Каждое ПС должно выполнять определенные функции, т.е. делать то, что задумано. Хорошее ПС должно обладать еще целым рядом свойств, позволяющим успешно его использовать в течении длительного периода, т.е. обладать определенным качеством. Качество ПС - это совокупность его черт и характеристик, которые влияют на его способность удовлетворять заданные потребности пользователей . Это не означает, что разные ПС должны обладать одной и той же совокупностью таких свойств в их высшей возможной степени. Этому препятствует тот факт, что повышение качества ПС по одному из таких свойств часто может быть достигнуто лишь ценой изменения стоимости, сроков завершения разработки и снижения качества этого ПС по другим его свойствам. Качество ПС является удовлетворительным, когда оно обладает указанными свойствами в такой степени, чтобы гарантировать успешное его использование.

Совокупность свойств ПС, которая образует удовлетворительное для пользователя качество ПС, зависит от условий и характера эксплуатации этого ПС, т.е. от позиции, с которой должно рассматриваться качество этого ПС. Поэтому при описании качества ПС должны быть, прежде всего, фиксированы критерии отбора требуемых свойств ПС. В настоящее время критериями качества ПС принято считать :

функциональность,

надёжность,

лёгкость применения,

эффективность,

сопровождаемость,

мобильность.

Функциональность - это способность ПС выполнять набор функций, удовлетворяющих заданным или подразумеваемым потребностям пользователей. Набор указанных функций определяется во внешнем описании ПС.

Надежность подробно обсуждалась в первой лекции.

Лёгкость применения - это характеристики ПС, которые позволяют минимизировать усилия пользователя по подготовке исходных данных, применению ПС и оценке полученных результатов, а также вызывать положительные эмоции определённого или подразумеваемого пользователя.

Эффективность - это отношение уровня услуг, предоставляемых ПС пользователю при заданных условиях, к объему используемых ресурсов.

Сопровождаемость - это характеристики ПС, которые позволяют минимизировать усилия по внесению изменений для устранения в нём ошибок и по его модификации в соответствии с изменяющимися потребностями пользователей.

Мобильность - это способность ПС быть перенесенным из одной среды (окружения) в другую, в частности, с одной ЭВМ на другую.

Функциональность и надёжность являются обязательными критериями качества ПС, причём обеспечение надёжности будет красной нитью проходить по всем этапам и процессам разработки ПС. Остальные критерии используются в зависимости от потребностей пользователей в соответствии с требованиями к ПС - их обеспечение будет обсуждаться в подходящих разделах курса.

2. Обеспечение надёжности - основной мотив разработки программных средств

Рассмотрим теперь общие принципы обеспечения надёжности ПС, что, как мы уже подчёркивали, является основным мотивом разработки ПС, задающим специфическую окраску всем технологическим процессам разработки ПС. В технике известны четыре подхода обеспечению надёжности :

предупреждение ошибок;

самообнаружение ошибок;

самоисправление ошибок;

обеспечение устойчивости к ошибкам.

Целью подхода предупреждения ошибок - не допустить ошибок в готовых продуктах, в нашем случае - в ПС. Проведенное рассмотрение природы ошибок при разработке ПС позволяет для достижения этой цели сконцентрировать внимание на следующих вопросах:

борьбе со сложностью;

обеспечении точности перевода;

преодоления барьера между пользователем и разработчиком;

обеспечения контроля принимаемых решений.

Этот подход связан с организацией процессов разработки ПС, т.е. с технологией программирования. И хотя, как мы уже отмечали, гарантировать отсутствие ошибок в ПС невозможно, но в рамках этого подхода можно достигнуть приемлемого уровня надежности ПС.

Остальные три подхода связаны с организацией самих продуктов технологии, в нашем случае - программ. Они учитывают возможность ошибки в программах. Самообнаружение ошибки в программе означает, что программа содержит средства обнаружения отказа в процессе ее выполнения. Самоисправление ошибки в программе означает не только обнаружение отказа в процессе ее выполнения, но и исправление последствий этого отказа, для чего в программе должны иметься соответствующие средства. Обеспечение устойчивости программы к ошибкам означает, что в программе содержатся средства, позволяющие локализовать область влияния отказа программы, либо уменьшить его неприятные последствия, а иногда предотвратить катастрофические последствия отказа. Однако, эти подходы используются весьма редко (может быть, относительно чаще используется обеспечение устойчивости к ошибкам). Связано это, во-первых, с тем, что многие простые методы, используемые в технике в рамках этих подходов, неприменимы в программировании, например, дублирование отдельных блоков и устройств (выполнение двух копий одной и той же программы всегда будет приводить к одинаковому эффекту - правильному или неправильному). А, во-вторых, добавление в программу дополнительных средств приводит к её усложнению (иногда - значительному), что в какой-то мере мешает методам предупреждения ошибок.

Чуть больше года назад в журнале "Открытые Системы" была опубликована моя статья под названием "Принципы управления качеством программ". Онлайн версия доступна здесь: http://www.osp.ru/os/2008/06/5344965/ . Перед публикацией исходный вариант статьи был сильно переработан редакцией, в результате чего её размер уменьшился раза в 2, и текст, включая название, был также сильно перелопачен. Сейчас я решил опубликовать у себя в блоге авторскую обновлённую версию, внеся туда небольшие добавления. Статья не в формате блога, а скорее для научного или учебного издания, так что простите.

Тема качества программного обеспечения довольно часто упоминается в русскоязычной литературе и статьях, но дальше пространных речей или разговоров о тестировании речь заходит редко. Цель данной статьи – дать целостное представление о проблеме качества программного обеспечения (ПО) и основных принципах управления качеством ПО. В статье даётся определение понятия качества ПО, описывается подход, упрощающий задачу анализа качества, приводится краткий обзор известных методов повышения качества.

