Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/ Наукові журнали Наці...arrow_drop_down
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/
addClaim

This Research product is the result of merged Research products in OpenAIRE.

You have already added 0 works in your ORCID record related to the merged Research product.

Technology of quality assessment of critical software systems based on ontological modeling

Technology of quality assessment of critical software systems based on ontological modeling

Abstract

The article investigates the problem of identifying and analyzing the requirements for program systems of critical purpose. For a variety of mission-critical system classes, the task of developing methods for verifying these systems for compliance with the specified requirements within the subject domain and analyzing risks and hazards throughout their life cycle is relevant. Compliance assessment is typically performed by evaluating the overall quality level of flight control software components during the testing phase. To comprehensively analyze the compliance of system attributes with the specified requirements, it is necessary to examine and structure a significant number of objects and functions. To address the problem of systematization within the subject domain, it is proposed to build a formal conceptual model of the system, based on which a set of objects, basic functions, and a quality model to assess the quality level of the system can be technologically formed. The problem of improving the safety of the operation of objects controlled with automated flight control systems is still relevant. One way to achieve this goal is to ensure the quality and reliable functioning of the flight control systems, which is especially important during the operation of the tolerance control subsystem, which should ensure the complete implementation of control algorithms established for each type of aircraft. In the case of incorrect piloting and operation of units and equipment, there are risks to allow further flights to an unprepared crew or board of the aircraft, which has defects of equipment, which can cause an aviation incident that directly affects the safety of people's lives, as well as the integrity of the aircraft. The way to solving the problem is the effective use of the ontological model of components of the flight control software systems to create a system of knowledge of the subject area of automated flight control systems. The article analyzes recent research and publications, which shows the effectiveness of using ontology to implement the decision-making process in the context of problematic ambiguity situations. For flight control systems, ontological research apparatus can be effectively used, as the main task of the software is to decide on the receipt of the control object during the flight in the state "within the admission" (regular regime) or "beyond tolerance". The developed ontological model determines the composition, classification, structure and interconnection of requirements and risks and can forms a technological procedure for creating a quality model of critical PS and the concept of evaluating its characteristics and attributes. Ontological studies and created ontology directly indicate the quality properties that need to be included in the quality models and provide tools for constructing quality models: 1) Target quality model for the developer of the flight control system. 2) Quality in use model for the aircraft operator. The conducted researches include: 1) Execution of ontological analysis of the subject area of application. 2) Creation of ontology of flight control software, which systematizes and structures knowledge of the concepts and objects of the subject area. 3) Formation of functions of interpretation of ontology, as well as specifications of criteria and restrictions for decision-making problems in critical systems. 4) Formation of specifications of requirements for reliability and safety of flight control systems based on the detection and generalization of components of risk analysis and dangers of functioning of critical software systems. 5)Construction of the target quality model and quality in use model for a given subject area and creation of methodology for evaluating the integral level of quality of flight control software. The conclusions state that an ontological model and quality models can be used in the life cycle of different classes of control systems (including for certification), since any PS of control are characterized by the presence of a control object, which is controlled by a set of parameters measured by parametric information. The results, obtained in the article, can be apply by developers to create their own quality management system of any critical PS in different subject areas of application. Further research is proposed to conduct a deeper analysis of the technology of integral assessment of the quality of the PS, especially in terms of normalization of metrics of quality attributes in order to unify them. У статті досліджено проблему виявлення та аналізу вимог до програмних систем критичного призначення. Для множини класів критичних систем актуальною є задача формування методів виконання перевірки цих систем на відповідність висуненим вимогам в межах предметної області застосування та аналіз ризиків і небезпек в їх життєвому циклі. Оцінювання відповідності вимогам, як правило, виконується шляхом оцінювання на етапі тестування досягнутого загального рівня якості компонентів програмного забезпечення контролю польотів. З метою всебічного аналізу