автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Проектирование системы поддержки проектных решений при разработке программных средств бортовых вычислительных систем летательных аппаратов

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ( ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ )

и МАИ

Г -V —

>

а

•.о На правах рукописи

Качкин Владимир Ильич

УДК 681.324.064

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность: 05.13.13 - Вычислительные машины, комплексы,

системы и сети

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва Издательство МАИ 1995

Работа выполнена на кафедре вычислительных машин, систем и сетей факультета систем управления, информатики и электроэнергетики летательных аппаратов Московского государственного авиационного института (технического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук,

. профессор Ю. В. Любатов Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Г. Н. Валаев; кандидат технических наук, доцент А. С. Завода Ведущая организация: НИИ авиационного оборудования

Защита состоится МА Я_1995 г. в час. 0_О мин.

на заседании диссертационного совета Д 053.18.02 при Московском государственном авиационном институте (техническом университете) по адресу: 125871, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим высылать по адресу: 125871, ГСП, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4, Ученый Совет, ученому секретарю диссертационного совета Д 053.18.02

Автореферат разослан "_"_1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Ю. В. Горбатов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Бортовые вычислительные системы (БВС) являются основой построения современных ннтегрирова!шых комплексов бортового радиоэлектронного оборудования (ИКБО) летательных аппаратов (ЛА). С помощью этих систем решаются задачи навигации и пилотирования ЛА, управления силовыми установками, отображения информации, технического обслуживания и т.д.

В области создания БВС одной из наиболее актуальных является проблема повышения качества программных средств (ПС). Из-за низкого качества программные средства приходится дорабатывать во время стендовой отладки и летных испытаний, когда стоимость исправления ошибок в десятки раз превышает стоимость исправления на начальных этапах разработки. В результате, продолжительность разработки и общие затраты на ПС существенно возрастают.

Бортовые ПС оказывают влияние на эффективность и безопасность полетов ЛА. Многочисленные факты свидетельствуют о том, что нередко за низкое качество бортовых программ приходится расплачиваться значительными материальными потерями и жизнью людей.

Одни из путей решения проблемы качества ПС состоит в создании систем поддержки проектных решений (СППР). Эти системы ориентированы не на автоматизацию функций разработчиков ПС, а на предоставление им помощи в поиске хороших решений, обеспечивающих создание ПС с требуемым уровнем качества.

Для принятия проектных решений необходимы методы оценки и управления качеством ПС. Между тем, эти методы ненастолько разработаны, чтобы их можно было бы с успехом использовать на практике.

Цель и задачи исследования. Целью работы является создание на предприятии условий для разработки ПС требуемого уровня качества и его поддержания на протяжении всего периода эксплуатации путем

разработки и практической реализации эффекпшных технологий оценки и управления качеством программных средств.

Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:

- разработать метод оценки качества ПС, учитывающий расплывчатые требования к характеристикам качества и позволяющий получить оценку, понятную не только разработчикам, но и заказчикам;

- разработать общие концепции управления качеством ПС;

- определить требования к системе СППР при разработке ПС БВС и ее архитектуру;

- разработать аппаратуру автоматизированного мониторинга бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ). Данная аппаратура предназначена для автоматизации процессов комплексирования и динамической отладки программ на БЦВМ. Она должна отвечать требованиям к обеспечению качества ПС и повышению производительности труда, предъявляемым к инструментальным средствам разработки программ;

- определить в рамках рассматриваемых вопросов единую и непротиворечивую терминологию.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались методы теории нечетких множеств, теории вероятностей, теории принятая решений и теории измерении.

