Система модельно-алгоритмической поддержки многоэтапного анализа надежности программных средств

• Автор: Юнусов, Ренат Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание.
Введение.
1 Анализ методов оценки надежности программных средств на всех этапах жизненного цикла

1.1 Программное обеспечение и надежность

1.2 Проблемы в области исследования надежности программного обеспечения

1.2.1 Проблемы терминологии .

1.2.2 Проблемы выбора параметров

1.3 Классификация моделей оценки надежности программного обеспечения

1.3.1 Классификация по оптимизируемым параметрам надежности.

1.3.2 Классификация по используемым формальным методам

1.3.3 Классификация моделей по их месту в процессе разработки.

1.3.4 Прочие модели.
1.3.5 Гибридные модели
1.4 Методы и средства обеспечения надежности программного обеспечения
1.4.1 Методы проектирования надежного программного обеспечения
1.4.2 Методы предупреждения ошибок
1.4.3 Методы обнаружения ошибок.
1.4.4 Методы обеспечения устойчивости к ошибкам.
1.5 Фазы разработки программного обеспечения
1.6 Фаза дизайна архитектуры программного обеспечения.
1.6.1 Создание архитектуры программного обеспечения, как этап проектирования информационной системы
1.6.2 Зависимость надежности от архитектуры программного обеспечения
1.6.3 Компоненты архитектуры
1.6.4 Свойства компонентов архитектуры
1.6.5 Надежность архитектуры программного обеспечения.
1.7 Фаза кодирования
1.8 Фаза тестирования.
1.8.1 Методология тестирования программного обеспечения
1.8.2 Моделирование роста надежности программного обеспечения
1.8.3 Операционные профили тестирования
1.9 Выводы.
2 Мультиверсионное программное обеспечение
2.1 Базовые элементы мультиверсиоиного программного обеспечения
2.2 Жизненный цикл мультиверсиоиного программного обеспечения
2.2.1 Фаза системных спецификаций формирование Ь1УХ 4 супервизор .
2.2.2 Фаза выработки требований к ПО выбор способов достижения и степени разнообразия версий ПО.
2.2.3 Фаза спецификации ПО установка определителей ошибок и алгоритмов восстановления.
2.2.4 Фаза проектирования и кодирования ведение СШпротокола развития ЫУБ
2.2.5 Фаза тестирования фаза предварительной эксплуатации 3.
2.2.6 Фаза оценки и принятия оценка отказоустойчивости Ь1У
2.2.7 Фаза сопровождения и развития выбор и осуществление способа сопровождения ЫУБ
2.3 Восстановление сбойных компонент при мультнвсрсиоппом объектно
и ориентированном программировании.
2.3.1. Подход к построению избыточности программного обеспечения.
2.3.2 Избыточность программного обеспечения и объектноориентированный подход.
2.3.3 Общие принципы реализации мультивсрсионной избыточности
2.3.4 Современные подходы реализации мультиверсиоиной избыточности
2.3.5 Объектноориентированное восстановление версий компонент программного обеспечения.
2.4 Выводы.
3 Модели и алгоритмы анализа надежности программных средств
3.1 Модель анализа на этапе дизайна архитектуры программного обеспечения .
3.2 Анализ надежности программного обеспечения на фазе кодирования
3.3 Анализ надежности программного обеспечения на фазе тестирования системы .
3.4 Операционные профили тестирования компонент
3.4.1 Оценивание вероятностей сбоя.
3.4.2 Ведение таблиц параметров профилей.
3.4.2 Пример применения операционных профилей
3.5 Модели надежности объектноориентированного программного обеспечения .
3.5.1 Фаза построения архитектуры объектноориентированного программного обеспечения
3.5.2 Фаза кодирования.
3.5.3 Фаза тестирования
3.5.4 Оценка параметров надежности.
3.5.6 Модель оценки транзакционной надежности объектноориентированного программного обеспечения
4 Программная реализация системы модельноалгоритмической поддержки многоэтапного анализа надежности программных средств. Практическое применение и анализ результатов
4.1 Общие сведения.
4.2 Описание системы модельноалгоритмической поддержки многоэтапного анализа надежности программных средств.
4.3 Концептуальная архитектура системы модельноалгоритмической поддержки многоэтапного анализа надежности программных средств.
4.3.1 Логическая структура данных
4.4 Концептуальная архитектура реализации мультиверсиопной среды.
4.5 Описание функционирования системы
4.6 Примеры решения задач и анализ результатов.
4.6.1. Фаза создания архитектуры.
4.6.2 Фазы кодирования и тестирования компонент.
4.6.3 Фаза тестирования системы
4.6.4 Фаза эксплуатации
4.7. Анализ результатов
Заключение.
Список использованных источников