відповідності атрибутів системи висуненим вимогам необхідно дослідити і структурувати значну кількість об’єктів та функцій. Для вирішення задачі систематизації в межах домену застосування запропоновано побудувати формальну концептуальну модель системи, на базі якої технологічно сформувати множину об’єктів і базових функцій та моделі якості для оцінювання рівня якості системи. Проблема підвищення безпеки функціонування об'єктів, контрольованих за допомогою автоматизованих систем контролю польотів, є повсякчас актуальною. Одним із шляхів досягнення цієї мети є забезпечення якісного й надійного функціонування програмних систем контролю польотів, що особливо важливо під час експлуатації підсистеми контролю допусків, яка має забезпечувати повну реалізацію алгоритмів контролю, встановлених для кожного типу літального апарату. У випадку невірної оцінки пілотування і роботи агрегатів та обладнання, існують ризики дозволити подальші польоти непідготовленому екіпажу чи борту літака, який має дефекти устаткування, що може спричинити авіаційний інцидент, який прямо впливає на безпеку життю людей, а також на цілісність літального апарату. Шляхом вирішення проблеми є ефективне застосування онтологічної моделі компонентів програмних систем контролю польотів для створення системи знань предметної області автоматизованих систем контролю польотів. У статті проведено аналіз останніх досліджень і публікацій, де показана ефективність застосування онтології для реалізації процесу прийняття рішень в контексті проблемних ситуацій неоднозначності. Для систем ПЗ контролю польотів можна ефективно використати апарат онтологічних досліджень, бо основною задачею ПЗ є прийняття рішення про надходження об’єкта контролю під час польоту в стані «в межах допуску» (штатний режим), або «за межами допуску». Розроблена онтологічна модель визначає склад, класифікацію, структуру і взаємозв'язок вимог та ризиків і формує технологічну процедуру створення моделі якості критичних програмних систем та концепцію оцінювання її характеристик і атрибутів. Онтологічні дослідження та створена онтологія прямо вказують на ті властивості якості, які потрібно включити до моделей якості та надають засоби побудови моделей якості: 1) цільової моделі якості для розробника системи контролю польотів; 2) моделі якості у використанні для експлуатанта літального апарату. Проведені дослідження включають у себе: 1) виконання доменного аналізу області застосування; 2) створення онтології програмного забезпечення контролю польотів, яка систематизує і структурує знання щодо понять і об’єктів предметної області; 3)формування функцій інтерпретації онтології, а також специфікацій критеріїв та обмежень для задач прийняття рішень в системах критичного призначення; 4) формування специфікацій вимог до надійності й безпеки систем контролю польотів на основі виявлення та узагальнення компонентів аналізу ризиків і небезпек функціонування критичних програмних систем; 5)побудову цільової моделі й експлуатаційної моделі якості для заданої предметної області та створення методології оцінювання інтегрального рівня якості ПЗ контролю польотів. У висновках зазначено, що побудована онтологічна модель та моделі якості можуть бути застосовані у життєвому циклі різних класів програмних систем контролю (в тому числі для атестації та сертифікації), оскільки будь-які інформаційні системи контролю характеризуються наявністю об’єкта контролю, що контролюється сукупністю параметрів, які вимірюються за допомогою параметричної інформації вимірювальних приладів. Отримані результати також можуть бути застосовані розробниками для створення власної системи управління якістю будь-яких програмних систем контролю в різних предметних галузях. Подальші дослідження пропонується проводити у напрямку проведення більш глибокого аналізу технології інтегрального оцінювання рівня якості ПС, особливо в частині нормування і нормалізації метрик атрибутів якості з метою їх уніфікації.

Keywords

certification, сертифікація, quality models of critical PS, вимоги до безпеки, задачі прийняття рішення, safety requirements, critical software systems, objects, програмне забезпечення, зменшення ризиків контролю польотів, , критерії та обмеження, якість, онтологія, quality requirements, functionality requirements, критичні програмні системи, ontology, моделі якості систем критичного призначення, interpretation functions, reliability requirements, об’єкти, тестування, software, reduction of risks of flight control, вимоги до функціональності, testing, decision-making tasks, функції інтерпретації, вимоги до надійності, quality, criteria and restrictions, вимоги до якості програм, flight control, контроль польотів

  • BIP!
    Impact byBIP!
    selected citations
    These citations are derived from selected sources.
    This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    0
    popularity
    This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
    Average
    influence
    This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    Average
    impulse
    This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
    Average
Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
selected citations
These citations are derived from selected sources.
This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Citations provided by BIP!
popularity
This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
BIP!Popularity provided by BIP!
influence
This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Influence provided by BIP!
impulse
This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
BIP!Impulse provided by BIP!
0
Average
Average
Average
bronze