Метрология, обеспечение единства измерений. Измерение неколичественных характеристик. Шкалы и метрики для сравнительной оценки программных продуктов

Курсовая работа выполнена по всем требованиям для МТИ.
Уникальность работы более 85% по етхт.
По запросу могу дополнить или изменить.

...

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ 5
1.1. Ключевые аспекты метрологии и единства измерений 5
1.2. Специфика стандартизации ПО 8
Выводы по главе 1 13
ГЛАВА 2 АНАЛИЗ МЕТРИК СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПО 14
2.1. Особенности оценки качества ПО 14
2.2. Метрики оценки качества ПО 19
Выводы по главе 2 25
ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОГРАММЫ ПО МЕТРИКЕ ХОЛСТЕДА 26
3.1. Описание принципов использования метрики Холстеда 26
3.2. Описание результатов работы созданной программы и расчет характеристик по метрике Холстеда 29
Выводы по главе 3 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 37

Объект исследования: особенности и возможности применения метрологии для задач оценки качества ПО.
Предмет исследования: специфика существующих метрик оценки качества ПО.
Цель работы заключается в закреплении, расширении, обобщении и систематизации знаний в рамках изучаемой предметной дисциплины, путем анализа ключевых положений и аспектов метрологии, шкал и метрик оценки качества ПО.

