Інженерія надійності програмного забезпечення

Спеціальність: Інженерія програмного забезпечення
Код дисципліни: 8.121.00.M.027
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Програмне забезпечення
Лектор: доц., к.т.н. Сенів Максим Михайлович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою курсу є надання глибинних знань з теорії надійності як науки, висвітлення критеріїв, методів аналізу і синтезу надійних програмних систем, методів забезпечення і підвищення їх якості та надійності. Цілі вивчення дисципліни: - характеристика теорії надійності як науки та її зв’язку з різними галузями економіки, науки і техніки; - аналіз основних методів оцінювання показників надійності складних технічних систем; - аналіз розвитку моделей, методів та засобів оцінювання надійності програмного забезпечення; - характеристика сучасних моделей і підходів до прогнозування надійності і безпечності програмних систем; - характеристика процесів інженерії програмного забезпечення, що впливають на показники надійності програмного продукту; - поняття, цілі, задачі, методи та засоби сучасного етапу інженерії надійності програмного забезпечення; - формування у студентів вмінь інтегрувати та застосовувати одержані знання з різних міжпредметних сфер у процесі створення програмних систем для розв’язання комплексних науково-технічних задач; - формування у студентів вмінь здійснювати математичне моделювання та оптимізацію процесів інженерії програмного забезпечення; - формування у студентів вмінь застосовувати одержані знання і розуміння для розв’язування задач синтезу і аналізу елементів та систем, характерних обраній області наукових досліджень; - формування у студентів вмінь здійснювати аналіз надійності та безпечності складних технічних програмно-апаратних систем методами, що відповідають сучасному етапу розвитку світової науки і техніки.
Завдання: ІНТ. Здатність продукувати нові ідеї, розв'язувати комплексні проблеми професійної та/або дослідницько-інноваційної діяльності у сфері інженерії програмного забезпечення та з дотичних до неї міждисциплінарних напрямах, застосовувати методологію наукової та педагогічної діяльності, проводити власне наукове дослідження, результати якого мають наукову новизну, теоретичне та практичне значення. СК05. Здатність до розроблення нових та вдосконалення існуючих моделей, методів, засобів, процесів у сфері інженерії програмного забезпечення, які забезпечують розвиток або надають нові можливості технологіям розробки та супроводження програмного забезпечення.
Результати навчання: Знання: - здатність продемонструвати поглибленні знання основних понять і визначень теорії надійності, критеріїв надійності, законів розподілу часу до відмови; - здатність продемонструвати глибинні знання методів аналізу надійності технічних систем; - здатність продемонструвати поглиблені знання математичних моделей надійності програмних систем; - здатність продемонструвати глибинні знання основних методів забезпечення і підвищення надійності техніки. Уміння: - застосовувати математичний апарат теорії надійності для визначення показників надійності програмних систем за експериментальними даними; - здійснювати аналіз та дослідження надійності і ризику відновлюваних та невідновлюваних систем; - здійснювати аналіз надійності програмно-апаратних систем складної структури.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: - пререквізити: Аналітичні та чисельні методи досліджень, Методи аналізу та оптимізації складних систем - кореквізит: Модельно-орієнтовані методи розробки програмних систем
Короткий зміст навчальної програми: Фундаментальні поняття і визначення теорії надійності. Проблеми аналізу надійності складних технічних систем. Математичні моделі функціонування технічних елементів і систем в сенсі їх надійності. Надійність інформаційних систем. Моделювання та аналіз надійності ПЗ. Моделі надійності ПЗ з урахуванням недосконалого відлагодження. Моделі надійності складних відмовостійких програмних систем.
Опис: Тема 1. Фундаментальні поняття і визначення теорії надійності. Тема 2. Проблеми аналізу надійності складних технічних систем. Тема 3. Математичні моделі функціонування технічних елементів і систем в сенсі їх надійності. Тема 4. Надійність інформаційних систем. Тема 5. Моделювання та аналіз надійності ПЗ. Тема 6. Моделі надійності ПЗ з урахуванням недосконалого відлагодження. Тема 7. Моделі надійності складних відмовостійких програмних систем.
Методи та критерії оцінювання: - Поточний контроль (40%): письмові звіти з лабораторних робіт, виконання індивідуального науково-дослідного завдання, усне опитування - Підсумковий контроль (60 %, екзамен): тестування (60%)
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: - індивідуальна робота – 20 балів - виконання індивідуальних домашніх завдань – 20 балів Екзаменаційний контроль: - письмова компонента - 50 балів - усна компонента - 10 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Яковина В.С., Сенів М.М., Основи теорії надійності програмних систем: Навчальний посібник. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2020. – 248 с. 2. Бобало Ю.Я., Волочій Б.Ю., Лозинський О.Ю., Мандзій Б.А., Озірковський Л.Д., Федасюк Д.В., Щербовських С.В., Яковина В.С. Математичні моделі та методи аналізу надійності радіоелектронних, електротехнічних та програмних систем: монографія. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2013. – 300 с. 3. Яковина В. С. Моделі, методи та засоби аналізу надійності програмних систем : монографія / Яковина В. С., Федасюк Д. В., Сенів М. М., Нитребич О. О. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2015. – 220 с. 4. Волочій Б.Ю. Технологія моделювання алгоритмів поведінки інформаційних систем. – Львів: Вид-во НУ "Львівська політехніка", 2004. – 220 с. 5. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 704 c. 6. Pham H. System Software Reliability. – Springer Series in Reliability Engineering, Springer London, 2007. 7. Software Reliability (https://users.ece.cmu.edu/~koopman/des_s99/sw_reliability/) 8. Michael R. Lyu, Handbook of Software Reliability Engineering, (http://www.cse.cuhk.edu.hk/~lyu/book/reliability/)
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).