Программное обеспечение управления качеством

Глава III.Системащпрограммныхщпродуктов.                                                            1.Стандартизация систем качества.

В начале 70-х годов многие специалисты  пришли к выводу о необходимости  широкого распространения индустриальных (инженерных) методов в области построения программ . Индустриальные методы базируются на строгой регламентации и автоматизации технологических процессов. Таким образом,з стандартизация и в области построения программ сталащжизненнойщнеобходимостью. 
В рамках Единой Системы Программной Документации (ЕСПД) разработано и введено в действие около тридцати стандартов, упорядочивающих разработку программной документации. Многие виды стандартов для программной продукции еще не разработаны (общие технические требования, общие технические условия, технические условия на виды ПП, номенклатура показателей качества, методы выполнения отдельных видов работ в технологических процессах, порядок проведения этих работ и др.). 
При разработке ПМК системы УК ПП приняты следующие исходные положения: 
1) разработка ПП осуществляется в соответствии с действующими стандартами, техническими условиями, ТЗ или иными заменяющими его документами, содержащими требования к качеству ПП, установленные на основании анализа требований конкретного и (или) потенциального пользователя к потребительским свойств данного вида ПП; 
2) качество ПП обеспечивается преимущественно в процессе его разработки; по завершению каждого этапа разработки проекта должен проводиться документированный, систематический и критический анализы результатов разработки; 
3) за качество разрабатываемой ПП ответственность несет разработчик, поставляемой—поставщик; 
4) руководство организации — разработчика несет ответственность за определение политики в области качества и за решения, касающиеся разработки,щвнедрениящищведениящсистемыщкачества; 
5) управление качеством ПП основывается прежде всего на стимулировании заинтересованности разработчиков и поставщиков в обеспечении высокого качестващПП,щповышениищпрофессионализма; 
6) для обеспечения требуемого качества ПП управление качеством осуществляется на всех стадиях и этапах жизненного цикла ПП, начиная с самых ранних; 
7) в разрабатывающей организации должны быть определены система качества (управляющие органы и лица, несущие ответственность за качество), а также политика в области качества ПП; ответственность и полномочия за каждый вид деятельности, влияющей на качество ПП; определение обязанностей и полномочий должно обеспечивать достижение поставленных целей на заданном уровне эффективности; 
8) управление качеством ПП базируется на контроле качества в процессе разработки; 
9) все формализуемые функции, процедуры и операции по управлению качеством в конечном счете должны быть переданы ЭВМ и реализованы на нейщвщвидещинструментальныхщпрограмм; 
10) в идейном (концептуальном) плане инструментальные программы и методики, входящие в состав ПМК, должны представлять единое целое, согласующееся с принятой технологией программирования и являющееся составнойщчастьющэтойщтехнологии; 
11) в составе ПМК подсистемы У К ПП можно выделить базовую (условно постоянную) и переменную части. Базовая часть-ПМК разрабатывается как типовое проектное решение с использованием принципов модульной структуры и может быть использована в различных организациях, независимо от ведомственной принадлежности и собственной специфики. Переменная часть-ПМК учитывает специфику разрабатывающей организации, структуры и задач подсистемы УК ПП. Она создается в конкретной организации путем настройки базовой части ПМК и разработки новых, недостающих частей подсистемы УК ПП; 
12) все компоненты базовой части ПМК должны обладать свойствами автономности (независимости) разработки, настройки и применения. Однако наибольший эффект должен достигаться от комплексного использования всехщкомпонентовщПМК. 
Основными методами стандартизации УК ПП в разрабатывающей организации являются: систематизация и классификация: типизация и унификация;щрегламентирование. 
Систематизация и классификация направлены на упорядочение элементов управления (ГКК, СКК и др.), установление их прав и обязанностей, а также взаимодействиящмеждущними. 
Типизация и унификация направлены на выявление и формирование сходных компонентов программ и программных комплексов по профилю организации, па создание библиотек унифицированных компонентов, средств генерации программ из этих компонентов, интерфейсных соглашении. 
Регламентирование направлено на упорядочение организационных и технологических процедур по обеспечению требуемого уровня качества на всехщстадияхщжизненногощциклащПП. 
В США, например, в середине 80-х годов введены в действие следующие стандарты: ANSI/IEEE «Спецификация требований к ПО» (Guide to Software Requirements Specifications); «Планирование управления конфигурацией ПО» (Software Configuration Management Plans); «Документирование тестов ПО» (Software Test Documentation); «Планирование уровня качества ПО» (Software Quality Assurance Plan). В качестве проектов апробируются и другие стандарты, в том числе «Справочник гарантии качества», «Классификация отказов,щсбоевщищошибокщПО». 
При организации управления качеством ПП многие полезные рекомендации можно заимствовать из соответствующих стандартов по управлению качествомщпромышленнойщпродукции. 
В 1987 г. утверждено пять международных стандартов ISO, устанавливающих требования к системам обеспечения качества продукции на предприятиях: «Стандарты по управлению качеством и обеспечению качества. Руководство для выбора и применения» (ISO 9000); «Система качества. Модели обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании» (ISO 900S); «Система качества. Модели обеспечения качества при производстве и монтаже» (ISO 9002); «Система качества. Модели обеспечения качества в процессе контроля и испытания готовой продукции» (ISO 9003); «Управление качеством и элементы системы качества. Основные направления» (ISO 9004).

