1.2, Цели исследования

Исследование надежности программного обеспечения (ИНПО) предполагало достижение следующих целей:

- Определение структурных свойств программ и характеристик процесса их разработки, доступных для анализа, и выделение из них таких, которые имеют отношение к проблеме оценки (или предсказания) надежности программного обеспечения.

- Усовершенствование методов сбора данных о надежности программного обеспечения.

- Установление категорий возможных программных ошибок как с точки зрения их причин, так и с точки зрения их проявлений с целью дaльнeйuJeгo использования при анализе Уведомлений о проблемах и надлежащего решения последних. Для достижения этой цели используются статистика и предыстория ошибок, вытекающая из данных о наде:жности.

- Выработка рекомендаций по усовершенствованию методов разработки программ для повышения !тх бездефектности (надежности) и способов тестирования программ для максимально раннего обнаружения наибольшего количества имеющихся дефектов.

- Составление обзора существующих в настоящее время моделей надежности программного обеспечения.

- Развитие разработанной Нельсоном математической теории надежности программных средств и применение ее к данным, полученным в ходе разработки конкретного проекта системы программного обеспечения.

Указанные цели достигаются главным образом путем анализа эмпирических данных, получаемых в процессе тестирования программ. Однако, как будет показано, результаты тестирования определяются в основном ходом предыдущих фаз цикла разработки программного обеспечения, т. е. этапов выработки требований, разработки алгоритмов и кодирования программ. Поэтому в тех случаях, когда это необ.ходнмо (и возможно), помимо проблемы надежности, мы будем уделять внимание и другим смежным вопросам разработки программного обеспечения.

Принятый в данном исследовании подход состоял в анализе реальных данных, полученных в ходе разработки четырех крупных проектов программного обеспечения: двух систем контроля и управления, одной управленческой информационной системы и одной системы реального времени, предназначенной для выполнения сложных аналитических расчетов. Была предпринята попытка количественно оценить различные характеристики самого программного обеспечения, планов его разработки, тестовых программ, с по-помощью которых обнаруживались ошибки, и, наконец, самих ошибок.

Исследование проводилось в два этапа. На первом этапе осуществлялись сбор и анализ данных по двум законченным проектам (фактически рассматривались три проекта). Это позволило составить представление о том, какие данные необходимы для выявления параметров программных средств, которые обычно доступны и важны для анализа. На этом же этапе разрабатывались методы анализа.

Второй этап предусматривал использование результатов и методов, соответственно полученных и разработанных на первом этапе исследования, применительно к четвертому проекту, который находился в процессе реализации. Кроме того, на этом этапе проводилась работа по расширению и оценке эффективности математической теории надежности программного обеспечения. В этой связи особого внимания заслуживает модель, приведенная в гл. 5, так как в ней для оценки надежности программного обеспечения используются данные, характеризующие его функциональные свойства.

1.4. Данные по проектам

Настоящее исследование было проведено на основе данных по четырем проектам программного обеспечения (табл. 1.1). . ,

1.3. Методика исследования

Таблица LI

Данные по проектам

Категории данных

Проект 2

Проект 3

Проект 4

Проект 5

Общее описание

Сведения о затруднениях при проектировании

Информация Уведомлений о проблемах (ошибках)

Характеристики программного обеспечения

Результаты тестирования

Сведения о персонале Характеристики использования ЭВМ

X X X

) Степень детализации характеристик программного обеспечения для этих проектов ниже, чем для Проекта 2 и Проекта 3, из-за отсутствия автоматизированных средств анализа.

Для всех четырех проектов характерно сочетание основных видов деятельности, присущих процессу разработки программного обеспечения. Один из проектов, а именно Проект 3, включал работу контрагента фирмы TRW, заключавшуюся в создании части единой системы программного обеспечения. В процессе исследования анализировались конкретные результаты, касающиеся совместимости различных методов проектирования и характеризующие взаимоотношения соисполнителей. Хотя считается, что наиболее важными для анализа являются проблемы взаимодействия нескольких соисполнителей, тем не менее приводимый обзор данных содержит также информацию и о работах, выполненных одним контрагентом.

Проект 2) соответствует Проекту В, описанному в работе [5]. Данные по этому проекту были собраны в процессе разработки четырех основных модифика-

) Проект I соответствует Проекту А, описанному в работе [5], и нами не рассматривается,