Поэтапная модель жизненного цикла информационной системы с промежуточным контролем

Попытки устранить недостатки каскадной модели, прежде всего такие, как отсутствие обратных связей с предшествующими стадиями, привели к ее модификации: в середине 1970;х гг. была предложена новая модель жизненного цикла ИС — поэтапная с промежуточным контролем (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Поэтапная модель жизненного цикла ИС с промежуточным контролем.

Модель включает практически те же стадии, что и в каскадной модели (добавляется здесь только стадия тестирования). Такая модель предусматривает в случае необходимости, до ввода ИС эксплуатацию, возможность возвращения к предшествующим стадиям для устранения выявленных на предыдущих стадиях упущений. С одной стороны, это позволяет путем межэтапных корректировок учитывать реально существующее взаимовлияние результатов разработки с целью повышения качества и функциональности ИС. С другой стороны, сроки разработки ИС вследствие многочисленных изменений ранее принятых решений могут существенно затянуться, стоимость проекта значительно возрасти. При этом не всегда можно утверждать, что постоянные уточнения и доработки обеспечат более высокие конечные функциональные характеристики системы, отвечающие реальным потребностям заказчика.

Выделение стадии тестирования в поэтапной модели жизненного цикла ИС с промежуточным контролем вызвано важностью данного процесса. ИС включают комплексы программ управления и обработки информации, предназначенные для длительной эксплуатации в режиме реального времени, в условиях интенсивного потока запросов к информационным массивам и базам данных. Как следствие, к ИС предъявляются особые требования по их эффективности, надежности и помехоустойчивости функционирования.

Учитывая, что обращения к ресурсам ИС, по тем или иным причинам, могут содержать некорректные, противоречивые или заведомо ложные данные, для обеспечения и поддержания высоких эксплуатационных характеристик в базовые, системоопределяющие модули ИС вводятся специальные элементы¹:

• — блоки дублирования, основанные на методах многовариантного программирования, когда одна и та же функциональная задача одновременно (или последовательно) решается с использованием нескольких алгоритмов и окончательный результат решения устанавливается при совпадении выходных значений каждого из них или квалифицированного большинства;
• — блоки защиты и восстановления, служащие для локализации и нераспространения влияния сбоев и ошибок, вызванных поступлением на обработку искаженных, противоречивых или недопустимых исходных данных, неисправностью аппаратуры или реализацией в программном комплексе некорректного интерфейса между какими-либо его многочисленными модульными элементами.

Стадия тестирования предполагает проведение многоступенчатых динамических испытаний ИС (вначале по отдельным ее компонентам — функциональным модулям, затем в целом) в специально сформированных или реальных условиях, целью которых является установление факта правильности функционирования системы при любых допустимых значениях исходных данных и неаварийного завершения с выдачей информационного сообщения в противном случае.

Разработка тестов для тестирования ИС является достаточно сложной задачей. Тесты, с одной стороны, должны обеспечивать полноту проверки, с другой — их объем должен быть минимизирован для ускорения процесса. Ограничиваться только использованием реальных данных некорректно, так как во время тестирования нестандартные ситуации в общем случае могут и не возникнуть.

Для проверки правильности функционирования модулей ИС используют классические подходы формирования тестовых данных — структурные и функциональные.

Структурные тесты используются в том случае, если известна внутренняя структура алгоритмической обработки данных в программном модуле («белый ящик»).

Среди множества вариантов формирования структурных тестов следует выделить метод комбинированного покрытия условий. Его суть заключается в том, что тестовые данные формируются так, чтобы «обеспечивать выполнение всевозможных комбинаций результатов условий в каждом решении и выполнение всех точек входа в программный модуль хотя бы один раз»^[1][2].

Пример Определим набор тестовых данных при анализе программного модуля, упрощенная схема алгоритма которого приведена на рис. 2.3. В модуле осуществляется обработка на основе проверки значений перемененных .г, г/, z.

Рис. 2.3. Упрощенная схема алгоритма исследуемого модуля.

Минимальный набор тестовых данных для проверки правильности функционирования исследуемого модуля методом комбинированного покрытия условий представлен в таблице.

Функциональные тесты применяются, когда внутренняя структура неизвестна, а имеются только сведения о внешнем поведении: что должно поступать на вход программного модуля ИС и что должно быть получено на выходе («черный ящик»)^[3].

Среди методов задания функциональных тестов отметим те, которые предполагают выделение двух классов эквивалентности входных данных, один из которых включает все допустимые исходные значения, а другой — недопустимые:

• — метод эквивалентных разбиений предписывает, что разрабатываемые тесты должны покрывать все области классов эквивалентности и их количество должно быть минимальным;
• — метод анализа граничных значений предполагает составление минимального набора тестов, лежащих на границах классов эквивалентности.

Пример Определим минимальный набор тестовых данных для проверки правильности функционирования программного модуля, обрабатывающего в качестве исходных данных оценки студентов вуза, с использованием методов «черного ящика». Решение представлено в таблице.

• [1] Основы применения программного обеспечения ПЭВМ. Ч. 2. Методы и средства разработки программных изделий. С. 65—66.
• [2] Там же. С. 74.
• [3] Основы применения программного обеспечения ПЭВМ. Ч. 2. Методы и средства разработки программных изделий / под ред. А. В. Золотарюка. С. 76.