I. Понятие качества программного обеспечения

Определение качества программного продукта
Согласно ГОСТ Р ИСО 9000-2001 качество – это «степень соответствия присущих характеристик (продукта) требованиям». Это общее определение. Если его буквально перенести на область разработки программного обеспечения (ПО), то оно может быть не совсем верно истолковано. Дело в том, что разработка требований, в том смысле как этот термин понимается для области ПО, есть неотъемлемая часть процесса разработки этого ПО. Качество требований к программному продукту (ПП) напрямую влияет на качество самого этого ПП. Иными словами, если требования к ПП некачественные, то сам продукт, разработанный по этим требованиям, также будет некачественным даже в случае идеального соответствия.

Если слово «требования» в определении ГОСТа заменить словами «цели проекта» (здесь под проектом имеется в виду процесс разработки определённого программного продукта или расширения функциональности имеющегося продукта), то всё встаёт на свои места. Далее в статье мы будем под качеством ПП подразумевать следующее:

Отмечу, что данное определение не касается вопросов стоимости. Цели проекта по разработке ПП определяются в первую очередь бизнес целями и имеющимися ограничениями.

Критерии качества ПП
Качество ПП – понятие сложное и многогранное. В общем, качество – это некая функция от следующих переменных:

• Функциональность (насколько ПП полезен для пользователя);
• Качество пользовательского интерфейса (удобство использования, лёгкость в обучении);
• Надёжность (отсутствие дефектов в ПП, устойчивость к сбоям);
• Производительность, потребление ресурсов, требования к внешней среде;
• Качество информационной поддержки (документация);
• Сопровождаемость (качество архитектуры и кода, внутреннее качество);
• + возможно, другие критерии.

Другие варианты списка критериев качества можно найти, например, в , . Компания-разработчик определяет (должна определять) свои стандарты качества для каждого критерия для каждого программного проекта. При оценке качества необходимо иметь возможность количественно оценить каждый из критериев.

Влияние видов деятельности жизненного цикла на качество ПП
Рассмотрим типичные виды деятельности жизненного цикла программного проекта и их влияние на перечисленные выше критерии качества. В таблице ниже символ * означает, что данный вид деятельности (строка) явным образом влияет на данный критерий качества (столбец):

Основной момент, на который хотелось бы обратить внимание здесь, следующий: на качество конечного продукта влияют все фазы и виды деятельности проекта без исключения – от самых ранних до самых поздних. Таким образом, то, насколько хорошо и качественно мы работаем на каждой фазе проекта (а не только, например, на фазе тестирования), зависит, насколько качественным получится разрабатываемый продукт. Или другими словами, качество процесса разработки определяет качество разрабатываемого продукта , т.е. качество продукта неотделимо от качества процесса, и для того, чтобы улучшить качество ПП, нужно улучшать качество процесса разработки этого ПП .

Обобщённое понятие дефекта
Удобно было бы ввести и использовать для анализа качества некий обобщённый критерий качества вместо нескольких разрозненных критериев. Таким критерием является обобщённое понятие дефекта:

Дефекты можно классифицировать, например, по следующим параметрам:

Тип дефекта (определяется фазой разработки или активностью, на которой он был внесён);

Критичность дефекта (насколько критично его наличие в ПП);

Приоритет дефекта (насколько важно его исправить);

Сложность дефекта (насколько трудоёмко его исправить);

Имея подобный обобщённый обратный показатель качества, становится проще оценивать и анализировать качество разрабатываемого ПП, а также качество нашего процесса разработки вообще. Можно считать количество дефектов или сумму их весов (по какому-либо параметру), можно оценивать плотность дефектов на единицу объёма продукта, анализировать, какие фазы процесса являются наиболее проблемными для нас, и т.д. Теперь борьба за качество есть не что иное, как борьба с дефектами.

II. Управление качеством программного продукта

Традиционный подход к качеству программного продукта
Введя обобщенное понятие дефекта, можно нарисовать график, изображающий изменение количества дефектов в проекте с течением времени (рис. 1). Для простоты рассмотрим водопадную модель жизненного цикла проекта. При традиционном подходе к качеству ПП, где основной упор делается на тщательное тестирование, этот график может выглядеть следующим образом.

Рис. 1. Изменение количества дефектов в проекте с течением времени при традиционном подходе к управлению качеством и при водопадном жизненном цикле.

Здесь верхняя красная линия изображает количество внесённых дефектов на текущий момент времени (следует пояснить, что эта линия является воображаемой, т.к. мы не сможем точно подсчитать полное количество дефектов до тех пор, пока не найдём их все). Нижняя зелёная линия изображает количество найденных и исправленных дефектов на текущий момент времени (здесь мы предполагаем, что дефекты исправляются практически сразу же после того, как были найдены). Разница между красной и зелёной линией в каждый момент времени отображает количество имеющихся на данный момент дефектов. Нас больше всего интересует, какой будет эта разница в конце проекта. Чем она меньше, тем качественнее получился наш продукт. С точки зрения качества жизненный цикл на этом рисунке представляется как соревнование между процессами внесения и исправления дефектов .

Эффективность поиска дефектов
Рассмотрим одну из фаз, направленных на поиск и исправление дефектов, например, фазу системного тестирования. В ходе этой фазы обнаруживается некое количество дефектов D found , в то же время некоторое количество дефектов остаётся ненайденным на момент завершения фазы D missed (рис. 2). Общее число дефектов, прошедших через фазу, будет равно D found + D missed .

Рис. 2. Изменение количества дефектов в течение одной фазы.

Назовём отношение найденных дефектов к общему их числу, выраженное в процентах, эффективностью поиска дефектов (ЭПД%):

Эффективность поиска дефектов можно рассматривать как для отдельных фаз и активностей, так и для всего жизненного цикла разработки. При этом эффективности отдельных фаз определяют эффективность для всего жизненного цикла. Каждую фазу поиска дефектов можно рассматривать как некий фильтр, который удерживает некую часть дефектов, а весь жизненный цикл, как систему фильтров , . Если на ранних этапах жизненного цикла стоят плохие фильтры, которые пропускают много дефектов, то эти дефекты накапливаются, и, чтобы их хорошо отфильтровать, в конце жизненного цикла (фаза тестирования) нам будет необходим очень хороший фильтр.

