9. Г. Буч. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения: пер. с англ. — М.: Конкорд, 1992.

10. Е.А. Жоголев. Система программирования с использованием библиотеки подпрограмм // Система автоматизация программирования. — М.: Физматгиз, 1961. с. 15-52.

11. Ф.П. Брукс, мл. Как проектируются и создаются программные комплексы / Пер. с англ. А.П. Ершова. — М.: Наука, 1979.

12. R.C. Holt . Structure of Computer Programs: A Survey // Proceedings of the IEEE, 1975, 63(6). — p. 879-893.

13. Дж. Хьюз, Дж. Мичтом. Структурный подход к программированию. — М.: Мир, 1980.

14. Е.А. Жоголев. Технологические основы модульного программирования // Программирование, 1980, №2. — с.44-49.

15. Б. Боэм, Дж. Браун, Х. Каспар и др. Характеристики качества программного обеспечения. — М.: Мир, 1981.

16. В.В. Липаев. Качество программного обеспечения. — М.: Финансы и статистика, 1983.

17. Б. Шнейдерман. Психология программирования. — М.: Радио и связь, 1984.

18. Revised version of DP9126 — Criteria of the Evaluation of Software Quality Characteristics. ISO TC97/SC7 #610. — Part 6.

19. В.Ш. Кауфман. Языки программирования. Концепции и принципы. М.: Радио и связь, 1993.

20. Требования и спецификации в разработке программ: пер. с англ. — М.: Мир, 1984.

21. В.Н. Агафонов. Спецификация программ: понятийные средства и их организация. — Новосибирск: Наука (Сибирское отделение), 1987.

ЗАМОК ДРАКОНА

Математика делает то, что можно, так, как нужно, тогда как информатика делает то, что нужно, так, как можно. Человеку свойственно ошибаться.

Сенека

Лекция 2.

ИСТОЧНИКИ ОШИБОК В ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВАХ

Интеллектуальные возможности человека, используемые при разработке программных систем. Понятия о простых и сложных системах, о малых и больших системах. Неправильный перевод информации из одного представления в другое — основная причина ошибок при разработке программных средств. Модель перевода и источники ошибок.

1. Интеллектуальные возможности человека

Дейкстра [1] выделяет три интеллектуальные возможности человека, используемые при разработке ПС:

· способность к перебору,

· способность к абстракции,

· способность к математической индукции.

Способность человека к перебору связана с возможностью последовательного переключения внимания с одного предмета на другой с узнаванием искомого предмета. Эта способность весьма ограничена — в среднем человек может уверенно (не сбиваясь) перебирать в пределах 1000 предметов (элементов). Человек должен научиться действовать с учетом этой своей ограниченности. Средством преодоления этой ограниченности является его способность к абстракции, благодаря которой человек может объединять разные предметы или экземпляры в одно понятие, заменять множество элементов одним элементом (другого рода). Способность человека к математической индукции позволяет ему справляться с бесконечными последовательностями.

При разработке ПС человек имеет дело с системами. Под системой будем понимать совокупность взаимодействующих (находящихся в отношениях) друг с другом элементов. ПС можно рассматривать как пример системы. Логически связанный набор программ является другим примером системы. Любая отдельная программа также является системой. Понять систему - значит осмысленно перебрать все пути взаимодействия между ее элементами. В силу ограниченности человека к перебору будем различать простые и сложные системы [2]. Под простой системой будем понимать такую систему, в которой человек может уверенно перебрать все пути взаимодействия между ее элементами, а под сложной системой — такую систему, в которой он этого сделать не в состоянии. Между простыми и сложными системами нет чёткой границы, поэтому можно говорить и о промежуточном классе систем: к таким системам относятся программы, о которых программистский фольклор утверждает, что «в каждой отлаженной программе имеется хотя бы одна ошибка».

При разработке ПС мы не всегда можем уверенно знать обо всех связях между её элементами из-за возможных ошибок. Поэтому полезно уметь оценивать сложность системы по числу ее элементов: числом потенциальных путей взаимодействия между её элементами, т.е. n! , где n — число её элементов. Систему назовём малой, если n < 7 (6! = 720 < 1000), систему назовём большой, если n > 7 . При n = 7 имеем промежуточный класс систем. Малая система всегда проста, а большая может быть как простой, так и сложной. Задача технологии программирования — научиться делать большие системы простыми.

Полученная оценка простых систем по числу элементов широко используется на практике. Так, для руководителя коллектива весьма желательно, чтобы в нем не было больше шести взаимодействующих между собой подчиненных. Весьма важно также следовать правилу: «всё, что может быть сказано, должно быть сказано в шести пунктах или меньше». Этому правилу мы будем стараться следовать в настоящем пособии: всякие перечисления взаимосвязанных утверждений (набор рекомендаций, список требований и т.п.) будут соответствующим образом группироваться и обобщаться. Полезно ему следовать и при разработке ПС.

2. Неправильный перевод как причина ошибок в программных средствах

??? ?????????? ? ????????????? ?? ?? ??????????? ????? ???? [3] ? ??????????????? (?????????) ?????????? ?? ????? ????? ? ?????? (??. ???. 1). ???????? ??????????? ???? ??????????? ? ?? ? ???? ????????? ??????????. ?????? ?? ???? ??????????, ??????????? ??????? ??????? ???????? ??, ????????? ??? ???? ???????????? (????????) ???????? ?????????? ?, ????????, ???????????? ???????? ???????????? ???????????. ?? ????????? ???????? ???????? ? ???????????? ????? ???????????????? ????????? ?????? ???????? ?? ?? ???? ?????. ?? ???????? ???????? ?? ??????????????? ????? ? ???????????????? ????????????. ????? ?????? ????????? ???????? ???????? ??????????? ??? ????? ?? ??????????????, ? ?????????, ??? ??????????? ? ??? ??????. ???????????? ?? ????????? ???????????? ????????? ??? ???????? ??? ?????????? ?? ? ???????????? ????????????? ?????????? ???????????. ????? ?????, ? ????? ? ???? ?????? ????????? ?????????? ??, ????? ????? ????????? ??????? ??????????.

Рис. 1. Грубая схема разработки и применения ПС.

На каждом из этих этапов перевод информации может быть осуществлён неправильно, например, из-за неправильного понимания исходного представления информации. Возникнув на одном из этапов ошибка в представлении информации распространяется на последующие этапы разработки и, в конечном счёте, окажется в самом ПС.

3. Модель перевода

Чтобы понять природу ошибок при переводе рассмотрим модель [3], изображённую на Рис. 2. На ней человек осуществляет перевод информации из представления A в представление B. При этом он совершает четыре основных шага перевода:

· он получает информацию, содержащуюся в представлении A, с помощью своего читающего механизма R;

· он запоминает полученную информацию в своей памяти M;

· он выбирает из своей памяти преобразуемую информацию и информацию, описывающую процесс преобразования, выполняет перевод и посылает результат своему пишущему механизму W;

·

? ??????? ????? ????????? ?? ????????? ????????????? B.