3008

175

разработка и использование методов анализа и управления качеством, специфичных для данной предметной области;

применение средств вычислительной техники для создания систем автоматизации экспертизы качества проектных решений и управления проектными работами.

Первая попытка применить методы теории управления качеством для измерения качества проектных решений автоматизированных систем была предпринята в 1968 году Р.Дж.Руби, Р.Д.Хартвиком путем выделения наборов показателей качества программного обеспечения и разработки методов измерения уровней качества по стобальной шкале. Выделялись и оценивались такие показатели машинных программ, как "понятность программы", "простота внесения изменений" и т.п.

Пятью годами позднее Дж.Р.Брауном и М.Липовым была сформулирована более полная система показателей качества программ. При ее использовании было исследовано качество двух программ написанных на ФОРТРАНе независимо друг от друга по одинаковым спецификациям требований двумя программистами. Перед одним из этих программистов была поставлена цель написания максимально эффективной программы, а от второго требовалась высокая степень осторожности и осмотрительности. Результаты показали, что в первой программе оказалось в 10 раз больше ошибок, чем во второй.

Дальнейшие разработки, в этой области были предприняты У.А.Вулфом, Д.Х.Абернати, Б.Боэмом, Х.Каспаром, Э.Дейкстра и другими и посвящены выделению новых показателей качества, разработке матричных методов исследования качества программ, созданию автоматизированных средств анализа согласованности проектных решений (система DACC), моделирование свойств программного обеспечения, разработке методов структурного программирования, проработке проблемы обеспечения живучести программ, технологии программирования, обеспечивающей создание качественных программ.

Вопросы высокой надежности программного обеспечения были подняты еще в 1976г. на конференции по проблемам управления разработкой программного обеспечения, а также в вышедшей в свет в том же году фундаментальной книги Г.Дж.Майерса.

Резюмируя можно сказать, что основным принципом текущего эволю-

ционного этапа является: '"Автоматизация проектирования и экспертиза качества - необходимое условие выпуска высококачественной продукции".

177

Руководствуясь современной теорией квалиметрии, а также международным стандартом ИСО 8462, под категорией "качество" будем понимать совокупность свойств некоторого объекта или процесса, обусловливающих и придающих ему способность удовлетворять определенные потребности при использовании по назначению.

Для правильного восприятия дальнейшего материала в данном обобщенном определении качества необходимо твердо уяснить два принципиально важных положения. Во-первых, качество есть свойство или совокупность свойств (атрибутов), объективно присущих рассматриваемому объекту или процессу и одновременно существенных с точки зрения удовлетворения тех или иных (но строго определенных) потребностей. При этом сами потребности могут быть как обусловленными (т.е. заранее известными, например, определенными техническим заданием на систему), так и предполагаемыми (прогнозируемыми). Во-вторых, все вышесказанное необходимо рассматривать только в аспектах использования объекта по назначению. В противном случае получаемые результаты анализа качества теряют смысл. Исходя из сказанного мы можем дать определения качества ИС.

Определение 1. Качество ИС есть совокупность присущих ей свойств, обуславливающих и придающих ей способность удовлетворять потребности организации - пользователя (заказчика), а именно, обеспечивать: улучшение характеристик объектов автоматизации, организацию выполнения функции управления, совершенствование процессов обработки информации.

В общем случае качество описывается совокупностью свойств - суть элементарных показателей качества, именно при таком подходе обеспечивается возможность описать и проанализировать все существенные особенности объектов или процессов исследуемых с позиции квалиметрии. В зависимости от назначения объекта или процесса совокупность свойств, учитываемых при анализе качества, может быть различной. Так, с точки зрения удовлетворения потребности пользователей различаются свойства компьютеров, грузовых и легковых автомобилей, станков различных видов и др. объектов.

Различаются также и совокупности показателей качества объектов и процессов. Так, для объектов в общем случае могут рассматриваться такие свойства, как вес, габариты, мощность, производительность, надежность,

сложность...; для процессов же характерными являются такие свойства, как

планомерность, непрерывность, стохастичность, детерминированность, длительность (продолжительность), точность, результативность, ресур-

178

соемкость. Различие этих двух совокупностей свойств состоит в том, что объекты изучаются, как правило, в статике (абстрагируясь от таких их свойств, как скорость морального и физического старения), а процессы - в динамике.

