Б.В. Черников 

 
 
 
 
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ 
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 
 
 

 

  

 
 
 
Рекомендовано УМО в области экономики и менеджмента  
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению 
080700 «Бизнес-информатика» 
 
 

 

 
 
 
Москва 
ИД «ФОРУМ» – ИНФРА-М 
2012 

УДК [681.3.068](075) 
ББК 32.973   
          Ч49 

РЕЦЕНЗЕНТЫ: 

Кафедра «Архитектура программных систем» 
Научно-исследовательского университета 
«Высшая школа экономики»; 
Кафедра «Информатика и программное обеспечение» 
ГОУ ВПО «Московский государственный институт 
электронной техники (технический университет)»; 
А.М. Карминский, 
доктор технических наук, доктор экономических наук, профессор, 
профессор Научно-учебного комплекса 
«Инженерный бизнес и менеджмент»  
Московского государственного технического университета 
им. Н.Э. Баумана (технического университета) 
 
 
 
Черников Б. В. 
Управление качеством программного обеспечения: учебник / 
Б.В. Черников. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2012. – 240 с.: ил. – 
(Высшее образование). 

 

ISBN 978-5-8199-0499-2 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-005284-7 (ИНФРА-М) 
 

Рассмотрены вопросы управления качеством, оценки характеристик и 
измерения метрик программного обеспечения по наиболее известным методикам. 
Изложены основные положения метрической теории программ, основные 
особенности процессов стандартизации и сертификации программных средств. 
Дана характеристика концепции и моделям управления качеством программного 
обеспечения. 
Для студентов, преподавателей, разработчиков программного обеспечения, а 
также специалистов и менеджеров широкого профиля. 

 
  
  
  
УДК [681.3.068](075)
      ББК 32.973
 
 
 

ISBN 978-5-8199-0499-2 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-005284-7 (ИНФРА-М) 
© Черников Б.В., 2012 
© ИД «ФОРУМ», 2012 

Ч49

Оглавление 

Список сокращений …………………………………………………... 
6 

Предисловие …………………………………………………………… 
9 

Глава 1 
 
 
 
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ КАЧЕСТВА 
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ …………………….……….. 
13 

 
1.1. Понятие качества программного обеспечения ……….……… 
13 
 
1.2. Дестабилизирующие факторы программного обеспечения … 
19 
 
1.3. Метрики качества программных средств ……………………. 
25 
 
 
1.3.1. Факторы, влияющие на качество программных средств ……. 
26 
 
 
1.3.2. Внутреннее и внешнее качество ………………………………. 
29 
 
 
1.3.3. Качество в использовании ……………………………………… 
34 
 
1.4. Особенности измерения и оценивания характеристик 
       качества ………………………………………………………… 
35 
 
 
1.4.1. Характеристика процесса измерений ………………………… 
35 
 
 
1.4.2. Измерительные шкалы ………………………………………… 
38 
 
 
1.4.3. Категории показателей ………………………………………… 
41 
 
Вопросы для самоконтроля ………………………………………... 
44 

Глава 2 
 
 
 
ОСНОВЫ МЕТРИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ПРОГРАММ …………..... 
45 

 
2.1. Общие сведения о программометрике ……………………….. 
45 
 
2.2. Характеристика алгоритмической сложности ….….………… 
50 
 
 
2.2.1. Понятие алгоритмической сложности ………………………… 
50 
 
 
2.2.2. Свойства алгоритмической сложности ……………………….. 
52 
 
2.3. Метрики, основанные на лексическом анализе программ …. 
56 
 
 
2.3.1. Метрики Холстеда ……………………........................................ 
56 
 
 
 
Вероятностная модель текста программы ……………………. 
56 
 
 
 
Измеряемые свойства программ ………………………………. 
59 
 
 
 
Математическое ожидание длины текста программы ………. 
61 
 
 
 
Метрические характеристики программ ……………………... 
65 
 
 
 
Оптимизация количества и длины модулей в программе …… 
69 
 
 
 
Количественная оценка работы программирования ………… 
72 
 
 
 
Оценка уровня языков программирования …………………… 
75 
 
 
 
Метрика числа ошибок в программе …………………………. 
80 
 
 
 
Порядок расчета метрических характеристик программных 
средств …………………………………………………………... 
84 

Оглавление 

 

4 

 
 