При выполнении работы использовались математическое и вероятностное моделирование параметров сложных систем, методы оценки надежности сложных систем, элементы теории вероятностей, объектноориентированный анализ, теория надежности программного обеспечения. Создана модифицированная модель роста надежности программного обеспечения, позволяющая получить требуемое время тестирования компонент ПО для достижения требуемого уровня надежности. Предложена базовая модель оценки параметров надежности. Разработан алгоритм трансформации базовой модели для оценки надежности ПО любого класса. Предложены модель и алгоритм оценки транзакционной надежности программного обеспечения систем обработки и хранения информации. Реализован программный комплекс моделей и алгоритмов оценки. Значение дли теории. Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, создают теоретическую основу для разработки моделей, методов и алгоритмов, направленных на эффективный анализ программных средств на всех фазах жизненного цикла программного обеспечения. Практическая ценность. Разработанная в диссертации система модельноалгоритмической поддержки многоэтапного анализа надежности программных. Рассчитать требуемое время тестирования компонент в человекочасах ПО для достижения требуемого уровня надежности на ранних фазах жизненного цикла. Решать новые задачи по оценке надежности программных средств и быстрому восстановлению сбойных компонент архитектуры ПО, используя абстрактные состояния не сбойных копонент. Базовая модель оценки надежности применяется как для любого ПО, з том числе, обьектноорентированного ПО, для мул ьти вере нон но го объектноориентированного ПО с распределенной архитектурой и позволяет выявлять узкие места в компонентах программных средств и диапазоны входных значений, в наибольшей степени влияющие на сбои в компоненте. Данная модель также позволяет рассчитывать транзакционную надежность систем обработки информации на фазе тестирования всей системы. Достоверность полученных результатов подтверждается тестированием и оценкой результатов применения разработанной системы в реальных проектах, а также согласованностью расчетных и экспериментальных данных. Реализации результатов работы. При использовании системы модельноалгоритмической поддержки многоэтапного анализа надежности программных средств был реализован модуль Модели надежности системы i i ix, используемый в официальном Центре Решений i i i в Красноярском крае. Материалы диссертационной работы введены в учебные курсы н используются при чтении лекций студентам кафедры информатики Красноярского Государственного Технического Университета по дисциплине Разработка программного обеспечения для ннформационноуправляющих систем. Базовая модель оценки параметров надежности программных средств. Алгоритм трансформации базовой модели, позволяющий эффективно оценить параметры надежности ПО различных классов. Модель и алгоритм оценки транзакционной надежности объектноориентированного программного обеспечения систем обработки и хранения информации. Система модельноалгоритмической поддержки многоэтапного анализа надежности программных средств. Апробация работы. Основные положения и результаты работы прошли всестороннюю апробацию на всероссийских конференциях, научных семинарах и научнопрактических конференциях. Решетневскне чтения, Красноярск, г. Вологда,
на международной научной конференции i, СанктПетербург, г. Научноинновационное сотрудничество. Москва,
на международной научнопрактической конференции СибГАУ САКС, Красноярск, г. Vй всероссийской конференции с международным участием молодых ученых и аспирантов Новые информационные технологии. Разработка и аспекты применения, Таганрог ТРТУ. Диссертационная работа в целом обсуждалась на научных семинарах кафедры информатики Красноярского Государственного Технического Университета гг. Академии i i i I, Москва г. Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ. Полный список публикаций представлен в конце автореферата. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.