Показатели качества и надежности программных средств (ISO 9126:1991)

6 основных характеристик качества ПС, каждая из которых детализируется несколькими (всего 21) субхарактеристиками (ISO 9126:1991 )

Функциональная пригодность детализируется пригодностью для применения, точностью, защищенностью, способностью к взаимодействию и согласованностью со стандартами и правилами проектирования.

Надежность рекомендуется характеризовать уровнем завершенности (отсутствия ошибок), устойчивостью к ошибкам и перезапускаемостью.

Применимость предлагается описывать понятностью, обучаемостью и простотой использования.

Эффективность рекомендуется характеризовать ресурсной и временной экономичностью.

Сопровождаемость характеризуется удобством для анализа, изменяемостью, стабильностью и тестируемостью.

Переносимость предлагается отражать адаптируемостью, структурированностью, замещаемостью и внедряемостью.

Основными показателями надежности ПО являются:

· вероятность безотказной работы программы, представляющая собой вероятность того, что ошибки программы не проявятся в интервале времени;

· вероятность отказа программы или вероятность события отказа ПО до момента времени;

· интенсивность отказов программы;

· средняя наработка программы на отказ, являющаяся математическим ожиданием временного интервала между последовательными отказами.

Тестирование корректности определения и использования данных на маршрутах исполнения программы.

Если маршруты исполнения программы соответствуют допустимым областям изменения входных данных, то целесообразно проверять корректность основных операций обработки данных на выделенных маршрутах. Каждая величина на маршруте исполнения программы считывается из памяти, и после использования для вычислений записывается в память ЭВМ для хранения и последующей обработки. Чередование операций чтения и записи переменных может быть нарушено в результате ошибок в программе. Для выявления таких ошибок проводится тестирование корректности записи и считывания реальных данных или статический анализ этих операций по исходному тексту программы.

Драйверы — назначение, основные типы, средства разработки, загрузка/выгрузка, организация и точки входа, диспетчер PnP, структуры драйверов в ОС, схема обработки прерываний, проблемы. Windows Driver Model.

Драйверы — назначение

Одной из неотъемлемых частей операционной системы Windows являются драйверы. В общем случае драйвер — это специальное программное обеспечение, которое обеспечивает работу внешних устройств, а также некоторой базовой функциональности операционной системы. Драйверы используются не только как механизм управления аппаратными устройствами, но и как составная часть прикладного программного обеспечения. В частности, к подобным решениям относятся различные виртуальные дисководы, технологии защиты от копирования, механизмы шифрования, антивирусное программное обеспечение и многое другое. Назначение драйвера — избавить разработчиков пользовательского программного обеспечения от рутинной реализации протоколов работы с оборудованием и предоставить дополнительный сервис и удобные средства по настройке и управлению устройствами. Таким образом, драйвер можно назвать интерфейсной «прослойкой» между «железом» и «софтом». С помощью драйвера клиентское приложение получает возможность управлять подключенным оборудованием.

Основные типы

Существуют различные классификации драйверов Windows, порой не совсем соответствующие официальной документации. Каждый автор, вероятно, придерживается своей классификации. Попробуем на их основе представить в общем виде структуру типов драйверов. Согласно MSDN, на базовом уровне драйверы разделяются на два уровня:

· драйверы пользовательского уровня — исполняются в пользовательском режиме и предоставляют интерфейс между приложениями и драйверами уровня ядра. К ним относятся драйверы принтеров и драйверы виртуальных устройств;

· драйверы уровня ядра — выполняются на уровне ядра, обладают максимальными возможностями в системе. В сущности, они могут делать в системе и с системой практически все. Они могут сделать даже так, что вы не сможете обнаружить их стандартными средствами. Обычно такие драйверы разделяются на подуровни. В основном верхние уровни получают информацию от приложений, обрабатывают ее и передают драйверам нижнего уровня. К этой категории относятся, к примеру, драйверы файловых систем.

С точки зрения документации MSDN драйверы уровня ядра делятся на следующие слои, опишем их на примере драйверов файловых систем.

1. Драйверы высокого уровня. К ним относятся драйверы файловых систем, которые поддерживают файловые системы, например FAT, NTFS, CDFS. Драйверы высокого уровня всегда зависят от драйверов нижних уровней.

2. Драйверы промежуточного уровня. К ним относятся драйверы, обеспечивающие поддержку виртуальных дисков и зеркалирования. Драйверы промежуточного уровня зависят от драйверов нижнего уровня. Кроме того, они подразделяются на следующие подклассы:

◦ функциональные драйверы — управляют конкретным типом устройств. Драйверы шин предоставляют устройства функциональным драйверам через диспетчер PnP;

◦ драйверы фильтров дополняют функциональный драйвер. Можно сказать, расширяют его функциональность. Могут находиться как до, так и после своего функционального драйвера, в очереди обработки запроса к этому драйверу. Они могут быть как непосредственно фильтрами данного функционального драйвера, так и фильтрами класса драйверов.

3. Драйверы нижнего уровня. Контролируют ввод/вывод шины, к которой подключено периферийное устройство. Здесь также существуют разные виды драйверов.

◦ Драйверы шин — управляют логическими или физическими шинами, такими как PCI, USB. Драйверы шин отвечают за распознавание устройств, подключенных напрямую к этим шинам, оповещение диспетчера PnP об этих устройствах и управление параметрами электропитания шины.

◦ Драйверы, не поддерживающие WDM.

Средства разработки

Основным средством разработки является Microsoft Windows DDK, Device Driver Kit, — пакет разработки драйверов, включающий компилятор, редактор связей (линкер), заголовочные файлы, библиотеки, большой набор примеров (часть из которых является драйверами, реально работающими в операционной системе) и, разумеется, документацию. В состав пакета входит также отладчик WinDbg, позволяющий проводить интерактивную отладку драйвера на двухкомпьютерной конфигурации и при наличии файлов отладочных идентификаторов операционной системы WinDbg кроме того, позволяет просматривать файлы дампа (образа) памяти, полученного при фатальных сбоях операционной системы (так называемый crash dump file).

Загрузка/выгрузка

Кроме проблемы разработки новых драйверов существует также проблема включения драйвера в состав модулей работающей ОС, то есть динамической загрузки-выгрузки драйвера. Так как набор потенциально поддерживаемых данной ОС периферийных устройств всегда существенно шире набора устройств, которыми ОС должна управлять при установке на конкретной машине, то ценным свойством ОС является возможность динамически загружать в оперативную память требуемый драйвер (без останова ОС) и выгружать его после того, как потребность в поддержке устройства миновала, что может существенно сэкономить системную область памяти.

Альтернативой динамической загрузке драйверов при изменении текущей конфигурации внешних устройств компьютера является повторная компиляция кода ядра с требуемым набором драйверов, что создает между всеми компонентами ядра статические связи вместо динамических. Например, таким образом решалась данная проблема в ранних версиях операционной системы UNIX. При статических связях между ядром и драйверами структура ОС упрощается, но этот подход требует наличия исходных кодов модулей операционной системы, доступность которых скорее является исключением (для некоммерческих версий UNIX), а не правилом. Кроме того, в этом варианте работающую предыдущую версию операционной системы необходимо остановить и заменить новой, а перерывы в работе ОС в некоторых применениях могут и не допускаться. Поддержка динамической загрузки драйверов является практически обязательным требованием для современных универсальных операционных систем.