2.3.2. Метрики Джилба ……………………………………………….. 
87 
 
 
2.3.3. Метрики Чепина ……………….……………………………….. 
89 
 
2.4. Метрики структурной сложности программ ………………… 
91 
 
 
2.4.1. Понятие структурной сложности программ ………………….. 
91 
 
 
2.4.2. Критерии выделения маршрутов ………………….................... 
94 
 
 
 
Критерий 1………………………………………………………. 
94 
 
 
 
Критерий 2 ……………………………………………………… 
96 
 
 
 
Критерий 3………………………………………………………. 
101 
 
 
2.4.3. Метрика Маккейба ……………………………………… 103 
 
2.5. Процедурно-ориентированные метрики …………………….. 
106 
 
 
2.5.1. Метрики на основе функциональных указателей ……………. 
106 
 
 
2.5.2. Метрики связности модулей …………………........................... 
111 
 
 
2.5.3. Метрики сцепления модулей ………………………………….. 
116 
 
2.6. Объектно-ориентированные метрики ………………………… 121 
 
 
2.6.1. Общие характеристики объектно-ориентированных 
          компонентов …………………………………………………….. 123 
 
 
2.6.2. Набор метрик Мартина ……………………………………….... 
125 
 
 
2.6.3. Набор метрик Чидамбера и Кемерера ………………………… 
127 
 
 
2.6.4. Комплексный набор метрик Лоренца и Кидда ………………. 
133 
 
 
2.6.5. Набор метрик Абреу …………………………………………… 
138 
 
2.7. Модели надежности программных средств …………………. 
144 
 
 
2.7.1. Прогнозные модели …………………………………………….. 146 
 
 
2.7.2. Оценочные модели ……………………………………………… 146 
 
 
 
Модель надежности Джелински-Моранды …………………... 
147 
 
 
 
Статистическая модель Миллса ………………………………. 
149 
 
 
 
Эвристическая модель …………………………………………. 
152 
 
 
2.7.3. Измерительные модели ………………………………………… 153 
 
 
 
Модель Нельсона ………………………………………………. 
153 
 
 
 
Модель Мусы …………………………………………………... 
155 
 
Вопросы для самоконтроля ………………………………………... 157 

Глава 3 
 
 
 
СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ….. 
159 

 
3.1. Роль стандартизации в управлении качеством ……………… 
160 
 
3.2. Виды стандартов обеспечения качества ……………………… 165 
 
 
3.2.1. Основополагающий стандарт …………………………………. 
168 
 
 
3.2.2. Стандарт на продукцию ………………………………………... 169 
 
 
3.2.3. Стандарт на процесс ……………………………………………. 170 
 
 
3.2.4. Стандарт на методы контроля …………………………………. 171 
 
 
3.2.5. Стандарт на услугу, терминологический стандарт ………….. 
172 
 
3.3. Принципы стандартизации …………….……………………… 173 
 
3.4. Стандарты разработки информационных систем …………… 178 

Оглавление 
 

 

5 

 
 
3.4.1. ГОСТ серии 24 …………………………………………………. 
179 
 
 
3.4.2. ГОСТ серии 34 …………………………………………………. 
181 
 
3.5. Стандарты разработки программного обеспечения ………… 
182 
 
3.6. Проблемы стандартизации в современных условиях ………. 
186 
 
Вопросы для самоконтроля ………………………………………... 188 

Глава 4 
 
 
 

СЕРТИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ……... 189 

 
4.1. Назначение и цели сертификации ……………………………. 189 
 
4.2. Правовое обеспечение сертификации ………………………... 191 
 
4.3. Содержание процедуры сертификации ………….…………… 193 
 
Вопросы для самоконтроля ………………………………………... 199 

Глава 5 
 
 
 

КОНЦЕПЦИЯ И МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ 
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ……………………..………. 
 
200 

 
5.1. Концепция управления качеством …………………………… 200 
 
 
5.1.1. Предшественники современной концепции …………………. 
200 
 
 
5.1.2. Современная модель управления качеством ………………… 
203 
 
 
5.1.3. Стандарт управления качеством ……………………………… 
205 
 
5.2. Модели управления качеством ………………………………. 
210 
 
 
5.2.1. Японские модели управления качеством ….…………………. 210 
 
 
5.2.2. Европейский подход к управлению качеством ………………. 212 
 
 
5.2.3. Российский опыт управления качеством ……………………… 214 
 
5.3. Организационно-технологические аспекты управления 
       качеством ………….…………………………………………… 214 
 
