Лекция: ВОПРОС 27. Классификация программных продуктов. Показатели качества программ.

Классы програмных продуктов

Программные продукты можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования программных продуктов:

— аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;

— функциональные задачи различных предметных областей;

— технология разработки программ.

Для поддержки информационной технологии в этих областях выделим соответственно три класса программных продуктов:

— системное программное обеспечение;

— пакеты прикладных программ;

— инструментарий технологии программирования.

Системное программное обеспечение направлено:

— на создание операционной среды функционирования других программ;

— на обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

— на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

— на выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Системное программное обеспечение (System Software) — совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

Пакеты прикладных программ (ППП) служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Установка программных продуктов на компьютер выполняется квалифицированными пользователями, а непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конечные пользователи — потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Пакет прикладных программ (application program package) — комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

Инструментарий технологии программирования — совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов.

При оценке качества программ по показателям надежности регистрируются только такие искажения в процессе динамичес­кого тестирования с исполнением программ, которые приводят к потере работоспособности ПС или их крупных компонентов. Первопричиной нарушения работоспособности программ при безотказности аппаратуры всегда является конфликт между ре­альными исходными данными, подлежащими обработке, и про­граммой, осуществляющей эту обработку. Работоспособность ПС можно гарантировать при конкретных исходных данных, кото­рые использовались при отладке и испытаниях. Реальные исход­ные данные могут иметь значения, отличающиеся от заданных техническим заданием и от использованных при применении про­грамм. При таких исходных данных функционирование программ трудно предсказать заранее и весьма вероятны различные анома­лии, завершающиеся отказами.

Непредсказуемость вида, места и времени проявления дефек­тов ПС в процессе эксплуатации приводит к необходимости со­здания специальных, дополнительных систем оперативной защи­ты от непредумышленных, случайных искажений вычислительного процесса, программ и данных. Системы оперативной защиты предназначены для выявления и блокирования распространения негативных последствий проявления дефектов и уменьшения их влияния на надежность функционирования ПС до устранения их первичных источников. Для этого в ПС должна вводиться вре­менная, программная и информационная избыточность, осуще­ствляющая оперативное обнаружение дефектов функционирова­ния, их идентификацию и автоматическое восстановление (ре­старт) нормального функционирования ПС. Надежность ПС должна повышаться за счет средств обеспечения помехоустойчи­вости, оперативного контроля и восстановления функциониро­вания программ и баз данных. Эффективность такой защиты за­висит от используемых методов, координированности их приме­нения и выделяемых вычислительных ресурсов на их реализацию.

Основным принципом классификации сбоев и отказов в програм­мах при отсутствии их физического разрушения является разделе­ние по временному показателю длительности восстановления пос­ле любого искажения программ, данных или вычислительного про­цесса, регистрируемого как нарушение работоспособности. При длительности восстановления, меньшей заданного порога, дефек­ты и аномалии при функционировании программ следует отно­сить к сбоям, а при восстановлении, превышающем по длительно­сти пороговое значение, происходящее искажение соответствует отказу. Классификация программных сбоев и отказов по длительности восстановления приводит к необходимости анализа дина­мических характеристик абонентов, являющихся потребителями данных, обработанных исследуемым ПС, а также временных ха­рактеристик функционирования программ. Временная зона пере­рыва нормальной выдачи информации и потери работоспособно­сти, которую следует рассматривать как зону сбоя, тем шире, чем более инертный объект находится под воздействием сообщений, подготовленных данным ПС. Пороговое время восстановления работоспособного состояния системы, при превышении которого следует фиксировать отказ, близко к периоду решения задач для подготовки информации соответствующему абоненту.

При нормальном темпе решения задач и выдаче их результа­тов потребителю отклонения его характеристик от траектории, рассчитываемой ПС, находятся в допустимых пределах. Для лю­бого потребителя информации существует допустимое время от­сутствия данных от ПС, при котором его характеристики, изме­няясь по инерции, достигают предельного отклонения от значе­ния, которое должно быть рассчитано программами. Соответ­ствующая этому отклонению временная зона перерыва выдачи информации потребителю позволяет установить границу допус­тимой длительности нарушения работоспособности, которая разделяет зоны сбоев и отказов.

Чем более инерционным является потребитель информации, тем больше может быть время отсутствия у него результатов функцио­нирования и воздействий от ПС без катастрофических последствий нарушения работоспособности, соответствующего отказу. Это до­пустимое отклонение результатов после перерыва функционирова­ния ПС зависит в основном от динамических характеристик источ­ников и потребителей информации. Таким образом, установив в результате системного анализа динамических характеристик объек­тов информационной системы величину порогового значения, можно определить интервал времени функционирования ПС при отсут­ствии выдачи потребителю данных, которые разделяют события сбоя и отказа без физического разрушения программ.