Стоимость исправления дефектов
Дефекты со временем не только имеют тенденцию накапливаться, если не предпринимать ранних мер по их устранению. Но также хорошо известен тот факт, что чем дольше дефект живёт в проекте, тем дороже обходится его исправление (т.е. более трудоёмко) , , причём зависимость часто экспоненциальная. Для водопадной модели жизненного цикла эта зависимость хорошо иллюстрируется следующим графиком (рис. 3) .

Рис. 3. Изменение стоимости исправления дефектов с течением времени (водопадный жизненный цикл).

Для итерационной модели жизненного цикла картина будет похожая (рис. 4), изменятся только надписи, и масштаб оси Y для разных типов дефектов (например, для дефектов требований и проектирования масштаб будет крупнее, чем для дефектов кодирования).

Рис. 4. Изменение стоимости исправления дефектов с течением времени (итерационный жизненный цикл).

Комплексный подход к управлению качеством
Таким образом, получается, что, полагаясь только на одно, хоть даже и очень тщательное, тестирование, проблему качества не решить. Если не предпринимать никаких мер по борьбе с дефектами вплоть до этапа тестирования, то к началу тестирования в проекте может накопиться столько дефектов, что разгрести их будет непосильной задачей.

Поэтому, дефекты надо искать и исправлять постоянно, на протяжении всего жизненного цикла проекта, начиная с самых ранних этапов, а не только в конце на этапе тестирования . Грубо говоря, в конце проекта на этапе тестирования искать дефекты уже поздно: если их накопилось очень много, то никакое тестирование не поможет превратить некачественный продукт в качественный .

Второй подход, который можно и нужно применять параллельно, – это предотвращение или недопущение дефектов , , .

Рассмотрим, как изменится график зависимости количества дефектов от времени при применении комплексного подхода к управлению качеством (рис. 5). Применение методов поиска дефектов на протяжении всего жизненного цикла проекта поднимает кривую найденных дефектов вверх. А применение методов предотвращения дефектов опускает кривую вносимых дефектов вниз. Таким образом, количество ненайденных дефектов на протяжении всего жизненного цикла уменьшается, и, как результат, уменьшается количество ненайденных дефектов в конце проекта.

Рис. 5. Изменение количества дефектов в проекте с течением времени при комплексном подходе к управлению качеством.

Методы поиска дефектов
Методы поиска дефектов можно классифицировать по следующим признакам:

• статические и динамические;
• ручные и автоматизированные.

Таким образом, можно выделить 4 категории методов:

• Ручной анализ артефактов:

  Персональные проверки (personal review) , ;

  Формальные инспекции , , ;

  Групповые обзоры (walkthrough) ;

  Парное программирование , групповое проектирование ;

  Автоматическая статическая проверка:

  Компиляция (помимо явных дефектов компилятор умеет находить неявные (warnings) – их не следует оставлять без внимания);

  Автоматический статический анализ кода с помощью специальных анализаторов;

  Автоматическая проверка на соблюдение принятого код-стандарта и стиля;

  Автоматизированное тестирование:

  Модульное или блочное тестирование (unit testing) , , ;

  Автоматизированное функциональное (комплексное) тестирование;

  Автоматизированное тестирование графического интерфейса пользователя;

  Тестирование производительности; стресс-тестирование;

  Использование утверждений (asserts) ;

  Ручное тестирование:

  Ручное интеграционное тестирование;

  Ручное системное тестирование;

  Сравнительное тестирование;

  Верификация ;

  Пошаговая трассировка ;

У каждого из перечисленных методов есть свои плюсы и минусы. Какие-то виды дефектов лучше ловятся одними методами, какие-то другими. Поэтому, эффективная стратегия поиска дефектов будет состоять в применении комбинации нескольких разнородных методов . Каждый метод поиска в зависимости от того, насколько хорошо он реализован и применяется в конкретных условиях, будет иметь свой собственный уровень эффективности, выраженный в процентах. В книге С. Макконнелл «Совершенный код» можно найти таблицу примерных значений эффективностей поиска дефектов для разных методов (см. копию этой таблицы ниже). Обратите внимание, что согласно этим данным тестирование имеет сравнительно низкую эффективность поиска дефектов (25%-40%), а для того, чтобы сделать её высокой, необходимо увеличить стоимость процесса тестирования в разы (эффективность бета-тестирования при количестве тестеров >1000 около 75%).

Методы предотвращения дефектов
Вышеперечисленные методы поиска дефектов нам бы не понадобились, если бы мы научились разрабатывать ПО вообще без дефектов. Достичь этого вряд ли возможно, но попытаться уменьшить число вносимых дефектов стоит попробовать. К методам предотвращения дефектов можно отнести следующие:

Прототипирование – создание и опробование дешёвой модели разрабатываемой системы с целью проверить её характеристики и выявить неверные предположения и решения, которые могли бы привести к серьёзным дефектам (и переделкам) при разработке.

Использование стандартов на все виды продуктов, производимых в ходе разработки ПО (требования, архитектура, код, различная документация и т.д.). Строгие общепризнанные стандарты позволяют минимизировать возможные недопонимания между людьми при работе с этими продуктами (когда читатель продукта прочитал не то, что имел в виду создатель продукта) и, как следствие, предотвращают появление дефектов, связанных с этим .

Применение компонентного (или модульного) подхода . Грамотное применение компонентного подхода при построении программных систем уменьшает их сложность , а, следовательно, сужает пространство возможных дефектов.

Использование готовых проверенных решений и компонентов (собственных или купленных), в высоком качестве которых мы уверены. Чем меньше нам приходится разрабатывать новых собственных решений, тем меньше ошибок мы делаем.