Экономические информационные системы, в основе которых лежат автоматизированные рабочие места (АРМ) и пакеты прикладных программ (ППП) представляют собой системы и поэтому для них, в основном, исследуются показатели качества, характерные для объектов. Исключение составляют показатели качества технологических процессов обработки данных в ИС.

Принципы выделения показателей качества и примеры номенклатур показателей качества для отдельных компонентов систем и инструментальных средств автоматизации проектирования ИС.

Как было показано в разделе 8.1, в современных условиях качество закладывается еще в процессе проектирования новой продукции. Отсюда, с учетом положений, дадим определение нового проекта компьютеризации.

Определение 2. Новый проект - проект с углубленными или принципиально новыми потребительскими свойствами (качеством), созданный на основе научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектнотехнологических работ.

Проектирование современных систем и инструментальных средств автоматизации управления и обработки данных - достаточно сложный процесс, выполняемый коллективами проектировщиков различных специальностей и квалификации. Сложность этого процесса, необходимость организации и рационализации взаимодействия как отдельных специалистов, так и их групп внутри коллектива проектировщиков (отдела, бригады...) определяют необходимость управления процессом проектирования. В рамках этого управления с целью повышения качества проектов в фирмах осуществляющих разработку ИС осуществляется управление качеством.

Определение 3. Под управлением качеством при проектировании ИС будем понимать комплекс мероприятий, направленных на совершенствование объектов, а также процесса проектирования, тиражирования, внедрения и сопровождения ИС с целью обеспечить наибольшую полезность объектов проектирования пользователям (заказчикам) при удовлетворении их потребностей и увеличении экономической эффективности процесса проектирования.

179

Одной из существенных проблем в настоящее время является проблема разработки высококачественных проектов автоматизации, ориентированных на массовое внедрение: проектов АРМ, ППП, типовых ИС. Сложность этой проблемы заключается в основном в том, что при ее решении необходимо:

во-первых, учесть многочисленные и разнообразные требования потенциальных пользователей таким образом, чтобы обеспечить возможно большие масштабы тиражирования проекта;

во-вторых, обеспечить потребителю достаточно высокую степень уверенности в том, что приобретаемая система или инструментальное средство действительно обладают высоким качеством и способны удовлетворять разнообразные потребительские требования;

в-третьих, гарантировать фирме-разработчику соответствие проекта современным требованиям и таким образом обеспечить объективность рекламы ее продукции.

Первая часть этой проблемы решается с привлечением выборочного статистического метода при изучении требований потенциальных пользователей. Степень же новизны проектов ИС, а также степень их соответствия современным требованиям устанавливается в процессе сертификации проектов, как одного из видов научно-технической продукции.

Определение 4. Сертификация - действия, производимые с целью подтверждения с необходимой достоверностью соответствия продукции конкретным стандартам или техническим условиям и выдачи соответствующего документа.

Здесь под "подтверждением с необходимой достоверностью" понимается возможность ошибочной выдачи сертификата качества с вероятностью - достаточно малой величиной, для того чтобы обеспечить в массовом масштабе высокую степень уверенности пользователя в действительном качестве приобретаемой продукции. В численном выражении, по-видимому, можно признать эту вероятность достаточной для нужд практики, если она не превышает 1*10-6. Приемлемость использования этого числового значения в качестве ограничения (верхней границы) на вероятность ошибочной выдачи сертификата качества обосновывается тем, что в теории и практики машинной обработки экономической информации число l*10-6 используется в качестве верхней границы вероятности появления и необнаружения ошибок при обработке бухгалтерской информации, к достоверности которой предъявляются особенно высокие требования.

180

Сертификация качества систем и инструментальных средств автоматизации управления и обработки информации представляет достаточно сложную научно-практическую задачу.

