DOI: 10.17586/2226-1494-2017-17-3-543-551


МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТЛАДКИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

Данилов А. И., Данилов А. А.


Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Данилов А.И., Данилов А.А. Методика численного анализа эффективности отладки программных средств // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 3. С. 543–551. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-3-543-551

Аннотация

Предмет исследования. Исследована нестационарная модель надежности программ и на ее основе предложена методика численного анализа эффективности отладки программных средств. Моделирование эффективности процессов отладки программ позволяет комплексно планировать их финальное качество, затрачиваемые ресурсы и необходимое время на различных этапах реализации проектов. Методы. Методика основана на предложенной усовершенствованной численной модели отладки программ. Процесс обнаружения ошибок аппроксимируется экспоненциальным законом, а процесс устранения – двухфазным обобщенным распределением Кокса. Процесс отладки программ после аппроксимации представляется марковской системой обслуживания с дискретным множеством состояний и непрерывным временем. Предусмотрена возможность использования вероятностей обнаружения ошибок для каждого модуля при их тестировании. Приведены модифицированный размеченный граф и система дифференциальных уравнений, численное решение которой позволяет вычислить частные показатели целевого эффекта процессов отладки программных средств: вероятности пребывания системы в определенных состояниях, функции распределения времени обнаружения и устранения ошибок, математические ожидания случайных величин, количество обнаруженных или устраненных ошибок. Для комплексного (с учетом затрачиваемых ресурсов) оценивания эффективности этих процессов использован обобщенный показатель – вероятность достижения цели операции (отладки). Основные результаты. Разработанная методика применена при исследовании эффективности реализованного проекта. Приведены результаты расчетов как частных показателей целевого эффекта отладки программ, так и комплексного показателя эффективности. Определено требуемое время отладки для достижения заданных показателей качества программ. Выполнен анализ влияния целевого эффекта и времени на эффективность отладки (на вероятность достижения цели операции). Практическая значимость. Разработанная методика позволяет учитывать оценки надежности для каждого модуля в отдельности, а аппроксимация двухфазным обобщенным распределением Кокса снимает ограничения на использование законов распределений времени исправления ошибок. Это обобщает известные модели, упрощает подготовку исходных данных, повышает точность моделирования процессов отладки программ и позволяет учитывать состоятельность (мощность) тестов, искать пути повышения показателей надежности программ путем формирования тестов, обнаруживающих ошибки с высокой вероятностью. Предложенная методика позволяет не только рассчитать частные показатели надежности программных средств, но и вычислить комплексный показатель эффективности процессов отладки, выработать практические рекомендации по эффективной организации этих процессов.


Ключевые слова: модель, эффективность, программные средства, ошибка, вероятность, распределение Кокса

Список литературы
1.     Смагин В.А. Основы теории надежности программного обеспечения. СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2009. 355 с.
2.     Бубнов В. П., Сафонов В. И. Разработка динамических моделей нестационарных систем обслуживания. СПб.: Лань, 1999. 64 с.
3.     Данилов А.И., Данилов А.А. Нестационарные модели процессов испытаний программных средств в условиях риска // IIВсерос. науч.-практ. конф. «Современные проблемы создания и эксплуатации вооружения, военной и специальной техники». СПб., 2014. С. 199–202.
4.     Хомоненко А.Д., Данилов А.И., Данилов А.А. Нестационарные модели стратегий испытаний программных средств при вероятностных параметрах обнаружения ошибок // Информационно-управляющие системы. 2015. №4. С. 50–58.
5.     Хомоненко А.Д., Данилов А.И., Данилов А.А.Динамические модели испытаний программных средств // 18 Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям. СПб., 2015. Т. 1. С. 239–242.
6.     Данилов А.И., Данилов А.А.Динамические модели испытаний программных средств с двумя типами ошибок // Труды военно-космической академии имени А.Ф. Можайского.2015. №647. С. 12–21.
7.     Хомоненко А.Д., Данилов А.И., Данилов А.А., Герасименко П.В. Нестационарные модели отладки программ с распределением Кокса длительности исправления ошибок // Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям. СПб., 2016. Т. 1. С. 163–166.
8.     Хомоненко А.Д., Данилов А.И., Данилов А.А. Динамические модели отладки программ с вероятностным обнаружением ошибок и распределением Эрланга длительности их исправления // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 4. С. 655–662.doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-4-655-662
9.     Бубнов В.П., Тырва А.В., Бурцева К.И. Нестационарная модель надежности программных средств с распределением Кокса длин интервалов времени исправления ошибок // Вестник ВЭлНИИ. 2010. № 1(59). С. 143–152.
10.  Moranda P., Jelinski Z. Final Report on Software Reliability Study. McDonnellDouglasAstronauticsCompany, MADC Report Number 63921, 1972.
11.  Musa J.D., Iannino A., Okumoto K. Software Reliability: Measurement, Prediction, Application. NY: McGraw-Hill, 1987.
12.  Littlewood B. The Littlewood-Verrall model for software reliability compared with some rivals // Journal of Systems and Software. 1980. V. 1. N 3. P. 251–258. doi: 10.1016/0164-1212(79)90025-6
13.  Chidamber S.R., Kemerer C.F. A metrics suite for object oriented design // IEEE Transactions on Software Engineering. 1994. V. 20. N 6. P. 476–493. doi: 10.1109/32.295895
14.  El Emam K., Melo W., Machado J.C. The prediction of faulty classes using object-oriented design metrics // Journal of Systems and Software. 2001. V. 56. N 1. P. 63–75.
15.  Cox D.R. A use of complex probabilities in the theory of stochastic processes // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. 1955. V. 51. N2. P. 313–319. doi: 10.1017/S0305004100030231
16.  Петухов Г.Б., Якунин В.И. Методологические основы внешнего проектирования целенаправленных процессов и целеустремленных систем. М.: АСТ, 2006. 504 с.
Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика