Presentacija 1

Август 22, 2022

Содержание

2. Цели и задачи курса Лекция #1 Актуальный вопрос современной индустрии ПО – обеспечение качества Тенденции в
3. Рекомендуемая литература Лекция #1 Paul Ammann, Jeff Offutt. Introduction to Software Testing. -- Cambridge University Press,
4. Качество ПО Качество ПО – комплексная характеристика свойств ПО с точек зрения различных участников Стандартная модель
5. Качество ПО Лекция #1 Стандарт ISO 9126 учитывает точки зрения Разработчиков – внутреннее качество ПО Руководства
6. Функциональность Лекция #1 Функциональность – способность ПО в определенных условиях решать задачи, нужные пользователям Функциональная пригодность
7. Надежность Лекция #1 Надежность – способность ПО выполнять свои функции в заданных условиях Зрелость – величина,
8. Удобство сопровождения Лекция #1 Удобство сопровождения – удобство проведения всех видов деятельности, связанных с сопровождение программ
9. Эффективность Лекция #1 Эффективность (производительность) – свойство ПО при заданных условиях обеспечивать необходимую работоспособность по отношению
10. Удобство использования Лекция #1 Удобство использования – способность ПО быть удобным в обучении и использовании Понятность
11. Переносимость Лекция #1 Переносимость (мобильность) – способность ПО сохранять работоспособность при переносе из одного окружения в
12. Вопросы рассматриваемые в курсе Лекция #1 Функциональность Функциональная пригодность – проверка программы на соответствие функциональной спецификации
13. Причины недостаточного качества Лекция #1 Функциональность Функциональные ошибки – несоответствия требованиям пользователей, функциональной спецификации и т.п.
14. Задачи обеспечения качества Лекция #1 Обеспечение качества Измерение (оценка) качества программы Применение методов повышения качества Повышение
15. Методы анализа ПО Лекция #1
16. Ручные методы Лекция #1 Персональные проверки Аудит кода Парное программирование Ручная верификация Не наши методы !!!
17. Динамические методы Лекция #1 Динамические методы используют результаты выполнения программы Тестирование Модульное Системное Нагрузочное Мониторинг Профилирование
18. Статические методы Лекция #1 Статические методы используют различные артефакты получаемые в процессе проектирования ПО (требования, спецификации,
19. Гибридные методы Лекция #1 Гибридные методы используют несколько разных методов Создание тестов на основе статического анализа
20. Методы повышения качества Лекция #1 Методы повышения надежности Динамические, на основе тестирования, анализа трасс выполнения и
21. Методы оценки качества Лекция #1 Методы оценки надежности Динамические, на основе прогнозных моделей Статические, на основе
22. Разделы курса Лекция #1 Вводная лекция Динамические методы анализа ПО. Тестирование Статический анализ ПО Верификация ПО
23. Динамические методы анализа ПО Лекция #1 Основы тестирования Полнота тестирования: оценка и обеспечение Тестирование и жизненный
24. Статический анализ ПО Лекция #1 Теоретические основы статического анализа ПО Обнаружение программных дефектов методами статического анализа
25. Верификация ПО на основе моделей Лекция #1 Введение в верификацию на основе проверки модели Метод проверки
26. Методы дедуктивной верификации Лекция #1 Математический аппарат дедуктивной верификации ПО Изоморфизм Карри-Говарда ЛР №6. Дедуктивная верификация
27. Оценка качества ПО Лекция #1 1. Обзор методов оценки качества ПО
28. Надежность ПО Лекция #1 Надежность по является одной из важнейшей характеристик качества Надежность ПО – вероятность
29. Требования к надежности ПО Лекция #1 Для каждой программы можно определить необходимый уровень надежности
30. Причины ненадежности Лекция #1 Основными источниками ненадежности аппаратных систем являются внешние факторы, обычно неподвластные человеку: скачки
31. Источники ошибок в ПО Лекция #1 Что такое ошибка в программе ? Если программа не соответствует
32. Определение надежной программы Лекция #1 В программе имеется ошибка, если она не выполняет действия, которые ожидает
33. Ошибки в программах Лекция #1 Ошибки имеются практически во всех программах Для программ на языке C
34. Последствия ошибок в программах Лекция #1 Переоблучение больных из за ошибки в программе управления радиотерапевтической установкой
35. Последствия ошибок в программах Авария при запуске французской ракеты «Ариан-5» (1996) □ на 37-й секунде полёта
36. Последствия ошибок в программах Лекция #1 Неудача при запуске первого американского спутника к Венере Единственная ошибка
38. Скачать презентацию