Рефакторинг кода – приведение кода в надлежащий вид есть хороший способ профилактики будущих дефектов сопровождения, которые очень любят появляться при модификации непонятных, плохо спроектированных участков кода.

Предварительная разработка тест-кейсов (до этапа кодирования) позволяет глубже понять требования к разрабатываемой системе и лучше спроектировать её. Частный случай этого подхода – Test-Driven Development , при котором модульные тесты разрабатываются не после, а до кодирования.

Регулярный анализ причин появления наиболее серьёзных дефектов и поиск путей устранения этих причин . Это может происходить на периодических собраниях команды разработчиков , или можно проводить такой анализ для каждого серьёзного дефекта, найденного на этапах системного тестирования или после внедрения. Результатом такого анализа должны быть модификации процесса разработки , направленные на устранение причин появления дефектов или, как минимум, способствующие более раннему обнаружению подобных дефектов .

Ваши идеи?

Здесь также стоит упомянуть человеческий фактор. Никакие методы не заменят профессионализм и опыт разработчиков и менеджеров. Настоящие опытные профессионалы, как правило, делают меньше ошибок, и использование их опыта даёт хороший задел для качественной разработки. Если же коллектив состоит преимущественно из молодых неопытных разработчиков, то следует рассмотреть возможность проведения специальных тренингов для них.

Управление качеством при итерационном жизненном цикле
Рассмотрим для примера итерационный жизненный цикл, состоящий из 5 итераций, каждую из которых можно рассматривать как маленький, но полный водопадный жизненный цикл (рис. 6).

Рис. 6. Изменение количества дефектов в проекте с течением времени при итерационном жизненном цикле.

Предположим, что эффективность поиска дефектов каждого из водопадных циклов составляет 50%, и на каждой итерации вносится одинаковое количество дефектов. Подсчитаем по формуле ЭПД%, чему будет равна эффективность поиска дефектов итерационного цикла, состоящего из пяти последовательных итераций. После 1-й итерации эта эффективность будет равна 50%; после 2-й – 62,5%; после 3-й – 70,8%; после 4-й – 76,6%; после 5-й эффективность поиска дефектов всех 5 итераций будет равна 80,6%.

Данный пример является идеализированным, и в реальной жизни эффективности поиска дефектов на разных итерациях, скорее всего, будут отличаться. Связано это с неоднородностью деятельностей на разных итерациях. Но в любом случае, на лицо явный прогресс в качестве перед простым водопадным жизненным циклом. Объясняется такой эффект очень просто: на каждой последующей итерации мы находим дефекты не только текущей итерации, но и оставшиеся дефекты предыдущих итераций. В результате общая эффективность поиска дефектов увеличивается.

Таким образом, получается, что добиться улучшения качества можно не только введением дополнительных методов раннего поиска дефектов (такие как инспекции, обзоры и т.п.), но также и путём перехода от водопадного к итерационному жизненному циклу разработки ПО. Причём, теоретически, чем больше итераций, тем лучше качество. Тестирование на начальных итерациях можно рассматривать как поиск дефектов на ранних этапах жизненного цикла.

Стоимость качества ПО
Может показаться, что применение множества различных методов повышения качества ПО увеличит стоимость разработки ПО. Это может быть верно в краткосрочной перспективе (пока процесс их использования не стабилизировался) либо при неграмотном использовании методов. В долгосрочной же перспективе комплексное применение методов повышения качества не только не удорожает разработку, но может и удешевить её. Посмотрим, за счёт чего это происходит.

Во-первых, как было сказано выше, чем раньше дефект был найден, тем дешевле обходится его исправление. Поэтому, эффективное применение методов раннего поиска дефектов способствует снижению стоимости проекта.

Во-вторых, методы поиска дефектов, рассмотренные выше, помимо эффективностихарактеризуются также средней скоростью нахождения дефектов. Согласно статистическим данным, например из , этот показатель у методов тестирования в несколько раз хуже, чем у методов раннего поиска дефектов. Это означает, что тратя время на поиск дефектов на ранних фазах, мы экономим больше времени на предстоящем тестировании.

С. Макконнелл утверждает, что «повышение качества системы снижает расходы на её разработку» , т.к. «устранение дефектов (на поздних стадиях) на самом деле – самый дорогой и длительный этап разработки ПО».

Процесс управления качеством
Для управления качеством недостаточно простого использования различных методов его повышения. Необходимо их осознанное систематическое применение, которое стало бы неотъемлемой частью процесса разработки ПО, ориентированного на качество .

Необходим постоянный контроль качества разрабатываемого ПО через метрики качества , а также контроль качества отдельных подпроцессов, составляющих целостный процесс разработки.

Методы, которые хорошо работали вчера, сегодня могут представлять собой пустую трату времени. У каждого проекта может быть своя специфика, требующая иного набора методов повышения качества. Если постоянно не контролировать эффективность методов, то со временем она может значительно ухудшиться.

Управление качеством – это также постоянный поиск способов усовершенствования процесса разработки с целью снижения числа вносимых дефектов и повышения эффективности методов поиска дефектов.

Заключение
Подведём итоги всему вышесказанному. Качество ПО определяется в первую очередь процессом разработки этого ПО. Только зрелый стабильный процесс, ориентированный на качество, способен создавать программные продукты с предсказуемым контролируемым уровнем качества. Такой процесс должен опираться на основные принципы управления качеством ПО:

постоянный поиск и исправление дефектов на протяжении всего жизненного цикла разработки, начиная с самых ранних этапов;

систематическое применение методов предотвращения дефектов;

постоянный контроль качества разрабатываемого ПП и процесса разработки;

постоянное усовершенствование процесса разработки с целью повышения качества.

