Владимир Липаев - Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы

внешних, динамических потоков информации, о движущихся объектах внешней среды, их распределение по видам источников, характеристикам качества данных и возможным дефектам;

• интенсивность и структуру типовых сообщений от оперативных пользователей и администраторов сети, и их необходимую квалификацию, отражающуюся на вероятности ошибок и качестве выдаваемой информации;

• возможных негативных и несанкционированных воздействий от внешней среды при функционировании и эксплуатации программного комплекса ПВО;

• необходимые характеристики и ресурсы вычислительных средств, на которых предназначено функционировать комплексу программ испытываемой системы с требуемым качеством.

В отличие от натурных экспериментов, тестирование комплексов программ, моделирование внешней среды и динамических тестов движущихся объектов на ЭВМ, имеет большие возможности контроля, как исходных данных, так и всех промежуточных и выходных результатов функционирования испытываемого программного комплекса ПВО. В реальных сложных системах ряд компонентов иногда оказывается недоступным для контроля их состояния, так как-либо невозможно поместить измерители контролируемых сигналов в реальные подсистемы, подлежащие тестированию, либо это сопряжено с изменением характеристик самого анализируемого объекта. Программная имитация динамических тестов внешней среды на ЭВМ системы в реальном времени позволила:

проводить длительное, непрерывное генерирование имитируемых данных для определения характеристик функционирования комплекса программ в широком диапазоне изменения условий и параметров экспериментов, что зачастую невозможно при использовании реальных объектов;

• расширять диапазоны характеристик имитируемых движущихся объектов, за пределы реально существующих или доступных натурных источников данных, а также генерировать динамические потоки информации, отражающие перспективные характеристики создаваемых систем и объектов внешней среды;

• создавать тестовые данные, соответствующие критическим или опасным ситуациям функционирования и движения объектов внешней среды, которые невозможно или рискованно реализовать при натурных экспериментах;

• обеспечивать высокую повторяемость имитируемых данных при заданных условиях их генерации и возможность прекращения или приостановки имитации на любых фазах моделирования внешней среды.

Средства имитации внешней среды можно было разделить на две категории. Первая категория моделей используется при тестировании, квалификационных испытаниях программного продукта и не применялась при штатной эксплуатации программного продукта пользователями. Вторая категория более простых моделей внешней среды применялась непосредственными пользователями программного продукта для оперативной подготовки исходных данных при проверке различных режимов функционирования в процессе применения программ и при диагностике проявившихся дефектов. Такие модели в составе поставляемых заказчикам комплексов программ передавались пользователям для контроля функционирования их рабочих версий в реальном времени и входили в комплект поставки каждой пользовательской версии. Для размещения таких средств мониторинга и контроля качества комплекса программ необходимы были ресурсы внешней и оперативной памяти, а также дополнительная производительность объектной ЭВМ.

До начала применения моделей внешней среды для испытаний программного продукта, они подлежали проверке и паспортизации, гарантирующей получение корректных эталонных данных и имитированных тестов, адекватных реальным внешним объектам. Для паспортизации моделей необходимы, прежде всего, достаточно полные и достоверные исходные характеристики реальных объектов внешней среды, которые должны были служить эталонами для этих моделей. Достигаемая достоверность имитации внешней среды, а, следовательно, и определения качества функционирования испытываемого программного продукта, естественно, зависели от ресурсов памяти, производительности и других характеристик ЭВМ, на которой реализуется модель.

Важнейшее значение для достоверности определения качества комплекса программ имеет адекватность имитаторов характеристикам объектов внешней среды, которая зависит от степени учета второстепенных факторов, отражающих функционирование реальных объектов или источников информации, при создании их моделей. Точность моделей на ЭВМ, прежде всего, определяется алгоритмами, на которых они базируются, и полнотой учета в них особенностей моделируемых объектов. Кроме того, на адекватность имитации влияло качество программирования и уровень дефектов и ошибок в программах имитации.

В динамических системах и телекоммуникационных сетях ПВО, при излишне высокой интенсивности поступления исходных данных на обработку, может нарушаться временной баланс между длительностью решения требуемой совокупности задач программным комплексом в реальном времени, и ограниченной производительностью ЭВМ для решения задач. Важная задача испытаний компонентов и фрагментов системы ПВО состоит в определении рисков – вероятностей, с которыми будет нарушаться соответствие между потребностями в производительности для решения всей требуемой совокупности задач в реальном времени и возможностями ЭВМ и других компонентов системы. Однако если предварительно в процессе проектирования производительность системы в реальном времени не оценивалась или определялась слишком грубо, то, велик риск , что доработки комплекса программ или фрагментов системы ПВО будут большими или может понадобиться заменить ЭВМ и компоненты телекоммуникационной сети, на более быстродействующие и с большей памятью. Это обусловлено, как правило, «оптимизмом» разработчиков, что приводит к занижению интуитивных оценок длительностей решения функциональных задач и возможных предельных интенсивностей потоков внешней информации в системе.

Для каждого эксперимента при испытаниях программ реального времени подготавливался план сценария тестирования и обобщенные исходные данные. Вызовы регистрирующих программ должны подчиняться определенной системе контроля динамического функционирования программ при исходной гипотезе, что некоторые ошибки и дефекты в программах и данных могут проявиться в любом компоненте и на любой стадии тестирования. Так как основная задача регистрации при тестировании в реальном времени состоит в обнаружении и локализации ошибок и причин отказов с точностью до функциональной группы программ или модуля, то более точное определение места дефекта следует переносить на тестирование в статике вне реального времени.