стоимость процедур проверки качества ПО;
итоговая стоимость всего процесса разработки программного продукта.
Метрики использования в подавляющем своем большинстве используются для проведения измерений степени общего удовлетворения имеющихся потребностей пользователей при решении задач. Полезны для оценки не столько свойств программы, а полученных результатов ее использования, что позволяет определить эксплуатационное качество продукта. Примером такой метрики является точность и полнота реализации всех поставленных задач пользователя, степень затраченных ресурсов в процессе решения всех задач пользователя. Оценка поставленных требований пользователя осуществляется также путем применения внешних метрик.
В исследовании метрик ПО существует два основных направления [7]:
поиск метрик оценки самого ПО с учетом специфических особенностей и характеристик;
использование существующих метрик для оценки всех технических характеристик и аспектов разработки ПО и. оценки условий создания программного продукта.
В настоящее время на практике применяется более сотни различных метрик. По типу информации, которая получается в процессе оценки качества ПО существующие метрики можно подразделить группы [11]:
оценивающие возможное отклонение от установленной нормы характеристик исходных проектных материалов.
позволяющие прогнозировать итоговое качество создаваемого ПО.
метрики, с помощью которых принимается нужное решение о соответствии итогового ПО всем заданным требованиям.
Существующие качественные метрики оценки бывают следующие [5]:
информационной и топологической степени сложности программного продукта;
надежности ПО для прогнозирования возможных сценариев отказа;
производительности ПО и увеличения уровня эффективности его использования путем выявления возможных ошибок проектирования;
уровня используемых языковых средств и возможностей их использования;
уровня сложности восприятия созданных программных текстов, которые ориентированы в первую очередь на имеющиеся психологические факторы, являющиеся существенными и приоритетными для процесса сопровождения и изменения программ;
степени производительности труда разработчиков для осуществления прогноза сроков создания программ и планирования необходимых работ по разработке программных продуктов.
В зависимости от существующих характеристик применяемых метрик и их назначения используются такие измерительные шкалы [17]:
номинальная шкала, которой соответствуют метрики, осуществляющие классификацию ПО на типы по показателю наличия некоторой конкретной характеристики без учета возможных градаций;
порядковая шкала, которая соответствует метрикам, используемым для ранжирования некоторых характеристик путем выполнения процедуры сравнения с имеющимися опорными значениями, таким образом, она позволяет определить взаимное положение имеющихся модулей ПО;
интервальная шкала, которая соответствует метрикам, определяющим не только относительное положение ПО, но дистанцию между модулями;
относительная шкала, которая соответствует метрикам, предназначенным для определения расстояния оценок от границы, с которой данная характеристика может быть модифицирована.
Выводы по главе 2
Во второй главе осуществлен анализ метрик сравнительной оценки качества программного обеспечения. Выявлены и описаны ключевые особенности оценки качества программного обеспечения, даны определения основным терминам и приведены соответствующие иллюстративные материалы. Описаны существующие классификации и типы метрик оценки качества программного обеспечения, приведены наиболее распространенные на практике шкалы измерении характеристик отдельных метрик оценки качества ПО.
ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОГРАММЫ ПО МЕТРИКЕ ХОЛСТЕДА
3.1. Описание принципов использования метрики Холстеда
Метрики Холстеда позволяют реализовать лексический подход к процессу измерения имеющихся характеристик ПО, основанный на ряде свойств алгоритмов. Свойства описания конкретного алгоритма могут быть измерены на базе следующих характеристик (оценочных элементов) [2]:
n1 - количество различных операторов программы;
n2 - количество различных операндов программы;
N1 - общее количество операторов программы;
N2 - общее количество операндов программы.
На их основе Холстед определяет следующие метрики:
1. Словарь программы (в условных единицах)
(3.1)
2. Длина реализации (в условных единицах)
(3.2)
3. Длина программы (в условных единицах)
(3.3)
4. Объем программы (в битах)
(3.4)
5. Потенциальный объем программы
, (3.5)
где n2* - общее число входных и выходных параметров.
6. Уровень программы (в условных единицах)
(3.6)
7. Уровень языка
(3.7)
8. Интеллектуальное содержание программы (в условных единицах)
(3.8)
9. Работа по программированию (в условных единицах)
(3.9)
10. Время на программирование (в условных единицах)
(3.10)
или
(3.11)
где S – число Страуда (5<S<20<b>).
Уровень программы 0<L<=1 можно использовать для оценки сложности вариантов реализации заданного алгоритма D (чем меньше затрат памяти, тем сложнее вариант программы.
(3. 12)
Для исследования данной метрики на практике реализовано программное приложение «Будильник» на базе использования языка Delphi, его функциональных компонентов, графических средств и библиотек.
Программное приложение в зависимости от заданного значения времени должно сообщить пользователю о наступлении необходимости в принятии определенных действий в форме выдачи информационного сообщения.
Функциональное назначение программы заключается в передаче или напоминании пользователю в заданное время определенного информационного сообщения.
При запуске программы, после того, как пользователь вводит время, дату сигнала и текст, который будет подаваться на экран в заданное время как напоминание о наступлении какого-либо события или необходимости выполнения конкретных действий, главная форма программы должна исчезнуть с экрана.
Появление текста напоминания в указанное время должно сопровождаться звуковым сигналом.
Решение данной задачи предопределяет использование программной среды, позволяющей осуществлять получение и обработку значений текущего времени и воспроизведения звукового файла.
Необходима реализация таких процедур:
