Андон Ф.И., Коваль Г.И., Коротун Т.М., Лаврищева Е.М., Суслов В.Ю. Основы инженерии качества программных систем

Подождите немного. Документ загружается.

164 Глава 4

используется в парадигмах повышения качества для постановки целей. Результат

применения GQM - спецификация схемы измерения, предназначенной для иссле-

дование определенного множества проблем на пути достижения деловых целей и

содержащей множество правил для интерпретации данных измерения.

4.2. Методология измерения в парадигме

«Цель – Вопрос – Мера»

4.2.1. Принципы измерения и последовательность действий

Рассматриваемая методология измерения опирается на один из подходов в

парадигме GQM и охватывает ядро процесса измерения в модели процесса, пред-

ставленной в стандарте ISO/IEC 15939.

Акцент в целеориентированном (иначе говоря, управляемом целями) измере-

нии делается на планировании и осуществлении сбора и анализа информации, ко-

торая помогает достичь деловых целей, а также на поддержке механизмов обратной

связи (трассируемости) от мер назад к деловым целям.

Управляемый целями процесс измерения базируется на 3 принципах и вклю-

чает 10 этапов работ.

Три принципа измерения таковы:

• Цели измерения извлекаются из деловых целей.

• Контекст измерения обеспечивается построением ментальных моделей.

• Неформальные цели преобразуются в информационные структуры изме-

рения.

Этапы процесса измерения таковы:

1. Определить деловые цели.

2. Идентифицировать объекты исследования или изучаемые проблемы.

3. Определить подцели.

4. Идентифицировать сущности и атрибуты, связанные с подцелями.

5. Формализовать цели измерения.

6. Сформулировать вопросы, требующие ответа в количественной форме, и

определить пригодные для получения ответов на вопросы наглядные средства ото-

бражения зависимостей (диаграммы), которые будут использоваться для того, что-

бы помочь оценить достижение целей измерения.

7. Определить элементы данных, собираемых для конструирования диа-

грамм.

8. Дать определения используемых мер и сделать эти определения оператив-

ными, основанными на конкретных метриках (методах определения значений и

шкалах).

9. Идентифицировать действия, которые будут предприняты для выполнения

измерений (определения мер).

10. Подготовить план реализации измерений.

На рисунке 4.3 представлена модель измерений в рассматриваемом подходе,

на которой в кружках указаны шаги процесса [6].

Основным механизмом преобразования деловых целей в описание проблем,

вопросов и мер являются ментальные модели оперативных процессов инженерии

или управления, отображающие взаимосвязи, существующие между элементами,

ассоциируемыми с процессами.

Глава 4 165

Деловые цели

Чего нужно достичь ?

Чтобы достичь

понадобится...

Что хотелось бы узнать ?

Состоит из

Содержит

Процесс

Ментальная модель

получает производит

Сущности СущностиСущности

Атрибуты Атрибуты Атрибуты

Подцели

G1 G2

Измеримые цели

Q1 Q2 Q3

I1 I2 I3 I4

M1 M2 M3

Вопросы

Показатели

Меры

Контрольная

карта

определения

_________ V

________ V

__________ V

Дополнительные

правила

XX___________

Определения

Анализ и

диагностика

План измерений

- Цели измерений

- Сфера

измерений

- Действия

Обозначения

(goal) - цель,

(question) - вопрос,

(indicator) - диаграмма,

(measure) - мера.

Рис. 4.3. Модель измерений, управляемых целями

Существует 4 типа элементов в представлениях оперативных процессов:

• то, что процессы получают извне (входы и ресурсы) и используют либо

расходуют;

• то, что процессы производят (результаты) – основные продукты, проме-

жуточные продукты и эффекты;

• то, из чего процессы состоят (действия, граф-схемы выполнения процес-

сов и действующие лица) - структура процессов;

• то, что процессы содержат или сохраняют (внутренние артефакты, на-

пример: наработки, незавершенная работа, используемые методы и инструменты).

166 Глава 4

Все элементы в процессе являются сущностями, имеющими атрибуты, прямо

или косвенно относящимися к деловым целям. Ментальные модели процесса

должны акцентировать внимание на тех элементах, которые оказывают сущест-

венное влияние на процесс или дают глубокое представление о нем.

