Transcript Složitost IS, metriky, jakost IS

SLOŽITOST IS
POJMY
Stupnice:
 Absolutní – měřená hodnota vyjádřena poměrem
k nějakému celku ( např. %)
 Poměrová – výpočet míry celku ze známých
komponent (průměr, rozptyl)
 Intervalová (např. stupnice teploty)
 Ordinální – subjektivní odhad a pouhé porovnání
 Nominální – klasifikace do tříd bez závěrů

METRIKY
vnitřní – data se získávají analýzou návrhu
kódu
 vnější – data se získávají za běhu programu

JAKOST IS








Atribut – měřitelná fyzická či abstraktní vlastnost entity.
Funkčnost
= schopnost IS či softwarového produktu obsahovat funkce,
které zabezpečují předpokládané či stanovené potřeby
uživatele při užívání systému
Přiměřenost – schopnost poskytovat funkce pro zajištění
úloh a potřeb.
Přesnost – schopnost poskytnout správné výsledky
s potřebnou úrovní přesnosti
Schopnost spolupráce – spolupráce s jedním či více
jinými specifikovanými systémy
Bezpečnost – chránit informace a data proti
neautorizovanému čtení, změně
Shoda funkčnosti – pracovat ve shodě s normami,
standardy, zákony, konvencemi
Bezporuchovost
 = schopnost zachovat specifikovanou úroveň
výkonu
 Zralost – schopnost vyvarovat se poruchám
v důsledku závad systému nebo důsledky
takovýchto selhání minimalizovat
 Odolnost vůči vadám – schopnost zachovat si
při selhání nebo při nedodržení požadovaného
rozhraní určitou úroveň výkonu (služeb)
 Schopnost zotavení – schopnost obnovit úroveň
výkonu a zachovat data po odstranění poruchy
 Shoda v bezporuchovosti








Použitelnost
= schopnost být srozumitelný, snadno obsluhovatelný
a atraktivní
Srozumitelnost – vlastnost, která umožňuje
rozhodnout se, zda se systém hodí pro řešení
konkrétních problémů a úloh uživatele a za jakých
podmínek.
Naučitelnost –vlastnost charakterizující míru úsilí,
potřebné vynaložit pro rutinní využívání SW
Provozovatelnost – vlastnost, usnadňující jeho
obsluhu a řízení práce se systémem.
Atraktivnost – schopnost umožnit příjemnou
obsluhu a učinit jeho používání přitažlivým.
Shoda v použitelnosti
Účinnost
 = poskytovat potřebný výkon vzhledem
k množství použitých zdrojů, za stanovených
podmínek
 Časové chování – schopnost zajistit
požadovanou propustnost úloh za dané časové
období, dobu výpočtu nebo odezvu systému
 Využití zdrojů –charakteristic. počet typů a
množství zdrojů, potřebný k zabezp. práce
systému
 Shoda v účinnosti

Udržovatelnost
 = schopnost být modifikován (opravy nedostatků,
vylepšování, adaptace na prostředí, změny)
 Analyzovatelnost – schopnost usnadnit
nalezení závady v případě poruch a schopnost
určit, co má být změněno pro odstranění závady
 Měnitelnost – schopnost systému usnadňující
provedení modifikace
 Stabilnost – schopnost zabránit nežádoucím
efektům provedených modifikací
 Testovatelnost – schopnost zabezpečit snadnou
validaci po provedení modifikace
 Shoda v udržovatelnosti








Přenositelnost
= schopnost být přenesen z jednoho prostředí do
jiného
Přizpůsobitelnost – schopnost být vlastními
prostředky v průběhu používání přizpůsoben různým
prostředím.
Instalovatelnost – vlastnost být instalován tak, aby
vyhovoval práci v konkrétním prostředí
Slučitelnost – schopnost pracovat společně s jinými
systémy v témže prostředí a využívat společné zdroje
Nahraditelnost – schopnost nahradit funkci jiných
systémů, určených pro stejný účel a pracujících ve
shodném prostředí
Shoda v přenositelnosti
HODNOCENÍ SLOŽITOSTI IS




Výpočetní složitost
Není to úsilí potřebné k navržení algoritmu, ale pracnost a nároky na
jeho provedení.
Časová – závislost doby na provedení úlohy na rozsahu úlohy (počet
kroků turingova stroje, aby úlohu vyřešil)
Prostorová – závislost spotřebované paměti na rozsahu úlohy
(závislost použité oboustranné pásky turingova stroje na rozsahu
úlohy)


