Разработка и описание программы на заданную тематику

 

Таблица 1. Словарь операндов программы

№ п/п	Операнды	Количество повторений
1	System	10
2	Program	1
3	Main()	3
4	Main	9
5	Values()	2
6	Values	6
7	TaskForm()	2
8	TaskForm	4
9	vs	17
10	mf	2
11	tf	2
12	StateID	4
13	Form	3
14	InitializeComponent()	2
15	TaskForm_Load()	1
16	sender	8
17	EventArgs	8
18	e	8
19	SecondPage	2
20	FirstPage	2
21	OperationID	4
22	TaskForm_FormClosed()	1
23	StreamWriter	2
24	StreamReader	2
25	Stream	1
26	Car	5
27	Name	9
28	Price	12
29	Power	10
30	CarList	12
31	List<Car>	1
32	CreateButton_Click	1
33	FindButton_Click	1
34	CheckValue	6
35	str	7
36	sw	4
37	sr	3
38	paramID	5
39	st	3
40	i	26
41	ValueList	5
42	ProcessButton_Click	1
43	MinValue	4
44	MaxValue	4
45	b	6
46	OpID	4
47	StID	4
48	FirstTaskButton_Click	1
49	Main_FormClosed	1
50	FormClosedEventArgs	2
Всего		243

 

 

Таблица 2. Входные и выходные переменные программы

Входные переменные	Выходные переменные
	"Вы хотите  продолжить тестирование программы, выбрав другую задачу?"
	"Ошибка в параметре  поиска!"
	"Марка автомобиля: " + "Мощность: " + "Цена:"
	"Марка автомобиля: " + "Мощность: " + "Цена:"
	"Ничего не  найдено!"
	"Близнецы: "
	"Ничего не  найдено!"
	"Ошибка при  вводе параметров!"
Всего  8

 

 

Таблица 3. Значения метрик Холстеда для программы

Наименование характеристики	Обозначение и формула для вычисления	Значение
Число простых (уникальных) операторов и операций	n1	80
Число простых (уникальных) операндов	n2	50
Общее число всех операторов и операций	N1	807
Общее число всех операндов	N 2	243
Число входных и выходных переменных (параметров)	n 2*	8
Словарь программы	n = n 1 + + n 2	130
Длина реализации программы	N = N1 + N2	1050
Объем программы (в битах)	V = (N1 + N2) × log2(n 1 + n 2)	7371
Потенциальный объем программы	V* = (n2* + 2) · log2(n2* + 2)	33,2
Уровень реализации программы	L = V*/V	0,005
Уровень реализации языка	l = L × V*	0,166
Работа программирования	E = V / L	1474200

 

Потенциальный объем программы (V*) меньше объема программы (V). В связи с этим уровень реализации программы очень низкий (L=0,005).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Оценка структурной сложности  программы на основе трех критериев  и метрики Маккейба.

 

 Граф сложности программы

 

 

Граф сложности программы имеет 23 вершины, 8 из которых разветвлены, и 29 ребер.

Первый критерий

Проведем оценку алгоритмической сложности графа по первому критерию. Определим минимальный набор маршрутов, проходящих через каждый оператор ветвления и по каждой дуге.

Вершины с разветвлениями (выделены цветом): 1, 2, 3, 5, 8, 9, 15, 20

 

М: 1-2-4-6-7-2-5-8-10-2-5-8-11-18-20-22-1-2-5-9-12-18-20-22-1-2-5-9-13-2-5-8-11-18-20-22-1-3-14-15-17-19-20-22-1-3-14-15-16-3-14-15-17-19-20-21-23

Данный маршрут проходит по всем вершинам ветвления, причем хотя бы один раз по каждой дуге графа сложности, что соответствует требованиям первого критерия.

S1 = p1 = 32

Второй критерий

Проведем оценку алгоритмической сложности графа по второму критерию. Необходимо определить число проверок каждого линейно независимого цикла и линейно независимого ациклического маршрута. Количество проверок определяется цикломатическим числом графа, которое определяется следующим соотношением:

Z = nв +1, где nв – количество вершин ветвления.

В нашем случае количества вершин ветвления равно 8, следовательно

Z = 8+1 = 9

Выделим эти маршруты.