Научная новизна. В работе получены следующие научные результаты:

- определены требования к системе характеристик качества ПС и разработана методика построения систем, отвечающих этим требованиям;

- разработан метод оценки качества ПС. Метод позволяет определить количественно уровень качества ПС и, в отличие от известных, учесть нечеткий характер требований, предъявляемых к характеристикам качества;

- разработана модель управления качеством ПС, в которой определены информационные потоки в контуре управления, структура системы принятия решений, возможные действия лица, принимающего

решення, процедура, обеспечивающая достижение требуемого уровня качества;

определены функциональные требования, аппаратные и про1раммные средства системы поддержки проектных решений при разработке ПС бортовых вычислительных систем;

- разработана аппаратура автоматизированного мониторинга для БЦВМ типа ЦВМ80-400, отвечающая требованиям к обеспечению качества ПС и снижению трудозатрат на этапе комплексировання и динамической отладки программ на реальной аппаратуре. Аппаратура мониторинга защищена авторским свидетельством.

Практическая значимость. Результаты работы использовались при разработке ПС вычислительной системы самолетовождения для магистральных самолетов Ил-96-300, Ту-204 и Ил-114. Созданная аппаратура автоматизированного мониторинга ААМ80-400 для БЦВМ типа ЦВМ80-400 позволила повысить уровень качества программ н сократить сроки их отладки на БЦВМ приблизительно в 3-4 раза. Полученные результаты будут также использованы в совместном российско-американском проекте интегрированного комплекса бортового оборудования АЭДА-200 дня самолета-амфибии Бе-200.

Апробация работа. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждшшсь на Межотраслевой научно-практической конференции "Повышение технического уровня, качества н надежности бортового оборудования летательных аппаратов" ( г. Жуковский, 17-18 мая 1988 г.), научных семинарах кафедры вычислительной техники МАИ (апрель 1989 г., июнь 1994 г.), научно-техническом совете отделения НИИ авиационного оборудования ( сентябрь 1994 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из перечня принятых сокращений, введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 121 наименование, и четырех приложении. Общий объем работы составляет 229 страниц, из которых

основной текст, включающий 28 рисунков и 6 таблиц, содержит (56 страниц.

СОДШКЛПИи РАБОТЫ

В первой главе определены пути решения проблемы качества II< и рассмотрен промышленный подход к разработке программ. В рамклг тгого подхода обоснована необходимость создания системы СППР при разработке ПС БВС. Проведен анализ и тестных методов оценки кпчесгва ПС, процессов управления качеством на стадиях разработки, производства и эксплуатации ПС и аппаратуры. Предложена схема управления качеством при разработке ПС, которая положена в основу построения системы СППР. Рассмотрен современный комплекс инструментальных средств разработки бортовых программ, а также место системы СППР в данном комплексе.

Вторая глава посвящена разработке метода оценки качества ПС. В ней даны определения таким понятиям, как качество ПС, характеристика качества, система характеристик качества (СХК), показатель качества, уровень качества и уровень характеристики качества. Подробно описаны существующие методы оценки качества ПС. Определены пять требовании к системам характеристик качества ПС: полнота, неизбыточность, операциональность, разложимость и минимальная размерность. Предложена методика построения системы характеристик качества для конкретного ПС, удовлетворяющей этим требованиям.

Для оценки качества ПС необходимо определить его характеристики. Под характеристикой качества ПС понимается одно или несколько свойств ПС, от которых зависит качество. Совокупность таких характеристик и взаимосвязей между ними образуют систему характеристик качества ПС. СХК имеет иерархическую многоуровневую структуру. Все характеристики в СХК можно разделить на элементарные и комплексные. К элементарным относятся характеристики, расположенные

на нижнем уровне иерархии, к комплексным - характеристики, расположенные на вышестоящих уровнях иерархии. Для каждой элементарной характеристики качества имеется свой показатель, позволяющий измерить эту характеристику в некоторой шкале.

В данной главе описана базовая СХК. Она была разработана на основе проекта международных организаций ISO и 1ЕС с учетом СХК, которые были предложены ранее Боэмом, Макколлом, Липаевым, Кулаковым и в ГОСТ 28195-89. Базовая СХК имеет пятиуровневую иерархическую структуру и содержит 50 комплексных и 126 элементарных характеристик качества. От других систем она отличается тем, что ее характеристики достаточно хорошо структурированы, их состав наиболее полон, кроме того, значения всех показателей могут быть определены расчетным путем. Первые три уровня базовой СХК изображены на рис. 1.