Слайд 2

Цели и задачи курса
Лекция #1
Актуальный вопрос современной индустрии ПО –
обеспечение качества
Тенденции

в образовании: от теории и технологий программирования к программной инженерии
Цель курса: рассмотреть теоретические и практические вопросы обеспечения качества ПО на различных этапах жизненного цикла
Все представляемые методы являются формальными – могут быть представлены с помощью некоторого формализма

Слайд 3

Рекомендуемая литература
Лекция #1
Paul Ammann, Jeff Offutt. Introduction to Software Testing. --

Cambridge University Press, 2008
Cem Kaner, Jack Falk, Hung Q. Nguyen. Testing Computer Software. -- Wiley, 1999
Ю.Г. Карпов. Model Checking. Верификация параллельных и распределенных программных систем -- БХВ-Петербург, 2010
Doron A. Peled. Software Reliability Methods. -- Springer, 2001
Nielson F., Nielson H.R., Hankin C. Principles of Program Analysis. Springer, 2005
M.R. Lyu Handbook of Software Reliability Engeneering. McGraw-Hill publishing, 1995
Г.Майерс. Надежность программного обеспечения, 1980
В. Кулямин. Методы верификации программного обеспечения – http://www.sci- innov.ru/icatalog_new/entry_62322.htm

Слайд 4

Качество ПО
Качество ПО – комплексная характеристика свойств ПО с точек зрения

различных участников
Стандартная модель качества ПО представлена в ISO 9126

Лекция #1

Слайд 5

Качество ПО
Лекция #1
Стандарт ISO 9126 учитывает точки зрения
Разработчиков – внутреннее качество

ПО
Руководства и аттестации ПО – внешнее качество ПО
Конечных пользователей – качество ПО при использовании
Качество ПО включает
6 факторов
27 атрибутов – для качественной оценки факторов
метрики или показатели – для количественной оценки атрибутов
ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126

Слайд 6

Функциональность
Лекция #1
Функциональность – способность ПО в определенных условиях решать задачи, нужные

пользователям
Функциональная пригодность – способность решать нужный набор задач
Точность – способность выдавать нужные результаты
Способность к взаимодействию, совместимость – способность взаимодействовать с нужным набором других систем
Соответствие стандартам и правилам – соответствие ПО имеющимся стандартам, нормативным и законодательным актам, другим регулирующим нормам
Защищенность – способность предотвращать неавторизованный и не разрешенный доступ к данным, коммуникациям и др

Слайд 7

Надежность
Лекция #1
Надежность – способность ПО выполнять свои функции в заданных условиях
Зрелость

– величина, обратная частоте критических отказов, вызванных ошибками в ПО
Устойчивость к отказам – способность поддерживать заданный уровень работоспособности при внутренних и внешних отказах
Способность к восстановлению – способность восстанавливать определенный уровень работоспособности и целостность данных после отказа
Соответствие стандартам надежности

Слайд 8

Удобство сопровождения
Лекция #1
Удобство сопровождения – удобство проведения всех видов деятельности, связанных

с сопровождение программ
Удобство проведения анализа – удобство проведения анализа ошибок, дефектов и недостатков, а также удобство анализа необходимости изменений и их возможных последствий
Удобство проверки – показатель, обратный трудозатратам на проведение тестирования и других видов проверки того, что внесенные изменения привели к нужным результатам
Удобство внесения изменений – показатель, обратный трудозатратам на выполнение необходимых изменений
Стабильность – показатель, обратный риску возникновения неожиданных эффектов при внесении необходимых изменений
Соответствие стандартам удобства сопровождения

Слайд 9

Эффективность
Лекция #1
Эффективность (производительность) – свойство ПО при заданных условиях обеспечивать необходимую

работоспособность по отношению к выделяемым ресурсам
Временная эффективность – способность ПО решать определенные задачи за отведенное время
Эффективность использования ресурсов – способность решать нужные задачи с использованием заданных объемов ресурсов определенных видов (ресурсоемкость)
Соответствие стандартам производительности

Слайд 10

Удобство использования
Лекция #1
Удобство использования – способность ПО быть удобным в обучении

и использовании
Понятность – показатель, обратный к усилиям, которые затрачиваются пользователями на восприятие основных понятий ПО и осознание способов их использования для решения своих задач
Удобство обучения – показатель, обратный к усилиям, затрачиваемым пользователями на обучение работе с ПО
Удобство работы – показатель, обратный трудоемкости решения пользователями задач с помощью ПО
Привлекательность – способность ПО быть привлекательным для пользователей
Соответствие стандартам удобства использования

Слайд 11

Переносимость
Лекция #1
Переносимость (мобильность) – способность ПО сохранять работоспособность при переносе из

