Модели, методы и информационная технология оценки качества программного обеспечения на основе профилирования и засева дефектов

Abstract

Проведенный анализ показывает, что качество современных ИУС становится всё более зависимым от качества ПО. Особенно существенна эта зависимость для ИУС аэрокосмических комплексов, АЭС и других комплексов критического применения. Основными причинами недостаточного качества ПО являются: возрастающая сложность спецификаций ПО, что обуславливает повышение сложности требований ПО, программного кода и т.д.; отставание по времени в разработке методов и средств оценки качества для новых технологий в области разработки ПО; существующие методы и ИС поддержки качества ПО в полной мере не учитывают специфику этапов ЖЦ ПО; увеличение числа стандартов в области программной инженерии обуславливают трудности, связанные с применением этих стандартов и профилированием требований, описанных в них. Следует отметить, что для ПО важным является вопрос обеспечения полноты оценки его качества при разработке, независимой верификации и экспертизы. Решение данной задачи неразрывно связано с профилированием ПО, а именно профилированием требований и дефектов. Современные методы профилирования являются слабо формализуемыми, а поддерживающие их ИС не обеспечивают в полной мере необходимый уровень качества профилирования. Поэтому задача разработки методов профилирования и оценки качества ПО ИУС является актуальной и имеет важное научно-практическое значение. Первым и вторым научными результатами являются модели описания и преобразования фасетно-иерархических структур (ФИС), которые базируются на их матрично-множественном представлении и использовании операций объединения и разбиения, что позволяет формализовать процесс профилирования требований и дефектов для оценки качества ПО. Следует отметить, что операции преобразования ФИС базируются как на известных операциях алгебры множеств, так и на операциях, которые были введены впервые. На основе данных моделей был усовершенствован метод профилирования ПО (второй научный результат) за счёт введенной формализации операций преобразования и верификации ФИС, описывающих профили ПО. Это дало возможность автоматизировать процесс профили-рования требований и дефектов. Третьим научным результатом является метод оценки качества верифика-ции программного обеспечения. Данный метод базируется на процедурах формирования и анализа невязки профилей дефектов и позволяет повысить полноту оценки ПО. Метод обеспечивает оценку качества верификации ПО на всех этапах ЖЦ. С целью анализа качества верификации ПО было введено множество ти-пов профилей дефектов ПО, а также комплекс показателей, учитывающий невязку профилей, полученную в результате анализа профилей дефектов. Для расчёта показателей оценки качества верификации был применен аппарат аддитивной свёртки, а для визуализации полученных значений – радиально-метрические диаграммы. Практическое значение полученных результатов состоит в том, что на основе проведенных исследований была разработана информационная технология (ИТ) оценки качества ПО, включающая в себя: методики; алгоритмы; инструментальные средства профилирования требований и дефектов ПО, засева дефектов в программный код, расчёта показателей оценки качества ПО и визуализации полученных значений. Это дало возможность повысить полноту оценки качества ПО по показателям: полноты оценки профиля требований на 5-10%, полноты оценки качества ПО за счёт увеличения полноты тестовых наборов на 5-8%.

Dissertation is consecrated to development of models, methods and information technology of software quality assessment on basis of software profiling (requirements, faults) and faults injection. Scientific results are: 1) models of description and transformation of facet-hierarchical structure, which are based on them matrix-set representation and use of join and decomposition operations. Models allow to formalize process of requirements and faults profiling for software quality assessment; 2) software profiling method at the expense of facet-hierarchical structures describing corresponding profiles transformation and verification operations formalization which allows to provide assessment fullness and automatize process of requirements and faults profiling of software receiving; 3) method of software verification quality assessment with use of faults injection on basis of development forming and faults profiles residual analysis procedures, which allows to raise software assessment fullness. Proposed methods and tools allow to raise software assessment fullness on basis of formal operations of facet-hierarchical structures transformation and faults injection.