Reliability

Моделі надійності програмного забезпечення.

Вартість розроблення програмного забезпечення (ПЗ) та витрати на відмови програмних систем - є одними із основних затрат на розроблення складних технічних систем.

Відмова ПЗ може призвести до неочікуваного стану системи або потоку непередбачених дій. Внаслідок відмови ПЗ можливі пошкодження чи руйнування майна, поранення або загибель людей, втрата грошових коштів.

Загальновизнаним в індустрії програмного забезпечення є той факт, що висококваліфіковані програмісти допускають в середньому 6 помилок в програмному забезпеченні при написанні 1000 рядків коду. При такому показнику звичайне комерційне ПЗ, яке складається з 350000 рядків коду, містить близько 2000 помилок, зокрема помилки, пов’язані з витоком пам’яті, пов’язані з текстом програми, помилки використання сторонніх бібліотек, стандартні бібліотечні помилки та інші. Тому питання оцінювання та забезпечення надійності ПЗ відіграють все більшу роль у розробленні складних технічних систем, а побудова все адекватніших моделей надійності ПЗ є важливою науково-технічною проблемою.

Загальна характеристика та класифікація моделей надійності програмного забезпечення.

Одним із шляхів підвищення рівня надійності ПЗ є використання на етапах тестування і випробувань ПЗ моделей, що дають змогу отримати гарантовані оцінки показників безпеки ПЗ і ефективності технології його розроблення. Більшість таких моделей запозичено з теорії надійності технічних систем, тому в літературі їх часто називають моделями надійності ПЗ.

Як основні критерії класифікації таких моделей вибрано два предмети дослідження:

дослідження кількості відмов за певний період часу (вимір часу “в режимі настінного годинника” або вимір часу відносно виконання процесів пристроями комп’ютера)

дослідження часових проміжків між помилками

До найбільш вживаних методик і факторів надійності ПЗ належать: стадія життєвого циклу розроблення ПЗ (класифікація моделей залежить від етапу, на якому розраховується надійність ПЗ), можливість раннього прогнозування помилок, орієнтованість на інформацію або архітектуру (класифікацію роблять на підставі перевірки правильності вхідних / вихідних даних, або перевірки функціонального наповнення ПЗ), зростання надійності ПЗ в процесі виявлення та виправлення помилок тощо.

Класифікація за такими факторами є найповнішою та дає можливість представити не тільки самі моделі, але і взаємозв’язок між ними (рис. 1).

Кількість моделей надійності ПЗ сьогодні перевищує сотню і продовжує зростати.

Залежно від визначення поняття надійності ПЗ і глибини дослідження обирають різні критерії і характеристики моделей надійності. Тому наведена на рис. 1 схема класифікації моделей надійності ПЗ, як і розглянуті критерії, не є єдиною.

Схема, наведена на рис. 1, поділяє всі моделі надійності ПЗ на аналітичні та емпіричні.

• Емпіричні моделі надійності, своєю чергою, поділяються на

    * моделі складності 
    * і моделі, що визначають час, необхідний на “доведення” програми. 

• Аналітичні моделі надійності ПЗ поділяють

    * на динамічні (дискретні і неперервні) 
    * і статичні (за областю помилок, за областю даних).