1. Инициализация часов текущего времени, на базе использования системного времени. После логической проверки вывод данных значений в часах и минутах организуется в 2 элемента типа Label соответственно. Также, производиться инициализация отображения текущего года и месяца в компоненте Calendar.
2. Инициализация текущего времени по таймеру, проверка условия флага задачи таймера, обеспечение мигания двоеточия в элементе Label, осуществление мониторинга и сравнения текущей даты с установленной датой сигнала. В случае наступления времени подачи сигнала и текстового сообщения инициирует запуск формы, отражающий текстовое сообщение и активизирующей звуковой сигнал.
3. Динамическое изменение значений часов таймера, путем нажатия на элемент UpDown1 и визуализацию получаемых значений в элементе типа Label.
4. Динамическое изменение значений минут таймера, путем нажатия на элемент UpDown2 и визуализацию получаемых значений в элементе типа Label.
5. Применение введенного текстового сообщения установку и запуск программы в фоновом режиме. Она устанавливает интервал проверки таймером заданного времени наступления события текстовой подсказкой и устанавливает флаг таймера.
6. Обеспечение сокрытия окна с сообщением и открытия главного окна программы. Для этого используются команды Hide и Show.
7. Обеспечение вывода текстового сообщения в элемент типа Label и инициализацию воспроизведения звукового сигнала сохраняется в формате wav с помощью функции PlaySound.
3.2. Описание результатов работы созданной программы и расчет характеристик по метрике Холстеда
Перечень основных, используемых при разработке приложения, компонентов.
Для реализации программного приложения использовались такие визуальные компоненты:
• Button - для предоставления управляющих действий по применению изменений по принятым решениям;
• Calendar - для обеспечения наглядного отображения текущей даты на форме приложения;
• Edit - для обеспечении возможности введения пользователем текста необходимого информационного сообщения;
• Label - для отображения текстовых подписей по необходимым компонентам и отображения текущего времени и времени выдачи сигнала программным приложением. Использовано 9 таких компонентов;
• Shape - для визуализации графической структуры-оболочки сегментов даты;
• SpinEdit - для задания года;
• Timer - для реализации механизма отсчета времени до нанесенного момента выдачи напоминания
• TabControl - для реализации вкладки гибкого и удобного переключения между месяцами года при выборе даты выдачи уведомления;
• UpDown - для изменения значений минут и секунд при установке времени выдачи сообщения программным приложением. Использовано 2 таких компоненты.
Все перечисленные компоненты были взяты из палитры визуальных компонентов в среде разработки Delphi и расставлены по форме в необходимом порядке и количестве. Задачи и редактирование всех необходимых графических параметров использованных компонентов осуществляется с помощью использования средства среды разработки Object Inspector.
Перечень реализованных процедур модуля Alarm1.
• procedure TForm1.FormCreate. Данная процедура реализует инициализацию часов текущего времени, на базе использования системного времени. После логической проверки вывод данных значений в часах и минутах организуется в 2 элемента типа Label соответственно. Также, производиться инициализация отображения текущего года и месяца в компоненте Calendar.
• procedure TForm1.Timer1Timer. Данная процедура отвечает за инициализацию текущего времени по таймеру, проверку условия флага задачи таймера, обеспечивает мигание двоеточия в элементе Label, осуществляет мониторинг и сравнение текущей даты с установленной датой сигнала. В случае наступления времени подачи сигнала и текстового сообщения инициирует запуск формы, отражающий текстовое сообщение и активизирующей звуковой сигнал.
• procedure TForm1.UpDown1Click. Данная процедура реализует динамическое изменение значений часов таймера, путем нажатия на элемент UpDown1 и визуализацию получаемых значений в элементе типа Label.
• procedure TForm1.UpDown2Click. Данная процедура реализует динамическое изменение значений минут таймера, путем нажатия на элемент UpDown2 и визуализацию получаемых значений в элементе типа Label.
• procedure TForm1.Button1Click. Данная процедура обеспечивает применение введенного текстового сообщения установку и запуск программы в фоновом режиме. Она устанавливает интервал проверки таймером заданного времени наступления события текстовой подсказкой и устанавливает флаг таймера.
Перечень реализованных процедур модуля Alarm2.
• procedure TForm2.Button1Click. Данная процедура обеспечивает сокрытие окна с сообщением и открытия главного окна программы. Для этого используются команды Hide и Show.
• procedure TForm2.FormActivate. Данная процедура обеспечивает взвод текстового сообщения в элемент типа Label и инициализацию воспроизведения звукового сигнала сохраняется в формате wav с помощью функции PlaySound.
Модель влияния метрик на качество использования ПО приведен на рис.6.
Рисунок 6 – Интерфейс разработанного программного приложения
После задания конкретного времени и даты выдачи информационного сообщения пользователю в текстовом поле «Сообщение» нажимаем кнопку «Ок». После этого программное приложение сворачивается в трей, а когда придет время выдачи сообщения, появляется форма с информационным сообщением
Результаты подсчета характеристик и операндов программы приведены в таблицах 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1 – Результаты подсчета характеристик программы
Подсчет характеристик программы
Оператор
Номер
Число вложений
;
1
89
:
2
72
оператор присваивания :=
3
28
операции отношения >,<,=
4
41
аддитивные операции +,-
5
7
Begin… end
7
15
if, then, else
8
9
now
9
9
IntToStr
10
10
var
11
6
uses
12
3
procedure
13
14
type
14
6
implementation
15
2
class
16
3
n
N1=16
N1=314
Таблица 3.2 – Результаты подсчета операндов программы
Операнд
Номер
Число вложений
Hour
1
6
Min
2
10
AlHour
3
3
AlMin
4
3
cHour
5
5
cMin
6
5
Form1
7
11
Form2
8
7
Label1
9
5
Label2
10
5
Label3
11
4
Label4
12
3
Label5
13
3
Label6
14
1
Label7
15
1
Label8
16
1
Timer1
17
8
UpDown1
18
7
UpDown2
19
8
Shape1
20
1
Shape2
21
1
Edit1
22
4
Button1
23
6
TabControl1
24