Ка́чество програ́ммного обеспечения - характеристика программного обеспечения (ПО) как степени его соответствия требованиям. При этом требования могут трактоваться довольно широко, что порождает целый ряд независимых определений понятия. Чаще всего используется определение ISO 9001 , согласно которому качество есть «степень соответствия присущих характеристик требованиям».

Качество исходного кода

Качество кода может определяться различными критериями. Некоторые из них имеют значение только с точки зрения человека. Например, то, как отформатирован текст программы, совершенно не важно для компьютера, но может иметь серьёзное значение для последующего сопровождения. Многие из имеющихся стандартов оформления кода , определяющих специфичные для используемого языка соглашения и задающие ряд правил, улучшающих читаемость кода, имеют своей целью облегчить будущее сопровождение ПО, включающее отладку и обновление. Существуют и другие критерии, определяющие, «хорошо» ли написан код, например, такие, как структурированность - степень логического разбиения кода на ряд управляемых блоков.

• Читаемость кода
• Лёгкость поддержки, тестирования , отладки, исправления ошибок, изменения и портируемости
• Низкая сложность кода
• Низкое использование ресурсов: памяти и процессорного времени
• Корректная обработка исключительных ситуаций
• Малое число предупреждений при компиляции и линковке

Методы улучшения качества кода: рефакторинг .

Факторы качества

Фактор качества ПО - это нефункциональное требование к программе, которое обычно не описывается в договоре с заказчиком, но, тем не менее, является желательным требованием, повышающим качество программы.

Некоторые из факторов качества:

Понятность Назначение ПО должно быть понятным, из самой программы и документации. полнота Все необходимые части программы должны быть представлены и полностью реализованы. краткость Отсутствие лишней, дублирующейся информации. Повторяющиеся части кода должны быть преобразованы в вызов общей процедуры. То же касается и документации. портируемость Лёгкость в адаптации программы к другому окружению: другой архитектуре, платформе, операционной системе или её версии. согласованность По всей программе и в документации должны использоваться одни и те же соглашения, форматы и обозначения. сопровождаемость Насколько сложно изменить программу для удовлетворения новых требований. Это требование также указывает, что программа должна быть хорошо документирована, не слишком запутана, и иметь резерв роста по использованию ресурсов (память, процессор). тестируемость Позволяет ли программа выполнить проверку приёмочных характеристик, поддерживается ли возможность измерения производительности. удобство использования Простота и удобство использования программы. Это требование относится прежде всего к интерфейсу пользователя. надёжность отсутствие отказов и сбоев в работе программ, а также простота исправления дефектов и ошибок: структурированность эффективность Насколько рационально программа относится к ресурсам (память, процессор) при выполнении своих задач. безопасность

С точки зрения пользователя

Помимо технического взгляда на качество ПО, существует и оценка качества с позиции пользователя. Для этого аспекта качества иногда используют термин «юзабилити ». Довольно сложно получить оценку юзабилити для заданного программного продукта. Наиболее важные из вопросов, влияющий на оценку:

• Является ли пользовательский интерфейс интуитивно понятным?
• Насколько просто выполнять простые, частые операции?
• Насколько легко выполняются сложные операции?
• Выдаёт ли программа понятные сообщения об ошибках?
• Всегда ли программа ведёт себя так как ожидается?
• Имеется ли документация и насколько она полна?
• Является ли интерфейс пользователя само-описательным/само-документирующим?
• Всегда ли задержки с ответом программы являются приемлемыми?

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Качество программного обеспечения" в других словарях:

Способность программного продукта подтвердить свою спецификацию при условии, что спецификация ориентирована на характеристики, которые желает получить пользователь. См. также: Качество программного обеспечения Программное обеспечение Финансовый… … Финансовый словарь

Когда Грейс Хоппер работала с компьютером Гарвард Марк II в Гарвардском университете, её коллеги обнаружили эту моль, застрявшую в реле и таким образом помешавшую работе устройства, после чего она отметила, что они «отлаживали»(debug) систему.… … Википедия

Разработка программного обеспечения Процесс разработки ПО Шаги процесса Анализ Проектирование Программирование Докумен … Википедия

Разработка программного обеспечения (англ. software engineering, software development) это род деятельности (профессия) и процесс, направленный на создание и поддержание работоспособности, качества и надежности программного обеспечения, используя … Википедия

- «Кризис программного обеспечения» термин, некогда использовавшийся в информатике для описания последствий быстрого роста вычислительной мощности компьютеров и сложности проблем, которые могут быть решены с их помощью. В сущности, это… … Википедия

Новый Airbus A 380 использует довольно много ПО, чтобы создать современную кабину в самолете. Метод инженерии программного обеспечения позволил создать программное обеспечение самолёта, описываемое миллионами строк … Википедия

Способность программного обеспечения работать на различных аппаратных платформах или под управлением различных операционных систем. Синонимы: Переносимость программного обеспечения См. также: Качество программного обеспечения Открытые системы… … Финансовый словарь

Характеристики программного продукта, которые: позволяют минимизировать усилия пользователей по подготовке исходных данных, применению программного продукта и оценке полученных результатов, а также позволяют вызывать положительные эмоции… … Финансовый словарь

Характеристики программного продукта, позволяющие минимизировать усилия по внесению в него изменений: для устранения ошибок; или для модификации в соответствии с изменяющимися потребностями пользователей. См. также: Качество программного… … Финансовый словарь

Способность программного продукта выполнять набор функций: определенных в его внешнем описании; и удовлетворяющих заданным или подразумеваемым потребностям пользователей. Синонимы: Интероперабельность программного обеспечения См. также: Качество… … Финансовый словарь

Книги

• Совершенный код: Практическое руководство по разработке программного обеспечения , Макконнелл С.. Более 10 лет первое издание этой книги считалось одним из лучших практических руководств по программированию. Сейчас эта книга полностью обновлена с учетом современных тенденций и технологий…

Подходы к качеству программного обеспечения

Проведем классификацию различных подходов к качеству программного обеспечения, используя два измерения .

