Моделювання процесу валідації специфікацій у реінжинірингу it-проєктів на основі статистичного аналізу мереж Петрі

Анотація

Виявлено, що повна детермінована валідація специфікацій у процесі реінжинірингу великих ІТ-проєктів на основі мереж Петрі супроводжується значними обчислювальними витратами внаслідок комбінаторного вибуху простору станів і практично не масштабується для моделей промислового рівня зі складною бізнес-логікою. Встановлено, що застосування статистичного аналізу мереж Петрі з використанням методу Монте-Карло дає змогу реалізувати вибіркову стохастичну валідацію сценаріїв функціонування системи без необхідності повного перебору всіх можливих станів моделі. З'ясовано, що запропонований метод базується на генеруванні репрезентативної множини трас переходів відповідно до заданих імовірнісних розподілів, які відображають частоту використання бізнес-правил і умов у реальних сценаріях експлуатації інформаційної системи. Оцінено вплив стохастичної вибірки на ефективність процесу валідації моделі специфікацій та вимог, поданої у вигляді мережі Петрі, що дає змогу скоротити тривалість аналізу у 7-8 разів порівняно з повною детермінованою перевіркою зі збереженням покриття понад 90 % переходів мережі та рівня достовірності отриманих результатів понад 95 %. При цьому валідації підлягає не текстова специфікація безпосередньо, а її формалізована модель, що описує логічні зв'язки між вимогами, бізнес-правилами та сценаріями функціонування системи. Охарактеризовано можливості кількісного оцінювання якості специфікацій за допомогою статистичних показників покриття, достовірності та похибки, які відображають ступінь узгодженості логічних зв'язків, стабільність поведінки моделі та частоту виникнення конфліктних сценаріїв. Показано практичну придатність методу на прикладі специфікації продукту Consumer Credit Report (SRS v1.1.28), де правила валідації вхідних запитів до системи, бізнес-логіки та формування вихідного звіту формалізовано у вигляді мережі Петрі з подальшою стохастичною симуляцією поведінки системи. Встановлено, що запропонований підхід дає змогу виявляти конфліктні, надлишкові або неактивні правила специфікації, кількісно оцінювати їхній вплив на результатну поведінку системи та може бути ефективно застосований для ревізії, порівняння версій і контрольованої еволюції SRS-документації у процесі реінжинірингу складних ІТ-систем. Запропонований підхід розглядає специфікації як формалізовану модель поведінки системи, подану у вигляді мережі Петрі, що дає змогу виконувати їх валідацію на рівні логіки та сценаріїв виконання. Отже, процес валідації спрямований на перевірку коректності взаємодії вимог і правил, а не на аналіз тексту специфікації як документа.