одного окружения в другое (аппаратное, программное окружение)
Адаптируемость – способность ПО приспосабливаться к различным окружениям без специальных действий
Удобство установки – способность ПО быть установленным или развернутым в определенном окружении
Способность к сосуществованию – способность ПО сосуществовать в общем окружении с другими программами, разделяя с ними общие ресурсы
Удобство замены другого ПО данным – возможность применения данного ПО вместо других программных систем для решения тех же задач в определенном окружении
Соответствие стандартам переносимости

Слайд 12

Вопросы рассматриваемые в курсе
Лекция #1
Функциональность
Функциональная пригодность – проверка программы на соответствие

функциональной спецификации
Защищенность – проверка программы на наличие уязвимостей безопасности
Надежность
Зрелость – обнаружение ошибок, имеющихся в программе, оценка числа оставшихся ошибок и их влияния на работу программы
Эффективность
Оценки эффективности
Удобство сопровождения
Удобство проведения анализа
Удобство проверки

Слайд 13

Причины недостаточного качества
Лекция #1
Функциональность
Функциональные ошибки – несоответствия требованиям пользователей, функциональной спецификации

и т.п.
Надежность
Нефункциональные ошибки – нарушение правил языка программирования, использования библиотечных функций и сторонних компонентов и т.п.
Эффективность
Ошибки анализа необходимого количества ресурсов, обычно проявляются только в определенных ситуациях

Слайд 14

Задачи обеспечения качества
Лекция #1
Обеспечение качества
Измерение (оценка) качества программы
Применение методов повышения качества
Повышение

качества
Обнаружение ошибок и неудовлетворительных мест в программе
Исправление ошибок и другие изменения программы
Необходимость оценки качества
Контроль текущего прогресса
Оценка эффективности затрат на повышение качества
Выбор наиболее эффективных методов повышения качества
Основа для измерения и повышения качества – анализ ПО

Слайд 15

Методы анализа ПО
Лекция #1

Слайд 16

Ручные методы
Лекция #1
Персональные проверки
Аудит кода
Парное программирование
Ручная верификация
Не наши методы !!!

Слайд 17

Динамические методы
Лекция #1
Динамические методы используют результаты выполнения программы
Тестирование
Модульное
Системное
Нагрузочное
Мониторинг
Профилирование
Анализ трасс выполнения

Слайд 18

Статические методы
Лекция #1
Статические методы используют различные артефакты получаемые в процессе проектирования

ПО (требования, спецификации, исходные код программы)
Методы формальной верификации
Дедуктивная верификация
Верификация на основе проверки моделей
Статический анализ исходного кода

Слайд 19

Гибридные методы
Лекция #1
Гибридные методы используют несколько разных методов
Создание тестов на основе

статического анализа
Статический анализ для автоматического формирования моделей, для которых применяются формальные методы проверки моделей
Уточнение результатов статического анализа с помощью методов проверки моделей
Комбинирование результатов статического анализа и тестирования для повышения точности результатов

Слайд 20

Методы повышения качества
Лекция #1
Методы повышения надежности
Динамические, на основе тестирования, анализа трасс

выполнения и др.
Статические, на основе статического анализа и верификации
Методы улучшения функциональности
Динамические, на основе тестирования, анализа трасс выполнения и др.
Статические, на основе методов формальной верификации

Слайд 21

Методы оценки качества
Лекция #1
Методы оценки надежности
Динамические, на основе прогнозных моделей
Статические, на

основе метрик сложности и обнаружения дефектов
Архитектурные, на основе анализа архитектуры ПО и надежности отдельных компонентов
Методы оценки функциональности
Динамические, на основе тестирования программы
Статические, на основе методов формальной верификации
Методы оценки эффективности
Динамические, на основе профилирования
Статические, на основе анализа возможных путей выполнения

Слайд 22

Разделы курса
Лекция #1
Вводная лекция
Динамические методы анализа ПО. Тестирование
Статический анализ ПО
Верификация ПО

на основе моделей
Дедуктивная верификация ПО
Оценка качества ПО

Слайд 23

Динамические методы анализа ПО
Лекция #1
Основы тестирования
Полнота тестирования: оценка и обеспечение
Тестирование и

жизненный цикл ПО
ЛР №1. Тестирование ПО

Слайд 24

Статический анализ ПО
Лекция #1
Теоретические основы статического анализа ПО
Обнаружение программных дефектов методами

статического анализа
Статический анализ параллельных программ
Системы типов и эффектов
ЛР №2. Современные средства статического анализа программ (MS SCA, Aegis)
ЛР №3. Применение систем типов для анализа ПО (Coq)

