Семантичні моделі, методи та інформаційна технологія підвищення надійності програмного забезпечення інформаційно-управляючих систем - Автореферат

Міністерство освіти і науки України Спеціальність 05.13.06 - автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана у Національному аерокосмічному університеті ім. Жуковського "Харківський авіаційний інститут", Міністерство освіти і науки України Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Конорев Борис Михайлович, Національний аерокосмічний університет ім. Жуковського "Харківський авіаційний інститут", професор кафедри програмного забезпечення компютерних систем Захист відбудеться "16 "лютого 2007 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.062.01 у Національному аерокосмічному університеті ім.Ефективне функціонування сучасних технічних систем неможливе без комплексної автоматизації виробничих процесів та вдосконалення керування шляхом широкого застосування прогресивних інформаційних технологій, що потребує розробки не тільки програмного забезпечення (ПЗ) для інформаційно-управляючих систем (ІУС), але і спеціалізованих інструментальних засобів для їх створення, тому що кожні десять років обсяг програмного коду ІУС критичного застосування збільшується у 10 разів. Розробка та впровадження в експертизу і сертифікацію автоматизованих засобів, що реалізують диверсні, відмінні від тих, що використовуються розробниками, методи та обєктивне оцінювання якості ПЗ, збільшать повноту та достовірність експертних оцінок надійності. Таким чином, актуальна наукова задача - розробка моделей, методів та нової прогресивної інформаційної технології для оцінки ймовірності існування у програмному забезпеченні залишкових програмних дефектів диверсним методом, що дозволить підвищити надійність та якість програмного забезпечення інформаційно-управляючих систем. Особистий внесок автора в зазначених НДР як співвиконавця полягає в розробці атрибутів, критеріїв та методик оцінки якості, моделей та методів незалежної верифікації програмного забезпечення, заснованих на використанні семантичних інваріантів для інструментальної системи автоматизації верифікації та експертизи ПЗ, що склала основу автоматизованого рабочого місця експерта сертифікаційного центру. При вирішенні загальної та часткової наукових задач використовуються такі методи проведення досліджень: методи аналізу ієрархій, функціонального аналізу - при розробці семантичної моделі ПЗ; методи теорії груп та вищої алгебри - при дослідженні властивостей семантичних чисел; методи теорії розмірностей та функціонального аналізу - при організації і вивченні властивостей семантичного простору та семантичних векторів; методи теорії графів - при синтезі моделі верифікації ПЗ; методи теорії абстрактних типів даних - при створенні програмних типів, що забезпечують незалежну верифікацію; методи теорії ймовірностей та математичної статистики - при визначенні ефективності методу, а також при обробці даних тестування.Якість та надійність, основні характеристики ПЗ інформаційно-управляючих систем визначаються кількістю залишкових програмних дефектів, тому обєктивна експертиза ПЗ вимагає точної їх оцінки. Актуальною є розробка: формальних методів доведення коректності, заснованих на диверсному критерії - контролі збереження інваріантних властивостей програмного забезпечення на всіх архітектурних рівнях проекту, однією з яких є семантика - фізична розмірність програмних змінних; методів автоматичної побудови семантичних моделей програмного забезпечення; методів калібрування моделей для підвищення достовірності верифікації; інструментальних засобів підтримки експертизи та незалежної верифікації, заснованих на семантичних інваріантах для аналізу якості ПЗ. Набула подальшого розвитку модель якості ПЗ ІУС IEC 9126/14598 як суперпозиція множини атрибутів, що враховує реальну ступінь різноманіття атрибутів: внутрішні, зовнішні, якості у використанні, та забезпечує обґрунтування і вибір проектних рішень з диверсифікації інформаційних технологій верифікації шляхом використання семантичних програмних інваріантів (розмірностей фізичних типів даних) як атрибутів якості ПЗ. Запропоновано нормалізацію ІУС у ієрархію: програмно-технічний комплекс; функція; задача; алгоритм; програмний модуль; оператор (операнд, операція). Використання семантичних інваріантів для незалежної верифікації ПЗ під час експертизи та сертифікації дозволяє розглядати ПЗ як відображення семантики вхідних даних, що надходять в ІУС, у семантику вихідних результатів.В дисертації наведені теоретичне обґрунтування та нове вирішення актуальної наукової задачі - розробки моделей, методів та нової прогресивної інформаційної технології для оцінки ймовірності існування у програмному забезпеченні залишкових програмних дефектів диверсним методом, що дозволило підвищити надійність та якість програмного забезпечення інформаційно-управляючих систем.

Основний зміст роботи