Котов С.Л., Палюх Б.В. Разработка, стандартизация и сертификация программных средств и информационных технологий и систем

Подождите немного. Документ загружается.

невозможно определить зависимость главного или интегрального

показателей от первичных и групповых, как в данной работе.

Применяют средние взвешенные арифметические Q, Q и

геометрические V, V показатели качества, вычисляемые по формулам

n n

Q = ∑m

; Q

= ∑m

;

i = 1 i = 1

n n

V = ∏(q

)

; V

= ∏(q

)

i = 1

где ∑m

= 1;

i = 1

– коэффициент весомости i-го показателя, входящего в

обобщённые показатели Q и V;

i = 1, n – число показателей, составляющих средний взвешенный

показатель;

= P

/ P

iб

; q

= P

iб

/ P

где P

i И

iб

– значения i-го показателя качества оцениваемой и базовой

системы соответственно.

Для оценки обычно выбирают q

и q

из таких соображений, чтобы

улучшению качества ЭИС соответствовало увеличение относительного

показателя.

При возможности установления предельных показателей качества

iпред

, определяющих нецелесообразность использования ИС по

конкретному назначению, относительные показатели определяют по

формуле

= (

– Р

iпред

) / (P

iб

– Р

iпред

Для определения значений показателей качества оцениваемой ИС

могут использоваться методы:

экспериментальный, осуществляемый измерительными средствами

или на основе обработки статистических данных;

расчётный, осуществляемый c использованием теоретических или

эмпирических зависимостей и значений параметров, найденных

экспериментально или другими методами;

экспертный, основанный на учёте мнений группы специалистов.

Экспериментальный метод применяют при оценке единичных

показателей назначения,

экологичности и безопасности; расчётный – при

оценке единичных показателей надёжности, технологичности,

стандартизации и унификации и экономических показателей; экспертный –

при оценке показателей эргономичности, защиты от НСД, а также

групповых показателей и уровня качества ИС в целом.

Эти методы могут использоваться в ряде случаев и для определения

базовых показателей, например, когда целью оценки уровня качества ИС

является аттестация качества. Если же целью оценки является контроль

качества ИС или выбор лучшего варианта ИС, то за базовые показатели

берутся нормативные или записанные в ТЗ на систему.

Наиболее сложно определять

базовые показатели, когда целью

оценки является выбор оптимального варианта решения, при которой эта

задача превращается в задачу обоснования оптимальных требований к ИС.

При этом в качестве базовых показателей выбирается эталонная ИС,

обеспечивающая оптимальный уровень качества.

Для оценки весомости отдельных единичных показателей

назначения и надёжности и некоторых других могут быть использованы

метод

стоимостных регрессионных зависимостей, подобный аналого-

сопоставительному методу в лабораторной работе №3, и метод

предельных и номинальных значений, рассматриваемый в данной

лабораторной работе.

Коэффициенты весомости m

для средневзвешенного

арифметического и геометрического показателей определяются по

формулам:

(

)

()

∑

−

iïðåäií

ðp1

m , (6.2)

(

)

()

∑

−

iïðåäií

ðplg1

где P

iн

– номинальное (среднестатистическое) значение оцениваемых

показателей.

Для оценки значимости (весомости) групповых показателей, а также

некоторых единичных показателей прибегают к экспертному методу.

Таким образом, обобщённый средний взвешенный показатель

качества ИС определяется по формуле

К = ∑ m

, (6.3)

i = 1

где m

– коэффициент весомости i-го относительного группового

показателя, 0 < m

< 1; ∑ m

= 1;

i = 1

– относительный групповой показатель качества.

Групповые показатели К

рассчитываются по формуле

= ∑m

, (6.4)

j = 1

где m

– коэффициент весомости j-го относительного единичного

показателя качества в

i-й группе;

0 < m

< 1;

∑

i 1

= 1; К

– относительный единичный показатель

качества в i-й группе;

/ P

баз, если P

/ P

≤ 1,

= (6.5)

/ P

баз, если P

/ P

> 1,

где P

и P

баз – абсолютные единичные показателе качества оцениваемого

и базового образца.