На рисунке 4.4 приведена таксономия сущностей – кандидатов на измерение.

Она может помочь в построении полезных ментальных моделей, а также вопросни-

ков и других инструментов, используемых для идентификации сущностей и атри-

бутов, значениями которых можно управлять, для того чтобы достичь поставлен-

ных деловых целей.

Процесс

Получает Состоит из Содержит Производит

Ресурсы

Процессы

Материалы Продукты

Люди Задачи Требования

Средства Шаги

Незавершен-

ная работа Спецификации

Инструменты Действия Инструменты Планы

Деньги Подпроцессы Данные Архитектуры

Преобразования Знания Эскизный проект

Предметы

Обзоры Опыт Технический проект

Потребления

Инспекции Рабочий проект

Время Код

Топливо

Контроллеры

Интегрированный код

Энергия Протестирован. код

Усилия

Контроллеры

потока Тестовые наборы

Сырье Сенсоры сиг-

нальные

Результаты тестиро-

вания

Руководящие

материалы

Процессоры

Шлюзы

Протестированные

компоненты

Политика Клапаны Запросы об изменен.

Процедуры Вентили Документация

Цели Дефекты

Ограничения Отчеты о дефектах

Правила

Маршруты

потоков…

Данные

Законы ресурсов

Инструкции продуктов

Приобретаемые мате-

риалы

Нормы данных

управления

Побочные продукты

Средства

Обучения Знания

Опыт

Резервные запасы

и регуляторы

Навыки

Очереди Улучшения процесса

Стеки Отходы и остатки

Резервуары Тепло и свет

Аккумуляторы Данные

Конвейеры Удовлетворенные

Основные

продукты и

промежуточ-

ные продукты

от других про-

цессов

заказчики

Рис. 4.4. Потенциально измеримые элементы (сущности) в модели процесса

Кроме сущностей, используемых в модели оперативного процесса, возможно,

также, придется измерять или характеризовать сущности, находящиеся вне моде-

Глава 4 167

лей процесса. Это могут быть сущности, связанные с факторами среды, оказываю-

щей влияние на выполнение процесса (включая категории заказчиков, тип выпус-

каемой продукции, конъюнктуру рынка и др.). Количественная информация об

этих внешних факторах поможет распознать проблемы, стоящие на пути к успеху,

и оценить возможности совершенствования процесса - два вида деятельности,

обычно присутствующих при достижении почти всех деловых целей.

4.2.2. Этап 1: определение деловых целей

Первый шаг процесса в парадигме целеориентированных измерений состоит

в идентификации деловых целей, стимулирующих деятельность организации.

Хотя деловые цели в различных подразделениях зависят от уровня в иерар-

хической структуре организации, на котором они находятся, и специфики их дея-

тельности, - все цели, как правило, взаимосвязаны и часто одна с другой конкури-

руют. Множество целей от высших глобальных целей организации до локальных

целей достижения успеха по определенным аспектам деятельности конкретных от-

делов и групп образуют иерархии и могут быть декомпозированы с любого уровня.

Управляемый целями процесс измерений достаточно гибок. Он может быть

инициирован на любом организационном уровне. Если начать процесс измерения с

определения целей высокого уровня, как, например, «уменьшить продолжитель-

ность разработки программных продуктов» или «повысить степень удовлетворен-

ности заказчика получаемым программным продуктом», можно быть уверенным в

том, что результирующие меры будут трассируемыми назад к деловым целям на

этом уровне. Однако в этом случае может понадобиться итерация работ на этапах 2

и 3 (и возможно на этапе 4) процесса для того, чтобы стимулировать декомпозицию

и анализ целей до такого уровня, на котором можно будет определить конкретные

эффективные меры. Если начать процесс измерения на более низком уровне, можно

избежать «лишней» работы на некоторых этапах, но при этом повысится вероят-

ность того, что выбранные цели не будут протрассированы к целям высших уров-

ней. Возможно лучший совет, который можно дать относительно выбора деловых

целей, состоит в том, что начинать нужно с деловых целей тех лиц, чья поддержка

наиболее важна для внедрения и осуществления процесса измерений.