2.Классификация  показателей качества

Под показателем  качества программной продукции  в соответствии с ГОСТ 15467—79 следует  понимать количественную характеристику одного или нескольких свойств продукции, составляющих ее качество, рассматриваемую  применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации. Свойство продукции — это объективная  особенность, которая может проявиться при создании или эксплуатации продукции. В определении понятия «Показатель  качества» слова «Количественная  характеристика» не следует понимать в буквальном смысле. При определении  значений показателей качества успешно  могут применяться и нечисловые характеристики, хотя в общем случае наличие строго количественных, числовыхщхарактеристикщпредпочтительней. 
Показатели качества программной продукции в зависимости от характера решаемых задач по оценке качества продукции можно классифицировать по следующим признакам: характеризуемые свойства; способ выражения; количество характеризуемых свойств; место применения в процедуре оценки;щстадиищопределениящзначенийщпоказателей. 
По способу выражения различают показатели, выраженные в натуральных единицах, и показатели, выраженные в стоимостных единицах. В качестве натуральных единиц обычно используют единицы физических величин (килограммы, метры, секунды и т. п.), а также баллы и безразмерные единицы. ПС являются информационными объектами. Какими-либо собственными физическими свойствами они не обладают, поэтому единицы физических величин в традиционном виде при определении значений показателей качества ПС почти не применяются, за исключением единиц времени. Но как составной элемент системы обработки данных ПС вносит определенную долю погрешности в точность выходных результатов. Эта погрешность может измеряться в единицах преобразуемых физических величин. Вместе с тем в программировании широко используют такие натуральные единицы, как бит, байт, условная машинная команда, строка текста и т. п. Стоимостные единицы применяют при определении значений экономических показателей качества программной продукции.  
По количеству характеризуемых свойств различают единичные и комплексные показатели. Единичные показатели качества характеризуют одно из свойств ПС, комплексный—несколько. Комплексные показатели могут быть групповыми, обобщенными или интегральными. 
В зависимости от места применения в процедуре оценки уровня качества ПС различают базовые и относительные показатели. Базовым значением показателя качества продукции называют значение показателя, принятое за основу при сравнительной оценке качества продукции. Относительное значение показателя качества продукции представляет собой отношение фактического значения показателя качества оцениваемой продукции к базовомущзначениющэтогощпоказателя. 
По стадии определения значений показателей качества различают прогнозируемые, проектные, производственные и эксплуатационные показатели. Прогнозируемыми показателями оперируют на стадиях выполнения научно-исследовательских работ и составления ТЗ на разработку ПС, т. е. на тех стадиях, когда нет еще ни детального проекта ПС, ни, тем более, самого ПС. Значения прогнозируемых показателей в основном определяют на основе интуиции и опыта аналогичных разработок, поэтому этищпоказателищносятщсубъективныйщхарактер. 
Значения проектных показателей определяют на основе анализа проектов ПС (эскизного, технического, рабочего), а также путем испытания опытного образца ПС. Эти показатели носят более объективный характер. Степень их достоверности зависит от эффективности используемых инструментальных средствщанализащищиспытания. 
Производственные показатели мало отличаются от проектных, особенно если изготовление ПС сводится к простому копированию. Если же копированию предшествуют операции сборки или генерации ПС, то производственные показатели качества таких ПС могут существенно отличаться от проектных. 
Значения эксплуатационных показателей определяют по результатам промышленной эксплуатации ПС. При соблюдении определенных правил сбора и обработки данных о качестве ПС в процессе эксплуатации эксплуатационные показатели дают наиболее объективную и достоверную оценку. Только по этим показателям можно произвести действительную оценку научно-технического уровня и качества ПС.

3.Выбор номенклатуры показателей качества.

