Критерии планирования и оценки качества обучающих программных средств, разрабатываемых на базе повторно используемых компонентов Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Вестн. Ом. ун-та. 2011. № 4. С. 175-177.

УДК: 004.42

С. В. Гусс, С. С. Ефимов

КРИТЕРИИ ПЛАНИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ, РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ НА БАЗЕ ПОВТОРНО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ

Представлены результаты исследований в области разработки, эксплуатации и сопровождения обучающих программных средств на основе лингвистических игр. Предлагаются характеристики качества и критерии, на основе которых можно производить планирование и оценку качества конечных обучающих программных средств.

Ключевые слова: программная инженерия, характеристики качества, повторное использование, электронное игровое обучение.

Введение

Представленные в статье критерии оценки и планирования качества обучающих программных продуктов были получены авторами статьи в ходе совместной разработки ряда программных приложений. В рамках программных проектов [1-3] С.С. Ефимов выполнял функцию руководителя проекта, а С.В. Гусс - роль главного разработчика программных систем. В ходе разработки, эксплуатации и сопровождения программных средств в учебном процессе была накоплена соответствующая статистика и выделены критерии оценки конечных программных продуктов, построенных на базе предварительно разработанных и опробованных авторами в других проектах, повторно используемых компонентов. Ряд критериев предложен С.С. Ефимовым, С.В. Гусс произвёл выбор соответствующих характеристик и расширил перечень критериев на основе данных, полученных в ходе экспериментальной разработки проектов [4; 5]. Более подробно о проблеме повторного использования и программной инженерии обучающих программных средств на основе лингвистических игр можно узнать в работах [6-9].

Качество программных компонентов и продуктов, построенных на их основе

В зависимости от особенностей функционирования повторно используемого компонента могут меняться требования к конечному продукту. Тем самым качество конечного программного продукта не может быть (без соответствующих изменений в компоненте, требующих дополнительных затрат) выше качества повторно используемых программных компонентов, на основе которых разрабатывается продукт, и зависит от них. Чем выше сложность компонента, тем сложнее его модификация и перенос на новую платформу (аппаратную, операционную или программную). Этим объясняется целесообразность использования унифицированных правил структуры и взаимодействия программных компонентов. Структурные правила являются фундаментом для реализации первичных целей компонентов - обеспечения, в заданных пределах, надёжного и эффективного функционирования программного средства.

© С.В. Гусс, С. С. Ефимов, 2011

176

С. В. Гусс, С. С. Ефимов

Свойства и атрибуты качества для достижения стратегических (первичных) целей определяются первичными характеристиками. Для достижения тактических целей (воплощения структурных правил) используются конструктивные характеристики. На полноту и общее качество реализации целей оказывают влияние определяющие характеристики.

Представленные далее в статье характеристики качества соответствуют характеристикам, приведённым в международном стандарте ISO/IEC 9126 «Software Engineering - Product Quality». Для каждой характеристики качества представлен соответствующий критерий оценки для обучающих программных средств на основе лингвистических игр.

Критерии оценки качества

На базе накопленного авторами опыта разработки обучающих программных средств на основе лингвистических игр и полученной статистики, для оценки и планирования качества разрабатываемых, обучающих программных средств, отобраны следующие характеристики, определены соответствующие критерии выбора и оценки компонентов и систем:

1. Первичные характеристики.

1.1. Функциональная пригодность:

• назначение компонентов (критерии

- наличие описания предметной области, примеров и сценариев применения);

• функции компонентов (критерии -требования к решаемым педагогическим задачам, обязанностям пользователей и функционированию в рамках конечной обучающей программной системы);

• полнота решения задачи компонентом (критерии - пригодность к повторному использованию в последующих проектах, возможность расширения функциональности);

• адекватность или соответствие требований конечного продукта установленным требованиям (требования определяются на ранних стадиях разработки во время знакомства с документацией, примерами реализации на базе компонентов, соответствующими ограничениями и рисками, критерии в данном случае - точность и полнота документации и примеров);

• точность выполнения требований в продукте (критерии - наличие подтверждения и отчёта о выполнении требований проведёнными экспериментами использования повторно используемых компонентов, моделей, сценариев или шаблонов, а также возможность проведения самостоятельных проверочных тестов);

• организация информационного

обеспечения (критерии - наличие поддержки шифрования файлов со словарными базами и заданиями, режимов ограничения доступа к системе во время проверки знаний обучающихся).

1.2. Корректность:

• правила структурного построения (критерии - использование проверенных временем методов и подходов к проектированию программных средств, например, принципов «единственной обязанности», «открытости/закрытости» и «инверсии зависимости», а также шаблонов проектирования в структуре готовых программных компонентов);

• организация взаимодействия (критерии - предоставление специальных средств, таких как шаблоны проекта и детализации компонентов на основе программных компонентных каркасов, сокрытия внутренней реализации компонента за внешним программным интерфейсом);

• организация интерфейсов (критерии

- соответствие общепринятым соглашениям и идиомам, а также непротиворечивость, концептуальная целостность, логичность, совместимость и согласованность).