 
5.3.1. Нравственно надежный персонал …………………………….. 
214 
 
 
5.3.2. Управление качеством на этапах разработки ………………… 217 
 
 
5.3.3. Организация труда ……………………………………………… 222 
 
5.4. Модель совершенствования потенциальных возможностей .. 223 
 
 
5.4.1. Capability Maturity Model ………………………………………. 224 
 
 
5.4.2. SPICE ……………………………………………………………. 229 
 
Вопросы для самоконтроля ………………………………………... 234 

Глоссарий ………………..……………………………………………... 235 

Рекомендуемая литература ………………..……………….………... 238 
 

Список сокращений 

АС 
– автоматизированная система 
БД 
– база данных 
ЕСПД 
– Единая система программной документации 
ЖЦ 
– жизненный цикл 
ИСО 
– Международная организация по стандартизации 
МГС 
– Межгосударственный совет по стандартизации, метро-
логии и сертификации 
ПО 
– программное обеспечение 
ПС 
– программное средство 
ТТ 
– технические требования 
ТУ 
– технические условия 
AHF 
– Attribute Hiding Factor (фактор закрытости свойства) 
AIF 
– Attribute Inheritance Factor (фактор наследования свой-
ства) 
ANP 
– Average Number of Parameters per operation (среднее ко-
личество параметров на операцию) 
AOS 
– Average Operation Size (средний размер операции) 
CBO 
– Coupling Between Object classes (cвязанность между 
классами объектов) 
CEN 
– The European Committee for Standardization (Европей-
ский комитет стандартизации широкого спектра това-
ров) 
CENELEC – The European Committee for Electrotechnical Standardiza-
tion (Европейский комитет стандартизации решений в 
электротехнике) 
CL 
– Capability Levels (абсолютная сложность программы) 
CMM 
– Capability Maturity Model (модель зрелости процесса 
разработки программного обеспечения) 
COF 
– Coupling Factor (фактор сцепления) 
CS 
– Class Size (размер класса) 
DIT 
– Depth of Inheritance Tree (глубина дерева наследования) 
EFQM 
– European Foundation for Quality Management (Европей-
ский фонд управления качеством) 
ETSI 
– European Telecommunications Standards Institute (Евро-
пейский институт стандартизаций в области коммуни-
каций) 

Список сокращений 

 

7 

FP 
– Function Points (функциональные указатели) 
IEEE 
– Institute of Electrical and Electronics Engineers (Институт 
инженеров по электротехнике и электронике) 
ISO 
– International Organization for Standardization (Междуна-
родная организация по стандартизации) 
LCOM 
– Lack Cohesion Of Methods (отсутствие сцепления в ме-
тодах) 
LOC 
–  Lines Of Code (количество строк программы) 
MHF 
– Method Hiding Factor (фактор закрытости метода) 
MIF 
– Method Inheritance Factor (фактор наследования метода) 
MOOD 
– Metrics for Object Oriented Design (метрики для объект-
но-ориентированной разработки) 
MSF 
– Microsoft Solutions Framework (решения Microsoft по 
организации разработки программного обеспечения) 
NKC 
– Number of Key Classes (количество ключевых классов) 
NM 
– Number of Methods (количество методов) 
NOA 
– Number of Operations Added by a Subclass (количество 
операций, добавленных подклассом) 
NOC 
– Number Of Child (количество потомков) 
NOO 
– Number 
of 
Operations 
Overridden 
by 
a 
Subclass 
(количество операций, переопределяемых подклассом) 
NSS 
– Number of Scenario Scripts (количество описаний 
сценариев) 
NSUB 
– Number of subsystem (количество подсистем) 
OC 
– Operation Complexity (сложность операции) 
OLE 
– Object Linking and Embedding (связывание и встраива-
ние объектов) 
OOD 
– Object Oriented Design (объектно-ориентированная раз-
работка) 
POF 
– Polymorphism Factor (фактор полиморфизма) 
RFC 
– Response For Class (количество откликов на класс) 
SADT 
– Structured Analysis and Design Technique (методология 
структурного анализа и разработки) 
SI 
– Specialization Index (индекс специализации) 
SOLID 
– Single responsibility, Open-closed, Liskov substitution, In-
terface segregation and Dependency inversion (аббревиа-
тура от сочетания наименований принципов дизайна 
классов – единственной обязанности, открытости и за-
крытости, подстановки Лисков, изоляции интерфейсов, 
инверсии зависимостей) 

Список сокращений  

 