6.4.2. Задание на выполнение работы

Создать электронные таблицы для расчёта относительных

единичных и групповых показателей качества, исходные данные для

которых представлены в табл. 6.3 и 6.4, и провести расчёты показателя

качества программного обеспечения и ИС в целом.

Таблица 6.3

Макет для расчёта показателей качества программного обеспечения

A B C D E F G

Наименование

характеристик

Значение

показателя

качества

Коэффициенты

весомости

показателей

Относительные

показатели качества

2 Метрика P

б m

1. Показатели

назначения

– – – 0,35 -

Формула

(6.4)

4 пригодность ПО 5 5 0,3 –

Формула

(6.5)

5 правильность ПО 4 5 0,2 –

Формула

(6.5)

способность

к взаимодействию

3 5 0,1 –

Формула

(6.5)

согласованность

ее стандартами

5 5 0,1 –

Формула

(6.5)

8 защищенность 5 5 0,3 –

Формула

(6.5)

9 2. Надежность - - – 0,25 –

Формула

(6.4)

10 стабильность 0,002 0,007

Формула

(6.2)

–

Формула

(6.5)

11 устойчивость 0,02 0,04

Формула

(6.2)

–

Формула

(6.5)

Продолжение табл. 6.3

12 востанавливаемость 0,2 0,25

Формула

(6.2)

–

Формула

(6.5)

13 3. Практичность – – – 0,02 –

14 понятность 5 5 0,3 –

Формула

(6.5)

Формула

(6.4)

15 обучаемость 5 5 0,3 –

Формула

(6.5)

простота

использования

5 5 0,4 –

Формула

(6.5)

17 4. Эффективность – – – 0,15 –

Формула

(6.4)

18 время отклика 0,005 0,002 0,8 –

Формула

(6.4)

19 ресурсы 2 1 0,2 –

формула

(6.5)

20 5. Сопровождаемость – – – 0,2 –

Формула

(6.4)

21 анализируемость 5 5 0,2 –

Формула

(6.5)

–

22 изменяемость 5 5 0,2 –

Формула

(6.5)

–

23 устойчивость 5 5 0,1 –

Формула

(6.5)

–

24 тестируемость 90 100 0,5 –

Формула

(6.5)

–

25 6. Мобильность – – – 0,3 –

Формула

(6.4)

26 адаптируемость 5 5 0,25 –

Формула

(6.5)

–

27 простота внедрения 5 5 0,25 –

Формула

(6.5)

–

соответствие

стандартам

3 5 0,25 –

Формула

(6.5)

–

29 взаимозаменяемость 5 5 0,25 –

Формула

(6.5)

–

7.Обобщённый

показатель качества

Формула

(6.3)

Отчёт: демонстрация результатов работы преподавателю и их

объяснение.

Таблица 6.4

Макет для расчёта показателей качества ИС

A B C D E F G

Наименование

характеристик

Значение

показателя

качества

Коэффициенты

весомости

показателей

Относительные

показатели качества

2 Метрика P

б m

3 1. Показатели назначения – – – 0,3 – Формула (6.4)

4 производительность 1300 2000 0,4 –

Формула

(6.5)

–

5 ёмкость памяти 8192 16384 0,2 –

Формула

(6.5)

–

пропускная способность

каналов

3000 3000 0,2 – –

7 разрядность 32 64 0,2 –

Формула

(6.5)

–

8 2. Надежность – – – 0,25 – Формула (6.4)

9 наработка на отказ 750 1000 0,4 –

Формула

(6.5)

–

интенсивность

восстановления

1 2 0,4 –

Формула

(6.5)

–

коэффициент

технического исполь-

зования

0,9 0,95 0,2 –

Формула

(6.5)

–

12 3. Технологичность – – – 0,1 –

Формула

(6.4)

комплексный показатель

технологичности

3,7 0,8 0,6 –

Формула

(6.5)

–

трудоёмкость

изготовления

195000 150000 0,4 –

Формула

(6.5)

–

4. Эргономические

показатели

– – – 0,025 – Формула (6.4)

16 гигиенические 5 5 0,4 –

Формула

(6.5)