Разработанная методика построения СХК позволяет на основе базовой получить СХК для конкретного проекта ПС. Построение СХК выполняется в два этапа. Система характеристик определяется на первом этапе перед началом разработки, а на втором этапе в процессе разработки, эксплуатации и сопровождения ПС она при необходимости корректируется. Подробно методика описана в виде процедур построения СХК на первом этапе, сбора и анализа претензий, коррекции СХК по результатам анализа. Внедрение данной методики позволит создать на предприятии базу данных СХК для ПС различных назначений.

Системы характеристик качества содержат десятки показателей. Для оценки качества ПС на основе этих показателей предлагается пользоваться так называемыми дифференциальным, комплексным и смешанным методами. Эти методы имеют ряд недостатков, которые существенно снижают их эффективность. К таковым следует отнести невозможность адекватно описать требования к характеристикам качества ПС, которые обычно являются нечетко определенными, достаточно часто возникают затруднения при определении базовых значений показателей, весовых коэффициентов, а также при масштабировании значений показателей.

Пригодность

Корректность

Защищенность

Уровень доверия

Я

5

X б

е

о

2

Р»

>3 8

1

№

Я о

Работоспособность

Понятность ■ Обучаемость ■

Простота использования

Временная экономичность

Ресурсная экономичность

Легкость изучения

Модифицируемость •

М аишнонезависимосгь

Программоназависимость

Совместимость

Способность к взаимодействию.

9 Я Ж О

0>

£ 5»'

о

о

о ю о

й

»

«V.

ЕС О

■•К:

о

о>

Эти недостатки отсутствуют в разработанном методе оценки качества ПС. Метод основан на понятии "нечеткий уровень притязания", который используется для формализации требований, предъявляемых к показателям качества. Получаемая оценка качества представляет вероятность того, что качество ПС является полностью удовлетворительным. Исчерпывающая информация о качестве ПС может быть получена в виде так называемой диаграммы спектра качества ПС.

Рассмотрим этот метод более подробно. Определим такие понятия, как уровень качества и уровень характеристики качества ПС.

Уровень качества ПС - степень удовлетворения требований, предъявляемых к ПС в соответствии с его назначением.

Уровень характеристики качества ПС - степень удовлетворения требований, предъявляемых к определяющим эту характеристику показателям согласно назначению ПС.

Определим соответствующие критерии для двух разновидностей характеристик: элементарной и комплексной.

Предположим, что уровень 1-й элементарной характеристики с соответствующим ей показателем р) определяется функцией

= (1)

Назовем эту функцию функцией степени удовлетворения требований, предъявляемых к показателю По своей сути функция должна

определять меру согласованности достигнутого значения показателя с предъявляемыми к нему требованиями. Дадим ей формальное определение.

Функцию (I) можно описать функцией принадлежности нечеткого множества. Функция принадлежности нечеткого множества А определяется отображением

ИЛ : I/ -> [О, I] , где 11 - универсальное множество и А ^ (Л Данная функция ставит в соответствие каждому элементу и £ и число из интервала [0,1],

определяющее степень принадлежности элемента и множеству А. Если функция |Ал(и) принимает значения только 0 и 1, то множество А является "обычным" (четким).

Степень принадлежности интерпретируется как субъективна* мера того, насколько элемент соответствует понятию, смысл которого формализуется нечетким множеством А. Согласно вероятностной интерпретации функции принадлежности ее значение понимается как вероятность того, что лицо, принимающее решения (ЛПР), отнесет элемент и к множеству А. Обычно данную вероятность называют субъективной вероятностью, поскольку функция определяется на основе экспертных оценок.