Выполнение данного этапа работ очень важно для всего целеориентирован-

ного процесса измерений, поскольку обеспечивает гарантии, что все существен-

ные моменты в деятельности организации учтены, цели выбраны правильно и из-

мерения будут эффективно применены. Стимулом для выбора целей может стать,

например, необходимость управлять рисками в определенных сферах деятельности

организации, идеи совершенствования оперативных процессов или технологий,

потребности стратегического планирования и пр.

Для идентификации и приоритезации целей полезно использовать методы

мозгового штурма, интервьюирования коммерческих директоров и других ответст-

венных исполнителей на всех уровнях иерархической организационной структуры.

Продуктом первого этапа работ является приоритезированный набор дело-

вых целей организации. В интересах дела хорошо было бы получить одобрение со

стороны руководителей (менеджеров) более высокого уровня, чтобы гарантиро-

вать, что приоритеты расставлены правильно и ничто важное не упущено или не

интерпретировано неправильно.

168 Глава 4

4.2.3. Этап 2: идентификация объектов изучения

После того, как стали ясны деловые цели того организационного уровня, для

которого выполняются измерения, нужно определить объекты, изучение которых

поможет понять, оценить, предсказать, или улучшить действия, связанные с дос-

тижением целей. Задавая такие вопросы, как, например, «какие именно действия

выполняются» и «что, конкретно, хотелось бы улучшить или чего достичь?», и

формулируя такие утверждения, как, например, «чтобы сделать это, нужно будет

…», можно начать идентифицировать необходимую количественную информацию.

Формулировать вопросы нужно до тех пор, пока цели верхнего уровня не будут

детализированы то такой степени, когда определяться сущности (объекты интере-

са), подлежащие усовершенствованию, или проблемы, подлежащие решению.

В качестве вспомогательного инструмента для построения вопросов и ото-

ждествления сущностей можно использовать перечни «сущность-вопрос», состав-

ленные по форме, представленной на рисунке 4.5.

Сущности, представляющие интерес Вопросы, связанные с деловой целью

Основные и промежуточные продукты

… …

Входы и ресурсы

… …

Внутренние артефакты (незавершенная работа, задолженность, материалы и др.)

… …

Действия и маршрутные потоки

… …

Рис. 4.5. Форма для составления перечней «сущность – вопрос»

Последовательность решения задач на этапе 2 такова:

1. Начать с одной из целей верхнего уровня, которые должны быть определе-

ны на этапе 1.

2. Установить круг лиц, проблемы в работе которых нужно исследовать.

3. Построить ментальные модели исследуемых процессов. Руководствоваться

нужно вопросом «чего нужно достичь?» и проблемой, решением которой нужно

заняться, чтобы достичь этого.

4. Составить список важных деталей (сущностей) в процессах, убедившись в

том, что отражение нашел каждый из четырех видов сущностей в процессе (см. ри-

сунок 4.4). Можно также перечислить некоторые из сущностей среды, находящиеся

за рамками рассматриваемых процессов.

5. Для каждой сущности составить список вопросов, ответы на которые смо-

гут помочь планировать и управлять достижением стоящих деловых целей. Напри-

мер: Насколько (то, о чем идет речь) большое? Сколько его там? Как много компо-

нентов? Насколько быстро происходит? Сколько это продолжается? Сколько

это стоит?

6. Посмотреть на процесс в целом, чтобы понять, не пропущено ли что-либо.

С помощью выяснения таких вопросов, как, например: Стабильный ли процесс?

Глава 4 169

Как он выполняется в настоящее время? Что ограничивает возможности его

улучшения? Что определяет качество? Что определяет успех? Что можно

контролировать? Чего хотят заказчики? Что ограничивает выполнение? Что

может идти неправильно? Что могло бы использоваться в качестве сигнализа-

тора для своевременного предупреждения? Насколько велика задолженность?

Каково происхождение задолженности? и, что особенно важно, как об этом уз-

нать? - можно обнаружить дополнительные сущности, атрибуты которых возмож-

но стоит измерить.

