- •Надежность программного обеспечения
- •Общие сведения Сведения об эумк
- •Методические рекомендации по изучению дисциплины
- •Изучение теоретической темы.
- •Рабочая учебная программа
- •Учреждение образования
- •«Белорусский государственный университет
- •Информатики и радиоэлектроники»
- •1. Содержание дисциплины
- •1. Индивидуальные практические работы, их характеристика
- •2. Контрольные работы, их характеристика
- •3. Курсовая работа, ее характеристика
- •4. Литература
- •4.1.Основная
- •4.2. Дополнительная
- •5. Перечень компьютерных программ, наглядных и других пособий, методических указаний и материалов и технических средств обучения
- •Теоретический раздел Введение
- •1. Основные понятия и определения в области надёжности аппаратного обеспечения компьютерных систем
- •2. Показатели надежности компьютерных систем
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Показатели надежности невосстанавливаемых объектов
- •2.2.1. Вероятность безотказной работы
- •2.2.2. Вероятность отказа
- •2.2.3. Плотность распределения наработки до отказа
- •2.2.4. Интенсивность отказов
- •2.2.5. Средняя наработка до отказа
- •2.3. Показатели надежности восстанавливаемых объектов
- •2.3.1. Коэффициент готовности
- •2.3.2. Стационарный коэффициент готовности
- •2.4. Основные модели, используемые в теории надежности
- •3. Основные понятия и определения в области надежности программного обеспечения компьютерных систем
- •3.1. Проблема надежности программного обеспечения и её актуальность
- •3.2. Понятие свойств, функций и требований к программному обеспечению. Критерии качества требований
- •Корректность (правильность) требований
- •Недвусмысленность требований
- •Полнота набора требований
- •Непротиворечивость требований
- •Упорядоченность по важности и/или стабильности
- •Проверяемость требований (верифицируемость)
- •Целостность
- •Модифицируемость
- •Трассируемость
- •3.3. Понятие ошибки и отказа программного обеспечения
- •3.4. Понятие надежности программного обеспечения
- •3.5. Особенности программ по сравнению с аппаратурой
- •4. Анализ причин появления ошибок в программном обеспечении
- •4.1. Процесс разработки программного обеспечения в соответствии со стандартом стб исо/мэк 12207-2003
- •4.2. Причины появления ошибок в программном обеспечении
- •5. Модели надежности программного обеспечения
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Модель Джелинского–Моранды
- •5.3. Модель Шика–Волвертона
- •5.4. Геометрическая модель
- •5.5. Статистическая модель Миллса
- •5.6. Модель Нельсона
- •5.7. Статистическое моделирование надёжности программ
- •6. Стандартизация оценки надежности программных средств в Республике Беларусь
- •6.1. Общие сведения о стандартах в области оценки качества программных средств
- •6.2. Оценка надежности программных средств по гост 28195–99
- •6.3. Оценка надежности программных средств по стб исо/мэк 9126–2003
- •1. Определение требований к надежности
- •2. Подготовка к оцениванию
- •3. Процедура оценивания
- •7. Оценка надежности программных средств в соответствии с международными стандартами iso/iec 9126-1-3:2001-2003 и iso/iec 14598-1:1999
- •7.1. Общие сведения о сериях стандартов iso/iec 9126-1-4:2001-2004 и iso/iec 14598-1-6:1998-2001
- •7.2. Модель надежности программных средств по стандарту iso/iec 9126-1:2001
- •7.3. Внутренние метрики надежности программных средств по стандарту iso/iec 9126-3:2003
- •7.4. Внешние метрики надежности программных средств по стандарту iso/iec 9126-2:2003
