- •Галузева система управління якістю методи оцінки показників якості програмного забезпечення програмно-технічних комплексів критичного призначення Отраслевая система управления качеством
- •1 Сфера застосування
- •2 Нормативні посилання
- •3 Терміни та визначення понять
- •3.2 Безпека програмного забезпечення
- •3.8 Життєвий цикл системи
- •3.9 Інструментальний засіб (case-інструмент)
- •3.10 Категорія критичності програмного забезпечення
- •3.15 Оцінювання якості програмного забезпечення
- •3.16 Показники (характеристики) якості програмного забезпечення
- •3.19 Програмно-технічний комплекс
- •4 Познаки та скорочення
- •3.13 Надійність програмного забезпечення
- •5 Методи оцінювання показників якості програмного забезпечення критичного призначення
- •5.1 Методи оцінювання показників якості програмного забезпечення
- •5.2 Інспекції процесів розроблення програмного забезпечення
- •5.3 Методи тестування програмного забезпечення
- •5.3.1 Загальні положення щодо тестування програмного забезпечення
- •5.3.2 Методи функціонального тестування програмного забезпечення
- •5.3.2.1 Загальні положення щодо функціонального тестування програмного забезпечення
- •5.3.2.2 Тестування транзакцій
- •5.3.2.3 Тестування областей вхідних даних
- •5.3.2.4 Тестування синтаксису
- •5.3.2.5 Тестування логічних умов
- •5.3.2.6 Тестування станів
- •5.3.3 Метод структурного тестування програмного забезпечення
- •5.3.3.1 Загальні положення щодо структурного тестування програмного забезпечення
- •5.3.3.2 Тестування маршрутів
- •5.3.3.3 Тестування циклів
- •5.3.3.4 Тестування обробки даних
- •5.4 Методи статичного аналізу програмного забезпечення
- •5.4.1 Загальні положення щодо статичного аналізу програмного забезпечення
- •5.4.2 Аналіз потоку управління
- •5.4.3 Аналіз потоку даних
- •5.4.4 Метрична оцінка програмного забезпечення
- •5.5 Метод імовірнісної оцінки надійності програмного забезпечення
- •5.5.1 Загальні положення щодо імовірнісної оцінки надійності програмного забезпечення
- •5.5.2 Оброблення статистичних даних про відмови програмного забезпечення
- •5.5.3 Визначення параметрів моделей надійності
- •5.5.3.3 Мнпз, їхні допущення та аналітичні співвідношення
- •5.5.3.4 Модель Джелінського–Моранді
- •5.5.3.5 Модель Гела–Окумото
- •5.5.3.6 Модель базова s-подібна
- •5.5.3.7 Модель Шика–Уолвертона
- •5.5.3.8 Перша геометрична модель Моранди
- •5.5.3.9 Модель Муси–Окумото
- •5.5.3.10 Метод максимуму правдоподібності
- •5.5.3.11 Метод найменших квадратів
- •5.5.3.12 Приклади застосування моделей надійності програмного забезпечення
- •5.5.3.12.2 Оцінка показників надійності за допомогою мнпз, описаних у 5.5.3.4-5.5.3.9.
- •5.5.3.12.3 Модель Джелінського-Моранді
- •5.5.3.12.4 Модель Гела-Окумото
- •5.5.3.12.5 Базова s-подібна модель
- •5.5.3.12.6 Модель Шика-Уолвертона
- •5.5.3.12.7 Перша геометрична модель Моранді
- •5.5.3.12.8 Модель Муси-Окумото
- •5.5.4 Вибір моделі надійності програмного забезпечення
- •5.5.4.3 Критерій Колмогорова-Смирнова
- •5.5.4.4 Критерій 2
- •5.5.4.5 Критерій мінімального сумарного квадратичного відхилення:
- •5.5.5 Прогнозування показників надійності програмного забезпечення
- •5.6 Аналіз видів, наслідків і критичності відмов програмного забезпечення (sfmeca)
- •5.6.1 Загальні положення щодо аналізу видів, наслідків і критичності відмов
- •5.6.2 Основні принципи виконання sfmeca
- •5.6.2.1 Базування sfmeca
- •5.6.2.2 Визначення функціональної структури програмного забезпечення
- •5.6.2.3 Одержання вихідної інформації
- •5.6.2.4 Подання структури програмного забезпечення
- •5.6.2.5 Ідентифікація видів відмов
- •5.6.2.6 Аналіз відмов із загальної причини
- •5.6.2.7 Аналіз критичності
- •5.6.2.8 Зв'язок між sfmeca та іншими методами
- •5.6.3 Процедура виконання sfmeca
- •5.6.3.1 Процедура виконання sfmeca
- •5.6.3.2 Визначення вимог до програмного забезпечення
- •5.6.3.3 Розроблення діаграм, схем та інших математичних моделей і описів
- •5.6.3.4 Вибір рівнів програмного забезпечення і документації
- •5.6.3.5 Ідентифікація видів, причин і впливу відмов
- •5.6.3.6 Ідентифікація методів виявлення відмов та їх ізолювання
- •5.6.3.7 Опис значення відмов та альтернативних запобіжних заходів
- •5.6.3.8 Оцінка критичності та імовірності відмов
- •5.6.3.9 Розроблення рекомендацій і звіту за результатами sfmeca
- •5.7 Аналіз дерева відмов програмного забезпечення (sfta)
- •5.7.1 Загальні положення щодо аналізу дерева відмов програмного забезпечення
- •5.7.2 Процедура виконання sfta
- •5.7.2.1 Процедура виконання sfta
- •5.7.2.2 Визначення області аналізу
- •5.7.2.3 Ознайомлення з проектом, функціями і роботою програмного забезпечення
- •5.7.2.4 Визначення кінцевої події
- •5.7.2.5 Побудова дерева відмов
- •5.7.2.6 Логічний і чисельний аналіз дерева відмов
- •5.7.2.7 Розроблення звіту про результати аналізу
- •5.7.3 Умовні позначки для дерева відмов
- •5.8 Керівництво з адаптації нормативного документа
- •Додаток а
- •Бібліографія
5.5.4.5 Критерій мінімального сумарного квадратичного відхилення:
, (5.55)
де k – кількість розрядів статистичного ряду (кількість інтервалів тестування);
m*i – фактична кількість відмов, виявлених на i-му інтервалі тестування;
mi – визначена за допомогою моделі кількість відмов, виявлених на i-му інтервалі тестування.