Определим дня показателя р{ множество А1 его значений, которые удовлетворяют требованиям, предъявляемым к данному показателю в соответствии с назначением ПС. Нечеткое множество А( на множестве Р{ значений показателя р{ состоит из пар вида

А, = и ^(рд!р>. (2)

где знак "Г, как это принято в теории нечетких множеств, используется для разделения компонент, составляющих пару.

На рис. 2 приведен пример функции V как функции принадлежности нечеткого множества А{ . Значения рп и рп таковы, что рп не

принадлежит множеству А/, то есть является неудовлетворительным, а рп принадлежит этому множеству, то есть является удовлетворительным. В отношении любого значения из интервала (ра , р^) у эксперта нет уверенности в том, что оно является неудовлетворительным или удовлетворительным. Согласно вероятностной интерпретации функции

принадлежности значение У(р'.) представляет собой вероятность события (р' е А«), которое состоит в том, чтобудет отнесено к множеству Л,.

Функция у(р¡) может быть также интерпретирована несколько иначе, а именно, как функция, определяющая нечеткий уровень притязания, заданный на полуинтервале (ра , Обозначим этот уровень через Имеем

и ч(р,)/р}, (з)

Рис. 2. Пример функции степени удовлетворения требований

где - есть субъективная вероятность (степень уверенности) эксперта в том, что значение р. может рассматриваться в качестве уровня притязания (в обычном "четком" смысле этого слова).

Таким образом, функция v(^?(.) степени удовлетворения требовании определяет нечеткий уровень притязания на множестве значений показателя и может быть формализована функцией принадлежности нечетного множества Аг Значение представляет собой

вероятность удовлетворения требовании, предъявляемых к показателю р1.

Анализ возможных требовании, предъявляемых к показателям базовой СХК, показал, что для любого показателя функция (1) может быть описана либо характеристической функцией обычного множества (в случае четко определенных требований), либо функцией принадлежности нечеткого множества (в случае нечетко определенных требований).

Рассмотрим уровень комплексной характеристики качества ПС. Пусть уя комплексная характеристика определяется труппой показателей

М. = {рк , ркН , ... , Рт}- Допустим, что ее уровень <2/ может быть задан функцией

0.1 = И'(И) . (4)

Назовем ее функцией степени удовлетворения требовании, предъявляемых к группе показателей Му .

Также как и функцию V, функцию И* формально можно описать функцией принадлежности некоторого нечеткого множества Ву. Определим это множество как множество значений показателей из группы Му, которые удовлетворяют требованиям, предъявляемым к соответствующим показателям согласно назначению ПС. Множество Ву можно представить в виде декартова произведения:

Bj = ЛkX■AыX—^X■Am, (5)

где Ак , А, ... , Ат - нечеткие множества значений соответственно показателейрк , рк+1 , ... , рт(2).

Перепишем (5) в форме (2):

В) = \ и У(Рк)!рк [ х\ и УфыУры [ X ...

I Гк^к ) {Рк,\еРк>1 )

и у(рт)/рт\ = и п{у(рк),у(ры\...,у(рт))1{рк,рк+\,...,рт), (6)

где ... , у(рт) - функции принадлежности соответственно

нечетких множеств Ак , Ак+/ , ... , Ат (1); УУ(*) - функция принадлежности нечеткого множества Ву ; Су = (рк , Рк+1, ••• , -множество значений показателей качества з-н комплексной характеристики.

Из (4) и (6) получаем

<2] = П(у{рк), У(ры ),..., V(рт)) . (7)

В отличие от уровня элементарной характеристики (1) уровень комплексной характеристики является критерием многомерным.

Рассмотрим его сущность. Первый элемент пары Н'(*)/(Рк>Рк+1, •••,Рт) в (6) определяет субъективную вероятность или степень уверенности в том,

что второй элемент - вектор зничений (рк , ... , рт) - окажется

удовлетворительным. В работе функция (7) определена аналитически. Она

можст быть нспзльзоваиа для вычисления уровня тобой комплексной характеристики качества при условии, что набор со показателей удовлетворяет требованиям полноты и несбыточности.