- •7.5. Метод оценки надежности программных средств по стандарту iso/iec 14598–1:1999
- •1. Установка требований к оценке надежности
- •1.1. Установка цели оценки
- •1.2. Идентификация типов продуктов
- •1.3. Определение модели надежности
- •2. Определение оценки надежности
- •2.1. Выбор метрик надежности
- •2.2. Установка уровней ранжирования метрик
- •2.3. Установка критериев для оценки
- •8. Тестирование программного обеспечения
- •8.1. Введение в тестирование по
- •8.2. Определение тестирования по
- •8.3. Объекты тестирования
- •8.4. Направления тестирования по
- •8.5. Принципы разработки тестов
- •8.6. Информационные потоки процесса тестирования
- •8.7. Принципы организации тестирования
- •8.8. Методы тестирования по
- •8.8.1. Общие сведения
- •8.8.2. Структурное тестирование
- •8.8.2.1. Понятие потокового графа, пути, цикломатической сложности
- •8.8.2.2. Тестирование по критерию путей
- •8.8.2.3. Тестирование по критерию ветвей
- •8.8.2.4. Метод тестирования базисных путей
- •8.8.2.5. Тестирование циклов
- •8.8.3. Функциональное тестирование программного обеспечения
- •8.8.3.1. Общие сведения
- •8.8.3.2. Пример иллюстрации сложности задачи разработки тестов
- •8.8.3.3. Метод эквивалентного разбиения
- •8.8.3.4. Метод анализа граничных условий
- •8.9. Документирование тестов
- •8.10. Методика тестирования программных средств
- •8.10.1. Общие сведения
- •8.10.2. Тестирование модулей
- •8.10.3. Тестирование сборки
- •8.10.3.1. Восходящее тестирование сборки
- •8.10.3.2. Нисходящее тестирование сборки
- •8.10.4. Тестирование правильности
- •8.10.5. Системное тестирование
- •8.11. Пример тестирования программы
- •1) Подготовка процесса
- •4) Анализ требований к программному средству
- •5) Проектирование программной архитектуры
- •6) Техническое проектирование программного средства
- •7) Программирование и тестирование модулей
- •Компонент пользовательского интерфейса:
- •Компонент математического расчёта:
- •8) Сборка программного средства
- •9) Квалификационные испытания программного средства
- •12) Ввод в действие программного средства
- •13) Обеспечение приёмки программного средства
- •8.12. Регрессионное тестирование
- •8.13. Документирование программных ошибок
- •8.14. Мутационное тестирование
- •8.15. Проектирование тестов, основанных на случайных наборах исходных данных
- •8.15.1. Анализ случайных векторов исходных данных
- •8.15.2. Генерация случайных векторов исходных данных
- •8.16. Оценка правильности результатов выполнения программы
- •9. Верификация программного обеспечения
- •9.1. Элементы математической логики Исчисление высказываний
- •Операции над высказываниями
- •(Если a, то b)
- •Исчисление предикатов
- •Операции над высказывательными формами
- •9.2. Метод индуктивных утверждений
- •9.2.1. Общие сведения
- •9.2.2. Последовательность шагов по доказательству корректности схем алгоритмов программ
- •9.3. Основные проблемы доказательства корректности программ
- •Экзаменационные вопросы по дисциплине «Надежность программного обеспечения»
- •1.2. Числовые константы и переменные
- •1.3. Операторы
- •1.4. Функции встроенные и задаваемые пользователем
- •1.5. Математические выражения
- •1.6. Присваивание переменным значений
- •1.7. Ранжированные переменные и таблицы вывода
- •1.8. Понятие о массивах и матрицах
- •1.8.1. Функции, определяемые пользователем, и массивы
- •1.8.2. Индексация элементов массивов
- •1.8.3. Матрицы
- •1.8.4. Нижние индексы и верхние индексы
- •1.8.5. Нижние индексы и элементы вектора
