Методы разработки и контроля качества программных средств обработки и анализа изображений

• Автор: Балыков, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 205 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
БД - база данных
ДПС - дорожно-постовая служба
ЖТ - железнодорожный транспорт
ЖЦ - жизненный цикл
ИМ - исполнительный механизм
ЛВС - локальная вычислительная сеть
ОАИ - обработка и анализ изображений
ОЗУ - оперативное запоминающее устройство
ОС - операционная система
ОЭСИ - оптико-электронная система идентификации
ОЭСК - оптико-электронная система контроля
ПК - персональный компьютер
ПМ - программный модуль
ПО - программное обеспечение
ПП - программный продукт
ПС - программное средство
ПЭВМ - персональная электронно-вычислительная машина
PH - регистрационный номер
СЖД - северная железная дорога
ТС - транспортное средство
УВВ - устройство ввода-вывода
УПР - унифицированный процесс разработки
ЦП - центральный процессор
ARSCIS - automated rolling stock саг identification system
AVI - audio video interleave
CASE - computer aided software engineering
IEEE - institute of electrical and electronics engineers
ISO - international organization for standardization
OCL - object constraint language
PCI - peripheral component interconnect
STL - standard template library
UML - unified modeling language

Глава 1. Анализ современного состояния проблемы разработки и контроля качества ПС ОАИ
1.1. Общая характеристика ПС ОАИ
1.1.1. Назначение и область применения ПС ОАИ
1.1.2. Особенности математического обеспечения, используемого при разработке ПС ОАИ
1.2. Особенности процесса разработки и контроля качества ПС ОАИ
1.3. Общие подходы к разработке и контролю качества программных средств
1.3.1. Обеспечение качества процессов контсруирования ПС
1.3.2. Контроль качества ПС
1.4. Постановка задачи повышения эффективности процессов разработки и контроля качества ПС ОАИ
Выводы по главе
Глава 2. Методы и средства разработки ПС ОАИ
2.1. Модель ЖЦ ПС ОАИ
2.2. Методы и средства организации ЖЦ ПС ОАИ
2.2.1. Метод и средства формализации спецификаций ПС ОАИ
2.2.2. Методы и средства архитектурного проектирования и реализации ПС ОАИ
2.3. Метод формализованного описания спецификаций ПМ ОАИ
2.4. Метод поиска источника ошибки, выявленной в ПМ, реализующем эвристический алгоритм анализа изображений
Выводы по главе
Глава 3. Методы и средства контроля качества ПС ОАИ
3.1. Способ верификации программ, содержащих подпрограммы, массивы и особые операторы
3.1.1. Обобщение метода Флойда
3.1.1.1. Верификация ПМ, содержащих подпрограммы
3.1.1.2. Верификация ПМ, содержащих массивы
3.1.1.3. Верификация ПМ, содержащих особые операторы
3.1.2. Обобщение метода Хоара

3.1.2.1. Верификация ПМ, содержащих подпрограммы
3.1.2.2. Верификация ПМ, содержащих массивы
3.1.2.3. Верификация ПМ, содержащих особые операторы
3.2. Практические рекомендации по организации процесса верификации ПС ОАИ
3.2.1. Построение спецификций ПМ ОАИ
3.2.2. Формирование индуктивных утверждений Флойда
3.2.3. Верификация ПМ ОАИ с помощью метода Хоара
3.2.4. Доказательство завершаемости ПМ ОАИ
3.2.5. Уточнение спецификаций ПМ ОАИ
3.3. Верификация ПМ ОАИ, реализующих эвристические алгоритмы
3.4. Способ тестирования завершаемости циклических структур ПС ОАИ
Выводы по главе
Глава 4. Разработка и обеспечение качества ПО ОЭСИ объектов подвижного состава железнодорожного транспорта
4.1. Общее описание ОЭСИ объектов подвижного состава железнодорожного транспорта ARSCIS
4.2. Унифицированная система формализованных спецификаций ПМ ОАИ для системы ARSCIS
4.3. Объектно-ориентированная архитектура ПО ARSCIS
4.3.1. Статическая модель ПО ARSCIS
4.3.2. Динамическая модель ПО ARSCIS
4.3.3. Анализ планируемое ПО ARSCIS
4.4. Обеспечение качества ПО ARSCIS
4.5. Оценка качества ПО ARSCIS
Выводы по главе
Глава 5. Оценка эффективности предложенных методов и средств разработки и контроля качества ПС ОАИ
5.1. Описание проектов, в ходе которых оценивалась эффективность предложенных методов и средств разработки и контроля качества ПС ОАИ
5.2. Преимущества использования метода формализованного описания спецификаций ПМ ОАИ
5.3. Преимущества использования метода поиска источника ошибки в ПМ, реализующем эвристический алгоритм

ОС должна поддерживать механизмы многозадачности, многопоточности, защиту адресного пространства процессов, событийности и синхронизации [67]. К современным ОС, поддерживающим данные механизмы, можно отнести: 1лпих, ОЫХ, Ш1Х, УхУогкз, Vindows.
Выбор языка программирования и ОС, отвечающих требованиям разработки конкретных ПС, является необходимым условием построения качественного ПО и обеспечения его надежного функционирования. Достаточным условием качественной реализации ПО является соблюдение некоторых принципов и правил кодирования [4,12,27,83]:
- выработка стиля программирования на основе существующих правил, рекомендаций и нотаций кодирования (использование Венгерской нотации);
- применение проверенных повторно используемых компонентов, высокоэффективных библиотек и шаблонов (библиотеки упрощающие ввод-вывод, библиотеки алгоритмов для автоматизации вычислительной части, интерфейсные компоненты);
- использование защитного стиля программирования, в рамках которого реализуемые методы “не доверяют” друг другу и осуществляют проверку допустимости значений входных аргументов;
- использование механизма исключений10, позволяющего обрабатывать ошибки времени выполнения11, и обработка возвращаемых значений, для предотвращения потенциальных ошибок ПС;
- доказательный подход к программированию, основывающийся на использовании стандартных управляющих структур и конструкций с одним входом и одним выходом, упрощающих процессы верификации и тестирования, а также проведение программистом “неформальной” (в уме) верификации и тестирования реализуемых ПМ.
Таким образом, обосновано использование объектно-ориентированного подхода к проектированию архитектуры ПС ОАИ, позволяющего конструировать сложные ПС в разумные сроки и обеспечить высокую степень гибкости, модифицируемости, расширяемости ПС ОАИ, а также поддерживающего механизмы обеспечения режима реального времени. Указано подмножество языков программирования и ОС,
10 Механизм обработки исключений предоставляет способ явного отделения кода обработки ошибок от “обычного” кода, делая программу более читабельной и подходящей для инструментальных средств.
11 Под ошибкой времени выполнения понимают ошибку, возникающую в ходе исполнения программы.