Transcript метрика ПЗ - Хмельницький національний університет

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ МЕТОД
ОЦІНЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ
ПРОЕКТУВАННЯ ТА
ПРОГНОЗУВАННЯ
ХАРАКТЕРИСТИК ЯКОСТІ
ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
ПОМОРОВА О.В., доктор технічних наук,
ГОВОРУЩЕНКО Т.О., кандидат технічних наук
Хмельницький національний університет
V Міжнародна науково-технічна конференція
DeSSerT-2010, 12-15 травня 2010 р., м.Кіровоград
ПЛАН
1. Історія
2. Мета дослідження
3. Вимоги по якості та інформаційні потоки на етапі
проектування програмного забезпечення
4. Невирішені питання
програмного забезпечення
галузі
забезпечення
якості
5. Метрики програмного забезпечення ПЗ з точними та
прогнозованими значеннями на етапі проектування
6. Інтелектуальний метод оцінювання результатів
проектування та прогнозування характеристик якості
програмного забезпечення (ІМОП)
7. Висновки
ІСТОРІЯ
[1] Поморова О.В., Говорущенко Т.О. Аналіз методів та засобів оцінки якості
програмних систем // Радіоелектронні і комп’ютерні системи – Харків: НАУ “ХАІ”,
2009 – № 6, с.148-158
[2] О.В.Поморова, Т.О.Говорущенко, С.Я.Тарасек. Аналіз та опрацювання метрик
якості програмного забезпечення на етапі проектування // Вісник Хмельницького
національного університету – Хмельницький: ХНУ, 2010. - № 1, с54-63
[3] Липаев В.В. Выбор и оценивание характеристик качества программных средств:
Методы и стандарты - М.: Синтег, 2001 - 224 с.
[4] Орлов С.А. Технологии разработки программного обеспечения. Разработка
сложных программных систем: Учебник для ВУЗов - СПб.: Питер, 2004. - 527 с.
[5] Yourdon E., Costantine L. Structured Design: fundamentals of a discipline of computer
program and systems design - Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1979. - 513 p.
[6] Page-Jones M.The Practical Guide to Structured Systems Design - Englewood Cliffs, NY:
Yourdon Pressl, 1988. - 609 p.
[7] Новичков А., Шамрай А., Черников А. Метрики кода и их практическая реализация
в Subversion и ClearCase. Часть 1 - метрики //
[8] Петрухин В.А., Лаврищева Е.М. Методы и средства инженерии программного
обеспечения
[9] Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения - СПб:Питер,2004 -655
с.
[10] Boehm B. Software Engineering Economics - NJ: Prentice Hall, 1981. - 392 p.
МЕТА ДОСЛІДЖЕННЯ
Дослідити:
1. Метрики процесу проектування ПЗ з точки зору
точності їх значень на етапі проектування
Розробити:
1. Інтелектуальний метод оцінювання результатів
проектування та прогнозування характеристик
якості програмного забезпечення (ІМОП)
ВИМОГИ ПО ЯКОСТІ НА ЕТАПІ
ПРОЕКТУВАННЯ:
- вимоги до структури програмної системи (ПС);
- вимоги до навігації по ПС;
- вимоги до дизайну інтерфейсів користувача;
- вимоги до мультимедіа-компонентів ПС;
- вимоги по зручності (usability);
- технічні вимоги.
ІНФОРМАЦІЙНІ ПОТОКИ ЕТАПУ
ПРОЕКТУВАННЯ ПРОГРАМНОГО
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
На етапі проектування формується відповідь на питання:
"Яким чином програмна система буде реалізовувати висунуті до неї
вимоги?”
Інформаційні вхідні потоки етапу проектування ПЗ:
- інформаційна модель - інформація, яку повинне обробляти
ПЗ на думку замовника;
- функційна модель - перелік функцій обробки інформації та
перелік модулів програмного забзпечення;
- поведінкова модель - бажана динаміка ПЗ, тобто режими
його роботи.
Інформаційний вихідний потік етапу проектування розроблені дані, розроблена архітектура і процедурна розробка ПЗ.
НЕВИРІШЕНІ ПИТАННЯ ГАЛУЗІ
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ
ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ:
- лише 1.5% софтверних організацій намагаються оцінити якість
процесів і готового продукту кількісно, за допомогою метрик, і лише 0.5%
софтверних організацій намагаються покращити роботу, керуючись
кількісними критеріями якості з метою випуску бездефектних продуктів;
- технологія вимірювання якості ще не досягла зрілості, оскільки
лише 0.5% софтверних організацій знаходяться на оптимізованому, зрілому
рівні моделі CММ;
- відсутні єдині стандарти на метрики, створено більше тисячі метрик,
тому кожен постачальник "вимірювальної" системи пропонує власні способи
оцінки якості і відповідно метрики;
- існує проблема складності інтерпретації величин метрик.
Саме через невирішеність цих питань поки що неможливо створити
бездефектне високоякісне ПЗ.
Перспективним напрямком досліджень є
розроблення інтелектуальних систем для
оцінки складності та якості ПЗ з метою:
1)
обчислення
розрахунковими
та
експертними методами точних або прогнозованих
значень метрик програмного забезпечення вже на
етапі проектування;
2) аналізу і опрацювання результатів
метричних оцінок, на основі чого надання
рекомендацій, висновків і прогнозів про
розроблюване програмне забезпечення.
МЕТРИКИ ПРОЦЕСУ
ПРОЕКТУВАННЯ ПЗ З ТОЧКИ
ЗОРУ ТОЧНОСТІ ЇХ ЗНАЧЕНЬ НА
ЕТАПІ ПРОЕКТУВАННЯ
Метрика - це міра ступеня володіння властивістю, яка має
числове значення [IEEE Standard Glossary of Software Engineering
Terminology /IEEE Std 610.12-1990].