В соответствии с определением 1, для того чтобы оценить качество системы или инструментального средства, необходимо выделить и проанализировать их свойства, наиболее значимые с точки зрения пользователя (заказчика). Если оценивается качество индивидуального проекта системы или инструментального средства, сделать это относительно не трудно, так как все наиболее существенные желаемые свойства определяются в ходе предпроектного обследования объекта автоматизации управления и отражаются в техническом задании, утверждаемом заказчиком. Однако сложность задачи оценивания качества существенно возрастает, когда оценивается качество типовых проектов ИС, то есть систем инструментальных средств, ориентированных на более или менее массовое использование. Это порождается различием (в общем случае):

требований, предъявляемых потенциальными организациями - пользователями к внедряемым системам и инструментальным средствам;

условий эксплуатации систем, специфичных для каждого из объектов внедрения.

Отсюда следует, что производить сертификацию качества систем и инструментальных средств массового использования необходимо, ориентируясь на типичные требования массового пользователя и типичные условия эксплуатации. При этом ясно, что различия конкретных требований и конкретных условий эксплуатации приводят к различиям результатов, получаемых при каждом из применений одной и той же системы или инструментального средства. Следовательно, необходимо различать:

показатели качества собственно ИС, то есть показатели качества некоторой системы (инструментального средства);

показатели качества процесса функционирования системы, функционально зависящие от показателей качества системы и условий ее эксплуатации;

показатели качества результата функционирования системы.

Не трудно видеть, что показатели качества системы - суть априорные показатели качества (будем их так же называть абсолютными показателями), показатели же качества процесса и результата функционирования системы являются апостериорными (будем их так же называть относительными) по-

181

казателями качества. Схема взаимосвязи этих групп показателей качества приведена на рис. 8.2.

Рис. 8.2.

Из нее видно, что при определении требований к качеству ИС необходимо исходить из того, какими свойствами должен обладать результат ее функционирования (расчет, машинограмма, управляющие воздействия...), чтобы удовлетворить все существенные потребности пользователя (заказчика). Искомыми же являются показатели качества (свойства) ИС, которые способны обеспечить достижения требуемого качества результата функционирования системы при наиболее распространенных условиях ее эксплуатации.

Рассмотрим примеры априорных (абсолютных) и апостериорных (относительных) показателей качества.

Пусть разработанная система или инструментальное средство обеспечивают обработку информации с некоторым быстродействием, например V бит / сек. Пусть также эта система (или инструментальное средство) применяется на двух разных объектах автоматизации, при этом в первом случае на обработку поступает Q1 бит, а во втором случае – Q2 бит входной информации, и Q1=Q2. Ясно, что продолжительность обработки информации в первом случае будет отличаться от продолжительности обработки данных во втором.

Предположим теперь, что Q1=Q2 и при одинаковых плановых сроках завершение обработки данных (сроках представления выходной информации пользователю) - Т, различаются сроки поступления входной информации на обработку (t1 t2) в этом случае будут различаться интервалы времени [t1,T] и [t2,T], в течении которого должна быть выполнена обработка информации.

182

Понятно, что в конкретных условиях эксплуатации величины Q, Т и t могут принимать различные значения, в том числе и такие, что при одном и том же быстродействии V обработку данных невозможно завершить в требуемые пользователем сроки. Для строгости изложения необходимо оговориться, что на практике величина Т определяется как детерминированная, а величина t - как случайная. Это несколько усложняет формализацию и вычисления, однако, не меняет сущность рассуждений, в соответствии с которыми быстродействие системы -суть априорный показатель качества, а продолжительность и своевременность обработки данных - апостериорные показатели качества.

Пусть теперь нами рассматривается качество обработки данных с точки зрения достоверности информации. Пользователя естественно интересует такая система, применение которой обеспечивает удовлетворительный уровень ошибок в выходной информации. В теории и практике ИС приняты максимально допустимые вероятности ошибок, зависящие от вида обрабаты-

Из этих цифр видно, что аспекты применения системы в значительной степени зависят от ответа на вопрос, удовлетворяет ли ее качество (в рассматриваемом случае - обеспечиваемый уровень достоверности) потребности пользователя.

