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

Испытания современных сложных систем обработки информации позволяют получать такое большое количество контрольных данных, что достаточно полный их анализ может представлять трудную методическую и техническую задачу, поэтому обработка результатов должна была осуществляться иерархически и дифференцировано. Для этого обработка результатов испытаний программ реального времени была разделена на две достаточно автономные части: оперативную и обобщающую.

Так как качество функционирования оборонных систем обычно существенно зависит от характеристик конкретного человека, участвующего в обработке информации и управлении объектами, то необходимо было измерять эти характеристики и повышать путем обучения оперативного состава системы. Важной функцией моделей внешней среды является их использование в составе тренажеров для операторов-пользователей. Поэтому в процесс испытаний и эксплуатации органически входят процессы тренировки и изменения характеристик реальной реакции операторов, а также использование моделирующих стендов для обучения и регулярной подготовки операторов-пользователей для эксплуатации программных продуктов военного назначения. Кроме того, испытательный стенд может служить прототипом для разработки упрощенных тренажеров в составе систем обработки информации. Крупным достижением программной инженерии в 80-е годы в стране стало использование вы числительной техники для имитации внешней среды и динамических тестов систем в реальном времени.

Источниками ошибок в комплексах программ являются специалисты – конкретные люди с их индивидуальными особенностями, квалификацией, талантом и опытом. В 1950-е – 60-е годы при индивидуальном создании относительно небольших программ, к ним обычно отсутствовали формализованные требования, и часто трудно было установить сам факт наличия ошибки. Не формализованные программистами функции и характеристики программ допускали неоднозначное толкование полученных результатов, в которых могли содержаться непредсказуемые дефекты или ошибки, закономерности которых было бесполезно обобщать. Однако в крупных комплексах программ в 1960-е – 80-е годы при наличии конкретных требований к программным продуктам, начинают изучаться статистика и распределение типов ошибок для коллективов разных специалистов, и проявляются достаточно общие закономерности, которые могут использоваться как ориентиры при их выявлении и систематизации. Этому могут помогать оценки типовых дефектов, модификаций и корректировок, путем их накопления и обобщения по опыту создания определенных классов программных продуктов на конкретных предприятиях. Актуальной становится формализация и прогнозирование рисков, дефектов и ошибок в определенных классах комплексов программ, что способствует достижению их высокого качества.

К понятию риски относятся негативные события и их величины, отражающие потери, убытки или ущерб для безопасности от процессов или продуктов, вызванные дефектами при проектировании требований, недостатками обоснования проектов, а также при последующих этапах разработки, реализации и всего жизненного цикла комплексов программ. Риски проявляются, как негативные последствия дефектов функционирования и применения программ, которые способны вызвать ущерб системе, внешней среде или пользователю, в результате отклонения характеристик объектов или процессов, от заданных требований заказчика, согласованных с разработчиками.

Оценки качества программных комплексов могут проводиться с двух позиций: с позиции положительной эффективности и непосредственной адекватности их характеристик назначению, целям создания и безопасности применения, а также с негативной позиции возможного при этом ущерба – риска от использования программного продукта или системы. Показатели качества преимущественно отражают положительный эффект от применения системы или программного продукта, и основная задача разработчиков состоит в обеспечении высоких значений качества. Риски характеризуют возможные негативные последствия дефектов или ущерб пользователей при применении и функционировании системы, и задача разработчиков сводится к сокращению дефектов и ликвидации рисков. Поэтому методы и системы управления качеством в жизненном цикле комплексов программ близки к методам анализа и управления рисками, они должны их дополнять и совместно способствовать совершенствованию программных продуктов и систем на их основе.

Характеристики дефектов и рисков непосредственно связаны с достигаемой корректностью, безопасностью и надежностью функционирования программных продуктов и помогают.

оценивать реальное состояние проекта и прогнозировать необходимую трудоемкость и длительность для его положительного завершения;

• выбирать методы и средства автоматизации тестирования и отладки программ, адекватные текущему состоянию разработки и сопровождения, наиболее эффективные для устранения определенных видов дефектов и рисков;

• рассчитывать необходимую эффективность контрмер и дополнительных средств оперативной защиты от потенциальных дефектов и не выявленных ошибок;

• оценивать требующиеся ресурсы ЭВМ по расширению памяти и производительности, с учетом затрат на реализацию контрмер при модификации и устранении ошибок и рисков.

Риски могут быть обусловлены нарушениями технологий или ограничениями при использовании ресурсов – бюджета, планов, коллектива специалистов, инструментальных средств, выделенных на разработку. Результирующий ущерб в совокупности зависит от величины и вероятности проявления каждого негативного воздействия. Этот ущерб – риск характеризуется разнообразными метриками, зависящими от объектов анализа, и в некоторых случаях может измеряться прямыми материальными, информационными, функциональными потерями применяемых программных продуктов или систем. Одним из косвенных методов определения величины риска может быть оценка совокупных затрат, необходимых для ликвидации негативных последствий в комплексе программ, системе или внешней среде, проявившихся в результате конкретного рискового события.

Процессы анализа и сокращения рисков должны сопутствовать основным этапам разработки и обеспечения ЖЦ сложных программных продуктов в соответствии с международными стандартами, а также методам систем обеспечения качества. Анализ и оценка рисков должны начинаться с исследования понятий, требований и функций, способствующих одобрению и применению заказчиком и пользователями конкретного программного продукта. При этом должны быть определены четкие требования к характеристикам и оценки возможного ущерба при их нарушении. Исследования процессов разработки комплексов программ в 80-е годы показали, что во многих случаях стоимость и длительность их реализации значительно превышали предполагаемые, а характеристики качества не соответствовали требуемым, что наносило ущерб заказчикам, пользователям и разработчикам. Эти потери – ущерб проектов, могли бы быть значительно сокращены своевременным анализом, прогнозированием и корректированием рисков возможного нарушения требований контрактов, технических заданий и спецификаций на характеристики, выделяемые ресурсы и технологию создания комплексов программ.