Как и уровень комплексной характеристики, уровень кцчесгна НС можно представить в виде (1):

где п - число показателей качества п СУК для соответствующего ПС. Согласно интерпретации функции »V уровень качества (2 1Ч,Ь субъективная вероятность или степень уверенности в том, что качество ПС является удовлетворительным.

Уровень О, является основной но не исчерпывающей характфистикой качества ПС. При анализе и принятия решений в процессе оценки и управления качество:« ПС нельзя не принимать во внимание уровни комплексных характеристик ()} и уровни элементарных характеристик Эти уровни могут быть зесьма полезны в дальнейшем при неформальном анализе качества ПС.

Рассмотрим множество , состоите.: из уровня качества и уровнен всех его характеристик. Назовем это множ< ство спектром качества ПС.

Для визуального представления спектра качества удобно использовать диаграммы. На рис. 3 показан пример диаграммы спектра качества ПС. Данный способ представления информации о качестве ПС будет полезен всем категориям ЛПР: руководителю проекта, группе гарантии качества, разработчикам, заказчикам и сертпфищгруюшему органу.

В этой же главе подробно описана методика построения функции степени, удовлетворения требований (1). Методика г тред ставлена в виде алгоритма опроса эксперта, состоящего из 20 шагов, и может быть легко реализована на ЭВМ.. Согласно этой методике в начале определякт.* значениярп и Рр (см. рис. 1), а затем осуществляется построение функции на интервале (рп , р^). Значения рп и рп могут быть указаны непосредственно экспертом либо найдены методом равноделения. Для

а в

Качество ПС

Уровень иерархии базовой СХК

ПЛ - уровеньполноты

Т - уровень точности

ПГ - уровень пригодности

К - уровень корректности

3 - уровень защищенности

ФП - уровень функциональной пригодности

Н - уровень надежности

УП - уровень удобства применения

Э - уровень эффективности

С - уровень сопровождаемости

М - уровень мобильности

Рис. 3. Пример диаграммы спектра качества ПС

посгроения функции на интервале (рп , рп) используется один га следующих методов: параметрический, равноделения или геометрический.

Пара метрический метод основан на предположении, что на интервале (рп , р^) функция V может быть представлена линейной функцией. При построении функции V методом равноделения путем опроса эксперта на интервале {рп , р^} определяются квантили порядка 0,125; 0,25; 0,5; 0,75 и 0,875. При построении функции геометрическим методом эксперту случайным образом предъявляют несколько значений из интервала (рп ,/>;2) и просят дать каждому значению ра оценку h(pj), которая отражает его восприятие вероятности того, что значение р^ является удовлетворительным. Особенность данного метода состоит в том, что эксперт даст оценку h(pj) не количественно, а в виде метки на отрезке произвольной длины, одна концевая точка которого есть рп , а другая -Ра. Этот геометрический прием оценивания предпочтительнее непосредственного назначения численных оценок из [0, 1], поскольку у некоторых экспертов численное оценивание вызывал* внутреннее сопротивление, и оно легче для запоминания предыдущих ответов, что является нежелательным.

В конце второй главы приведен пример использования предложенного метода оценки качества для определения уровня удобства применения ПС вычислительной системы самолетовождения.

В третьей главе разработана концептуальная модель управления качеством программных средств. На основании этой модели предложена архитектура системы управления качеством на предприятии,

разрабатывающем программные средства. Раскрыто содержание таких новых для отечественной практики понятий, как управление, обеспечение и план обеспечения качества ПС. Приведен анализ факторов, влияющих на качество.