Предположим теперь, что достоверность обработки информации, обеспечиваемая системой (инструментальным средством), известна потенциальному пользователю и подтверждена сертификатом качества. Пусть она задана в виде числового значения величины q вероятности обнаружения и исправления ошибок системой (инструментальным средством). Возникает вопрос, может ли потенциальный пользователь, зная значение величины q, вид информации, которую ему необходимо обрабатывать и, соответственно, допустимую вероятность возникновения ошибок (см. выше), непосредственно сравнивать эти две вероятности. На этот вопрос необходимо дать отрицательный ответ, ибо вероятность появления ошибок на выходе системы при ее применении зависит не только от значения величины q, но и от вероятности появления ошибок на входе системы. Другими словами, качество (достоверность) выходной информации зависит как от качества системы (инстру-

183

ментального средства), так и от качества (достоверности) входной информации. Читателю рекомендуется показать это формально, используя аппарат теории вероятностей.

Таким образом, мы получили, что достоверность информации может рассматриваться как априорный, так и как апостериорный показатель.

Определение 5. Априорным, иначе абсолютным, показателем качества будет называть такой, который отражает свойство системы (инструментального средства), инвариантное к аспектам ее применения (условиям эксплуатации).

Определение 6. Апостериорным, иначе относительным, показателем качества будем называть такой, который отображает свойства процесса или результата применения (функционирования) системы (инструментального средства) и зависит как от ее (его) априорных свойств, так и от условий эксплуатации.

Здесь необходимо отметить, что в полном смысле апостериорные показатели могут быть выявлены только в реальном процессе эксплуатации. В процессе же проектирования - при расчетах достоверности и своевременности информации, продолжительности обработки данных и т.п., речь идет об условно-апостериорных показателях, ибо будущие условия эксплуатации проектируемой системы (инструментального средства), во-первых, имеют вероятную природу, а во-вторых, как правило, не бывают точно известными проектировщику.

Как было показано выше, качество некоторого объекта или процесса может быть описано, как правило, совокупностью показателей, так как только совокупность показателей отображает многогранные свойства, присущие каждому из них. Возникает вопрос, все ли эти показатели и в равной ли степени важны для анализа качества. На этот вопрос современная теория управления качеством отвечает следующим образом: для каждого объекта или процесса могут и должны быть выделены основные и вспомогательные показатели качества, при этом их состав в общем случае должен различаться в зависимости от условий эксплуатации.

Рассмотрим справедливость этого на примере. Пусть выделена совокупность априорных (абсолютных) показателей, в соответствии с которой оценивается качество некоторой компьютерной системы - быстродействие, объемы оперативной и внешней памяти, надежность, вес, габариты, цена.

Ниже приведены те же показатели, но упорядоченные по степени важности в зависимости от аспектов применения компьютерных систем.

184

Читателю рекомендуется объяснить приведенную ранжировку важности показателей для каждого из аспектов применения компьютерной системы, а также самостоятельно произвести ранжировку важности показателей для любого другого аспекта применения.

Определение 7. Новым показателем качества называется показатель, отображающий свойство системы (инструментального средства), принципиально важное для удовлетворения потребностей пользователя при использовании в определенных условиях эксплуатации. Основных показателей качества может быть один или несколько. Остальные показатели качества называются второстепенными.

Управление качеством немыслимо без анализа продукции на дефектность. Этот анализ должен производиться как на этапе выпускного контроля продукции - в рассматриваемом случае проекта системы или инструментального средства, так и при сертификации качества.

Как показывает практика, необходимо также различать следующие аспекты качества: качество исходных требований и спецификаций, качество исполнения проекта, качество проекта в целом, качество проектных решений и качество проектной документации.

Определение 8. Под качеством исходных требований и спецификаций будем понимать соответствие потебительских свойств, определенных в документации (техническом задании на систему, частном техническом задании и т.п.), реальным потребностям пользователей, вытекающим из назначения ИС данного типа. Иногда этот аспект качества называют также "качеством типа".