–

17 психофизиологические 0,005 0,002 0,8 –

Формула

(6.5)

–

18 антропометрические 2 1 0,2 –

Формула

(6.5)

–

5. Эстетические

показатели

– – – 0,025 – Формула (6.4)

20 композиция 5 5 0,4 –

Формула

(6.5)

–

21 цветовая гармония 5 5 0,3 –

Формула

(6.5)

–

22 общая гармония 5 5 0,3 –

Формула

(6.5)

–

Продолжение табл. 6.4

6. Стандартизация и

унификация

– – – 0,05 – Формула (6.3)

24 коэффициент применяемости 80 85 0,7 –

Формула

(6.5)

–

25 коэффициент повторяемости 92 94 0,3 –

Формула

(6.5)

–

7. Патентно-правовые

показатели

– – – 0,05 – Формула (6.4)

27 патентная чистота 0,6 1 0,6 Формула (10) –

28 патентная защита 0,4 0,3 0,4 Формула (10) –

29 8. Экологические показатели – – – 0,05 – Формула (6.4)

уровень допустимых

радио-помех

66 66 0,6 –

Формула

(6.5)

–

31 уровень звукового давления 75 75 0,4 –

Формула

(6.5)

–

32 9. Показатели безопасности – – – 0,05 – Формула (6.4)

33 Защита от электротока 5 5 1 –

Формула

(6.5)

–

10. Показатели

транспортабельности

– – – 0,05 – Формула (6.4)

35 масса 30 30 1 –

Формула

(6.5)

–

36 11. Экономические показатели – – – 0,05 – Формула (6.4)

37 себестоимость изготовления 8000 8000 0,6 –

Формула

(6.5)

–

рентабельность к полной

себестоимости

14 14 0,4 –

Формула

(6.5)

–

12.Обобщённый показатель

качества

– – – – – Формула (6.3)

Отчёт: демонстрация результатов работы преподавателю и их

объяснение.

6.5. Поиск оптимальных решений надёжности средствами Excel

6.5.1. Предварительные процедуры

1) Загрузка Excel

Ознакомление с задачей нахождения оптимального распределения

требований к надежности изделий вида А, В, С, обеспечивающих

максимум надёжности (целевой функции F(x)) при удельных значениях

увеличения массы, объема, потребляемой электроэнергии и стоимости

изделий и ограничениях, приведенных в таблице:

2) Составление математической модели задачи:

2х1 + 4х2 + 5х3 <= 70

х1 + Зх2 + 6х3 <= 80

7х1 + 4х2 + 5х3 <= 100

60х1 + 70 х 2 + 120х3 <= 2000

0 <= х

<= 9

0 <= x

<= 7

0 <= x

<= 8

F(x) = x

+ x

3) Составление форм для ввода условий задачи.

Удельные значения увеличения

массы, объема, потребляемой

электроэнергии и стоимости

изделий вида А, В, С

Массо-объемные,

энергетические

и стоимостные

характеристики

системы

А В С

Ограничение

по массе,

объему

электро-

энергии и

стоимости

Масса 2 4 5 70

Объем 1 8 6 80

Электроэнергия 7 4 5 100

Стоимость 60 70 120 2000

Вероятность

безотказной

работы Р

0,91 0,93 0,92

А В С D Е F G

Имя A B C

Значе-

ние

0 0 0

Нижняя

граница

0 0 0

Верхняя

граница

9 7 8

Коэф-

фици-

ент

Ц.Ф.

1 1 1

Харак-

терис-

тики

системы

Масса

2 4 5

Объем

1 8 6

Элек-

тро-

энергия

7 4 5

Стои-

мость

60 70 120

Надёжность

=СУММПРОИЗВ(В$4:D$4;B7:

D7)

Левая часть

=СУММПРОИЗВ(В$4:D$4;B10:D10)

=СУММПРОИЗВ(B$4:D$4;B11:D11)

=СУММПРОИЗВ(В$4:D$4;B12:D12)

=СУММПРОИЗВ(В$4:D$4;B13:D13)

Знак

<=<=

Пра-

вая

часть

100

2000

6.5.2. Решение прямой задачи

В меню «Сервис» выбрать пункт «Поиск решения», в появившемся

диалоговом окне установить целевую ячейку $Е$7, в окне <изменяя

ячейки> – В4:D4 установить переключатель на максимальное значение и

ввести границы изменяемых ячеек с помощью пункта «Добавить»:

В6 >= В4 >= В5; C6 => С4 >= С5; D6 >= D4 >= D5; Е10 <= G10;

Е11 <= G11; Е12 <= G12; Е13 <= G13.

