Метрология и качество программного обеспечения

Министерство образования Российской Федерации

Владивостокский государственный университет

экономики и сервиса

______________________________________________________________

В. М Гриняк

МЕТРОЛОГИЯ И КАЧЕСТВО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Учебная программа дисциплины

для специальности

23020165 "Информационные системы и технологии"

ВГУЭС

Владивосток, 2014

ББК.

МЕТРОЛОГИЯ И КАЧЕСТВО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ:

Учебная программа. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2014.

Учебная программа дисциплины "Метрология и качество программного обеспечения" составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования Российской Федерации.

Предназначена для студентов специальности 23020165 "Информационные системы и технологии"

Составитель: , доцент кафедры информационных систем и прикладной информатики (ИСПИ).

Утверждена на заседании кафедры Информационных систем и прикладной информатики от 01.01.2001 г., протокол № 10.

Утверждена на заседании Учёного совета института ИИБС от 01.01.2001г., протокол № 8

ББК.

© Издательство Владивостокского

государственного университета

экономики и сервиса, 2014

Введение

Дисциплина "Метрология и качество программного обеспечения" относится к циклу общепрофессиональных дисциплин специальности 23020165 "Информационные системы и технологии" (региональная компонента).

Дисциплина "Метрология и качество программного обеспечения" базируется на знании основ программирования и технологии программирования.

Знания, полученные при изучении дисциплины "Метрология и качество программного обеспечения" используются в практической деятельности инженера.

1. Организационно – методические указания

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью изучения дисциплины "Метрология и качество программного обеспечения" является теоретическая и практическая подготовка студентов в области программирования в такой степени, чтобы они могли выбирать необходимые подходы для организации программирования как производственного процесса и осуществлять эффективный контроль за данным процессом с точки зрения обеспечения максимального качества разрабатываемых программных средств в различных разрезах.

Основные задачи изучения дисциплины:

- формирование у студентов знаний о сущности измерений, сопутствующих разработке программ;

- ознакомление с базовыми приёмами и методами осуществления программы измерений в производственном процессе программирования;

- выработка практических навыков правильных оценок качества программного обеспечения;

- изучение аппаратных и программных средств измерений и количественной оценки качества программного обеспечения.

1.2. Знания, умения и навыки, которые должен приобрести студент в результате изучения дисциплины

В результате теоретического изучения дисциплины студент должен знать:

- основные метрики, связанные с обеспечением процесса разработки программного обеспечения;

- основные подходы к обеспечению и оценке качества программного обеспечения.

В результате практического освоения дисциплины студент должен уметь:

- анализировать и разрабатывать производственный процесс разработки программного обеспечения;

- обосновывать выбор метрик, сопровождающих процесс разработки программного обеспечения;

- реализовывать разработанную программу измерений;

- вырабатывать рекомендации по изменению производственного процесса с целью повышения качества программного обеспечения;

В ходе теоретического изучения и практического освоения дисциплины студент должен приобрести навыки по поддержке обеспечения качества программного обеспечения.

1.3. Объем и сроки изучения дисциплины

Дисциплина "Метрология и качество программного обеспечения" изучается студентами очной формы обучения в четвертом семестре. Общее количество часов, которое отводится для изучения дисциплины - 85.

Для студентов очной формы обучения количество аудиторных часов – 34, из них: лекций – 17 час, лабораторных работ – 17 часов. На самостоятельную работу отводится 51 часов.

1.4. Основные виды занятий и особенности их проведения при изучении дисциплины

1.4.1. Лекционные занятия

При проведении лекций учитывается, что дисциплина читается студентам старших курсов, а потому значительная часть материала выносится на самостоятельную работу. На лекциях внимание акцентируется на определениях и общих теоретических аспектах решения задач программы измерений и обеспечения качества программного обеспечения. Изучение сложных вопросов выносится на лабораторные занятия.

1.4.2. Практические занятия

Практические занятия компьютерные, проводятся с использованием различных программных сред для изучения примеров построения метрик процесса разработки программного обеспечения и оценки качества программных средств. Это дает возможность формировать необходимые знания и практические навыки.

1.5. Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной

работы студентов при изучении дисциплины

В ходе изучения дисциплины студент слушает лекции по теоретическому материалу, ряд вопросов выносится на самостоятельное изучение. Контроль усвоения материала проводится по результатам экспресс-опросов. Для помощи студенту в освоении теоретического материала лекционных занятий и самостоятельной работы предусматриваются консультации ведущего преподавателя.

Для защиты лабораторных работ в рамках самостоятельной работы студента предусмотрено время для оформления отчета и освоения теоретического материала для ответов на контрольные вопросы.

Для подготовки к экзамену студенту отводится 20 часов самостоятельной работы и консультация ведущего преподавателя перед экзаменом.

1.6. Техническое и программное обеспечение дисциплины

Для проведения лабораторных работ используются программные пакеты C++ Builder и Delphi, набор офисных приложений.

1.7. Виды контроля знаний студентов и их отчетности

В ходе изучения дисциплины предусматриваются следующие виды контроля знаний студентов: текущий, промежуточный и итоговый.