7. Повторить задачи 1 - 6 для всех других целей. Сначала лучше четко иден-

тифицировать элементы данных, касающиеся одной или двух основных деловых

целей, а лишь затем переключиться на дополнительные цели. Это поможет обеспе-

чить управляемость процесса измерений, поскольку впоследствии образуется

большой набор мер, который нужно будет сокращать, оставляя только меры, наи-

более значимые и пригодные для измерения как можно большего числа сущностей.

Нет универсальных рекомендаций относительно деления целей на основные и до-

полнительные (второстепенные). Важно помнить, что как первая цель, так и все

последующие ориентированы на повышение степени удовлетворенности заказчика

получаемым программным продуктом.

В таблице 4.2 перечислены примеры сущностей и вопросов, которые могли

бы интересовать менеджера проекта, пытающегося повысить степень удовлетво-

ренности заказчика получаемым программным продуктом.

Таблица 4.2. Пример перечня «сущности-вопросы»

Сущности, интере-

сующие менеджера

Вопросы, связанные с удовлетворением заказчика

1. Основные и промежуточные продукты

1.1.1. Читабельны ли разрабатываемые документы?

1.1.2. Можно ли отследить возможности системы от одного доку-

мента к другому?

1.1.3. Являются ли документы лаконичными и полными?

1.1. Документы

1.1.4. Корректна ли терминология?

1.2.1. Согласуется ли исходный код с документами?

1.2.2. Свободен ли исходный код от ошибок?

1.2.3. Соответствует ли исходный код стандартам программирова-

ния?

1.2.4. Адекватно ли время отклика системы?

1.2. Исходный код и

откомпилиро-

ванные продук-

ты

1.2.5. Удовлетворителен ли человеко-машинный интерфейс?

1.3.1. Согласуются ли планы с ограничениями заказчика?

1.3.2. Актуальны ли планы?

1.3. Планы

1.3.3. Доводятся ли планы и изменения до заказчика?

1.4. Финансирова-

ние

1.4.1. Согласуется ли финансирование с планами?

1.4.2. Согласуются ли финансовые сметы с ограничениями заказ-

чика?

170 Глава 4

Сущности, интере-

сующие менеджера

Вопросы, связанные с удовлетворением заказчика

2. Входы и ресурсы

2.1.1. Способны ли люди квалифицированно разработать то, что

удовлетворило бы заказчика?

2.1. Сотрудники

2.1.2. Существует ли текучесть кадров, препятствующая обеспе-

чению качества продукта?

2.2. Соисполнители 2.2.1. Согласуются ли практические приемы, которыми пользуют-

ся соисполнители, с той деятельностью, которую они

должны выполнять в проекте?

2.3.1. Удовлетворяет ли целевая система требованиям к эффектив-

ности?

2.3. Компьютеры

2.3.2. Надежна ли целевая система?

2.4. Запросы об из-

менении

2.4.1. Содержат ли запросы об изменениях, подаваемые заказчи-

ком, информацию о том, что измерения должны делаться

вовремя и быть эффективными?

3. Внутренние артефакты (незавершенная работа, задолженность,

хранимые материалы и др.)

3.1.1. Насколько велика задолженность по отработке запросов об

изменениях, поданных заказчиком?

3.1. Запросы об из-

менениях (неза-

вершенные ра-

боты)

3.1.2. Где возникли задолженности?

4. Действия и маршрутные потоки

4.1. Разработка 4.1.1. Видит ли заказчик прогресс в разработке?

4.2.1. Адекватны ли процедуры тестирования для оперативного

использования системы?

4.2. Тестирование

4.2.3. Одобрил ли заказчик процедуры тестирования и результаты

тестирования?

4.3.1. Соизмеримо ли время устранения ошибок с ограничениями

заказчика?

4.3.2. Поставлено ли изменение на контроль?

4.3.3. Реализуются ли высокоприоритетные изменения своевре-

менно?

4.3. Устранение

ошибок

4.3.4. Видит ли заказчик состояние и продвижение его запросов об

изменениях?