Щёлкнуть по кнопке «Параметры» и в открывшемся диалоговом

окне установить Линейную модель. Затем выполнить Поиск решения,

щёлкнув по кнопке «ОК». В появившемся диалоговом окне «Результаты

поиска решения» выделить все отчеты и нажать «ОК».

В результате будет получено решение, согласно которому

надёжность повышать надо на ... единиц в изделии А, на ... единиц в

изделии В, на ... единиц в изделии С, что обеспечит ОБЩЕЕ

ПОВЫШЕНИЕ надёжности на … единиц. Необходимо проанализировать

все отчёты.

6.5.3. Решение обратной задачи

Пусть при тех же условиях и

ограничениях надо повысить

надёжность изделий

: вида А – на … условных единиц, вида В – на …, вида

С – на ..., что возможно только при выделении некоторых дополнительных

ресурсов (увеличения ограничений): ti (i = 1,2,3,4), t1 >= 0; t2 >= 0; t3 >= 0;

t4 >= 0; (можно увеличить х1, х2 и х3 на несколько условных единиц по

сравнению с тем, что получено в пункте 6.5.2, но не выходя за пределы

х1 <= 9; х2 <= 7; х3 <= 8).

Тогда целевая функция системы будет иметь

вид

F(t) = t1 + t2 + t3 + t4

→ min,

а сама система граничных условий и ограничений запишется в виде:

2х1 + 4х2 + 5х3 – t1 <= 70,

х1 + Зх2 + бх3 – t2 <= 80,

7х1 + 4х2 + 5х3 – t3 <=100,

60х1 + 70х2 + 120х3 – t4 <= 2000.

В таблице, где получено решение прямой задачи, через меню

Вставка / Столбцы добавить столбцы Е, F, G, Н для переменных t1, t2, t3,

t4. В ячейки Е10, F11, G12, Н13 ввести – 1. В ячейку I10 ввести формулу

= СУММПРОИЗВ(В$4:Н$4;В10:Н10) и скопировать её в ячейки I11, I12,

I13. В ячейку I4 ввести формулу = СУММ (Е4:Н4).

Имя A B C T1 Т2T3T4Целевая функция

Значение 9 3 7 0 0 0 0 =СУММ(E4:H4) min

Нижняя

граница

0 0 0

Верхняя

граница

9 7 8 Надёжность

Коэффи-

циент Ц.Ф.

1 1 1

Характе-

ристики

системы

Левая часть Знак

Пра-

вая

часть

Масса 2 4 5 -1 <= 70

Объем 1 8 6 -1 <= 80

Электро-

энергия

7 4 5 -1 <= 100

Стои-

мость

60 70 120 -1 <= 2000

100

Вызвать Поиск решения, установить как целевую ячейку I4,

переключатель – на

минимальное значение и в окне «изменяя ячейки»

ввести $E$4:$Н$4, а в окне «ограничения» ввести ограничения:

В4 = 8; С4 = 7; D4 = 8; Е4 > 0; F4 >= 0; G4 >= 0; H4 => 0; H10 <= J10;

H11 <= J11; H12 <= J12; H13 <= J13.

Затем произвести поиск решения. В диалоговом окне «Результаты

поиска решения» выделить нужные отчёты и нажать «ОК». В результате

получится решение, согласно которому необходимые дополнительные

ресурсы, минимизирующие целевую функцию, будут

t1 =… t2 =… t3 =… t4 =... .

При этом надёжность будет увеличена на … условных единиц.

Отчёт: демонстрация результатов работы и их объяснение

преподавателю.