Текущий контроль знаний студентов включает:

- экспресс опросы на лекционных занятиях;

- защиту выполняемых лабораторных работ;

- оценку знаний и умений студентов при проведении консультаций по лекционным и лабораторным занятиям.

Промежуточный контроль проводится в форме аттестаций в соответствии с Положением о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов во Владивостокском государственном университете экономики и сервиса. Предусматривается две промежуточные аттестации на 7¸8 и 13¸14 неделях семестра. Промежуточная аттестация может быть проведена в форме устного или письменного опроса или теста по разделам дисциплины, изученных студентом в период между аттестациями, при этом учитывается количество выполненных и защищенных лабораторных работ, а также количество выполненных контрольных работ за отчетный период.

Форма аттестации предлагается ведущим преподавателем и утверждается на заседании кафедры. Результаты аттестации заносятся в ведомость установленной формы.

Дисциплина завершается экзаменом в восьмом семестре. Условием допуска студента к экзамену является успешное прохождение двух промежуточных аттестаций в соответствии с требованиями Положения о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов во ВГУЭС. Кроме того, студент должен выполнить и защитить все лабораторные работы. Итоговая оценка определяется в соответствии с требованиями Положения о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов во ВГУЭС.

2. Содержание дисциплины

2.1. Перечень тем для лекционных занятий

и самостоятельного изучения дисциплины

Введение

Задача количественной оценки качества программного обеспечения. Предмет и задачи дисциплины "Метрология и качество программного обеспечения", ее место в подготовке инженера. Структура дисциплины.

Тема 1. Критерии качества программного обеспечения

Теоретические аспекты обеспечения качества программных средств. Критерии качества программного обеспечения: сложность, корректность, надёжность, трудоёмкость.

Тема 2. Метрическая теория программ и процесса их разработки

Основные понятия метрической теории программ. Примеры метрик процесса разработки программ и их смысл. Интервальные, порядковые и категорийные шкалы, основные модели и алгоритмы вычисления значений метрик.

Тема 3. Вычислительная сложность

Понятия временной, программной и информационной вычислительной сложности. Связь вычислительной сложности с понятием качества программного обеспечения. Способы оценок вычислительной сложности программ. Измерения и оценка сложности программ на различных этапах их жизненного цикла.

Тема 4. Корректность программ

Понятия формальной, детерминированной, стохастической, динамической, корректности программ. Корректность и тестирование. Понятие об экстремальном программировании. Эталоны, методы измерений и проверки корректности.

Тема 5. Надёжность программ

Теоретические аспекты обеспечения надёжности программ, методы оценки надёжности. Надёжность и тестирование. Основные подходы количественной оценки надёжности программ.

Тема 6. Внешнее описание программных средств

Понятие внешнего описания, его назначение и роль в обеспечении качества программного средства. Определение требований к программному средству. Спецификация качества программного средства. Основные примитивы качества программного средства. Функциональная спецификация программного средства. Контроль внешнего описания. Роль внешнего описания в обеспечении качества.

Тема 7. Архитектура программных средств

Понятие архитектуры и задачи ее описания. Основные классы архитектур программных средств. Взаимодействие между подсистемами и архитектурные функции. Контроль архитектуры программных средств. Связь различных моделей архитектуры программных средств с обеспечением их качества

Тема 8. Практические аспекты обеспечения качества программ при написании кода. Стандарты программирования.

Обеспечение стандартами процесса разработки программных средств. Характеристика методов оценки качества программного средства с точки зрения его аттестации.

2.3. Перечень тем лабораторных занятий

1. Описание процесса разработки в терминах понятий жизненного цикла

2. Анализ сложности алгоритмов

3. Моделирование метрик процесса разработки

4. Моделирование метрик, связанных с качеством

5. Разработка внешнего описания программных средств

6. Анализ стандартов разработки программ на языках высокого уровня

7. Разработка тестов

8. Тестирование и моделирование метрик процесса тестирования

3. Методические рекомендации

по изучению дисциплины

3.1. Перечень и тематика

самостоятельных работ студентов,

методические указания и формы отчетности

Имея в виду, что чтение данной дисциплины предполагается для студентов старших курсов, в рамках общего объема часов, отведенных для изучения дисциплины, предусматривается выполнение следующих видов самостоятельных работ студентов (СРС): самостоятельное изучение теоретического материала с самоконтролем по приведенным ниже вопросам, изучение теоретического материала при подготовке к защите лабораторных работ, итоговое повторение теоретического материала.

Для самостоятельного изучения дисциплины выносится часть материала по всем темам дисциплины с самоконтролем по контрольным вопросам и возможностью консультации у ведущего преподавателя общим объемом 40 часов СРС.

Для выполнения лабораторных работ в соответствии с разделом 2.2 настоящей учебной программы студент должен предварительно самостоятельно освоить теоретический материал соответствующих тем.

Для защиты работы он должен знать теоретический материал и продемонстрировать знание методов измерения характеристик электрических цепей и электронных устройств.

Целью работы является закрепление теоретических знаний и приобретение практических навыков в соответствии с темами содержания дисциплины. С учетом самостоятельного изучения теоретического материала с контролем на защите работы объем СРС составляет 40 часов.