8 

SPICE 
– Software Process Improvement and Capability dEtermina-
tion (определение возможностей и улучшение процесса 
создания программного обеспечения) 
TQC 
– Total Quality Control (Всеобщий контроль качества) 
ТQМ 
– Total Quality Management (Всеобщее управление качест-
вом) 
UML 
– Unified Modeling Language (унифицированный язык мо-
делирования) 
WMC 
– Weighted Methods Per Class (взвешенные методы на 
класс) 
 

Предисловие 

Промышленная разработка программного обеспечения как часть 
промышленной разработки сложных систем – высокотехнологичный 
процесс, в который вовлечено множество различающихся по числен-
ности, сфере деятельности и квалификации коллективов разработчи-
ков. Одной из основных задач при совместной работе большого ко-
личества разработчиков или их коллективов является обеспечение 
единой схемы работы, позволяющей планировать выполнение работ, 
обеспечивать целостность и непротиворечивость различных узлов 
системы, а также давать гарантии соответствия системы ожиданиям 
заказчика. Выполнение этой задачи облегчается при подчинении 
процесса разработки технологическим требованиям, регламенти-
рующим различные аспекты разработки: жизненный цикл проекта и 
разрабатываемой системы, требования к процессам разработки, вне-
дрения и сопровождения системы. 
Непрерывное повышение сложности функций, реализуемых про-
граммами в информационных системах, непосредственно приводит к 
увеличению их объема и трудоемкости создания. Соответственно 
сложности программ еще быстрее возрастает количество выявляемых 
и остающихся в них дефектов и ошибок, что отражается на их каче-
стве. Достаточно часто разрабатываются комплексы программ объе-
мом в миллионы строк текста, которые принципиально не могут быть 
безошибочными. Поэтому проблема обнаружения и устранения оши-
бок обостряется по мере увеличения сложности задач, решаемых 
программами, и грозит катастрофами в информационных системах 
(ИС), выполняющих критические функции управления крупными, 
дорогими и особенно важными объектами или процессами. 
Во многих случаях современные контракты и предварительные 
планы на создание сложных программных средств (ПС) и баз данных 
(БД) для ИС подготавливаются и оцениваются в ряде случаев не-
брежно, на основе неформализованных представлений заказчиков и 
разработчиков о требуемых функциях и характеристиках систем. 
Значительные ошибки в определении требуемых показателей качест-
ва, в оценке трудоемкости, стоимости и длительности создания про-
граммных средств являются достаточно массовыми и типичными. В 
результате многие системы не соответствуют исходному, деклариро-

Предисловие 

 

10 

ванному назначению и первоначальным спецификациям требований, 
часто не укладываются в согласованные графики и бюджет разра-
ботки. Проекты оказываются неудачными или даже терпят полный 
провал из-за недостаточной компетентности привлекаемых разработ-
чиков, их неадекватного оптимизма, а также вследствие отсутствия у 
них современной технологии и стандартов, обеспечивающих требуе-
мое высокое качество проектов программных средств. 
Разработчики и поставщики часто обещают заказчикам быструю 
реализацию проектов при относительно небольших затратах, но не 
могут обеспечить комплексное проектирование и необходимое каче-
ство систем. В результате созданные информационные системы не 
способны выполнять полностью требуемые функциональные задачи 
с гарантированным качеством, и их приходится долго и иногда без-
успешно дорабатывать для достижения необходимого качества и на-
дежности функционирования, затрачивая дополнительно большие 
средства и время. 
Вследствие этого для многих проектов информационных систем 
характерны следующие недостатки: 
• не полностью реализуются цели и требования заказчика к 
функциям и качеству комплексов программ; 
• низка достоверность первичных оценок необходимых бюджета, 
сроков и ресурсов для разработки программных средств и баз данных 
при заключении контрактов, вследствие чего не выполняются требо-
вания заказчика; 
• плохо ведется контроль за ходом проекта, из-за чего велик риск 
отсутствия у конечного продукта заданного качества, нарушения на-
чальных планов, невыполнения функциональных и экономических 
разделов контрактов на разработку программных средств. 
Многие ошибки, обусловленные неопределенностью или некор-
ректностью технических заданий и спецификаций требований, могут 
и должны быть выявлены на ранних стадиях проектирования, что 
способствует его ускорению и повышению качества. Стратегической 
задачей в жизненном цикле современных информационных систем 
стало обеспечение качества программных средств и баз данных. 
Для решения таких задач необходимо сотрудничество системных 
аналитиков, архитекторов и менеджеров, специалистов по комплек-
сированию и обеспечению качества крупных проектов разработки 
программных средств. Они должны знать современные методы, тех-
нологии и международные стандарты, поддерживающие и регламен-