1) Ациклические маршруты

М1: 1-2-5-8-11-18-20-21-23  р1 = 5

М2: 1-2-5-9-12-18-20-21-23  р2 = 5

М3: 1-3-14-15-17-19-20-21-23  р3 = 4

2) Циклические маршруты

М4: 2-4-6-7  р4 = 1

М5: 2-5-8-10  р5 = 3

М6: 2-5-9-13  р6 = 3

М7: 3-14-15-16  р7 = 2

М8: 1-2-5-9-12-18-20-22 р8 = 5

М9: 1-3-14-15-17-19-20-22  р9 = 4

 

Тестирование программы по указанным маршрутам позволит проверить все операторы ветвления программы. Метрика структурной сложности определяется по следующему соотношению:

S2 = = 32

Матрица смежности

Матрица имеет размер 23х23, что соответствует количеству вершин в графе. Номер столбца соответствует номеру вершины, из которой выходит дуга, а номер строки соответствует номеру вершины, в которую входит дуга.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
1																						1
2	1						1			1			1
3	1															1
4		1
5		1
6				1
7						1
8					1
9					1
10								1
11								1
12									1
13									1
14			1
15														1
16															1
17															1
18											1	1
19																	1
20																		1	1
21																				1
22																				1
23																					1

 

 

Матрица достижимости

Матрица достижимости, как и матрица смежности, имеет размер 23х23. Номер столбца матрицы определяет номер вершины, из которой можно достичь другие вершины графа, используя циклические и ациклические маршруты. Номера строк определяют номера достижимых вершин графа.

 

 

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
3	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
4	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
5	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
6	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
7	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
8	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
9	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
10	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
11	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
12	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
13	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
14	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
15	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
16	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
17	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
18	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
19	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
20	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
21	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
22	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1		1
23	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1

 

 

Третий критерий

Проведем оценку алгоритмической сложности по третьему критерию. Согласно данному критерию, необходимо выделить все возможные маршруты управления.

М1: 1-2-4-6-7-2-5-8-11-18-20-21-23  p1 = 6

М2: 1-2-5-8-10-2-5-8-11-18-20-21-23  p2 = 8

М3: 1-2-5-8-11-18-20-21-23  p3 = 5

М4: 1-2-5-9-13-2-5-9-12-18-20-21-23  p4 = 8

М5: 1-2-5-9-12-18-20-21-23  p5 = 5

М6: 1-3-14-15-16-3-14-15-17-19-20-21-23  p6 = 6

М7: 1-3-14-15-17-19-20-21-23  p7 = 4

М8: 1-2-5-9-12-18-20-22-1-3-14-15-17-19-20-21-23  p8 = 9

Оценку структурной сложности программы рассчитаем по следующему соотношению:

S3 = = 51

Выводы

Исходя из полученных результатов расчета метрик структурной сложности по первому (S1 = 32), второму (S2 = 32) и третьему (S3 = 51) критериям выделения маршрутов можно сделать вывод, что программа, имеющая такой граф управления, имеет невысокую алгоритмическую сложность, так как количество используемых в тексте операторов условий равно 9, для проверки которых необходимо проверить от 9 до 51 тестовых вариантов исходных данных.

Метрика Маккейба

Оценим алгоритмическую сложность программы на основе метрики Маккейба. В соответствии с теорией Маккейба сложность алгоритма оценивается величиной цикломатического числа, которая определяется по следующему соотношению:

Z = m – n + 2 , где

m – количество дуг графа, построенного на основе алгоритма программы;

n – количество вершин графа.

В соответствии с полученным графом:

m = 29

n = 23

Следовательно,

Z = 29 – 23 + 2 = 8

Выводы

Таким образом, в соответствии со значением цикломатического числа в полученном графе управления можно выделить 8 независимых контуров, которые определяют 8 независимых маршрутов, ведущих из начальной вершины в конечную. Значение полученного цикломатического числа не превышает 10, что говорит о незначительной сложности алгоритма решения задачи.

 

5. Оценка характеристик программы  на основе функциональных указателей

 

Для расчета FP – метрик, будем использовать следующую формулу:

 

Рассчитаем функциональные указатели программы.

f1 – количество внешний вводов (вводов данных пользователем) – 4 (Power/Price (см. строки 111 и 115) для первой задачи и MinValue/MaxValue (см. строку 161) для второй задачи);

f2 – количество внешних выводов (отчеты, сообщения, распечатки, экраны) – 8 (см. строки 53, 127, 139, 146, 152, 184, 189, 196);

f3 – количество внешних запросов – 2 (выбор файла/создание файла);

f4 – количество локальных внутренних логических файлов – 0;

f5 – количество внешних интерфейсных файлов – 0.

Сведем полученные данные в Таблицу.

Таблица 1 – исходные данные для расчета FP - метрик

Имя характеристики	Количество с учетом сложности
	Низкий	Средний	Высокий	Итого
Внешние вводы	4*3=12	m*4=0	m*6=0	12
Внешние выводы	0*4=0	8*5=40	0*7=0	40
Внешние запросы	2*3=6	0*4=0	0*6=0	6
Внутренние логические файлы	0*7=0	0*10=0	0*15=0	0
Внешние интерфейсные файлы	0*5=0	0*7=0	0*10=0	0
Общее количество				F = 58