Modul – samostatná jednotka, kterou je možné spojovat s dalšími
moduly (algoritmus, objekt)



Programování v malém – nižší úroveň návrhu, realizace jednotlivých
modulů
Programování ve velkém – vyšší úroveň, řešení vztahů mezi moduly


Směr programování shora-dolů (programování ve velkém –>
programování v malém)
HODNOCENÍ SLOŽITOSTI IS V RŮZNÝCH
ETAPÁCH ŽIVOTNÍHO CYKLU
Na začátku (specifikace) – použití funkčních
jednic
 V průběhu programování – graf řízení,
hierarchický rozklad atd., objektová složitost
 Po dokončení – metody založené na počtu řádků
kódu atd.

SLOŽITOST V ETAPĚ SPECIFIKACE

Hodnocení složitosti v etapě specifikace nebo
před ní je obtížné protože nevíme co budeme řešit
nebo jak. Známe však obecné postupy (metoda
funkčních jednic) pomocí kterých můžeme určit
složitost.
FUNKČNÍ JEDNICE

Složit. je odhadována na základě dvou faktorů – na funkcích a
podmínkách. Jako součin funkcí, které jsou od produktu vyžadovány a
podmínek, které jsou pro vytvoření produktu.



Objem funkcí V, odhadneme tak, že zjistíme počty:
IN, OUT – počet log. různých vstupů ; FILE – počet interních log.
souborů ; INTF – počet log. souborů sdílených ; INQ – počet log.
různých výstupů s čekáním na vstup (dotazů)


Stanovíme váhy pro jednotlivé počty a výslednou složitost získáme
jako součet všech těchto jednic


Zjistíme podmínky realizace, když vezmeme v úvahu faktory
oklasifikované př. dle ord. st. (0-5). Hodnocení sečteme a získáme PF
a hodnocení podmínek dle faktorů získáme vzorcem: F = 0,65 +
0,01 . PF Výsledná složitost ve funkčních jednicích se pak počítá: FP
= b . V . F, kde beta je konstanta závisející na jednotkách, v kterých
byla složitost měřena.
SLOŽITOST PROJEKTOVÁNÍ V MALÉM
Složitost lze zjišťovat na základě:
 Fyzikálních údajů software (počet řádků
programu atd.,) - vstupní data pro složitost jsou
až po implementaci
 Grafu řízení algoritmu (programu) – příkazy
dělají totéž, ale jsou různě složité, zneužití
programátorem při hodnocení práce
 Strukturálního rozkladu algoritmu

HODNOCENÍ SLOŽITOSTI NA ZÁKLADĚ
ANALÝZY GRAFU ŘÍZENÍ





Atomické transformace grafu řízení (graf řízení)
Drobné změny grafu řízení. Slouží pro posouzení, do
jaké míry metrika vycházející z grafu řízení dobře či
špatně odráží naši představu o složitosti (nově
doplněný uzel do grafu, doplnění hrany do grafu)
McCabeovy metriky v grafu řízení (graf řízení)
Tato míra je zvaná též cyklomatická složitost grafu
řízení. Udává max. počet „lineárně nezávislých“ cest
z uzlu Z do K. Každá cesta od Z do K prochází
některými hranami grafu(některými i vícekrát). Lze ji
tedy přiřadit vektor card(H), který bude udávat,
kolikrát byla při této cestě užita daná hrana. Cesta
prochází při testu složitosti každou hranou alespoň
jednou.
MCC (G) = card (H) – card (V) + 2
Harrisonova, Mengelevova metrika SCOPE (graf
řízení)
 Metrika každému uzlu přiřazuje č. NL(x) –
hloubka vnoření uzlu.
 NL(x) = PŘED(x)+1 , kde PŘED(x) je počet
uzlů, které mohou ovlivnit provedení uzlu x.
Celková složitost SCOPE (G) je pak součtem x
NL (x).