Предисловие 

 

11 

тирующие жизненный цикл ПС, системы обеспечения качества, по-
нимать необходимость и проводить верификацию, тестирование и 
сертификацию сложного программного продукта. Отсутствие этого 
производственного сотрудничества предопределяет низкую системо-
техническую квалификацию многих отечественных фирм, берущихся 
за создание крупных информационных систем. В результате многие 
проекты сложных программных средств оказываются недостаточного 
качества и требуют длительной доработки для устранения множества 
системных и технических дефектов и ошибок. 
Дисциплина «Стандартизация, сертификация и управление каче-
ством программного обеспечения» имеет своей целью дать система-
тизированное представление о методах организации контроля каче-
ства программных продуктов в промышленном производстве, о со-
временных государственных и международных стандартах качества 
программного обеспечения, об организации сертификации. Курс 
ориентирован на ведение проектирования, разработки, сопровожде-
ния и документирования программных продуктов с использованием 
регламентированных процессов в соответствии с формальными тре-
бованиями, определенными заказчиком. Специфика данного курса 
заключается в том, что учебный материал будет рассматриваться на 
основе стандартов, используемых в рамках индустриальной разра-
ботки программных систем. 
Основные понятия и характеристики программного обеспечения 
рассмотрены в главе 1. Дана характеристика понятию качества про-
граммного обеспечения, рассмотрены основные дестабилизирующие 
факторы, оказывающие влияние на качество программных средств. 
Рассмотрены понятия метрик качества программного обеспечения. 
Приведены особенности измерения и оценивания характеристик каче-
ства программных средств. 
Глава 2 посвящена изложению основ метрической теории про-
грамм. В ней приводятся характеристики основных метрик и моделей 
оценки качества программного обеспечения, применяемые в настоя-
щее время. Рассматриваются классическая теория Холстеда, методы 
оценки структурной сложности программ, процедурно- и объектно-
ориентированные метрики, модели надежности. 
В главе 3 обсуждаются особенности процесса стандартизации. Рас-
смотрены виды стандартов обеспечения качества, основные принципы 
стандартизации. Дана характеристика стандартам разработки инфор-
мационных систем и создания программного обеспечения. 

Предисловие 

 

12 

Глава 4 содержит описание процесса сертификации. Изложены по-
ложения правового обеспечения сертификации и содержание самой 
процедуры подтверждения качества сертифицируемого продукта. 
В главе 5 рассматриваются вопросы управления качеством. Об-
суждаются концепции, модели, организационно-технологические аспек-
ты управления качеством. 
Учебник предназначен, в первую очередь, для студентов специ-
альностей «Программная инженерия» и «Бизнес-информатика», а 
также для разработчиков программного обеспечения, которые хотели 
бы более подробно изучить методы, применяемые при оценке каче-
ства программных средств. В то же время и сложившиеся специали-
сты, развивающие навыки или применяющие свои знания для разра-
ботки и внедрения программного обеспечения, также найдут полез-
ные сведения как в практическом, так и методологическом плане. 

Глава 1  

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ  
И ХАРАКТЕРИСТИКИ КАЧЕСТВА 
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 

1.1. Понятие качества программного 
обеспечения 

Одним из основных направлений развития менеджмента в совре-
менных условиях стало массовое использование новейшей компью-
терной и телекоммуникационной техники, формирование на ее осно-
ве высокоэффективных информационных технологий. Технологии, 
основанные на применении компьютерной техники, требуют ради-
кальных изменений организационных структур менеджмента, его 
регламента, кадрового потенциала, системы документации, получе-
ния и передачи информации. Особое значение имеет внедрение ин-
формационного менеджмента, значительно расширяющее возможно-
сти использования предприятиями и организациями информацион-
ных ресурсов. Развитие информационного менеджмента связано с 
организацией системы обработки данных и знаний, последовательно-
го их развития до уровня интегрированных автоматизированных сис-
тем управления, охватывающих по вертикали и горизонтали все 
уровни и звенья производственной деятельности организаций прак-
тически любого профиля. 
Многообразие информационных процессов в природе, технике, 
обществе определяет многообразие способов их хранения, передачи, 
переработки. В то же время информационным процессам, различным 
по своей природе, присущи общие закономерности. Единство этих 
закономерностей, обусловленная им универсальность компьютерной 
техники и технологии обработки информации привели к становле-
нию современных информационных технологий как комплексной 
научно-технической дисциплины.