изменения привели к нужным результатам.
• Соответствие стандартам удобства сопровождения (maintainability compliance). - Этот атрибут добавлен в 2001 году.
• Переносимость (portability). - Способность ПО сохранять работоспособность при переносе из одного окружения в другое, включая организационные, аппаратные и программные аспекты окружения.
• Адаптируемость (adaptability). - Способность ПО приспосабливаться различным окружениям без проведения для этого действий, помимо заранее предусмотренных.
• Удобство установки (install ability). - Способность ПО быть установленным или развернутым в определенном окружении.
• Способность к сосуществованию (coexistence). - Способность ПО сосуществовать с другими программами в общем окружении, деля с ними ресурсы.
• Удобство замены (replace ability) другого ПО данным. - Возможность применения данного ПО вместо других программных систем для решения тех же задач в определенном окружении.
• Соответствие стандартам переносимости (portability compliance). - Этот атрибут добавлен в 2001 году.

      Перечисленные атрибуты относятся к внутреннему  и внешнему качеству ПО согласно ИСО 9126. Для описания качества ПО при использовании стандарт ИСО 9126-4 предлагает другой, более узкий набор характеристик.

• Эффективность (effectiveness). - Способность ПО предоставлять пользователям возможность решать их задачи с необходимой точностью при использовании в заданном контексте.
• Продуктивность (productivity). - Способность ПО предоставлять пользователям определенные результаты в рамках ожидаемых затрат ресурсов.
• Безопасность (safety). - Способность ПО обеспечивать необходимо низкий уровень риска нанесения ущерба жизни и здоровью людей, бизнесу, собственности или окружающей среде.
• Удовлетворение пользователей (satisfaction). - Способность ПО приносить удовлетворение пользователям при использовании в заданном контексте.

      Помимо  перечисленных характеристик и  атрибутов качества, стандарт ИСО 9126:2001 определяет наборы метрик для оценки каждого атрибута. Приведем следующие примеры таких метрик.

• Полнота реализации функций - процент реализованных функций по отношению к перечисленным в требованиях. Используется для измерения функциональной пригодности.
• Корректность реализации функций - правильность их реализации по отношению к требованиям. Используется для измерения функциональной пригодности.
• Отношение числа обнаруженных дефектов к прогнозируемому. Используется для определения зрелости.
• Отношение числа проведенных тестов к общему их числу. Используется для определения зрелости.
• Отношение числа доступных проектных документов к указанному в их списке. Используется для измерения удобства проведения анализа.
• Наглядность и полнота документации. Используется для оценки понятности.

     Перечисленные характеристики и атрибуты качества ПО позволяют систематически описывать  требования к нему, определяя, какие  свойства ПО по данной характеристике хотят видеть заинтересованные стороны. Таким образом, требования должны определять следующее.

• Что ПО должно делать, например:

• позволять клиенту оформить заказы и обеспечить их доставку;
• обеспечивать контроль качества строительства и отслеживать проблемные места;
• поддерживать нужные характеристики автоматизированного процесса производства, предотвращая аварии и оптимальным образом используя имеющиеся ресурсы.

• Насколько оно должно быть надежно, например:

• работать 7 дней в неделю и 24 часа в сутки;
• допускается неработоспособность в течение не более 3 часов в год;
• никакие введенные пользователями данные при отказе не должны теряться.

• Насколько им должно быть удобно пользоваться, например:

• покупатель должен, зная название товара и имея средние навыки работы в Интернет, находить нужный ему товар за не более чем 2 минуты;
• инженер по специальности "строительство мостов" должен в течение одного дня уметь разобраться в 80% функций системы.

• Насколько оно должно быть эффективно, например:

• поддерживать обслуживание до 10000 запросов в секунду;
• время отклика на запрос при максимальной загрузке не должно превышать 3 с;
• время реакции на изменение параметров процесса производства не должно превышать 0.1 с;
• на обработку одного запроса не должно тратиться более 1 MB оперативной памяти.

• Насколько удобно должно быть его сопровождение, например:

• добавление в систему нового вида запросов не должно требовать более 3 человеко-дней;
• добавление поддержки нового этапа процесса производства не должно стоить более $20000.

• Насколько оно должно быть переносимо, например: