Разработка и исследование информационных систем для оценки характеристик потребительского качества программных продуктов, построенных с использованием СУБД MS Access, IC Предприятие, ORACLE

За последнее десятилетие область применения компьютерной техники значительно расширилась, и рынок программного обеспечения также существенно вырос. Особенностью рынка программного обеспечения является быстрая смена его наполнения, появление новых программных продуктов, выход новых версий уже существующего программного обеспечения. Отметим, что до 95% всех затрат на создание программно-аппаратного комплекса приходится на долю программного обеспечения, поэтому рост конкурентоспособности программного обеспечения основывается на снижении его стоимости и повышении качества.

Говоря о качестве программного обеспечения, мы подразумеваем такую совокупность свойств, которая обусловливает его пригодность удовлетворять потребности пользователя, то есть, мы говорим о качестве в общепринятом, нормативном понимании этого термина. Так, согласно [82] «качество продукции — социально-экономическая категория, характеризующая степень удовлетворения конкретной потребности единицей данной потребительной стоимости», а «потребительское качествосовокупность свойств продукции, проявляющихся в процессе ее потребления. Выбор свойств, составляющих содержание понятия потребительское качество, достаточно широк и разнообразен и зависит от вида продукции».

Потребительское качество программного продукта определяется как множество свойств, обусловливающих пригодность программного средства обеспечивать надежное и своевременное представление информации потребителю для ее дальнейшего использования по назначению. Современное программное обеспечение позволяет проводить оценку качества программных продуктов, в том числе и построенных с помощью различных систем управления базами данных (СУБД), вне зависимости от их функционального назначения.

Наиболее заинтересованным в качестве программного комплекса является потребитель — пользователь программного продукта. Для того чтобы выбрать программную систему, автоматизирующую решение интересующих его задач, потенциальный покупатель пытается оценить качество систем, представленных на рынке. При этом необходимо учитывать, что убытки от ошибок при проектировании и выборе информационной системы могут быть весьма существенными. В то же время, в технической документации большинства программных средств, предлагаемых в настоящее время на рынке, отсутствует информация, позволяющая оценить выходные характеристики программы и их динамику при изменении объема входной информации. Без такой информации невозможно оценить качество информационной системы, ее экономическую эффективность. Таким образом, в условиях постоянно растущего рынка программного обеспечения оценка качества программных систем является важной задачей. В диссертационной работе предпринята попытка решения части задач, связанных с проблемой оценки качества программных средств.

Степень разработанности проблемы. Потребности субъектов рынка программного обеспечения способствовали возникновению и развитию подходов и методик оценки качества программных продуктов, описанных в работах Безкоровайного М. М., Богуславского Л. Б., Гантера Р., Гличева А. В., Глудкина О. П., Денисова А. А., Дика В. В., Изосимова А. В., Когана Б. И., Костогрызова А. И., Липаева В. В., Марковой Н., Ногинского М. В., Погодаева А. К., Саркисяна А. А., Тамре JL, Трахтенгерца Э. А., Хубаева Г. Н.

Из иностранных исследователей отметим: Каргил К. (Cargill С.), Эрдогмус X. (Erdogmus Н.), Кит И. (Kit Е.), Хааген У. (Hashagen U.), Лоренц П. (Lorenz Р.), Мартин Дж. (Martin J.), О’Реган Г. (O'Regan G.), Кармайкл Э. (Carmichel Е.), Реверц П. (Revesz Р.), Самервил И. (Sommerwill L), Чен П. (Chen Р.), Майерс Г. (Mayers G.), Смит К. (Smith К.).

Хорошо разработанными являются лишь отдельные вопросы оценки потребительского качества программных продуктов, в частности, имеющих отраслевую специфику. Определен набор величин, характеризующих качество информационных систем. Исследованы отдельные зависимости между качеством и параметрами информационных систем.

Однако недостаточно внимания уделяется применению математического моделирования, методов планирования эксперимента для исследования качества программных продуктов.

Также недостаточно разработанными являются инструментальные средства для оценки качества программного обеспечения, в частности, построенного с использованием СУБД.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационного исследования является разработка информационной системы оценки потребительского качества программных продуктов для экономических приложений, построенных с помощью СУБД MS Access, 1С Предприятие, Oracle, и ее апробация на реальных автоматизированных информационных системах экономического назначения.

Для достижения цели в диссертационном исследовании ставились и решались следующие задачи: выбор базовых методик для построения информационной системы оценки потребительского качества программных продуктов для экономических приложенийанализ существующих инструментальных средств оценки качества программных продуктовопределение условий применения различных методов оценки потребительского качества программных продуктовпроектирование и реализация информационной системы оценки потребительского качества программных продуктов для экономических приложений, построенных с использованием современных СУБДавтоматизация проведения экспертных исследований в сети.

Интернетпроведение экспертной оценки важности основных характеристик потребительского качества программных продуктов для нескольких предметных областейоценка, по ряду критериев, качества функционирования нескольких автоматизированных систем, различных по своему назначению.

