07 марта 2016г.
На современном этапе развития телекоммуникационного оборудования можно выделить следующие направления разработок перспективных комплексов связи и автоматизированных систем управления (АСУ) [1, 2]:
- расширение функциональных возможностей средств связи и АСУ;
- совершенствование архитектуры комплексов связи и АСУ для реализации принципов распределенной обработки данных и ее согласование с общей структурой телекоммуникационных сетей различного назначения;
- повышение эффективности взаимодействия эксплуатирующего персонала и техники, совершенствование интерфейса "оператор – автоматизированные средства связи и управления";
- сокращение разработки новых средств связи и АСУ за счет использования готовой продукции "двойного назначения";
- стандартизация и унификация оборудования, информационного и программного обеспечения;
- увеличение сроков безотказной работы, упрощение технического обслуживания в различных условиях эксплуатации;
- существенное расширение спектра телекоммуникационных услуг, особенно по передаче мультимедийной информации;
- повышение надежности аппаратурного компонента и программного обеспечения (ПО) аппаратно- программных комплексов средств связи и АСУ.
В настоящее время сокращение трудоемкости разработок аппаратно-программных комплексов и повышение качества ПО становятся определяющими тенденциями при разработке, испытаниях и эксплуатации перспективного телекоммуникационного оборудования.
Основной целью контроля функционирования ПО является выявление и определение причин появления ошибок, неизвестных на этапе его разработки. В таком контексте контроль функционирования и обеспечение надежности ПО являются взаимодополняющими. Несмотря на то, что контроль функционирования оказывает влияние на надежность ПО, его значение для достижения требуемого уровня надежности ограничено [3]. Операции контроля не предполагают повышение уровня надежности ПО, так как надежность обеспечивается на стадии проектирования. Идеальным способом повышения надежности программного обеспечения является исключение с самого начала возможности появления ошибок.
Очевидно, что в условиях постоянно возрастающих требований заказчиков к использованию новых способов цифровой обработки сигналов, применению различных методов помехозащищенности, освоению новых участков диапазонов частот, модульного принципа построения телекоммуникационных комплексов и др. вероятность безупречной разработки достаточно сложного ПО, реализующего процедуры управления, сбора информации и других функций современных средств связи и АСУ будет невелика. В связи с этим роль контроля функционирования ПО заключается в выявлении того количества ошибок, которое может иметь место в процессе разработки ПО.
Под контролем ПО понимается процесс выполнения программ с целью определения содержащихся ошибок [3, 4]. Под верификацией программного обеспечения понимается процедура обнаружения ошибок в программе при ее выполнении в контрольных или смоделированных условиях.
При рассмотрении аспектов контроля функционирования ПО с позиций типов ошибок, которые могут быть обнаружены в программе, с одной стороны, и условий, в соответствии с которыми производится контроль, с другой стороны, возможна следующая классификация видов контроля программного обеспечения, представленная на Рисунке 1.
Модульный (блочный) контроль выполняется, как правило, в специальных условиях, вне связи контролируемого блока
(модуля) с другими
составными частями ПО. В ходе блочного
контроля может производиться математическая и лингвистическая проверка.
Интегрированный контроль
предполагает проверку между разными
частями ПО – модулями,
процедурами, вложенными структурами, осуществляемую в ходе функционирования программ.
Контроль внешних факторов
– это проверка соответствия внешних
условий функционирования аппаратно- программного комплекса
техническим требованиям (техническим условиям).
Системный контроль
– реализация проверки
соответствия ПО требуемым целям функционирования и взаимодействия с аппаратным компонентом. Системный
контроль при сдаче аппаратно-программного комплекса телекоммуникационного оборудования представляет собой обоснование соответствия ПО требованиям пользователя.
Опытно-эксплуатационный контроль предполагает эксплуатация ПО в реальных
условиях с целью обнаружения ошибок, допущенных при отладке
составляющих частей
программного обеспечения.
Классификация принципов организации контроля функционирования программного обеспечения представлена
на Рисунке 2.
Принцип сегментации основывается на разделении сложной
задачи на ряд более простых, рассматриваемых как самостоятельные. При применении принципа
сегментации модули кодируются и контролируются в отдельности, а затем производится интеграция модулей в систему
– ПО.
Принцип проектирования контроля сравнительно прост,
однако, в силу увеличивающихся расходов
на проектирование этот принцип на практике выдерживается достаточно редко. В основу третьего
принципа положена "полезность" моделирования проверки, т. е.
возможность просмотреть и проанализировать программы, модули и процедуры без их выполнения. Такой подход позволяет
задержать проверку
глобальных переменных до тех пор, пока они не будут проверены в иерархии,
и облегчает разработку и реализацию относящихся к нему тестов [3]. Сложность
реализации третьего принципа заключается в трудности проведения самого моделирования так же как и в проведении проверки программ. Последняя особенность делает использование моделирования достаточно дорогим,
что может выступить в роли ограничения практического применения данного
принципа.
Выборочный контроль используется для проверки некоторого модуля (процедуры), имеющего на входе достаточно большое
количество возможных комбинаций. Для проверки
модулей ПО не обязательно проверять все возможные
комбинации, а достаточно определить набор критических и выполнить проверку
работы модуля именно на этих комбинациях. Применимость принципа выборочного контроля определяется наличием алгоритмов отбора тестовых случаев, обеспечивающих наиболее чувствительные проверки.
Этот принцип используется в практике контроля
в силу экономичности проведения тестирования и упрощения
всей системы контроля ПО.
Сущность принципа логической редакции заключается в поиске и проведении таких преобразований исходной программы, которые упрощают
тестирование и повышают
показатели надежности программы. Большинство инструментов логической редакции недостаточно разработаны, чтобы быть успешно примененными при решении комплексных задач контроля
функционирования ПО. Технологические и возможности принципа остаются
открытыми и требуют
дальнейшего изучения.
Принцип стандартизации предполагает получение
стандартной кодовой структуры ПО, позволяющей упростить анализ и облегчить достижение безопасности программ и обрабатываемых ими данных.
Данный принцип необходим для упрощения процедур тестирования и развития методологии получения надежных средств ПО.
Принцип автоматизации позволяет повысить точность
контроля, снизить временные и экономические затраты на контроль и ускорить
процесс получения готового
ПО. Средства, реализующие автоматизацию контроля – специальные генераторы тестовых случайных последовательностей, проверочные устройства, преобразователи и контрольные мониторы.
Таким образом,
практическое применение рассмотренных принципов организации контроля функционирования ПО, может позволить получить снижение затрат на производство, внедрение и эксплуатацию программного обеспечения как составной
части аппаратно-программных комплексов
современных средств телекоммуникаций. Попытки
экономии на процедурах тестирования и контроля функционирования ПО обходятся еще дороже на стадии
сопровождения комплексов и средств связи в процессе
эксплуатации.
Список литературы
1. Оружие и технологии России.
Энциклопедия XXI век. Системы управления, связи и радиоэлектронной борьбы. Том XIII. Под общ.
ред. Заместителя Председателя Правительства РФ – Министра
обороны РФ С. Иванова. – М.: Изд. Дом "Оружие и технологии", 2006.
– 695с.
2. Винниченко И.В. Автоматизация процессов тестирования. – СПб.: Питер, 2005. – 203 с.
3. Шураков В.В. Надежность программного обеспечения систем обработки
данных: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы
и статистика, 1987.
– 272 с.