                 Выбор номенклатуры показателей качества программной продукции заключается в установлении перечня наименований характеристик свойств продукции, определяющих качество данного вида продукции и обеспечивающих возможность полной и достоверной оценки ее уровня качества. Порядок выбора номенклатуры показателей качества программной продукции должен устанавливаться с учетом специфики этой продукции. Выбор номенклатуры показателей качества конкретного ПС зависит от вида (группы) ПС, цели применения и стадии определения показателей. 
Для каждого вида (группы), а иногда и конкретного ПС устанавливают свою номенклатуру показателей качества, учитывающую специфику назначения п условий применения. Номенклатура показателей качества для каждого подкласса, группы и вида ПС оформляется в виде таблиц применяемости показателей качества. Помимо перечня рекомендуемых и обязательных показателей качества для данного подкласса (вида, группы) ПС, в таблицах применяемости следует указывать и коэффициенты (параметры) весомости (значимости) каждого из показателей. Определение коэффициентов весомости показателей качества — наиболее существенная и трудная задача выбора номенклатуры показателей качества. В принципе при решении этой задачи можно использовать либо метод стоимостно-регрессионных зависимостей, либо метод предельных номинальных значений. Но их использование затруднено из-за отсутствия необходимых исходных данных. Поэтому на практике наиболее распространен экспертный метод определениящкоэффициентовщвесомости. 
Таблицы применяемости являются руководящим или справочным материалом для выбора рабочей номенклатуры показателей качества конкретного ПС. Рабочая номенклатура ПС устанавливается с учетом назначения и условий использования ПС; результатов анализа требований пользователя (заказчика), поставленных задач управления качеством; состава, структуры и специфики характеризуемых свойств. 
Цели применения номенклатуры показателен качества устанавливают в соответствии с задачами управления качеством программной продукции. Такими целями, в частности, могут быть следующие: составление технического задания па разработку ПС; составление технических условии на ПС; заполнение карты технического уровня; установление контролируемых показателей при проектировании ПС; установление контролируемых показателей при опытной эксплуатации ПС; аттестация ПС пощкатегориямщкачества. 
Стадии определения значении показателей качества соответствуют стадиям жизненногощциклащПС. 
При выделении свойств и соответствующих показателей качества ПС необходимо руководствоваться следующими основными принципами: 
выделение групп свойств должно производиться по четко определенным признакам; 
свойства, входящие в одну группу, должны, как правило, взаимно исключать друг друга и быть независимыми. Если свойства зависят друг от друга, то в методиках определения значении показателей качества должны быть даны четкие указания по исключению многократного (неоднократного) влияния одного и того же свойства на обобщенную оценку качества ПС; 
всякая исходная номенклатура показателей должна быть открытой, т. е. должна допускать возможность внесения мне исключения из нее отдельных элементов. Это требование обусловлено, с одной стороны, недостаточным опытом оценки качества программной продукции, а с другой,—большим разнообразиемщПСщищусловийщихщприменения; 
для каждого из выделенных свойств должна существовать возможность выражения их в шкалах «лучше — хуже», «больше — меньше»; 
в группу следует включать свойства, необходимые и достаточные для определениящсоответствующегощсложногощсвойства; 
формулировкащсвойствщдолжнащбытьщоднозначной; 
совокупность свойств, характеризующих качество оцениваемого ПС, должна быть упорядочена по определенному правилу в виде многоуровневой иерархическойщструктуры—дереващсвойств; 
дерево свойств должно отражать все основные особенности использования н функционированиящПС; 
выбранные показатели качества должны быть скоррелнрованы с соответствующими свойствами ПС. Это значит, что между каждым из выделенных свойств и характеризующими его показателями должно быть установлено однозначное соответствие. Установление такого соответствия позволяет вместо дерева свойств использовать дерево показателей качества программнойщпродукции; 
показатели качества, характеризующие свойства ПС, должны способствовать обеспечению соответствия качества ПС требованиям со стороны их пользователей и учитывать современные достижения науки и техники. Для выполнения этого принципа часто необходимо проводить специальные исследования, так как в общем случае между показателями качества могут возникать серьезные противоречия, а улучшение одного показателя может привестищкщухудшениющдругого. 
Для проверки работоспособности выбранной системы показателей качества необходимо устанавливать степень корреляции каждого рассматриваемого показателя с качеством ПС, полезность показателя, возможность количественного представление и автоматической оценки показателя. В частности, оценку полезности каждого из выбранных показателей для конкретных ПС рекомендуется производить по следующей шкале: 
5—крайне важно, чтобы данный показатель имел высокое значение; 
4—важно, чтобы данный показатель имел высокое значение; 
3—хорошо бы иметь высокое значение данного показателя; 
2— в некоторой степени полезно иметь высокое значение данного показателя; 
1—при низких значениях данного показателя ощутимых потерь нет, 
Около 50 % частных показателей можно определить автоматически с помощью ЭВМ, 25 % —с помощью компаратора. Таким образом, оценка около 75 % показателей может быть формализована. Оценка 20 % показателей может быть произведена только квалифицированным специалистом. Большинство показателей устанавливают путем статического анализа программ и лишь около 5 % — в процессе динамических испытаний (Данные соответствуют положению в этой области в 80-е годы). 
Следует иметь в виду, что оценка качества, а следовательно, к выбор показателей качества сложных многофункциональных программных комплексов типа операционных систем, систем управления базами данных, пакетов прикладных программ и так далее имеет свои особенности. Каждая функция таких ПС реализуется программным путем, задающим определенный технологический процесс преобразования входных данных в выходные. Известны цель этого процесса и потребность в нем, Для того чтобы удовлетворить эту потребность, ПС должна обладать определенными свойствами. Причем свойства ПС, удовлетворяющие потребности в одной функции, могут существенно отличаться от свойств ПС, необходимых для реализации другой функции. Поэтому степень удовлетворения потребности в выполнении каждой из функций ПС в общем случае характеризуется своими показателями или, по крайней мере, параметрами весомости показателей. Возникает необходимость выбора показателей и определения их весомости для оценки качества (эффективности) реализации каждой из основных функций ПС. Попытка выбора единой номенклатуры показателей качества оказывается, как правило, безрезультатной. В этом можно легко убедиться на примере оценки качества операционных систем (ОС) ЭВМ. На ОС ЭВМ возлагаются следующие функции: управление данными, заданиями, вводом-выводом; обслуживание библиотек пользователей; 
трансляция и редактирование программ; протоколирование состояний и событий; перезапись и сортировка информации и др. Очевидно, что требования, например, к трансляторам существенно отличаются от требований к ПС протоколирования событий как по своему перечню, так и по весомости каждого из показателей. В свою очередь различие требований обусловливает необходимость использования различных показателей качества, характеризующих потребительские свойства программ, реализующихщэтищфункции. 
              