4.2.4. Этап 3: определение подцелей

Третий шаг в управляемом целями процессе измерения состоит в том, чтобы

трансформировать цели верхнего уровня в подцели, связанные с конкретными дей-

ствиями, выполняемыми в исследуемом оперативном процессе.

Вопросы, порожденные ментальной моделью оперативного процесса, указы-

вают прямо или косвенно на сущности и атрибуты, связываемые с достижением

целей. Теперь нужно перегруппировать эти вопросы таким образом, чтобы очер-

тить проблемы, к которым они могут иметь отношение. Например, первые четыре

вопроса в таблице 4.2 (вопросы 1.1.1. – 1.1.4) касаются документации. Они уже

сгруппированы таким образом, что охватывают проблему, связанную с разрабаты-

ваемой документацией.

Глава 4 171

Поскольку перечень «сущности-вопросы» просматривается сверху вниз,

можно видеть, что новую группу образуют следующие пять вопросов, имеющих

отношение к качеству и эффективности работы программного продукта (1.2.1-

1.2.5). В эту группу могут быть включены также вопросы 2.3.1, 2.3.2, 4.2.1 и 4.3.2,

поскольку тоже касаются данной проблемы.

По мере того, как идентифицируются темы и проблемы, представляющие ин-

терес, собираются относящиеся к ним вопросы и формируется новый список, от-

сортированный по проблемам (таблица 4.3). Один и тот же вопрос может входить в

разные группы, если он касается разных областей проблем.

Таблица 4.3. Группирование вопросов для определения подцелей

Группы Вопросы в группе, касающиеся удовлетворенности заказчика

Группа 1

(докумен-

ты)

• Читабельны ли разрабатываемые документы?

• Отслеживаются ли возможности системы от одного документа к другому?

• Являются ли документы лаконичными и полными?

• Корректна ли терминология?

Группа 2

(про-

граммный

продукт)

• Согласуется ли исходный код с документами?

• Свободен ли исходный код от ошибок?

• Соответствует ли исходный код стандартам программирования?

• Адекватно ли время отклика системы?

• Удовлетворителен ли человеко-машинный интерфейс?

• Удовлетворяет ли целевая система требованиям к эффективности?

• Надежна ли целевая система?

• Поставлено ли изменение на контроль?

• Адекватны ли процедуры тестирования для оперативного использования

системы?

Группа 3

(управле-

ние про-

ектом)

• Согласуются ли планы с ограничениями заказчика?

• Актуальны ли планы?

• Согласуется ли финансирование с планами?

• Согласуются ли финансовые сметы с ограничениями заказчика?

Группа 4

(управле-

ние изме-

нениями)

• Содержат ли запросы об изменениях, подаваемые заказчиком, требования

о том, что измерения должны делаться вовремя и быть эффективными?

• Насколько велика задолженность по отработке запросов об изменениях,

поданных заказчиком?

• Соизмеримо ли время устранения ошибок с ограничениями заказчика?

• Где возникли задолженности?

• Поставлено ли изменение на контроль?

• Реализуются ли высокоприоритетные изменения своевременно?

Группа 5

(взаимо-

действие)

• Доводятся ли планы и изменения до заказчика?

• Видит ли заказчик прогресс в разработке?

• Одобрил ли заказчик процедуры тестирования и результаты тестирования?

• Видит ли заказчик состояние и продвижение его запросов об изменениях?

Другие

• Способны ли люди квалифицированно разработать то, что удовлетворило

бы заказчика?

• Существует ли текучесть кадров, препятствующая обеспечению качества

продукта?

• Согласуются ли практические приемы, которыми пользуются соисполни-

тели, с той деятельностью, которую они должны выполнять в проекте?

172 Глава 4

Группирование проблем и вопросов далее естественным образом переходит

в формулирование подцелей-кандидатов (таблица 4.4).