- •1.8.6. Нижние индексы и элементы матрицы
- •1.8.7. Верхние индексы и столбцы матрицы
- •1.8.8. Изменение значения системной переменной origin
- •2. Редактирование
- •2.1. Формульный редактор
- •2.1.1. Наборные панели и шаблоны
- •2.2. Текстовый редактор
- •3. Арифметические и логические операторы
- •3.1. Арифметические операторы
- •3.1.1. Расширенные арифметические операторы
- •3.2. Операторы отношения (логические операторы)
- •3.3. Функция условных выражений if
- •3.4. Задание функций пользователя
- •3.5. Типовые статистические функции
- •4. Решение уравнений
- •4.1. Решение одного уравнения
- •4.2. Решение уравнений с параметром
- •4.3. Системы уравнений
- •4.4. Многократное решение уравнений
- •4.5. Приближенные решения
- •5. Символьная математика
- •5.1. Настройка символьного знака равенства
- •6. Файлы данных
- •6.1. Функции доступа к файлам
- •6.2. Аргументы функций доступа к файлам
- •7. Графики
- •7.1. Создание графика
- •7.2. Вывод функции на график
- •7.3. Построение декартова графика
- •7.4. Графическое представление вектора
- •7.5. Графическое представление файлов данных
- •7.6. Размещение нескольких графиков на чертеже
- •7.7. Форматирование осей
- •7.8. Свойства графиков
- •7.9. Оформление графика
- •7.10. Заголовки графиков
- •7.11. Изменение представления графика
- •7.12. Изменение масштаба на графике
- •7.13. Считывание координат точек графика
- •Приложение 1. Основные законы распределения нсв
- •Приложение 2. Пример выполнения задания
- •Приложение 3. Математические функции
- •Приложение 4. Статистические функции
- •Литература
- •Автоматизация тестирования программного обеспечения. Работа в среде silktest. Теоретические и практические сведения к выполнению индивидуальных практических работ
- •Введение
- •1. Тестирование программного обеспечения
- •1.1. Задача и цели тестирования программного обеспечения
- •1.2. Классификация видов тестирования по
- •1.3. Этапы процесса тестирования по
- •1.4. Разработка тест-кейсов
- •1.5. Контрольные вопросы
- •2. Автоматизация тестирования по
- •2.1. Эффективность автоматизации тестирования
- •2.2. Технология Record&Playback
- •2.3. Язык скриптов
- •2.4. Структура автоматизации тестирования
- •2.5. Требования к автоматизированному тесту
- •2.6. Инструментальные средства автоматизации тестирования
- •2.7. Контрольные вопросы
- •3. Работа в среде SilkTest 8.0
- •3.1. Начало работы
- •3.1.3. Создание тест-кейсов
- •3.2. Реализация технологии Record/PlayBack в среде SilkTest
- •3.2.1. Создание библиотеки объектов
- •3.2.2. Создание тестового скрипта
- •3.2.3. Среда запуска скриптов
- •3.2.4. Средство распознавания объектов
- •3.3. Recovery-система
- •3.4. Создание тестплана (TestPlan)
- •3.4.1. Добавление тесткейса в тестплан
- •3.4.2. Подключение файлов в тестплане
- •3.4.3. Запуск тестплана (полный, выборочный)
- •3.5. Использование внешних данных (Data Driven Test)
- •3.6. Просмотр результатов исполнения тестовых сценариев
- •3.7. Пример разработки теста
- •3.7.1. Задание для тестирования
- •3.7.2. Создание фрейма приложения
- •3.7.3. Настройка Recovery System
- •3.7.4. Запись и воспроизведение скрипта
- •3.7.5. Создание Testcase с использованием Data Driven Test
- •3.7.6. Создание ТестПлана
- •3.8. Задания для лабораторных работ
- •Литература
- •Приложение 1. Описание языка 4test п1.1. Типы данных
- •П1.1.1. Синтаксис определения переменной
- •П1.1.2. Синтаксис определения константы
- •П1.1.3. Примеры определения и инициализации переменных
- •П1.1.4. Массивы данных