5.5.4.6 Результати порівняння точності різних МНПЗ наведено у таблиці 5.19. У дужках зазначено рейтинг моделей, тобто місце, що займає МНПЗ відповідно до даного критерію. У випадку застосування декількох критеріїв необхідно підрахувати сумарний рейтинг і вибрати ту МНПЗ, для якої значення сумарного рейтингу є найменшим.
Таблиця 5.19—Результати порівняння точності МНПЗ
Модель |
Критерій Колмогорова-Смирнова |
2 |
Сумарне квадратичне відхилення SSE |
Джелінського-Моранді |
8 (1) |
17,24 (2) |
154,00 (1) |
Гела-Окумото |
8 (1) |
17,24 (2) |
154,00 (1) |
Базова S-подібна |
13 (3) |
25,41 (3) |
435,00 (5) |
Шика-Уолвертона |
8 (1) |
13,65 (1) |
162,00 (2) |
Перша геометрична Моранді |
9 (2) |
28,40 (4) |
230,00 (4) |
Муси-Окумото |
9 (2) |
29,15 (5) |
229,00 (3) |
5.5.4.7 Враховуючи те, що критерій 2 є кращим, оскільки дозволяє врахувати «ваги» абсолютних відхилень, призначають вагові коефіцієнти отриманим оцінкам для одержання сумарного рейтингу моделі у такий спосіб: критерій 2 – 0,5; критерій мінімального сумарного квадратичного відхилення – 0,25; критерій Колмогорова-Смирнова – 0,25. Обчислюють сумарний рейтинг моделі за формулою:
,
(5.56)
де v – вага критерію;
Kj – рейтинг моделі за j–м критерієм.
Сумарний рейтинг моделей представлено у таблиці 5.20. Отже, найбільш адекватною розглянутому ПЗ є модель Шика-Уолвертона.
Таблиця 5.20—Сумарний рейтинг моделі
Модель |
Рейтинг |
Джелінського-Моранді |
1,5 |
Гела-Окумото |
1,5 |
Базова S-подібна |
3,5 |
Шика-Уолвертона |
1,25 |
Перша геометрична Моранді |
3,5 |
Муси-Окумото |
3,75 |
5.5.5 Прогнозування показників надійності програмного забезпечення
5.5.5.1 Вибрана модель Шика-Уолвертона використовує наступні аналітичні співвідношення:
імовірність відмови (функція розподілу часу між відмовами):
; (5.57)
імовірність безвідмовної роботи:
; (5.58)
середній час до відмови:
; (5.59)
функція інтенсивності відмов:
. (5.60)
5.5.5.2 Оцінку параметрів моделі було виконано на підставі вихідних даних про виявлені на етапі тестування дефектах (див. таблицю 5.7): = 0,0003817; = 123,8800. Ці значення використовують для розрахунку деяких описаних вище показників надійності. Результати розрахунків представлено у зведеній таблиці показників (таблиця 5.21) і на графіках (рисунок 5.20 і рисунок 5.21). Останнє значення у таблиці та на кожному графіку – прогнозоване значення показника для наступного інтервалу у 56 годин. Відповідно до формули (5.55) середній час до відмови становить 90,7 годин. Беручи до уваги, що час до виявлення наступного (i+1)-го дефекту є зворотно пропорційним щодо значення функції ризику для i-го дефекту, виявлення 123-го дефекту очікується через 10,82933 годин, а 124‑ го – ще через 257,3617 годин. Таким чином, для виявлення усіх дефектів ПЗ знадобиться ще 4,8 тижня.
Таблиця 5.21—Значення показників надійності для моделі Шика-Уолвертона
Номер інтервалу |
Показник |
|||
Інтенсивність відмов (t) |
Імовірність безвідмовної роботи P(t) |
|||
1 |
0,661996 |
7,942110–17 |
||
2 |
0,490992 |
1,1450E10–12 |
||
3 |
0,389459 |
3,374110–10 |
||
4 |
0,271894 |
2,440010–7 |
||
5 |
0,213112 |
6,561710–6 |
||
6 |
0,116922 |
1,433510–3 |
||
7 |
0,063484 |
2,857910–2 |
||
8 |
0,026077 |
2,321710–1 |
||
9 |
0,015389 |
4,224010–1 |
||
10 |
0,015389 |
4,224010–1 |
||
11 |
0,015389 |
4,224010–1 |
||
12 |
0,010045 |
5,697610–1 |
||
λ (інтенсивність
відмов)
номер інтервалу
Рисунок 5.20—Інтенсивність відмов за моделлю Шика-Уолвертона
номер інтервалу
p
(імовірність безвідмовної роботи)
Рисунок 5.21—Імовірність безвідмовної роботи за моделлю
Шика-Уолвертона