Слайд 25

Верификация ПО на основе моделей
Лекция #1
Введение в верификацию на основе проверки

модели
Метод проверки модели. Методы снижения размерности задачи
Построение абстрактных программ с помощью SAT- solvers
ЛР №4. Верификация ПО на основе проверки моделей
(SPIN)
ЛР №5. Верификация программ с помощью SAT solvers (SatAbs)

Слайд 26

Методы дедуктивной верификации
Лекция #1
Математический аппарат дедуктивной верификации ПО
Изоморфизм Карри-Говарда
ЛР №6. Дедуктивная

верификация (Frama-C)

Слайд 27

Оценка качества ПО
Лекция #1
1. Обзор методов оценки качества ПО

Слайд 28

Надежность ПО
Лекция #1
Надежность по является одной из важнейшей характеристик качества
Надежность ПО

– вероятность его работы без отказов в течении периода времени, рассчитанная с учетом стоимости каждого отказа (Майерс)
Надежность ПО должна учитывать не только частоту проявления ошибок, но и серьезность их последствий для пользователя системы.
Оценивать и повышать надежность можно на любой стадии проектирования, на основе одного или нескольких представлений программы, при этом можно говорить только о надежности исполняемой программы

Слайд 29

Требования к надежности ПО
Лекция #1
Для каждой программы можно определить необходимый уровень

надежности

Слайд 30

Причины ненадежности
Лекция #1
Основными источниками ненадежности аппаратных систем являются внешние факторы, обычно

неподвластные человеку:
скачки напряжения питания;
электромагнитное излучение;
радиация;
□ …
Источником ненадежности программ являются ошибки, сделанные разработчиками программ, на разных стадиях проектирования
Будем считать программу правильной, если она не содержит ошибок разработчиков, такая программа не дает неверных результатов

Абсолютно надежна

Слайд 31

Источники ошибок в ПО
Лекция #1
Что такое ошибка в программе ?
Если программа

не соответствует
Спецификации – в ней то же могут быть ошибки
Неформальным требованиям пользователя – пользователь может не учесть всех возможных ситуаций или неправильно сформулировать свои требования, у программы может быть много пользователей с различными требованиями
Непредусмотренные входные данные и воздействия
Ошибки окружения программы – некорректная работа другого ПО и аппаратуры

Является ли луна вражеским объектом ?
Одна из первых компьютерных систем противовоздушной обороны США (60-е годы) в первое же дежурство подняла тревогу, приняв восходящую из-за горизонта Луну за вражескую ракету, поскольку этот «объект» приближался к территории США и не подавал сигналов что он «свой»

Слайд 32

Определение надежной программы
Лекция #1
В программе имеется ошибка, если она не выполняет

действия, которые ожидает от нее некий абстрактный пользователь(эксперт), в том числе и при недопустимых внешних воздействиях и входных данных, а также при отказах другого ПО и сбоях и отказах аппаратуры.
Наличие ошибки – функция самой программы и нереализованных ожиданий ее пользователей (Майерс)
Из этого определения следует:
Программа не имеющая ошибок может давать неверные результаты, однако стремится минимизировать возможный ущерб
Такой программы не существует

Слайд 33

Ошибки в программах
Лекция #1
Ошибки имеются практически во всех программах
Для программ на

языке C в среднем
0,25 ошибок на 1 KLOC
Примерно 45% ошибок являются критическими
В ядре ОС Android (765 KLOC) найдено 359 ошибок*

* Coverity Scan: 2010 Open Source Integrity Report

Слайд 34

Последствия ошибок в программах
Лекция #1
Переоблучение больных из за ошибки в программе

управления радиотерапевтической установкой
□ Печально известная ошибка в линейном ускорителе Therac-25 стала причиной гибели нескольких больных, получивших смертельные дозы радиации во время лечения, проводимого с июня 1985-го по январь 1987 года в нескольких онкологических клиниках в США и Канаде. Эти дозы, как было оценено позже, более чем в 100 раз превышали те, что обычно применяются при лечении. Частично причиной этих несчастий стала ошибка типа race condition.

Слайд 35

Последствия ошибок в программах
Авария при запуске французской ракеты «Ариан-5» (1996)
□ на 37-й

секунде полёта компьютер, находившийся на борту ракеты, получил от датчиков системы управления неверную информацию о пространственной ориентации ракеты. Исходя из этой информации, компьютер начал корректировать траекторию полёта для того, чтобы компенсировать несуществующую на самом деле погрешность. Ракета стала отклоняться от курса, что привело к возрастанию нагрузок на её корпус. В результате чрезмерных нагрузок верхняя часть ракеты отвалилась, и по команде
земли ракета была взорвана.