Первое измерение ориентировано либо на продукт, либо на процесс. Для повышения качества программного обеспечения можно сосредоточиться на качестве самого продукта, например, делая его более дружественным пользователю. Альтернативный подход заключается в совершенствовании процесса разработки, предполагая при этом, что чем лучше процесс, тем лучше качество программного обеспечения.

Второе измерение связано либо с соответствием, либо с усовершенствованием. Под соответствием будем понимать соответствие какому-либо стандарту. Усовершенствование имеет своей целью переход на более совершенные методы и лучшую практику для повышения качества.

ISO 9126 является стандартом на качество продукта, определяющим атрибуты и характеристики качества, включая измерения количественной оценки этих характеристик;

"усовершенствованием практики" например, является усовершенствование управления конфигурацией программного обеспечения, инспекций, тестирования и т. п.;

ISO 9000 - это совокупность стандартов, декларирующих требования для качественных систем. С точки зрения разработки программного обеспечения наиболее полезны "Руководящие указания по применению ISO 9001 при разработке, поставке и обслуживании программного обеспечения" ;

методы усовершенствования процесса разработки программного обеспечения предлагают некоторую шкалу уровней и требования соответствия, согласно которым можно определить место компьютерной компании на этой шкале. Наиболее известны и популярны два метода:

модель зрелости процесса разработки программного обеспечения - Capability Maturity Model for Software (CMM), предложенная Software Engineering Institute (SEI);

определение возможностей и улучшение процесса создания программного обеспечения. ISO/IEC 15504 Software Process Improvement and Capability determination (SPICE).

Два важнейших утверждения лежат в основе достижения качества.

• Качество начинается с удовлетворения потребностей разработчиков.
• Качество доказывается удовлетворением потребностей пользователей.

Подходы к достижению качества таковы:

• качество достигается с помощью квалифицированных разработчиков, точного соблюдения процессов и удачных технологических подходов;
• качество достигается путем полного понимания всех действий и изменений. Ни одна строка в программе не должна быть ни добавлена, ни изменена без полного понимания того - что, зачем и как делается;
• качество достигается путем тщательного тестирования программы перед тем, как она будет доступна пользователю;
• достижение качества должно планироваться;
• достижение качества - обязанность каждого разработчика.

Характеристики качества программного обеспечения

В настоящее время не существует общепринятых критериев качества программного обеспечения.

Стандарт ISO 9000-3, п. 6.4.1

Классическое определение качества заключается в том, что разработанный программный продукт подтверждает свою спецификацию, при этом спецификация должна быть ориентирована на характеристики, которые желает получить клиент.

Современные стандарты уточняют понятие качества, вводя совокупность черт и характеристик, которые влияют на его способность удовлетворять заданные потребности пользователей. Перечислим ряд таких характеристик [Жоголев 1996].

Функциональность (пригодность, точность, интероперабельность, согласованность, безопасность). Функциональность - это способность программного продукта выполнять набор функций, удовлетворяющих заданным или подразумеваемым потребностям пользователей. Набор таких функций определяется во внешнем описании программного продукта.

Надежность (завершенность, устойчивость, восстанавливаемость).

Удобство (понимаемость, эффективность освоения, эргономичность). Удобство - это характеристики программного продукта, которые позволяют минимизировать усилия пользователя по подготовке исходных данных, применению программного продукта и оценке полученных результатов, а также вызывать положительные эмоции определенного или подразумеваемого пользователя.

Эффективность (по времени и по ресурсам). Эффективность - это отношение уровня услуг, предоставляемых программным продуктом пользователю при заданных условиях, к объему используемых ресурсов.

Сопровождаемостъ (простота анализа, изменяемость, стабильность, проверяемость). Сопровождаемость - это характеристики программного продукта, позволяющие минимизировать усилия по внесению изменений для устранения в нем ошибок и по его модификации в соответствии с изменяющимися потребностями пользователей.

Переносимость (адаптируемость, гибкость инсталляции, согласованность со стандартами и правилами, заменяемость). Переносимость - это способность программного продукта быть перенесенным из одной среды в другую, в частности, с одной аппаратной архитектуры на другую.

Добротность (рациональная организация, продуманность). Две наиболее интересные характеристики рассмотрим подробнее.

Надежность - это способность программы безотказно выполнять определенные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с достаточно большой вероятностью. Надежный программный продукт не исключает наличия в нем ошибок. Здесь важно, чтобы ошибки при практическом применении в заданных условиях проявлялись достаточно редко. Степень надежности характеризуется вероятностью работы программного продукта без отказа в течение определенного периода времени.

Существуют следующие подходы по обеспечению надежности:

• предупреждение ошибок;
• самообнаружение ошибок;
• самоисправление ошибок;
• обеспечение устойчивости к ошибкам.

Добротность программы заключается в том, что программа разумно и рационально организована, с достаточно продуманной организацией потоков управления и информационных потоков, не слишком переусложнена. Понятие добротности введено Поттосиным [Поттосин 1997] для оценки внутренних достоинств реализации программы с технической стороны. Поттосин вводит четыре класса критериев добротности программ.

Количественные критерии, связанные с различными способами оценки (метриками) сложности программ. Укажем примеры численных характеристик.

Меры Холстеда [Холстед 1981], включающие ряд формул, оценивающих длину, объем, уровень и интеллектуальное содержание программ.

Оценка сложности управляющего графа программы. Фрагмент программы может быть оценен цикломатическим числом ее управляющего графа, которое равно m - n + 2, где m - число дуг, an - число вершин управляющего графа. Считается, что цикломатическое число не должно превышать 10.

Оценка модульного разбиения программы. Такая оценка должна состоять из множества критериев. Например, сложность модуля оценивается совокупностью сложности определяемых в нем процедур и сложности связей модуля с другими модулями по импорту и экспорту определяемых сущностей.

Генетические критерии, связанные с происхождением программы и дисциплиной ее создания.