Задача управления качеством ПС состоит в анализе полученной оценки качества и выборе действий с целью достижения требуемого уровня качества. В публикациях по вопросам управления качеством ПС в

основном описываются факторы, оказывающие влияние на качество ПС. К таким факторам относятся процедуры обеспечения качества в процессе разработки и сопровождения ПС: регламентация технологических процессов, их планирование, проверка ПС на соответствие требованиям, ответственность руководства, управление разработкой, методы и средства выполнения работ и тд. Основы обеспечения качества бортовых ПС изложены в документе НТСАЛ>0-178В. В нем определены общесистемные аспекты, влияющие на разработку ПС, технологический цикл создания ПС, документы, регистрирующие этот цикл, рекомендации по планированию, разработке, проверке и испытанию. Используя этот и другие соответствующие документы, предприятия поддерживают и развивают собственные стандарты и методики обеспечения и управления качеством ПС. Анализ опубликованных работ показывает, что пока еще не найдены методы, позволяющие в той или иной степени автоматизировать решение задачи управления качеством ПС.

На рис. 4 показана схема управления качеством ПС. Схема представляет собой замкнутый контур управления. Управляющим органом является система принятия решений (СПР), объектом управления -качество ПС. Контроль за состоянием качества осуществляется системой СПР на всех этапах разработки и эксплуатации на основе анализа спектра качества

Жизненный цикл ПС (ЖЦПС) условно можно разделить на несколько этапов. Каждый этап Э, характеризуется определённым составом технологических процессов, ъХ{ - состояние ПС, в котором оно находится после выполнения 1-го этапа. Состав этапов и состояния ПС Б ВС приведены в табл. 1.

Все показатели качества распределены по этапам ЖЦПС. Согласно этому распределению в конце каждого этапа ( в процессе эксплуатации периодически) определяется текущий спектр качества 0,г

Назначение системы принятия решений - формирование на каждом этапе ЖЦПС управляющих воздействий V для достижения поставленной цели. На стадии разработки ( этапы с 1-го по 7-й) целью является создание

Факторы Ограничения качепва

Цепь

Требования, к характе- : рнстикам качества

Система

прИ&£№&:

решений

Внешние воздействия

и

л о

тТ4

на

ПС

Технологические X

(Спеюр качества

Вычисление спектра качества |*

Оценка качества ПС

Значения показателей

процессы разработки и Эксплуатации

лг,

и,

X.

и±

ПС

э*

Рис. 4. Схема управления качеством ПС

ПС, максимально удовлетворяющего требованиям к качеству, а при эксплуатации (этап 8 ) - поддержка достигнутого уровня качества не ниже допустимого.

Таблица 1

Этапы жизненного цикла и состояния ПС ВВС

Этап,Э. Состояние Г1С, Х1

1. Определение требований Техническое задание на ПС

2. Системное проектирование Эскизный проект, ТЗ на отдельные программы, спецификация

3. Кодирование Тексты программ

4. Отладка программ на ТЭВМ и на БЦВМ Откорректированные тексты программ по результатам отлад ки, программы на штатных носителях (ПЗУ, магнитном носителе бортового загрузчика данных) ПС (документация и программы на штатных носителях)

5. Выпуск документации

б. Испытания стендовые и летные Откорректированное ПС по результатам испытаний

7. Сертификация и внедрегле ПС и сертификат годности

8. Эксплуатация и сопровождение Модифицированное ПС в результате сопровождения

Для принятия решения системой СПР о воздействии на состояния Х{ или на технологические процессы необходимо: контролировать качество ПС; определить причину снижения качества, то есть факторы-качества из /\ приводящие к такому снижению; определить возможность использования этих факторов, не нарушая ограничений Ь на множестве факторов Т7; определить, каким образом реализовать выбранные факторы в виде управляющих воздействий из £/.

Сложность современных ПС ВВС и процессов их разрабмки не позволяют полностью формализовать решения задачи управления качеством. Чаше всего управление основывается на интуиции и опыте специалистов. Но vi ому, основная задача в данной области счктонт i; определении методов и средств поддержки приняшн решений при управлении качеством ПС.