Лекция #1

Слайд 36

Последствия ошибок в программах
Лекция #1
Неудача при запуске первого американского спутника к

Венере
Единственная ошибка в программе на Фортране – вместо требуемой в операторе запятой программист поставил точку. В результате
Потеря связи с космической станцией «Фобос-1»
Произошла из-за ошибочной команды, переданной с Земли на бортовой компьютер
Ошибка не учета отрицательной высоты
При полетах над Мертвым морем американских самолетов произошла ошибка деления на ноль что привело к перезагрузке системы
Падение спутников системы ГЛОНАСС
Три спутника навигационной системы ГЛОНАСС упали в Тихий океан недалеко от Гавайских островов вскоре после их запуска. Причина аварии была признана ошибка в программировании, которая привела к тому, что в ракету залили неправильное количество топлива.

Presentacija 1

Содержание

Цели и задачи курсаЛекция #1Актуальный вопрос современной индустрии ПО –обеспечение качестваТенденции

Рекомендуемая литератураЛекция #1Paul Ammann, Jeff Offutt. Introduction to Software Testing. --

Качество ПОКачество ПО – комплексная характеристика свойств ПО с точек зрения

Качество ПОЛекция #1Стандарт ISO 9126 учитывает точки зренияРазработчиков – внутреннее качество

ФункциональностьЛекция #1Функциональность – способность ПО в определенных условиях решать задачи, нужные

НадежностьЛекция #1Надежность – способность ПО выполнять свои функции в заданных условияхЗрелость

Удобство сопровожденияЛекция #1Удобство сопровождения – удобство проведения всех видов деятельности, связанных

ЭффективностьЛекция #1Эффективность (производительность) – свойство ПО при заданных условиях обеспечивать необходимую

Удобство использованияЛекция #1Удобство использования – способность ПО быть удобным в обучении

ПереносимостьЛекция #1Переносимость (мобильность) – способность ПО сохранять работоспособность при переносе из

Вопросы рассматриваемые в курсеЛекция #1ФункциональностьФункциональная пригодность – проверка программы на соответствие

Причины недостаточного качестваЛекция #1ФункциональностьФункциональные ошибки – несоответствия требованиям пользователей, функциональной спецификации

Задачи обеспечения качестваЛекция #1Обеспечение качестваИзмерение (оценка) качества программыПрименение методов повышения качестваПовышение

Методы анализа ПОЛекция #1

Ручные методыЛекция #1Персональные проверкиАудит кодаПарное программированиеРучная верификацияНе наши методы !!!

Статические методыЛекция #1Статические методы используют различные артефакты получаемые в процессе проектирования

Гибридные методыЛекция #1Гибридные методы используют несколько разных методовСоздание тестов на основе

Методы повышения качестваЛекция #1Методы повышения надежностиДинамические, на основе тестирования, анализа трасс

Методы оценки качестваЛекция #1Методы оценки надежностиДинамические, на основе прогнозных моделейСтатические, на

Разделы курсаЛекция #1Вводная лекцияДинамические методы анализа ПО. ТестированиеСтатический анализ ПОВерификация ПО

Динамические методы анализа ПОЛекция #1Основы тестированияПолнота тестирования: оценка и обеспечениеТестирование и

Статический анализ ПОЛекция #1Теоретические основы статического анализа ПООбнаружение программных дефектов методами

Верификация ПО на основе моделейЛекция #1Введение в верификацию на основе проверки

Методы дедуктивной верификацииЛекция #1Математический аппарат дедуктивной верификации ПОИзоморфизм Карри-ГовардаЛР №6. Дедуктивная

Оценка качества ПОЛекция #11. Обзор методов оценки качества ПО

Надежность ПОЛекция #1Надежность по является одной из важнейшей характеристик качестваНадежность ПО

Требования к надежности ПОЛекция #1Для каждой программы можно определить необходимый уровень

Причины ненадежностиЛекция #1Основными источниками ненадежности аппаратных систем являются внешние факторы, обычно

Источники ошибок в ПОЛекция #1Что такое ошибка в программе ?Если программа

Определение надежной программыЛекция #1В программе имеется ошибка, если она не выполняет

Ошибки в программахЛекция #1Ошибки имеются практически во всех программахДля программ на

Последствия ошибок в программахЛекция #1Переоблучение больных из за ошибки в программе

Последствия ошибок в программахАвария при запуске французской ракеты «Ариан-5» (1996)□ на 37-й

Последствия ошибок в программахЛекция #1Неудача при запуске первого американского спутника к

Похожие презентации