Структурные критерии, связанные с оценкой организации управления в программе и отражением организации управления в программном тексте.

Прагматические критерии, связанные с оценкой того, насколько программный текст соответствует цели программы. Формулируется список излишеств, которых не должно быть в добротных программах, например - вычислительной избыточности.

Оценка качества процесса разработки

Требовать и эффективности и гибкости от одной и той же программы -

все равно, что искать очаровательную и скромную жену.

По-видимому, нам следует остановиться на чем-то одном из двух.

Д. Вейнберг

В начале данного раздела мы отметили, что существует два подхода, которые могут применяться для оценки качества программного продукта.

• Оценить качество конечного продукта.
• Оценить качество процесса разработки.

Оценить качество конечного продукта можно тестированием и эксплуатацией. На это должно быть отведено время после завершения основной работы над программой. А вот второй подход должен стать частью долговременной стратегии компании.

Модель зрелости процесса разработки программного обеспечения

В модели определено пять уровней зрелости организации (http://www.sei.cmu.edu/cmm).

Начальный уровень. На этом уровне процесс разработки характеризуется практическим отсутствием процессов управления. Успех проекта зависит от индивидуальных усилий, личных качеств и даже героизма участников проекта.

Повторяемый уровень. На этом уровне зрелости в компании должны быть внедрены основные процессы управления для отслеживания стоимости, графика проекта и его функциональности. Уровень характеризуется тем, что управление проектами основывается на накопленном опыте и ранее достигнутые успехи будут повторены на подобных приложениях.

Определенный уровень. Процесс разработки программного обеспечения (как на уровне управленческой, так и инженерной деятельности) документирован, стандартизован и интегрирован на уровне всей организации. Процесс перестает зависеть от индивидуальных качеств отдельных разработчиков и не может скатиться на более низкие уровни в кризисных ситуациях.

Управляемый уровень. В компании устанавливаются детальные количественные показатели на процесс разработки и качество продукта. И процесс разработки, и продукты - понимаемы и контролируемы.

Оптимизирующий уровень. Продолжающееся совершенствование процесса разработки на основе анализа текущих результатов процесса и применения инновационных идей и технологий.

Определение возможностей и улучшение процесса создания программного обеспечения

Данная модель очень близка к модели зрелости, но уровни возможностей могут быть применены не только к организации в целом, но и к отдельно взятым процессам. Модели такого типа часто называют непрерывными. В непрерывных моделях один процесс может находиться на низком уровне зрелости, а другой - на высоком уровне. Стандарт определяет шесть уровней зрелости процесса.

Уровень 0. Процесс не выполняется.

Уровень 1. Выполняемый процесс.

Уровень 2. Управляемый процесс.

Уровень 3. Установленный процесс.

Уровень 4. Предсказуемый процесс.

Уровень 5. Оптимизирующий процесс.

Во время оценки и улучшения качества процессов выполняются задачи [Терехов, Туньон 1999], описанные ниже.

Сравнение процесса разработки программного обеспечения, существующего в данной организации, с описанной в стандарте моделью. Анализ результатов дает возможность определить сильные и слабые стороны процесса, его внутренние риски.

Оценка возможности улучшения данного процесса на основе определения текущих возможностей.

Техническая реализация поставленных задач на основе сформулированных целей совершенствования процесса. После этого весь цикл работ начинается сначала.

О роли министерства обороны

Заметим, что исторически модели оценки качества процесса разработки создавались с целью получения обоснованных процедур оценки и последующего развития технологических процессов в тех организациях, которые претендуют на получение заказов по разработке проектов, имеющих оборонное значение. Модели применимы к компаниям, разрабатывающим сложные и работающие в режиме реального времени системы. Это системы с длительным временем жизненного цикла, где дефекты в программном обеспечении могут иметь критическое значение.

"Достаточно хорошее" программное обеспечение

Вчера в Сиэтле после упоминания Биллом Гейтсом о выходе бета-версии

новой программы компании Microsoft произошло землетрясение.

Пользователи с ужасом ждут объявления о выходе финальной версии продукта.

Пропагандистом "достаточно хорошего" программного обеспечения является Эдвард Йордон [Йордон 2001]. Подчеркнем, что он применяет это понятие к "безнадежным проектам", которые связаны жесткими ограничениями на время, бюджет и людские ресурсы (см. разд. 1.6). В большинстве безнадежных проектов заказчик может быть удовлетворен системой, которая достаточно дешева, достаточно производительна, обладает необходимыми возможностями, достаточно устойчива и будет готова достаточно скоро. Фактически, эти характеристики можно считать определением "достаточно хорошего" программного обеспечения.

Оказывается, что даже "достаточно хорошее" программное обеспечение создать сложно. Приведем часть из совокупности причин, дающих этому объяснение [Йордон 2001].

Часто качество стремятся определить только в терминах дефектов (ошибок). С точки зрения пользователя не менее важны такие стороны, как готовность к определенной дате.

Предполагается, что малое количество ошибок равносильно лучшему качеству, и пользователь предпочитает именно такое качество. Однако иногда пользователь готов идти на компромиссы и примириться с некоторыми ошибками в обмен на более скорое выполнение работы.

Игнорирование таких факторов, как моральное состояние команды разработчиков и адекватные условия для работы.

Джеймс Бах (James Bach) указывает следующие необходимые условия для создания "достаточно хорошего" программного обеспечения:

• утилитарная стратегия - искусство количественного анализа и максимизации чистого выигрыша в неопределенных ситуациях;
• эволюционная стратегия - рассматриваемая не только по отношению к жизненному циклу проекта, но также к людям, процессам и ресурсам;
• героические команды - не могучие гениальные программисты, а обычные умелые специалисты, способные к эффективному сотрудничеству;
• динамическая инфраструктура - противоположность бюрократии и засилию политики;
• динамические процессы - процессы, поддерживающие работу в эволюционной среде.

