3.Понятия и Модели надежности программных средств.

Вопросы надежности ПО имеют всегда особенно высокую значимость как для разработчиков программ, так и для непосредственных пользователей. Любой человек, работающий на компьютере, знает по собственном опыту, насколько важна устойчивая работа применяемых программ. Цена ошибок ПО бывает весьма высока.

В зависимости от назначения модели надежности делят на прогнозные, оценочные и измерительные, а методически (т. е. по содержанию) — на математические и эмпирические.

Надёжность— свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Интуитивно надёжность объектов связывают с недопустимостью отказов в работе. Это есть понимание надёжности в «узком» смысле — свойство объекта сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Надёжность тесно связана с различными сторонами процесса эксплуатации.

Надёжность в «широком» смысле — комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также определённое сочетание этих свойств.

Для количественной оценки надёжности используют так называемые единичные показатели надёжности (характеризуют только одно свойство надёжности) и комплексные показатели надёжности (характеризуют несколько свойств надёжности).

Показатели надёжностиколичественно характеризуют, в какой степени данному объекту присущи определенные свойства, обуславливающие надёжность.

Показатели надёжности (например, технический ресурс, срок службы) могут иметь размерность, ряд других (например, вероятность безотказной работы, коэффициент готовности), являются безразмерными.

Количественной характеристикой только одного свойства надёжности служит единичный показатель.

Количественной характеристикой нескольких свойств надёжности служит комплексный показатель.

Таким образом, задача повышения надежности ПО является актуальной и требует к себе особого внимания.

Модели надежности исторически приобрели самостоятельное значение и развитие. Для них используют собственную классификацию, в которой учитывают специфические особенности моделей. В зависимости от назначения модели надежности делят на прогнозные, оценочные и измерительные, а методически (т. е. по содержанию) — на математические и эмпирические.В свою очередь математические модели делят на вероятностные и статистические, а вероятностные — на экспоненциальные и байесовские (рис, 1.1).

1.1. Прогнозные модели

Прогнозные модели используются для определения ожидаемого значения показателей надежности программного средства на этапе его проектирования. Примером прогнозной модели является уравнение ошибок, основанное на применении метрики Холстеда:

(2.127)

где Е — работа по программированию, трактуемая как общее число элементарных мысленных различений, составляющих все мысленные сравнения, которые требуются для создания программы;Е_о — среднее число элементарных различений в сравнениях, которые требуются для обнаружения ошибки программирования (кодирования).

Для облегчения измерений показателей уравнение ошибок можно подвергнуть преобразованиям. Если программный модуль пишут на диалекте английского языка, то уравнение ошибок, согласно Холстеду, преобразуется к виду:

(2.128)

где V— объем программы в битах. Объем программы вычисляется по формуле:

(2.129)

где N₁ — общее количество операторов программы;N₂— общее количество операндов в программе;η₁ — число отличающихся операторов;η₂ — число отличающихся операндов.