Функционирование системы СНГ определяется поставленной целью и осуществляется в условиях о[раниченин L на множестве факторов качества F. Цель состоит в максимизации уровня качества ПС Q. В распоряжении системы СПР имеется множеств«» управляемых фактороп качества FL как множество допустимых альтернатив. Таким образом, задача системы СПР состоит в максимизации Q на множестве управляемых факторов F,\

где / - факторы из F, выбираемые си темой СПР для достижения поставленной цели. Решением этой задачи оптимизации является некоторое подмножество множества ¥^

Строго формально решить задачу (9) не представляется возможным. Причина состоите неформошгзуемости процессов на этапах Их нельзя отнести ни к детерминированным, ни к стохастическим. Это связанно с неопределённостью влияния факторов на показатели качества. Для некоторых факторов их связь с показателями можно определить функционально, но для большинства факторов эта связь имеет место лишь на качественном уровне. В таких неопределённых условиях подход к решению задачи (9) может быть следующим: определение в множестве управляемых факторов ¥1 некоторого подмножества ¥из которого лицу, принимающему решения, (ЛПР) слелует выбирать те факторы, которые по его мнению максимизируют уровень качества ПС ().

Структура системы принятия решений приведена на рис. 5. В состав системы входят блок формирования массива факторов качества Сток формирования направления движения к цели М-, и лица, принимающие

Ограничения

Факторы качества

Рис. 5. Структура системы принятия решений

решения ЛПР 1, ЛПР 2,... , ЛПР N. К последним относятся руков.цителъ проекта, непосредственные исполнители и персонал группы гарантии качества. Назначение блоков М] и М2 - помочь каждому ЛПР в его выборе рационального управляющего воздействия. Для этого в блоке М2 определяется направление К(, приближения к цели, а в блоке М.1 - массив рациональных факторов качества Р& позволяющих приблизиться к цели в направлении Ка с учётом действующих ограничений Окончательное решение, какие факторы из задействовать в форме управляющих воздействий II, принимает ЛПР. Поскольку данные н К0 используются ЛПР, желательно, чтобы они были представлены в удобной для него форме.

Для решения задачи (9) разработаны алгоритмы функционирования блоков М} и Мр удобная форма предоставления информации для ЛПР, содержащей диаграмму Ка направления движения к цели и массив факторов качества а также процедура принятия решений для ЛПР. Методика позволяет автоматизировать процесс принятия решений при создании ПС требуемого уровня качества.

Четвертая глава посвящена вопросам практической реализации разработанных методов оценки и управления качеством ПС. Определены требования к системе поддержки проектных решений при разработке бортовых программных средств. Предложена архитектура такой системы на базе локальной вычислительной сети. Определены аппаратные и программные средства, необходимые для создания системы. Разработан интерфейс пользователя системы поддержки проектных решений. Кратко описана аппаратура автоматизированного мониторинга ААМ80-400 для БЦВМ типа ЦВМ80-400.

В приложениях приведены структура базовой СХК, определения характеристикам качества и формулы для вычисления значений показателей качества базовой СХК, система характеристик качества ПС

- -

вычислительной системы самолетовождения, фрагменты меню интерфейса пользователя системы СППР и его листинг программы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложена единая и непротиворечивая терминология, включающая, в частности, следующие понятия: качество ПС, характеристика качества, система характеристик качества, уровень качества, уровень характеристики качества, управление и обеспечение качества.

2. Определены требования к системе характеристик качества ПС и разработана методика построения такой системы для конкретного проекта ПС.

3. На основе теории нечетких множеств разработан эффективный метод оценки качества ПС, который позволяет учесть нечетко определенные требования, предъявляемые к характеристикам качества, и получить оценку, характеризующую вероятность того, что качество ПС является удовлетворительным.