  Заключение                                        

Качество  ПС стало основой их конкурентоспособности  и возможности широкого применения. Номенклатура и требуемые значения показателей качества определяются прежде всего функциональным назначением  конкретного ПС. Это приводит к  широкому спектру показателей качества в спецификациях требований.

Многогранность  понятий и требуемых характеристик  качества ПС с позиции пользователя привела к тому, что их невозможно достоверно и полностью сформулировать до начала разработки. Гибкость, относительная  легкость изменения и высокая  сложность функционирования программ в ЭВМ привели к принципиальному  изменению процессов формирования требований к ПС и взаимодействия разработчиков с заказчиками. Редко  удается удовлетворить все требования заказчика, представляя ему новый  программный продукт, если он не участвовал в его формировании с начала разработки. Неполная определенность исходной спецификации требований и достигнутых значений показателей качества затрудняет и  затягивает процессы проектирования ПС. В результате значительно возрастают затраты или создание ПС становится даже нерентабельным.

Вследствие  этого возникла проблема либо проводить  многократные доработки почти готового ПС после очередных испытаний, либо отрабатывать необходимые характеристики качества программ вместе с заказчиком в течение всего цикла их создания. Второй путь предполагает тесное И  почти непрерывное взаимодействие разработчиков с заказчиком или  потенциальными пользователями с начала разработки. Для этого необходимо регламентировать процессы проектирования программ и формировать отчетные документы основных результатов разработки. Гарантии качества сложных ПС формируются в течение всего процесса разработки и возможны только при условии непрерывного контроля качества выполняемых работ и отчетных документов.

Подобное регламентирование разработки ПС базируется на результатах обобщения накопленного опыта, сосредоточенного в стандартах жизненного цикла и управления обеспечением качества ПС. Эти стандарты содержат детальные рекомендации по организации, планированию и проведению разработок сложных ПС гарантированного качества.

Разработка  сложных современных программ требует  больших затрат и происходит в  условиях ограниченных ресурсов. Поэтому  необходимо осуществлять баланс между  достигаемым их качеством и ресурсами, которые требуются для реализации проекта. Такой баланс можно обеспечить только путем планирования и постоянного  управления качеством в течение  всего жизненного цикла ПС. Подобные планы целесообразно создавать  автоматизировано на базе типовых обобщенных характеристик реализованных прототипов, ориентированных на определенные характеристики вновь создаваемых проектов ПС. Частные  процессы, работы и результирующие документы в планах приводят к  необходимости выбора адекватных наборов  средств или систем, способных  обеспечить эффективность и качество разработки ПС за счет автоматизации. 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. Майерс. Искусство тестирования программного обеспечения
2. Майерс. Надежность программного обеспечения.
3. Кулаков. Управление качеством программного обеспечения.
4. Управление качеством: О. В. Аристов — Санкт-Петербург, Инфра-М, 2007 г.- 240 с
5. Предприятие 2.0. Социальное программное обеспечение се2010ня и завтра: Ниалл Кук — Москва, Аквамариновая Книга, 2010 г.- 224 с.
6. Linux. Администрирование сетей ТСР/IP: Скотт Манн, Митчел Крелл — Москва, Бином-Пресс, 2008 г.- 672 с.
7. http://www.info-system.ru/quality/quality.html
8. wikipedia.org/wiki/Управление_проектами