Іншими словами, метрика ПЗ - це міра, яка дозволяє
одержати числове значення деякої властивості ПЗ або його
специфікацій.
Метрики
з точним значенням
на етапі проектування ПЗ:
- метрика Чепіна;
- метрики зв’язності модулів;
- метрики зчеплення модулів;
- метрика Джилба (складова метрикимодульна складність);
- метрика Мак-Клура;
- метрика Кафура;
- метрика Зольновського, Сіммонса,
Тейєра (структура, взаємодія, обсяг, дані);
- метрика звертання до глобальних змінних;
- метрика Тая;
- метрика Вітворфа, Зулевського (“міра
складності потоку даних” та “міра
складності потоку керування”);
- час модифікації моделей;
- кількість знайдених помилок при
інспектуванні моделей та прототипів
підсистем, модулів, функцій, вимог
та густота помилок
Метрики
з прогнозованим значенням
на етапі проектування ПЗ:
- очікувана LOC-оцінка (експертна);
- метрики Холстеда;
- метрика Маккейба;
- метрика Хансена;
- метрика Кокола;
- метрика Джилба (логічна складність);
- загальний час розробки і окремий час для
кожного етапу;
- час виконання робіт в процесі;
- прогнозована кількість операторів програми
- прогнозована оцінка складності інтерфейсів
компонентів програмної системи;
- очікувана вартість розробки кожної функції
- прогнозована вартість перевірки якості;
- прогнозована вартість процесу розробки;
- прогнозована продуктивність розробки
кожної функції;
- прогнозовані витрати на розробку кожної
функції
- прогнозований функційний розмір;
- прогнозована оцінка трудовитрат та
тривалості проектуза моделлю Боема.
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ МЕТОД ОЦІНЮВАННЯ
РЕЗУЛЬТАТІВ ПРОЕКТУВАННЯ ТА
ПРОГНОЗУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЯКОСТІ
ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ (ІМОП)
Суть ІМОП - оцінка результатів проектування та прогнозування характеристие
якості ПЗ на основі метричного аналізу.
ІМОП використовує
проектування.
ШНМ,
яка
здійснює
апроксимацію
метрик
етапу
Для формування вхідних даних ШНМ потрібні:
множина характеристик проекту
HP  { hp k | k  1 .. n }
,
множина метрик етапу проектування з точними значеннями
TM  {tm i | i  1 .. 12 }
множина метрик етапу проектування з прогнозованими значеннями
,
PM  { pm j | j  1 .. 17 }
.
Вхідні дані ШНМ:
множина метрик етапу проектування з точним значенням
TMP  {tmp a | a  1 .. r }
множина метрик етапу проектування з прогнозованим значенням
,
PMP  { pmp b | b  1 .. s }
,
які реагують на проекти певного типу з певними характеристиками, тобто
відображають особливості саме такого проекту
Множина
метрик етапу
проектування
з точним
значенням
TMP
Множина
метрик етапу
проектування
з прогнозованим
значенням
PMP
Оцінка якості
проекту
Оцінка складності
проекту
ШНМ
Прогноз якості ПЗ
Прогноз
складності ПЗ
Рис.1. Нейромережна складова ІМОП
Вхідні дані ШНМ подаються у вигляді множин:
TMPV  {tmpv | i  1 .. 12 }
, де tmpv - кількісне значення і-ї метрики етапу проектування з точним
значенням, якщо ця метрика увійшла до складу множини , інакше нуль (0);
PMPV  { pmpv | j  1 .. 17 }
pmpv
, де
- кількісне значення j-ї метрики етапу проектування з
прогнозованим значенням, якщо ця метрика увійшла до складу множини , інакше
нуль (0).
i
i
j
j
Вхідні вектори ШНМ:
- на вхід
x i
(і=1..12) подається значення і-го елементу множини TMPV;
- на вхід
xj
(j=1..17) подається j-й елемент множини PMPV.
Вихідні значення ШНМ:
- оцінка
OQP
якості проекту в діапазоні [0;1];
- оцінка
OSP
складності проекту в діапазоні [0;1];
- прогноз PQPZ якості ПЗ в діапазоні [0;1];
- прогноз
PSPZ
складності ПЗ в діапазоні [0;1].
ВИСНОВКИ
Виходячи з аналізу метрик етапу проектування, можна одержати
оцінки, що характеризують етап проектування, який здійснюється
конкретною софтверною компанією, і отримати прогнозовані оцінки
якості розроблюваного ПЗ за результатами етапу проектування.
Одержані оцінки результатів проектування характеризують
рівень софтверної компанії та серйозність ставлення компанії до
даного замовлення, а також дають дані замовнику для вибору
кращої софтверної компанії для розробки необхідного проекту та
ПЗ.
Прогнозовані оцінки характеристик якості розроблюваного ПЗ
дають прогноз щодо якості реалізації конкретної версії проекту та
дозволяють порівняти між собою різні версії проекту з такої точки
зору.
Невирішені задачі:
1)типізація проектів та вибір метрик, які реагують на проект
певного типу і відображають особливості такого проекту;
2)можлива необхідність розроблення метрик оцінки складності
розроблюваного ПЗ з точки зору складність чи простоти його
супроводу, зручності використання (usability) та ефективності
методів, обраних для вирішення задачі;
3)вибір архітектури штучної нейронної мережі для опрацювання
метрик етапу проектування ПЗ.