- •П1.2. Операторы языка 4Test п1.2.1. Арифметические операторы
- •П1.2.2. Логические операторы
- •П1.2.3. Операторы сравнения
- •П1.2.4. Условные операторы
- •П1.2.5. Операторы цикла
- •П1.2.6. Функции приведения типа
- •П1.2.7. Функции работы с массивами
- •П1.2.8. Функции работы со строками
- •П2.2.2. Функции для Menu (меню)
- •П2.2.3. Функции для ListBox/ComboBox (Раскрывающийся список/ Поле со списком)
- •П2.2.4. Функции для Button (кнопка)
- •П2.2.5. Функции для CheckBox/RadioButton (Флажок/Переключатель)
- •П2.2.6. Функции для EditBox (Поле ввода)
- •П2.2.7. Функция для Тab (Вкладка)
- •П2.3. Функции имитации клавиатурного ввода
- •П2.4. Функции имитации действий, выполняемых мышью
- •П2.5. Функции работы с системой
- •П2.6. Функции оповещения о результатах
- •П2.7. Функции синхронизации
- •П2.8. Функции проверки существования обьекта
- •П2.9. Функции работы с файлами
- •П2.10. Функции пользователя
- •Контрольные работы Контрольная работа № 1 Тема задания
- •Методические указания к выполнению контрольной работы № 1
- •Содержание отчета по контрольной работе № 1
- •Контрольная работа № 2 Тема задания
- •Методические указания к выполнению контрольной работы №2
- •Содержание отчета по контрольной работе № 2
- •Правила оформления отчетов по контрольным работам
- •Образец титульного листа
- •Содержание отчета по индивидуальной практической работе № 1
- •Правила оформления отчетов по индивидуальным практическим работам
- •Образец титульного листа
Компонент пользовательского интерфейса:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#include "matemat.cpp"
float Input_float()
{ unsigned char str[256];
int i = -1;
do{str[++i] = getchar();
}while(str[i] != '\n');
str[i] = '\0';
return atof(str);}
void NewParam(float *a,float *b,float *c)
{ printf("Введите значение 1-й стороны:");
*a = Input_float();
printf("Введите значение 2-й стороны:");
*b = Input_float();
printf("Введите значение 3-й стороны:");
*c = Input_float();}
int ValidationParam(float a,float b,float c)
{ if(a<=0 || b<=0 || c<=0)
{ printf("Значение стороны треугольника не может быть >=0\n");
return 0; } else
if(a+b<c)
{printf("Введённая фигура не является треугольником\n");
return 0; }
return 1;}
void begin_program()
{ float st1,st2,st3,result;
NewParam(&st1,&st2,&st3);
if(ValidationParam(st1,st2,st3))
{ result=AreaGeron(st1,st2,st3);
printf("Ответ: %f",result); }}
void main(void)
{ begin_program();
char c;
scanf("%c",&c);}
Компонент математического расчёта:
#include <math.h>
float sqr(float operand)
{ return operand*operand;}
float AreaGeron(float st1, float st2, float st3)
{ float PoluPer,Area;
PoluPer = (st1+st2+st3)/2;
Area = sqrt((PoluPer-st1)*(PoluPer-st2)* (PoluPer-st3)*(PoluPer));
return Area;}
Результатом тестирования на данном этапе разработки будет набор результатов применения различных тестов. Выбор и количество тестов можно осуществить по следующим принципам:
Руководствуясь спецификацией требований к модулю, необходимо подготовить тесты для входных и выходных условий;
Необходимо обеспечить прохождение всех условных операторов в тексте модуля во всех направлениях;
Если в тексте модуля есть циклы, то необходимо включить в список тесты, которые будут соответствовать путям:
без выполнения тела цикла;
с однократным выполнением тела цикла;
с максимальным выполнением тела цикла.
Учитывая, что компонент является частью программного объекта, то в ходе его тестирования может понадобиться имитация взаимодействия этого компонента с другими. Для этого используется «драйвер» и «заглушка».