3.2. Состав технических средств

и рекомендации по работе с ними

Для проведения лабораторных работ и самостоятельного изучения дисциплины используется программный пакет C++ Builder, Delphi, офисные приложения.

3.3. Обзор рекомендованной литературы

Для изучения теоретического материала по дисциплине можно предложить [1 - 8]

3.4. Контрольные вопросы для самостоятельной

оценки качества освоения дисциплины

КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

1. Понятие ошибки в программном средстве.

2. Понятие программного средства.

3. Понятие надежности программного средства.

4. Понятие технологии программирования.

5. Понятие сопровождения программного средства.

6. Понятие качества программного средства.

7. Понятие мобильности программного средства.

8. Понятие внешнего описания программного средства.

9. Понятие устойчивости программного средства.

МЕТРИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПРОГРАММ И ПРОЦЕССА ИХ РАЗРАБОТКИ

10. Понятие защищенности программного средства.

11. Понятие коммуникабельности программного средства.

12. Понятие расширяемости программного средства.

13. Понятие модульности программного средства.

14. Понятие архитектуры программного средства.

15. Понятие архитектурной функции программного средства.

16. Понятие программного модуля.

ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОГРАММ ПРИ НАПИСАНИИ КОДА. СТАНДАРТЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

17. Понятие отладки программного средства.

18. Понятие тестирования программного средства.

19. Понятие управления конфигурацией программного средства

20. Понятие администратора программного средства.

21. Понятие управления разработкой программного средства.

22. Понятие менеджера программного проекта.

23. Понятие аттестации программного средства.

24. Понятие пользовательского объекта в программном средстве.

ОСНОВНЫЕ ПАРАДИГМЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

25. Понятие инструментальной среды разработки и сопровождения программных средств.

26. Понятие интегрированности инструментальной среды разработки и сопровождения программных средств.

27. Понятие языково-ориентированной инструментальной среды программирования

28. Понятие компьютерной технологии программирования.

29. Понятие инструментальной системы технологии программирования.

30. Понятие языково-зависимой инструментальной системы технологии программирования

31. Модель перевода и источники ошибок при разработке программных

средств.

32. Специфические особенности разработки программных средств.

33. Жизненный цикл программного средства.

34. Определение требований к программному средству.

35. Спецификация качества программного средства

36. Функциональная спецификация программного средства.

37. Контроль внешнего описания программного средства.

38. Табличный подход к спецификации семантики функций. Метод таблиц решений.

АРХИТЕКТУРА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

39. Основные классы архитектур программных средств.

40. Понятие программного модуля и его основные характеристики.

41. Методы разработки структуры программ.

42. Метод целенаправленной конструктивной реализации.

43. Структурное программирование и пошаговая детализация. Понятие о псевдокоде.

44. Правила для установления свойств составного и условного операторов. Доказать.

45. Инвариант цикла. Правило для установления свойств оператора цикла. Доказать.

46. Понятие о завершаемости выполнения программы. Правило для установления завершаемости выполнения цикла. Доказать.

КОРРЕКТНОСТЬ И НАДЁЖНОСТЬ ПРОГРАММ

47. Заповеди отладки программных средств.

48. Автономная отладка и тестирование программного средства.

49. Комплексная отладка и тестирование программного средства.

50. Обеспечение устойчивости программного модуля.

51. Обеспечение защиты от влияния «чужих» программ.

52. Обеспечение защиты от несанкционированного доступа к программным средствам и защиты от взлома защиты.

53. Обеспечение легкости применения программного средства.

54. Обеспечение эффективности программного средства.

55. Обеспечение сопровождаемости программного средства.

ВНЕШНЕЕ ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

56. Виды документов программного средства.

57. Структура управления разработкой программного средства.

58. Особенности внешнего описания программных средств при объектном подходе к разработке.

59. Инструментальные среды разработки и сопровождения программных средств. Принципы их классификации.

60. Инструментальные системы технологии программирования и их общая архитектура.

Список литературы

Основная

, , Виснадул разработки программного обеспечения. – М.: Форум, 2012. , Поклонов качества программного обеспечения. М.: Форум. 2012. Ф. Крачтен. Введение в RATIONAL UNIFIED PROCESS. – М.: Изд. Дом «Вильямс», 2002. М. Бен-Ари. Языки программирования. Практический сравнительный анализ. – М.: Мир, 2000. -Посадов. Конфигурации программ. Рецепты безболезненных изменений. – М.: «Малип», 1994. , Е. Н Филиппов. Мобильность программ и данных в открытых информационных системах. - М.: Научная книга, 1997. . Введение в технологию программирования (конспект лекций). - М.: "ДИАЛОГ-МГУ", 1994.

Дополнительная

Б. Боэм, Дж. Браун, Х. Каспар и др. Характеристики качества программного обеспечения. - М.: Мир, 1981. - С. 61-87. Г. Майерс. Надежность программного обеспечения. - М.: Мир, 1980. - С. 78-91. . Управление разработкой программных средств. Методы, стандарты, технология. – М.: Финансы и статистика, 1993.