4. Разработана концептуальная модель управления качеством ПС, в рамках которой рассмотрены информационные потоки в контуре управления, структура системы принятия решений, множество возможных действий лица, принимающего решения, процедура принятия рациональных решений, обеспечивающих достижение требуемого уровня качества ПС.

5. Определены функциональные требования, состав аппаратных и программных средств системы поддержки проектных решении при разработке ПС бортовых вычислительных систем.

6. Разработана аппаратура автоматизированного мониторинга ААМ80-400 для БЦВМ серии ЦВМ80-400, защищенная авторским свидетельством № 1624461.

Результаты работы внедрены в НИИ авиационного оборудования и использовались при разработке ПС вычислительной системы

самолетовождении дня магистральных самолетов Ил-96-300, Ту-204 и Ил-114. Полученные результаты будут также использованы в сопмсгшом российско-американском проекте ннтсфнроманного комплекса бортового оборудования А1\1Л-20() для само.'кча-амфнбни 1н'-20().

Автор нрнноснт извинения за некоторое сокращение материала, связанное с наличием технологических секретов, а также ограничением на объем данной работы, и будет бла| одарен за любые замечания и предложения, которые можно направлять по следующим адресам:

140160, Московская обл., г. Жуковский, \л. Клубная, Д. 10, кв. 109, Качкину В. И., тел. (095) 556-78-69;

353204, г. Краснодар, ст. Елизаветинская, ул. Полуяна, 251, Качкину В. И., тел. (861) 2-50-14-47.

ПУБЛИКАЦИИ

Содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Качкин В. И. Система характеристик качества программных средств. - М.: МАИ, 1994. - 44 е.: ил. - Бнблногр. 15 назв. - Деп. в ВИНИТИ 24.11.94, № 2686 В94.

2. Качкин В. И., Любатов Ю. В. Метод оценки качества программных средств. - М.: МАИ, 1994. - 37 е.: пл. - Бнблногр. 30 назв. - Деп. в ВИНИТИ 24.11.94, №2689 В94.

3. Качкин В. И. Модель управления качеством программных средств. - М.: МАИ, 1994. - 26 е.: ил. - Библиогр. 27 назв. - Деп. в ВИНИТИ 24.11.94, №2687 В94.

4. Качкин В. И., Тюрин В. Д. Оценка продолжительности этапов жизненного цикла программного обеспечения вычислительной системы. -В сб. научн. тр. МАИ: Структура бортовых вычислительных систем с элементами искусственного интеллекта. - М.: Изд-во МАИ.1991. - С. 44-53.

-245. Качкин В. И. Система поддержки проектных решений при разработке программных средств бортовых вычислительных систем. - М.: МАИ, 1994. - 33 е.: ил. - Библиогр. 47 назв. - Дсп. в ВИНИТИ 24.11.94, № 2688 В94.

6. Качкин В. И. Концепция автоматического определения состояния БЦВМ с помощью системы отладки программного обеспечения // Отчет о НИР "Исследование и разработка принципов построения бортовых микропроцессорных систем (БМС) и их программного обеспечения". Этап 4: "Исследование и разработка методов рациональной организации вычислительных процессов БМС. Разработки принципов построения имитационных моделей для исследования вычислительных процессов БМС". - М.: МАИ, 1989. - С. 76-86. Гос. per. № У29948. - Деп. в ЦНТИ -Волна", г. Жуковский, 30.07.90, № У66567.

7. Качкин В. И. Устройство для отладки ПМО БЦВМ // Науч.-техн. сб. "Вопросы авиационной науки и техники", серия "Бортовое оборудование летательных аппаратов", вып.1 (13). Тез. докл. Межотраслевой НПК "Повышение технического уровня, качества и надежности бортового оборудования летательных аппаратов". Жуковский: НИИАО, 1989. - С. 173-176.

8. Качкин В. И., Бабашкин В. А. Устройство для отладки программ: А.с.№ 1624461 СССР, МКИ G06 F 11/28. - Опубл. 30.01.91, Бюлл.№ 4.