К сожалению, "достаточно хорошее" программное обеспечение редко бывает действительно достаточно хорошим. Никлаус Вирт отмечает, что это "следствие грустного проявления духа нашего времени, в котором исчезает личная гордость за свою работу". По его мнению, "нельзя ожидать качественно выполненной работы, если не отдавать ей себя полностью, если нет личного удовлетворения, более того - удовольствия от нее".

Интересное наблюдение, заключающееся в том, что некоторые компании стремятся к понижению интеллектуального уровня пользователей своей продукции, сделано многими программистами. Компаниям чрезвычайно выгодно иметь дело с людьми, техническая квалификация которых не позволяет определить реальные аспекты (например, качество, сложность, ценность) программного продукта. Прикрываясь "упрощением" работы и повышением доступности компьютеров для пользователей, компании многократно перегружают и усложняют программное обеспечение таким образом, чтобы пользователю было крайне трудно понять - каким образом оно работает на самом деле и стать профессионалом.

Стандартизация информационных технологий

Стандарт - общепринятое определение компонента технических или программных средств, являющихся результатом соглашения. Профиль - набор юридических и/или фактических стандартов, ориентированных на выполнение конкретной задачи [Козлов 1999].

Стандарты можно классифицировать следующим образом:

• по типу установления требований:
• устанавливающие требования к объекту;
• устанавливающие требования к процессу;
• по масштабу:
• международные;
• государственные;
• отраслевые;
• предприятий;
• по степени юридического оформления:
• принятые юридически;
• действующие фактически.

Процесс стандартизации информационных технологий поддерживают три основные группы организаций. Международные организации, входящие в структуру ООН. International Organization for Standardization (ISO) - международная организация по стандартизации.

Об ISO

В 1947 году представители 25 стран решили создать организацию, основной задачей которой стала бы координация разработок и унификация международных стандартов. Новая организация получила название International Organization for Standardization (ISO). Несоответствие полного названия и аббревиатуры объясняется тем, что "ISO" - это греческий префикс, означающий "равный".

International Electrotechnical Commision (IEC) - международная электротехническая комиссия.

International Telecommunication Union-Telecommunications (ITU-T) - международный союз по телекоммуникации - телекоммуникация. До 1993 года эта организация называлась International Telegraph and Telephone Consultative Committee - международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии.

Промышленные профессиональные или административные организации.

Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) - институтинженеровпоэлектротехникеиэлектронике.

Internet Activity Board (IAB) - совет управления деятельностью Интернета.

Промышленные консорциумы.

Object Management Group (OMG) - группа управления объектами.

Х/Open - консорциум, организованный группой поставщиков компьютерной техники.

Open Software Foundation (OSF) - фонд открытого программного обеспечения.

В 1987 году ISO и IEC объединили свою деятельность в области стандартизации информационных технологий и создали единый орган - Joint Technical Committee 1 (JTC1) - объединенный технический комитет 1. Этот комитет предназначен для формирования системы базовых стандартов з области информационных технологий.

На данный момент наиболее распространена и используется многоуровневая модель качества программного обеспечения, представленная в наборе стандартов ISO 9126. На верхнем уровне выделено 6 основных характеристик качества ПО, каждую из которых определяют набором атрибутов, имеющих соответствующие метрики для последующей оценки

20. Основные черты качественного по.

Программно-технические факторы качества - это нефункциональные требования к программе, которые обычно не описываются в договоре с заказчиком, но тем не менее являются желательным требованием, повышающим качество программы. Некоторые из факторов: понятность(назначение ПО должно быть понятным из самой программы и документации), полнота(все необходимые части программы должны быть представлены и полностью реализованы), правильность(все функции должны быть реализованы в соответствии со спецификацией), краткость(отсутствие лишней, дублирующей информации, повторяющиеся части должны быть преобразованы в функции, модули, библиотеки), то же касается и документации, портируемость (мобильность), лёгкость в адаптации программы к другому окружению: другой архитектуре, платформе, операционной системе, согласованность(во всей программе и в документации должны использоваться одни и те же соглашения, идентификаторы, форматы, обозначения), сопровождаемость (насколько сложно изменить программу для удовлетворения новых требований(модифицируемость). Это требование так же указывает, что программа должна быть хорошо документирована, не слишком запутана и иметь резерв роста по использованию ресурсов(память и процессор)), тестируемость(позволяет ли программа выполнить проверку приёмочных характеристик, поддерживается ли возможность измерения производительности), удобство использования(простота и удобство использования программы), надёжность(отсутствие отказов и сбоев в работе программы, а так же простота исправления дефектов, ошибок, поддержка рестара), эффективность(насколько рационально программа относится к ресурсам), безопасность(поддержка внештатных ситуаций).

21. Качество по: мобильность и модифицируемость.

Качество ПО - это такая характеристика программного обеспечения, которая описывает степень его соответствия требованиям.

Одними из требований к качественному ПО являются мобильность и модифицируемость.

Мобильность программного обеспечения - это способность программного обеспечения работать на различных аппаратных платформах или под управлением различных операционных систем.

модифицируемости, если он имеет структуру, позволяющую легко вносить требуемые изменения.

Модифицируемость ПО- это такое качество ПО, при котором ПО имеет структуру, позволяющую легко вносить изменения.

22. Качество по: правильность и надёжность.

Качество ПО - это такая характеристика программного обеспечения, которая описывает степень его соответствия требованиям.

Одними из требований к качественному ПО являются правильность и надёжность.

Программный продукт обладает свойством надежности, если можно ожидать, что он будет удовлетворительно выполнять необходимые функции в течение определенного времени.

Существуют следующие подходы по обеспечению надежности:

предупреждение ошибок;

самообнаружение ошибок;

самоисправление ошибок;

обеспечение устойчивости к ошибкам.

Правильность ПО – это качество ПО отвечать поставленным задачам и требованиям.