Таблица 4.4. Подцели с позиции цели повышения степени

удовлетворения заказчика (взгляд менеджера)

Обозначение подцели Формулировка подцели

Подцель 1 Улучшить читабельность и трассируемость документов

Подцель 2 Улучшить надежность и эффективность разработанного кода

Подцель 3 Улучшить мониторинг планов и финансирования

Подцель 4 Повысить эффективность процесса управления изменениями

Подцель 5 Улучшить взаимодействие с заказчиком

Если список получается длинным и может впоследствии вызвать появление

большого количества мер, - проблемам можно присвоить приоритеты и выполнить

упорядочение. Это поможет в дальнейшем сосредоточить внимание, прежде всего,

на главных проблемах.

4.2.5. Этап 4: идентификация сущностей и атрибутов

После того, как построен перечень обоснованных подцелей наряду со спи-

сками соответствующих проблем и вопросов, эти списки используются для уточ-

нения ментальной модели и связанных с ней сущностей и атрибутов.

Работа на этапе 4 начинается с создания предварительного эскиза ментальной

модели оперативного процесса инженерии или управления. Затем перечисляются

вопросы, на которые важно получить ответы. Эти вопросы обычно ассоциируются

с подцелями, имеющими наивысший приоритет.

Выполнение эскиза и построение списка – итеративный процесс – эскизы

порождают вопросы, а вопросы приводят к уточнению эскизов. Подобные итера-

ции, вероятно, появятся и на более поздних этапах, поскольку развитие ментальной

модели будет продолжаться.

Каждый вопрос в списке нужно рассматривать отдельно, идентифицируя

сущности, которые в нем содержаться, а затем перечислить подходящие атрибуты,

ассоциирующиеся с каждой сущностью. Подходящими считаются такие атрибуты,

идентификация которых поможет ответить на вопрос или установить контекст ин-

терпретации ответов. Нужные атрибуты обычно цитируются в вопросе, явно или

неявно. Распознавание сущностей может повлечь за собой также появление новых

вопросов и атрибутов.

Список сущностей и атрибутов для каждой сущности – основной результат

работы на данном этапе. Атрибуты становятся кандидатами на измерение. Полезно

помнить о различии между атрибутами, характеризующими сущность, и мерами,

связываемыми с соответствующими метриками и шкалами для измерения атрибу-

тов. При составлении списков сущностей и атрибутов нужно стремиться к тому,

чтобы меры, которые далее будут выбираться, были уникальными. Форма для уче-

та сущностей и атрибутов по каждому вопросу представлена на рисунке 4.6, а при-

меры сущностей и атрибутов для группы вопросов, определяющих подцель 4 – на

рисунке 4.7.

Глава 4 173

Вопрос

• ________________________

Сущность

• ________________________

Атрибуты

• ________________________

…

Рис. 4.6. Форма учета сущностей и атрибутов

Подцель 4: Повысить эффективность процесса управления изменениями

Вопрос 1:

• Содержат ли запросы об изменениях, подаваемые заказчиком, информацию о том,

что изменения должны делаться вовремя и быть эффективными?

Сущность:

• Портфель запросов об изменениях, полученных от заказчиков

Атрибуты:

• Размер портфеля (например, количество полученных запросов об изменении)

• Адекватность (например, % запросов об изменении, все поля в которых заполнены

правильно)

• Распределение дефектов (например, для каждого обязательного поля в структуре

запроса: 1) % запросов, в которых это поле не заполнено; 2) % запросов, в которых

поле заполнено неправильно)

Вопрос 2:

• Насколько велика задолженность по отработке запросов об изменениях, поданных

заказчиком?

Сущность:

• Портфель неотработанных запросов об изменениях

Атрибуты:

• Размер портфеля (количество запросов, полученных, но еще не отработанных)

• Размер очереди запросов, пребывающих в ожидании действий на каждой стадии

процесса управления изменениями

• Общее оцененное количество усилий, необходимых для разгрузки портфеля

Вопрос 3:

• Соизмеримо ли время устранения ошибок с ограничениями заказчика?

Сущность:

• Процесс управления изменениями

Атрибуты:

• Ожидания пользователя относительно длительности цикла отработки запросов

• Распределение частоты периодов времени от момента получения запроса до ин-

сталляции обновленного фрагмента продукта у заказчика

• Среднее количество времени, которое тратится на отработку запроса на каждом шаге

процесса реализации изменений

Рис. 4.7. Пример описания сущностей и атрибутов