1.3. Защищённость:

• угрозы (критерии - наличие инструментов и средств восстановления нормальной работы, стратегия запуска и завершения работы приложений с конфиденциальной информацией).

2. Определяющие характеристики.

2.1. Надёжность:

• завершённость (критерий - наличие и полнота статистики работы программных средств на основе готовых компонентов в реальных условиях);

• устойчивость и восстанавливаемость (критерии - наличие специальных инструментов или средств восстановления работы, стратегия обработки исключительных ситуаций).

2.2. Эффективность:

• временная эффективность (не существенна: словарные базы, используемые обучающими системами, обычно малы, вычислительных операций немного, есть возможность маскировки обращений к базе знаний игровыми и визуальными эффектами, тем не менее важна информация о временных характеристиках работы компонента, наличие которой и является важным критерием эффективности);

• применяемость ресурсов (критерий -размер информационного содержимого: текстовый, звуковой, графический материалы).

Критерии планирования и оценки качества обучающих программных средств..

177

3. Конструктивные характеристики.

3.1. Практичность:

• сложность понимания готовых компонентов (критерий - качество документации: внешние характеристики, субъективное впечатление);

• сложность использования компонентов (критерии - степень контролируемости и комфортности, определяющиеся расчётом соответствующих относительных трудозатрат и длительности этапов разработки);

• сложность изучения принципов работы компонента (критерии - расчёт и оценка трудоёмкости и длительности освоения).

3.2. Пригодность к сопровождению:

• приспособленность к модификации (критерии - расчёт сложности исправления, совершенствования и адаптации);

• приспособленность к изменению (критерии - предоставление механизмов расширения, соблюдение принципа «открытости/закрытости», когда изменение программного компонента не должно приводить к его перекомпиляции).

3.3. Мобильность:

• адаптация (критерий - расчёт и оценка трудоёмкости процесса приспособления к новым условиям и платформенным ограничениям);

• инсталляция (критерий - наличие

предустановленных компонентов и средств поддержки работы продукта на различных программно-аппаратных

платформах);

• замена компонентов (критерий -простота интеграции новых компонентов, выраженная в количестве выполняемых операций и их трудоёмкости).

Заключение

В статье сделана попытка выделить основные критерии, по которым можно осуществить выбор соответствующих готовых повторно используемых компонентов требуемого качества. Актуальность такой работы вызвана необходимостью перехода на профессиональные, инженерные подходы к разработке программного обеспечения, способные гарантировать требуемое качество, способствовать плодотворному сотрудничеству пользователей и разработчиков, а также снизить затраты ресурсов на разработку обучающих программных средств на основе лингвистических игр. Последние имеют особую ценность для поддержки электронной игровой формы обучения в рамках так называемого смешанного обучения, где применяются динамические электронные

средства, используемые в учебном процессе очного или дистанционного обучения. В реальных проектах предложенные критерии могут быть расширены и детализированы для соответствия реальным условиям и ситуации.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Свидетельство об официальной регистрации

программы для ЭВМ № 2007614242 «Фил-ворд» / Гусс С.В., Ефимов С.С. (Российская Федерация); правообладатель: ГОУ ВПО

Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского; заявка № 2007612389; дата поступления: 13.06.2007; дата регистрации: 5.10.2007.

[2] Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008613091 «Конструктор кроссвордов» / Гусс С.В., Ефимов С.С. (Российская Федерация); правообладатель: ГОУ ВПО Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского; заявка № 2008612211; дата поступления: 21.05.2008; дата регистрации: 27.06.2008.

[3] Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2010610484 «Программная система элементов повторного использования для тестирования знаний с помощью кроссвордов» / Гусс С.В., Ефимов С.С. (Российская Федерация); правообладатель: ГОУ ВПО Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского; заявка № 2009616523; дата поступления: 19.11.2009; дата регистрации: 11.01.2010.

[4] Свидетельство о регистрации электронного ресурса ОФЭРНиО Государственной академии наук № 15369. Каркас для создания программных компонентов поддержки занятий лингвистической направленности в игровой форме / Гусс С.В. (Российская Федерация); дата регистрации: 12.02.2010.

[5] Свидетельство о регистрации электронного ресурса ОФЭРНиО Государственной академии наук № 17087. Обучающее программное средство игрового характера «We Need Your Help» / Гусс С.В. (Российская Федерация); дата регистрации: 16.05.2011.

[6] Гусс С. В. Элементы повторного использования для программных систем учебного назначения. Концептуальное проектирование и анализ // Математические структуры и моделирование. 2009. № 20. С. 78-92.

[7] Гусс С. В. Использование компьютерных лингвистических игр в процессе обучения // Открытое образование. 2010. № 1. С. 18-29.

[8] Гусс С. В. Модель каркаса программных компонентов поддержки занятий лингвистической направленности в игровой форме // Прикладная информатика. 2010. № 3 (27). С. 62-77.

[9] Гусс С. В. Язык детализации каркаса программных компонентов поддержки занятий лингвистической направленности // Математические структуры и моделирование. 2011. № 23. С. 58-75.