Статистика помилок у комплексах програм

Методи забезпечення надійності програмних засобів

У сучасних автоматизованих технологіях створення і розвитку складних ПЗ із позиції забезпечення їх необхідної і заданої надійності, можна виділити методи і засоби що дозволяють:

- створювати програмні модулі і функціональні компоненти високої, гарантованої якості;

- запобігати дефектам проектування за рахунок ефективних технологій і засобів автоматизації забезпечення всього життєвого циклу комплексів програм і баз даних;

- виявляти й усувати різні дефекти і помилки проектування, розробки і супроводження програм шляхом систематичного тестування на всіх етапах життєвого циклу ПЗ;

- засвідчувати досягнуті якість і надійність функціонування ПЗ у процесі їх випробувань і сертифікації перед передачею в регулярну експлуатацію;

- оперативно виявляти наслідки дефектів програм і даних і відновлювати нормальне, надійне функціонування комплексів програм.

Важливою особливістю процесу виявлення помилок у програмах і даних складних, критичних ПЗ є відсутність повністю визначеного еталона, якому повинні відповідати текст і результати функціонування розробленої програми. Установити наявність і локалізувати помилку безпосереднім порівнянням із програмою або даними без дефектів у більшості випадків неможливо. Тому при налагодженні й тестуванні зазвичай спочатку виявляються вторинні помилки, тобто наслідки й результати прояву деяких вихідних дефектів, які варто кваліфікувати як первинні помилки або причини виявлених аномалій. Локалізація і коректування таких первинних помилок приводить до усунення помилок, які виявляються спочатку в результатах функціонування програм.

Статистика помилок у комплексах програм і їх характеристики можуть слугувати орієнтирами для розробників при розподілі зусиль на налагодження та може застерігати їх від зайвого оптимізму при оцінці досягнутої якості і надійності власних виробів. Крім того, ці характеристики в процесі проектування програм і баз даних допомагають:

- оцінювати реальний стан проекту і планувати необхідну трудомісткість і тривалість до його завершення;

- вибирати методи і засоби автоматизації тестування програм, адекватні поточному стану розробки ПЗ і найбільш ефективні для усунення визначених типів помилок;

- прогнозувати необхідну ефективність засобів оперативного захисту від невиявлених первинних помилок і обчислювальні ресурси для їхньої реалізації;

- оцінювати потрібні додаткові ресурси ЕОМ по пам’яті і продуктивності при зміні програм під час усунення помилок.

Детальний аналіз прояву помилок показує їхній глибокий зв’язок з методами системного проектування і структурної побудови програм, типом мови програмування, рівнем автоматизації технології розробки і з багатьма іншими факторами. Практичний досвід показав, що найбільш істотними факторами, що впливають на характеристики помилок, які виявляються, є:

- методологія, технологія і рівень автоматизації системного і структурного проектування ПЗ, а також безпосереднього програмування його компонент;

- тривалість з початку процесу налагодження і поточний етап розробки програм;

- клас ПЗ, масштаб (розмір) і типи об’єктів – програмних компонентів, у яких виявляються помилки;

- методи, види і рівень автоматизації тестування, і їхня адекватність характеристикам компонент, передбачуваним і наявним в програмах помилкам;

- види і достовірність еталонів, що використовуються при виявленні помилок.

Реєстрація, збір і аналіз характеристик помилок у програмах складний і трудомісткий процес. Крім того, розробники програм не схильні оголювати свої погрішності і якість власної праці, що перешкоджає одержанню об’єктивних даних про помилки. Тому існує відносно невелике число робіт, у яких опубліковані реальні характеристики помилок. Через те, що ці дані реєструвалися і оброблялися по різних методиках, а також у публікаціях не завжди досить повно викладаються технологія і засоби автоматизації, використані при розробці ПЗ, неможливо представити узагальнені залежності характеристик помилок від усіх можливих факторів.

Первинні помилки в ПЗ у порядку ускладнення їхнього виявлення і збільшення ресурсів, необхідних для їхнього усунення, можна розділити на наступні види:

- технологічні помилки підготовки машинних носіїв і документації, а також уведення програм у пам’ять ЕОМ і виведення їх на засоби відображення;

- програмні помилки, внаслідок неправильного запису початкового тексту програм мовою програмування і помилок трансляції програм в об’єктний код;

- алгоритмічні помилки, зв’язані з неповним формуванням необхідних умов рішення і некоректною постановкою задач;

- системні помилки, обумовлені відхиленням функціонування ПЗ у реальній системі і характеристик зовнішніх об’єктів від передбачуваних при проектуванні.

Перераховані помилки значно розрізняються по частоті і методах їхнього виявлення на різних етапах проектування програм. Звичайно, і при налагодженні в реальному часі іноді виявляються найпростіші технологічні і програмні помилки, однак переважно при цьому виявляються складні системні помилки. При автономному та на початку комплексного налагодження частка системних помилок невелика (близько 10%), але вона істотно зростає (до 35-40%) на завершальних етапах комплексного налагодження. У процесі супроводу системні помилки є переважними (близько 80% від усіх помилок).

Характеристики зовнішнього середовища, прийняті в якості вихідних даних у процесі розробки алгоритмів, можуть бути результатом аналітичних розрахунків, моделювання або дослідження аналогічних систем. В усіх випадках відсутня повна адекватність умов одержання передбачуваних і реальних характеристик, що є причиною алгоритмічних і системних помилок, які складно та важко виявити. Це погіршується тим, що дуже часто неможливо заздалегідь передбачити всю розмаїтість можливих зовнішніх умов і реальних варіантів функціонування ПЗ.

Дата добавления: 2014-01-07