Методи і засоби проектування архітектури програмного забезпечення з врахуванням вимог якості

Date
2015
Authors
Боднарчук, Ігор Орестович
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Національний університет "Львівська політехніка"
Abstract
У дисертаційній роботі розв'язано важливу наукову задачу, суть якої полягає у розробці методів та засобів забезпечення та контролю якості програмних системи (ПС) на етапі проектування її архітектури. Запропоновані методи призначені для застосування в області інженерії програмного забезпечення і дають змогу проектувати вимоги до архітектури ПС у вигляді моделей якості стандарту ISO 25010. На основі вимог якості до ПС розроблено та обґрунтовано технологію оцінювання якості архітектури ПС. Підтримку методів проектування програмної архітектури з врахуванням вимог якості здійснено розробленою у роботі програмною системою. Проведено аналіз наукових публікацій, стандартів та практичних рішень в області інженерії програмного забезпечення, результатом чого обґрунтовано актуальність теми та методів забезпечення і контролю якості програмної архітектури на основі використання моделі якості стандарту ISO 25010. Розроблено модель якості архітектури на основі стандартизованих характеристик якості програмної системи шляхом виконання комунікації вимог до програмної системи на вимоги до програмної архітектури (ПА) з використанням методу QFD. Розроблено метод порівняльного оцінювання архітектурних рішень для проектованої системи як розв'язок задачі багатокритеріальної ієрархічної оптимізації з використанням модифікованого методу аналізу ієрархій. Виконано порівняння стандартного та модифікованого методу аналізу ієрархій при порівняльному оцінюванні архітектур, оцінено стійкість рішення задачі вибору архітектури. Розроблено метод оптимізації архітектури при зміні вимог до проектованої системи на основі використання методів заміщення. Розроблені методи реалізовано у вигляді структурних елементів системи підтримки прийняття рішень архітектора ПС. Розроблено програмне забезпечення для проектування архітектури ПС з врахуванням вимог якості, в якому реалізовано розроблені технології та методи. В диссертационной работе решена важная научная задача, суть которой заключается в разработке методов и средств обеспечения и контроля качества программных систем (ПС) на этапе проектирования ее архитектуры. Предложенные методы предназначены для применения в области инженерии программного обеспечения и позволяют проектировать требования к архитектуре ПС в виде моделей качества стандарта ISO 25010. На основе требований качества к ПС разработана и обоснована технология оценки качества архитектуры ПС. Поддержку методов проектирования программной архитектуры с учетом требований качества осуществлено разработанной в работе программной системой. Проведен анализ научных публикаций, стандартов и практических решений в области инженерии программного обеспечения, в результате чего обоснована актуальность темы и методов обеспечения и контроля качества программной архитектуры на основе использования модели качества стандарта ISO 25010. Разработана модель качества архитектуры на основе стандартизированных характеристик качества программной системы путем выполнения коммуникации требований к программной системе на требования к программной архитектуре (ПА) с использованием метода QFD. Разработан метод сравнительной оценки архитектурных решений для проектируемой системы как решение задачи многокритериальной иерархической оптимизации с использованием модифицированного метода анализа иерархий. Выполнено сравнение стандартного и модифицированного метода анализа иерархий при сравнительном тестировании архитектур, оценена устойчивость решения задачи выбора архитектуры. Разработан метод оптимизации архитектуры при изменении требований к проектируемой системе на основе использования методов замещения. Разработанные методы реализованы в виде структурных элементов системы поддержки принятия решений архитектора ПС. Разработано программное обеспечение для проектирования архитектуры ПС с учетом требований качества, в котором реализовано разработанные технологии и методы. The architecture design of any software system is an important problem in general. In the thesis this problem is stated as follows: creation of tools and methods for quality assurance and quality control on the early stage of software lifecycle – architecture design. The importance of this problem is grounded as well. Offered methods are available in the software engineering and give possibility to design the requirements to software architecture as models of standard ISO 25010. It is proposed to use only standard quality characteristics because of the software architect can use all complex with characteristics, subcharacteristics, attributes, measures and other artefacts of the standard. Otherwise the architect uses nonstandard quality model that leads to misunderstanding, ambiguous mentions of terms. On the base of quality requirements to the software system the technology of software architecture quality assessments is designed and grounded. The support of these methods for architecture design is realized in the special software. This application is created and described in the thesis. The analysis of science publication on the field of software architecting is made. The standards and practical experience in the architecting is examined too. The importance and actuality of the thesis is grounded as a result. It is shown that processed of quality assurance and quality control in the stage of software architecture design should be held with quality model of the standard ISO 25010. On the base of its characteristics the model of software architecture quality is proposed in the thesis. QFD method is offered for communication of requirements to the quality of the system on the requirements to the quality of its architecture. There is stated that comparative assessment of software architectures for the designed system is the problem of multicriteria hierarchic optimization. There are analyzed some traditional approaches for multiciriteria assessment and shown that Analytical Hierarchic Process (AHP) is the best approach for this purpose. But there are some restrictions for this method. The quantity of criteria and alternatives can not be greater than 9. Thus the modification of AHP is offered. The modification has as main idea the minimization of the measure of inconsistency for the matrix of pairwise comparisons. Then this problem was reduced to the problem of linear programming. The standard AHP and modified AHP have been compared and results of comparison are represented in the thesis. The problem of the stability of the solution have examined too. For case when requirements to the system have been changed the method for architecture optimization is proposed on the base of method of comparative substitution. All mentioned methods have been realized in the created application for software architect. Each function is represented in this application as separate component and as result the application is a Decision making system for software architecting.
Description
Keywords
програмне забезпечення , програмна архітектура , якість архітектури , модель якості , експертна система , контроль якості , гарантування якості , программное обеспечение , программная архитектура , качество архитектуры , модель качества , экспертная система , контроль качества , гарантирование качества , software , software architecture , quality of architecture , quality model , expert system , quality control , quality assurance
Citation
Боднарчук І. О. Методи і засоби проектування архітектури програмного забезпечення з врахуванням вимог якості : автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук : 01.05.03 – математичне та програмне забезпечення обчислювальних машин і систем / Ігор Орестович Боднарчук ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка". – Львів, 2015. – 23 с. – Бібліографія: с. 15–17 (22 назви).