Объектом исследования являются предприятия всех организационно-правовых форм, использующие в своей деятельности автоматизированные информационные системы. Предмет исследования — информационные системы для оценки качества программных продуктов для экономических приложений.

Теоретическую и методологическую основу диссертационного исследования составили труды ведущих отечественных и зарубежных ученых по рассматриваемой проблеме, материалы научных конференций, публикации в периодической печати и в сборниках научных трудов.

Инструментарий исследования составили общая теория систем и системный анализ, методы исследования операций, методы прикладной статистики и планирования эксперимента, методы оценки потребительского качества программных систем, методы группового экспертного оценивания, современное программной обеспечение: системы управления базами данных Microsoft Access, 1С и Oracle 8iсредства разработки программного обеспечения Borland С++ Builder и Borland Delphi 5, PHP 4.

Информационно-эмпирическую базу исследования составили данные, характеризующие функционирование программных продуктов, созданных с помощью систем управления базами данных Microsoft Access, 1С, Oracle, полученные в результате планирования и реализации активных экспериментов с программными системами, а также данные, полученные в результате проведения экспертных опросов.

Работа выполнена в рамках Паспорта специальности 08.00.13 -математические и инструментальные методы экономики, в соответствии с пунктами 2.6. «Развитие теоретических основ методологии и инструментария проектирования, разработки и сопровождения информационных систем субъектов экономической деятельности: методы формализованного представления предметной области, программные средства, базы данных, корпоративные хранилища данных, базы знаний, коммуникационные технологии» и 2.7 «Проблемы стандартизации и сертификации информационных услуг и продуктов для экономических приложений».

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

— программная система для определения характеристик потребительского качества информационных систем субъектов экономической деятельности, позволяющая а) снизить трудовые и финансовые затраты на планирование, реализацию и обработку результатов активных экстремальных экспериментов, осуществляемых в целях получения характеристик быстродействия сертифицируемого информационного продукта в зависимости от объемов таблиц, составляющих его базу данныхб) проводить в условиях сети Интернет экспертные опросы для ранжирования характеристик качества анализируемых экономических информационных систем.

— статистически значимые регрессионные модели, построенные по данным активных экспериментов и позволяющие оценить влияние анализируемых факторов на время выполнения функциональных операций конкретными программными системами различного назначения.

— программные модули, автоматизирующие алгоритм управления факторами, включаемыми в регрессионную модель при оценке времени выполнения функциональных операций программными продуктами, что позволяет значительно сократить время проведения активных экспериментов и увеличить число анализируемых факторов.

— экспертные оценки важности основных показателей качества программного обеспечения при автоматизации деятельности в конкретных предметных областях, что позволило определить требования пользователей экономических информационных систем.

Научная новизна диссертационного исследования. Новыми являются:

— разработанная программная система, реализующая оригинальную методологию определения характеристик потребительского качества информационных систем субъектов экономической деятельности и предназначенная для повышения объективности сертификации информационных продуктов для экономических приложений, построенных на СУБД MS Access, 1С Предприятие, ORACLE;

— регрессионные модели, построенные по результатам спланированных в автоматизированном режиме экстремальных экспериментов, позволяющие оценить влияние анализируемых факторов на время выполнения функциональных операций;

— ранжированный перечень основных характеристик качества программных продуктов, полученный в результате проведения экспертизы и позволяющий оценить требования пользователей информационных систем для конкретных предметных областей;

— программная реализация управления факторами (в автоматизированном режиме), включаемыми в регрессионную модель при оценке времени выполнения функциональных операций программными продуктами, что позволяет увеличить число анализируемых факторов при значительном сокращении времени проведения активных экспериментов.

Теоретическая и практическая значимость исследования. Теоретическая значимость заключается в формулировке и доказательстве того, что потребительское качество программных систем, построенных с помощью СУБД, зависит от объемных характеристик таблиц, составляющих базы данных этих систем.

Практическая ценность результатов исследования заключается в том, что разработанная автоматизированная система для определения характеристик потребительского качества информационных систем субъектов экономической деятельности позволяет:

— проводить оценку потребительского качества программных продуктов, построенных с помощью современных СУБД, в том числе функционирующих в условиях сети и использующих архитектуру «клиент-сервер»;

— минимизировать время проведения активного эксперимента с программным продуктом (при значительном числе анализируемых факторов);

— оценивать влияние числа записей в таблицах базы данных программного продукта на время выполнения функциональных операций;

— осуществлять в сети Интернет экспертные опросы по методике, ориентированной на дельфийскую процедуру, для ранжирования характеристик качества анализируемых экономических информационных систем;

— давать сравнительную экспертную оценку ЭИС одного функционального назначения по таким характеристикам, как качество интерфейса, трудоемкость освоения, удобство сопровождения, качество документации и др.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационного исследования представлялись, обсуждались и получили положительную оценку на V и VII межгосударственных научно-практических конференциях «Экономико-организационные проблемы проектирования и применения информационных систем» (г. Ростов-на-Дону, 2000,2002 гг.).

