Качество ПО. Программная инженерия и технологии программирования сложных систем

Качество ПО (Software Quality) — совокупность свойств ПП, обеспечивающих его способность удовлетворять установленным или предполагаемым требованиям заказчика (пользователя). В это определение вкладывается разный смысл в зависимости от контекста применения понятия и аспектов рассмотрения. Можно различать, например, рыночное качество ПО (market-driven quality), потребительское качество {customer-driven quality)-, качество ПО с позиций его сопровождения, обеспечения безопасности и т. п.; качество внутреннее, внешнее и эксплуатационное.

Залог повышения качества при процессном подходе — применение процессов проверки (верификации, тестирования, аудита и др.), нацеленных на своевременное обнаружение и устранение дефектов в ПО и изъянов в самих процессах ЖЦ. Даная область знаний SWEBOK охватывает вопросы статической проверки продуктов и процессов. Вопросы тестирования как способа динамической проверки работы ПО в данной области знаний SWEBOK не рассматриваются.

Область знаний включает следующие разделы:

• • основы качества ПО {Software Quality Fundamentals)-,
• • процессы управления качеством ПО {Software Quality Management Processes);
• • практические соображения {Practical Considerations).

В разделе «Основы качества ПО» подчеркивается, что все вопросы качества должны рассматриваться в контексте требований к программному продукту, которые не только определяют необходимые характеристики качества ПО, но и обусловливают выбор методов их количественной оценки и критериев приемки ПО.

Инженеры ПО должны воспринимать вопросы качества как часть своей профессиональной культуры. Требования к характеристикам качества всегда являются результатом определенного компромисса (как по номенклатуре и значениям характеристик, гак и по стоимости обеспечения и ценности этих характеристик для заказчика). Стоимость качества дифференцируется как стоимость предупреждения дефектов, стоимость оценки качества, цены внутренних сбоев и внешних потерь. Большинство альтернативных компромиссных решений по качеству должно предлагаться и приниматься в процессе работы с требованиями, однако вопросы, касающиеся качества, могут подниматься на протяжении всего ЖЦ ПО и в рамках любых процессов ЖЦ.

Способы построения таксономий и моделей качества различны — иерархии, графические образы и т. п. Базовый стандарт по качеству ISO/IEC 9126−1:2001 «Software Engineering — Product Quality, Part 1: Quality Model» предлагает рассматривать качество на трех уровнях его обеспечения в артефактах проекта (внутреннее качество, внешнее качество и качество ПО в эксплуатации) и рекомендует иерархическую модель качества для каждого из этих уровней. Оценивается качество в соответствии со стандартом ISO/IEC 14 598:1999 «Information Technology — Software Product Evaluation».

Непосредственное отношение к качеству создаваемого продукта имеет управление качеством (SQM, от Software Quality Management) и качество процессов ПИ. В области управления (менеджмента) качества важнейшими являются стандарты TickIT и ISO 90 003:2004 «Software and Systems Engineering — Guidelines for the Application of ISO 9001:2000 to Computer Software», а в области качества (мощности, зрелости) процессов ЖЦ — стандарты CMMI и ISO/IEC 15 504:2004 «Information Technology — Software Process Assessment» (модель SPICE, от Software Process Improvement and Capability Etermination). Эти стандарты взаимно дополняют друг друга, причем сертификация процессов по ISO 9001 помогает в достижении старших уровней зрелости по CMMI.

Понимание термина «продукт» в данной области знаний расширено включением любых артефактов, создаваемых в результате выполнения всех процессов ЖЦ, используемых для создания конечного ПП (например, спецификации системных требований и требований для программных компонентов, моделей, кода, тестовой документации и др.). Признаком высокой зрелости организации является наличие и использование собственных (исторических) данных относительно требований к качеству отдельных артефактов и результатов оценки их фактического достижения. Это даст возможность оценивать соответствие заданным характеристикам качества не только конечного продукта, но и промежуточных результатов/продуктов ЖЦ в рамках всех процессов SE.

Качество ПО может повышаться в ходе итеративного процесса его постоянного улучшения, требующего контроля, координации и обратной связи при управлении одновременно выполняемыми процессами: разработки, обнаружения, устранения и предотвращения дефектов, а также совершенствования процессов ЖЦ.

Раздел «Процессы управления качеством ПО» рассматривает во взаимосвязи процессы обеспечения гарантии качества (SQA, Software Quality Assurance), верификации и валидации, обзора (совместного просмотра) и аудита, а также собственно процесс управления качеством (SQM), обеспечивающий функции контроля и оценки, но всем аспектам процессов, продуктов и ресурсов, включая требования к процессам, измерения процессов и их результатов и установление обратной связи.

SQA, как отмечается в руководстве к SWEBOK, концентрируется на процессах. Роль SQA состоит в том, чтобы обеспечить планирование процессов, дальнейшее исполнение процессов на основе заданного плана и проведение необходимых измерений процессов. Верификация и валидация (V&V, Verification and Validation) применяются к артефактам проекта в его контрольных точках с целью проверки и подтверждения их правильности. Действия по V&V регламентируются базовыми стандартами IEEE 1012:1998 «Software Verification and Validation» и IEEE 1059:1993 «IEEE Guide for Software Verification and Validation Plans». Деятельность по обзорам и аудитам продуктов включает пять типов действий: управленческие обзоры, технические обзоры, инспекции, сквозной контроль и аудиты, и регламентируется стандартом IEEE 1028:1997 «IEEE Standard for Software Reviews».

Практические соображения в данной области касаются, прежде всего, определения факторов, влияющих на выбор стратегии SQM. Один из них — критичность области применения ПО. Комплексной характеристикой качества такого ПО является гарантоспособность (dependability) — совокупность свойств ПО, обеспечивающих его отказоустойчивость (fault tolerance), безопасность эксплуатации (safety), защищенность информации (security), а также удобство и простоту использования (usability). Другой важный фактор — уровень необходимой целостности ПО, связываемый с оценкой возможных последствий отказа ПО и вероятности его возникновения. Обеспечение целостности ПО требует привлечения приемов анализа опасностей окружению и угроз целостности информации.

В этом разделе высказываются также практические соображения относительно описания характеристик дефектов (рекомендуемый стандарт IEEE 1044:1993 «IEEE Standard for the Classification of Software Anomalies»), сбора и регистрации данных о дефектах, отчетов об устранении дефектов и т. п.

Дается классификация приемов SQM, включая статические и динамические, коллективные и индивидуальные, а также аналитические (формальные и неформальные) приемы. Подчеркивается, что тестирование может и должно применяться для решения таких задач SQM:

• • оценка и тестирование инструментов, используемых в проекте (согласно ISO/IEC 14 102:1995 «Information Technology — Guideline for the Evaluation and Selection of CASE Tools»);
• • тестирование соответствия компонентов ПО и COTS-продуктов (от commercial of-the-shelf, готовый к использованию продукт, продукт «с полки») потребностям их использования в создаваемом продукте (согласно ISO/IEC 12 119: 1994 «Information Technology — Software Packages — Quality Requirements and Testing»).

Эта область знаний охватывает также такие аспекты, как количественная оценка качества ПО с использованием метрик и оценка стоимость процесса SQM.