№3 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Лекция № 3

Тема: «ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ»

Учебные вопросы

Критерии оценки технологий проектирования программных средств

Суть управления качеством программных средств

Составляющие затрат в жизненном цикле программных средств

Основные факторы, влияющие на трудоёмкость разработки

программных средств

1. Критерии оценки технологий проектирования программных средств

Эффективность (полезность) технологий характеризуется в основном

трудоёмкостью и длительностью создания ПС, а также достигаемым

качеством. Критерии оценки качества ПС и ТЭП позволяют осуществлять

целевое управление их разработкой при применении конкретных технологий.

В процессе разработки ТЗ выявляются основные показатели,устанавливается относительная важность каждого из них и строится обобщённая целевая функция требуемого качества, а также устанавливаются допустимые затраты и длительность разработки ПС, которые должны обеспечить соответствующие технологии.

После завершения отладки и испытаний эти показатели и обобщённая функция уточняются на предмет их соответствия ТЗ. Различают функциональные и конструктивные критерии качества ПС.

Первые отражают специфику применения и степень соответствия ПС их

целевому назначению (номенклатуру исходных данных, достоверность

результатов, разнообразие функций редактирования и т.д.). В ряде случаев

их можно свести к показателям обобщённой экономической эффективности применения ПС в ЖЦ, характеризуемой величиной экономии труда, энергии, материалов и т.п.

Вторые критерии оценивают сложность программ, надёжность функционирования, ресурсы ЭВМ, корректность программ и др. Особо следует выделить временные показатели ЖЦ программ (длительность проектирования, продолжительность эксплуатации и время проведения модификаций), которые в ряде случаев могут быть более важными, чем трудоёмкость. Поэтому для каждой разработки целесообразно проводить ранжирование критериев и влияющих характеристик на всех этапах ЖЦ.

2. Суть управления качеством программных средств

Для управления качеством необходима формализация технологии

проектирования, а также независимое измерение, контроль и анализ

критериев качества ПС и влияющих на них факторов. Управление

качеством ПС включает:

анализ системных требований к ПС и ранжирование критериев качества,

разработку методик и стандартов контроля выполнения правил

модульно-иерархического построения ПС,

создание методов и технологии поэтапного контроля выполнения

заданных требований к качеству ПС.

применение средств инструментальной, технологической поддержки

автоматизации программирования, отладки и испытаний, обеспечивающих

создание ПС с заданными значениями критериев качества.

Важнейшим для качества ПС является этап системного анализа и формирования ТЗ.

При этом необходимо учитывать 2 типа ограничений:

1) ограничения знаний о методах решения задач,

2) ограничения ресурсов, доступных для реализации ПС.

Составляющие затрат в жизненном цикле программных средств

Почти всегда критерии качества связаны с экономическим эффектом

от применения ПС [10, 14, 15]. Его можно выразить доходом, повышением

производительности труда или прибыли, снижением затрат, энергопотребления и др. экономическими показателями. Во многих

случаях наиболее просто и обобщённо экономический эффект можно

описать доходом Э от использования ПС в течение ЖЦ

продолжительностью t:

Э = Эид – C сум,

где Эид – идеальная эффективность применения программ;

C сум – суммарные потери и затраты, снижающие предельный доход.

Это снижение происходит вследствие затрат на разработку Cр,

сопровождение Cс, эксплуатацию Сэ и из-за потерь в результате

недостаточной надёжности Сн. Тогда

Э = Эид – Ср – Сс – Сэ – Сн.

Динамику совершенствования программ характеризует величина

экономической эффективности, отнесенная к общим затратам, при

которых она достигнута, что позволяет ограничивать качество при

больших затратах.

4. Основные факторы, влияющие на трудоёмкость разработки

программных средств

Качество и эффективность технологии определяется прежде всего

затратами на разработку:

Ср = С1р + С2р + С3р + С4р + С5р,

где С1р – затраты, связанные с непосредственной разработкой ПС;

С2р – затраты на изготовление опытного образца (5 – 10 %), часто не

учитываемые из-за малости;

С3р – затраты на программные средства автоматизации технологии;

С4р – затраты на аппаратные средства автоматизации технологии

(машинное время работы ЭВМ);

С5р – затраты на повышение квалификации специалистов (часто не

учитываются из-за малого значения и трудностей формализации, но

рассматриваются как один из важных факторов, влияющих на величину С1р).

В результате можно считать, что для практических целей проведения

анализа можно пользоваться формулой

Cр = С1р + С3р + С4р.

В этой сумме при создании средних и крупных ПС все три

составляющие примерно равны, но основное внимание при анализе

следует обращать на С1р, так как на неё наиболее сильно влияет объём

разработки ПС. Приближённо можно считать, что затраты на разработку

должны быть прямо пропорциональны объёму создаваемых ПС (Пк) при

одной и той же производительности труда разработчиков, измеряемой

числом созданных команд за один человеко-день труда. При этом

учитывается труд не только программистов, но и разработчиков

алгоритмов, системных аналитиков и обслуживающего персонала.

Длительность разработки программных средств

Диапазон приемлемых длительностей разработок Tр ограничен

сверху 10 годами (рациональными сроками создания самых сложных ИС),

а снизу – 1 – 3,5 года (сроками естественного технологического процесса).

Среднюю длительность разработки можно аппроксимировать

зависимостью

Тр = 0,8 Пк

1/3, или Тр = 1,4 Пк

¼ лет,

где Пк – объём ПС в тысячах команд.

Распределение затрат по этапам разработки

По опыту эксплуатации трудоёмкость отдельных этапов разработки

различается в 2 – 4 раза, а загрузка отдельных категорий специалистов на

них – в _______3 – 5 раз. Это надо учитывать при планировании и организации

проектирования ПС, а также при прогнозировании затрат на непосредственную разработку программ. Так же неравномерно в зависимости от этапов изменяется и потребность в машинном времени С4р, причём для разных ЭВМ (моделирующих, технологических,реализующих) эта потребность находится в широком диапазоне и является максимальной для этапа динамической отладки. Такие оценки затрат машинного времени позволяют рационально планировать и прогнозировать необходимую аппаратную оснащённость разработок по

этапам и в целом на весь ЖЦ. Упорядоченный подход к организации проектирования сложных ПС с учётом вышеизложенного позволяет

создавать ПС с высоким качеством и допустимыми затратами, если

использовать современные технологии, методы и системы ав автоматизации

проектирования, выбирая их на основе системного и технико-

экономического анализа достигаемого эффекта и ресурсов на весь ЖЦ.