Результаты диссертационного исследования внедрены в ОАО «Ростовская государственная телефонная сеть» и ИВЦ ЖКХ г. Ростова-на-Дону, ЗАО «Фирма «СТОИК» (МА СканМаркет®-) г. Москва.

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 6 печатных работах, в которых автору принадлежит 1,01 п.л.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения,.

Основные выводы и практические результаты заключаются в следующем:

— создана программная система, реализующая оригинальную методологию определения характеристик потребительского качества информационных систем субъектов экономической деятельности, предназначена для повышения объективности сертификации информационных продуктов для экономических приложений, построенных на базе СУБД ORACLE, 1С Предприятие, MS Access.

— с помощью созданной системы получены оценки времени выполнения множества функциональных операций, выполняемых с помощью программных систем различного назначения и архитектуры в зависимости от числа записей в таблицах базы данных оцениваемой программной системы;

— созданная система оценки качества позволяет получать оценку общего времени решения задачи автоматизации, реализованной в оцениваемой программной системе, при условии проведения экспериментов для оценки времени выполнения всех функциональных операций реализованных в оцениваемой программной системе и информации о частоте их выполнения в единицу времени;

— по результатам спланированных в автоматизированном режиме экстремальных экспериментов построены статистически значимые регрессионные модели, позволяющие оценить влияние объемов таблиц, составляющих базу данных программного продукта на время выполнения им функциональных операций;

— реализовано управление в автоматизированном режиме факторами, включаемыми в регрессионную модель при оценке времени выполнения функциональных операций программными продуктами, что позволяет увеличить число анализируемых факторов при значительном сокращении времени проведения активных экспериментов;

— в результате проведения экспертизы получен ранжированный перечень основных характеристик качества программных продуктов, позволяющий оценить требования пользователей информационных систем для конкретных предметных областей.

Разработанная программная система включает два программных модуля, первый из которых позволяет снизить трудовые и финансовые затраты на планирование, реализацию и обработку результатов активных экстремальных экспериментов, осуществляемых в целях получения характеристик быстродействия сертифицируемого информационного продукта (ИП) в зависимости от объемов таблиц, составляющих его базу данных. Результатом работы первого модуля являются характеристики быстродействия ИП, совокупность уравнений регрессии и выводы о статистической значимости факторов.

Второй модуль системы позволяет в условиях сети Интернет осуществлять экспертные опросы по методике, ориентированной на дельфийскую процедуру, для ранжирования характеристик качества анализируемых экономических информационных систем (ЭИС), а также давать сравнительную экспертную оценку ЭИС одного функционального назначения по таким характеристикам, как качество интерфейса, трудоемкость освоения, удобство сопровождения, качество документации и др. Результатом работы второго модуля является итоговое ранжирование характеристик качества ЭИС, матрицы упорядочения в канонической форме для каждого эксперта, матрица рассогласования, матрица взаимосвязи и граф согласования мнений экспертов после последнего тура опросов.

Перечисленные новые результаты исследований обеспечили возможность: на стадии разработки программного средства выявлять узкие места архитектуры проектируемой базы данныхполучать оценку качества функционирования программной системы на любой стадии ее жизненного цикларасширить для потребителя возможности выбора на рынке программных продуктов, предоставив средство (инструмент) получения прогноза времени выполнения программной системой функциональных операцийпроводить экспертные исследования в сети Интернетпроводить активные эксперименты с программными системами, анализируя при этом большое число факторовпринимать обоснованные решения о выборе программных продуктов различного назначения и построенных на разных СУБДпри условии проведения имитационного моделирования находить вероятность выполнения какого-либо подмножества функциональных операций за заданное время, или, наоборот, оценивать время, за которое с определенной вероятностью будет выполнена нужная группа операций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе проведен подробный анализ существующих на текущий момент методик оценки качества программных продуктов. Рассмотрены показатели качества, регламентируемые стандартами и используемые на практике для оценки программных продуктов по различным критериям. Проведена сравнительная характеристика отечественного и международного стандартов, регламентирующих показатели качества, приведены примеры детализации требований к программным системам.

Сформулированы задачи, решение которых необходимо для создания программной системы оценки характеристик потребительского качества информационных продуктов для экономических приложений. Описаны проблемы автоматизации проведения активных экспериментов с программными продуктами и пути их решения. Из множества факторов оказывающих влияние на функционирование программного продукта выявлены те факторы, которыми можно управлять в автоматическом режиме. Автоматизировано проведение активных экспериментов с СУБД любого назначения (системы бухгалтерского учета, расчета показателей качества, ведения базы данных покупателей, поставщиков и прочее) и любой архитектуры. В процессе проведения активного эксперимента значения факторов изменялись в автоматическом режиме.