Piwowarsky (graf řízení)
 Bere v úvahu ne všechny, ale jen rozhodovací
uzly. Každému z nich se přidá Piw. doplňková
složitost. Ta se rovná počtu kontextu jiných
rozhodovacích vrcholů, v kterých uvažovaný
vrchol leží. PIWO (G) = card (H) +  NL (x) + 1

HODNOCENÍ SLOŽITOSTI NA ZÁKLADĚ
PŘEHLEDNÉHO HIERARCH. ROZKLADU
výhody
 hierarch. rozklad se opírá o postup shora dolů
 není příliš snadné přizpůsobit uměle návrh, aby
při hodnocení bylo dosaženo výsledků dle přání
řešitele
 nevýhody
 metodu lze užít jen pro strukturovaný návrh







Rozklad na přehledně mnoho dílčích položek (například 7).
Rozklad lze provádět selekcí, sekvencí, iterací atd. Návrh
se jeví jako orientovaný graf, který je orientovaný strom.
Má vrchol – kořen (řešený program), listy (akce, příkazy
programovacího jazyka) a další dílčí celky. U každého uzlu
máme k dispoz. údaje na základě kterých můžeme stanovit
příspěvek daného uzlu ke složitosti:
a) Hloubka vnoření (počet hran od kořene k uzlu)
b) Typ uzlu (selekce, iterace, sekvence)
c) exekutivní složitost zpracování daného příkazu
d) Složitost předávaných dat, jejich objem a strukturu
Součet složitostí a,b,c,d nám udává příspěvek tohoto
vrcholu k celkové složitosti. Sečtením hodnot pro vš.
vrcholy stromu dostaneme celkovou složitost návrhu
daného modulu
SLOŽITOST PROJEKTOVÁNÍ VE VELKÉM

Složitost spolupráce modulů je tím jednodušší, čím se
podaří dodržet následující zásady








Soudržnost modulů – každý modul řeší pouze
vzájemně svázané úkoly, které spolu úzce souvisejí
(jediná metrika v ordinální stupnici)
Funkční soudržnost
Sekvenční soudržnost
Komunikační soudržnost
Procedurální soudržnost
Logická soudržnost
Náhodná soudržnost

Spřaženost modulů – dva různé moduly spolu
spolupracují jednoduchým a snadno
srozumitelným způsobem. Hodnocení pomocí
fentonových stupnic:
Prvá – hodnotí typ komunikace (1-nespoluprac.
až 7 –zasahují si do programových kódů)
 Druhá – hodnotí objem komunikace, jako
přirozené č. N – počet předávaných či sdílených
objektů.

SLOŽITOST V OBJEKTOVÉM PROSTŘEDÍ

Chidamver a Kemerer navrhli metriku, která
řeší jen programování ve velkém. Intramodulární
složitost je třeba stanovit klasickými metrikami
pro programování v malém







metriky:
Váha metod pro třídu WMC – součet složitosti cj všech
metod třídy C.
Hloubka stromu dědičnosti DIT – max délka cesty od
kořene stromu k uzlu, který odpovídá dané třídě
Počet synů NOC – počet přímých potomků uzlu, který
ve stromu dědičnosti představuje třídu C
Spřažení mezi třídami CBO – udává počet tříd, na
nichž závisí třída C tím, že volá jejich metody
Odezva třídy RFC – počet metod které třída C
volá(vlastní i z jiné třídy)
Nedostatečná soudržnost tříd v metodách – LCOM
SLOŽITOST V ETAPĚ IMPLEMENTACE A
PROVOZU
Po implementaci programového produktu či IS.
 Délka programu – metriky typu LOC – počet
řádků zdroj. kódu
 Halsteadovy metriky – složitost na zákl. počtu
elementárních binárních rozhodnutí, ke kterým
dojde při sestavování textu programu.

ODHADY PRACNOSTI IS V RŮZNÝCH
ETAPÁCH ŽIVOTNÍHO CYKLU
Na začátku (specifikace) – použití funkčních
jednic
 V průběhu programování – graf řízení,
hierarchický rozklad atd., objektová složitost
 Po dokončení – metody založené na počtu řádků
kódu atd.





Pro další úvahy bereme složitost jako počet řádků. Vliv
větvení atd. je zohleděn vynásobením vhodnou konstantou.
Do návrhů na pracnost zahrnujeme i dokumentaci. Údržba,
rozšiřování funkcí a školení uživatelů se musí zahrnout
zvlášť, dle konkrétní situace.
Při posuzování pracovní náročnosti musíme brát v úvahu,
že části programů nelze dělit na nekonečné množství
samostatně vypracovávaných částí. (Příklad se zedníkama
a zdí)
Pracnost v závislosti na objemu software roste
superaditivně. tzn. Rychleji než lineárně, což vede ke krizi
software a řešením je právě objektové programování.