Правильность работы любой информационной системы во многом зависит от качества программного обеспечения (ПО), входящего в её состав. Постоянное усложнение современного ПО и рост важности выполняемых им функций увеличивает ущерб от возможных ошибок [1]. Чтобы минимизировать количество ошибок, допущенных при разработке ПО, необходимо осуществлять верификацию его корректности, а также проверять соответствие спецификациям. Реализовать это на практике возможно с помощью методологии контрактного программирования.
Для реализации принципов контрактного программирования возможно использовать следующие библиотеки: Code Contracts, Contract++, PhpDeal, Cerny.js и jContractor.
Для проведения сравнительного анализа программных продуктов были выбраны следующие критерии:
- А1 – скорость работы;
- А2 – объём занимаемой памяти;
- А3 – объём результирующего кода;
- А4 – базовый функционал;
- А5 – качество документации.
Чтобы определить веса критериев, была использована аналитическая иерархическая процедура Саати. Данный метод нашёл применение в самых различных областях, таких как образование [2,3], наука и производство. В таблице 1 представлены правила заполнения матрицы парных сравнений.
Таблица 1. Значения коэффициентов матрицы парных сравнений
Xij |
Значение |
1 |
i-ый и j-ый критерий примерно равноценны |
3 |
i-ый критерий немного предпочтительнее j-го |
5 |
i-ый критерий предпочтительнее j-го |
7 |
i-ый критерий значительно предпочтительнее j-го |
9 |
i-ый критерий явно предпочтительнее j-го |
В таблице 2 представлены матрица парных сравнений, средние геометрические и веса критериев.
Таблица 2. Матрица парных сравнений, средние геометрические и веса критериев
A1 |
A2 |
A3 |
A4 |
A5 |
Среднее геометрическое |
Веса критериев |
|
A1 |
1 |
5 |
7 |
1/5 |
1/5 |
1,09 |
0,14 |
A2 |
1/5 |
1 |
5 |
1/7 |
1/7 |
0,57 |
0,08 |
A3 |
1/7 |
1/5 |
1 |
1/9 |
1/7 |
0,24 |
0,03 |
A4 |
5 |
7 |
9 |
1 |
3 |
3,71 |
0,49 |
A5 |
5 |
7 |
7 |
1/3 |
1 |
2,01 |
0,26 |
Сумма |
7,61 |
1 |
|||||
На рисунке 1 изображена диаграмма весовых коэффициентов для каждого из используемых критериев.
Выполним проверку матрицы попарных сравнений на непротиворечивость.
Суммы столбцов матрицы парных сравнений:
R1 = 11,34; R2 = 20,2; R3 = 29; R4 = 1,79; R5 = 4,49.
Путём суммирования произведений сумм столбцов матрицы на весовые коэффициенты альтернатив рассчитывается вспомогательная величина L = 4,46.
Индекс согласованности: ИС = (L - N)/(N - 1) = 0,154.
Величина случайной согласованности для размерности матрицы парных сравнений: СлС = 1,12.
Отношение согласованности ОС = ИС/СлС = 0,14 не превышает 0,2 – значит уточнение матрицы парных сравнений не требуется.
Используя полученные коэффициенты, определим интегральный показатель качества для библиотек, реализующих поддержку контрактного программирования:
- Code Contracts для языка C#;
- Contract++ для языка C++;
- PhpDeal для языка PHP;
- Cerny.js для языка JavaScript;
- jContractor для языка Java.
Выберем категориальную шкалу от 0 до 7 (где 0 – качество не удовлетворительно, 7 – предельно достижимый уровень качества на современном этапе) для функциональных возможностей программных продуктов.
Значения весовых коэффициентов αi, соответствующие функциональным возможностям продуктов:
- Скорость работы: α1 = 0,14;
- Объём занимаемой памяти: α2 = 0,08;
- Объём результирующего кода: α3 = 0,03;
- Базовый функционал: α4 = 0,49;
- Качество документации: α5 = 0,26.
Определим (по введённой шкале) количественные значения функциональных возможностей Xij (таблица 3). Вычислим интегральный показатель качества для каждого программного продукта.
Таблица 3. Интегральные показатели качества
Критерии |
Весовые коэффициенты |
Code Contracts |
Contract++ |
PhpDeal |
Cerny.js |
jContractor |
Базовые значения |
Скорость работы |
0,14 |
3 |
4 |
3 |
3 |
4 |
3,4 |
Объём занимаемой памяти |
0,08 |
2 |
4 |
6 |
5 |
3 |
4 |
Объём результирующего кода |
0,03 |
4 |
3 |
3 |
4 |
4 |
3,6 |
Базовый функционал |
0,49 |
6 |
5 |
5 |
5 |
6 |
5,4 |
Качество документации |
0,26 |
6 |
5 |
5 |
4 |
6 |
5,2 |
Интегральный показатель качества Qj |
5,20 |
4,72 |
4,74 |
4,43 |
5,42 |
4,9 |
|
Интегральный показатель качества для j-ой библиотеки визуализации графов определим с помощью следующей формулы: Qj = ai * Zij.
На рисунке 2 изображена лепестковая диаграмма интегрального показателя качества каждого программного продукта.
На рисунке 3 изображена лепестковая диаграмма значений характеристик качества функциональных возможностей (критериев).
После проведения сравнительного анализа было выяснено, что только 2 библиотеки имеют интегральный показатель качества, превышающий базовое значение. Наивысшим интегральным показателем качества обладает библиотека jContractor.