Драйвер - это управляющая программа, которая:
принимает тесты и эталонные результаты;
запускает в работу тестируемый модуль;
получает из модуля реальные результаты;
формирует информацию о результатах тестирования.
Заглушка - это фиктивная программа, которая замещает модули, вызываемые тестируемым модулем.
При тестировании компонента пользовательского интерфейса необходимо использовать заглушку, замещающую модуль математического расчёта. Поскольку компонент пользовательского интерфейса занимается только лишь передачей данных, введённых пользователем, между модулями и другому компоненту, то его тестирование сводится лишь к контролю адресов в памяти, в которые записываются эти данные. Задача контроля передачи значений значительно упрощается в связи с использованием указателей. Учитывая, что реализация компонента осуществлена на языке высокого уровня Си, можно сделать вывод, что корректность записи данных гарантирована компилятором и транслятором языка.
В качестве учебного примера воспользуемся методом анализа граничных условий для проверки корректности работы разработанного ПС.
Суть метода заключается в последовательном выполнении следующих правил:
Если условие ввода задаёт диапазон [a, b], то необходимо задать тесты:
Для значений a и b;
Для значений чуть левее a и чуть правее b.
Например, если a = 1 и b = 5, тогда необходимо разработать тесты для значений 1 и 5 , 0,5 и 5,5;
Если условие ввода задаёт дискретное множество значений то:
Для проверки минимального и максимального значений;
Для значений чуть больше максимума и чуть меньше минимума;
Правила 1 и 2 применяются также к условиям вывода.
В результате проектирования тестов получаем набор, который иллюстрирует таблица 8.3.
Таблица 8.3.
Набор тестов
№ теста |
Значение стороны A |
Значение стороны B |
Значение стороны C |
Реакция программного средства |
1 |
Min (float) - 1 |
Min (float) - 1 |
Min (float) - 1 |
Ошибка входных данных |
2 |
Min (float) |
Min (float) |
Min (float) |
Нет результата (переполнение) |
3 |
1 |
1 |
1 |
Площадь = 0,433013 |
4 |
0 |
58 |
58 |
Ошибка (одна из сторон = 0) |
5 |
1.00004 |
0.00934 |
0.073483 |
Ошибка (одна из сторон больше суммы других) |
6 |
-41.9 |
-34 |
-67 |
Ошибка (введено отрицательное значение длины стороны) |
7 |
Max (float) |
Max (float) |
Max (float) |
Переполнение в результате |
8 |
Max (float)+1 |
Max (float)+1 |
Max (float)+1 |
Ошибка входных данных |
В данном наборе тестов, согласно выбранному методу, реализованы тесты, позволяющие проверить реакцию ПС, получающего данные, которые имеют значения в заданном диапазоне (тесты 3, 4, 5, 6), на его границах (тесты 2, 7) и значения, выходящие за рамки диапазона (тесты 1, 8).
Поскольку входные данные имеют тип float (числа с плавающей запятой), то:
Граничные значения a и b соответственно имеют значения 1.175494351 е–38 и 3.402823466 е+ 38 (для удобства обозначены Min (float) и Max (float) соответственно).
Значениями же, выходящими за рамки диапазона, можно считать значения 1.175494351 е–38–1 и 3.402823466 е+ 38+1 (для удобства обозначены Min(float)-1 и Max(float)+1 соответственно).
Для демонстрации реакции программного средства на ввод корректных данных был разработан тест 3. Значения сторон были выбраны случайно.
Для проверки реакции программного средства на ввод некорректных данных разработаны тесты 4, 5, 6:
Реакция ПС на ввод нулевого значения одной из длин сторон треугольника. В результате такого ввода ПС выдаёт соответствующее сообщение (тест 4).
Реакция ПС на ввод значений длин сторон треугольника заведомо не соответствующих определению треугольника – сумма двух сторон всегда больше третьей (тест 5).
Реакция ПС на ввод отрицательных значений длин сторон треугольника (тест 6).
