Opíšte postup, ktorý môžete použiť na kontrolu, či je výpočet vykonaný softvérovým balíkom správny?

Neexistuje žiadna jediná spoľahlivá metóda, ktorá by zaručila správnosť výpočtov softvérových balíkov, ale kombinácia techník môže výrazne zvýšiť dôveru. Tento prístup závisí od povahy softvéru a príslušných výpočtov. Tu je viacnásobný postup:

1. Overenie prostredníctvom nezávislého výpočtu:

* manuálny výpočet (pre jednoduché prípady): Pre malé súbory údajov alebo jednoduché výpočty ručne vykonajte výpočet a porovnajte výsledky. Toto je najpriamejšia, aj keď únavná metóda overovania.

* Alternatívny softvér/nástroj: Na rovnaké výpočty použite iný softvérový balík alebo vyhradenú kalkulačku/nástroj na rovnaké údaje. Vyšetrovanie nezrovnalostí. Zvážte použitie softvéru s otvoreným zdrojom, ak je kód verejne k dispozícii na kontrolu.

* Analytické riešenie (ak je to možné): Ak má problém známe analytické riešenie (napr. Riešenie kvadratickej rovnice), porovnajte numerický výsledok softvéru s presným analytickým výsledkom.

2. Testovanie so známymi vstupmi a očakávanými výstupmi:

* Testovanie jednotiek: Ak máte prístup k zdrojovému kódu softvéru, napíšte testy jednotiek, ktoré overujú správnosť jednotlivých funkcií alebo modulov zapojených do výpočtu. To je obzvlášť cenné pre zložité algoritmy.

* Testovacie prípady so známymi výsledkami: Vytvorte sadu testovacích prípadov so známymi vstupmi a ich zodpovedajúcimi očakávanými výstupmi. Tieto testovacie prípady by mali pokrývať rozsah scenárov vrátane okrajových prípadov (napr. Nulové hodnoty, veľmi veľké alebo veľmi malé počty, hraničné podmienky). Porovnajte výsledky softvéru s očakávanými výsledkami pre každý testovací prípad.

3. Kontroly vnútornej konzistencie:

* Dimenzionálna analýza: Ak výpočet zahŕňa fyzikálne množstvá, overte, či sú jednotky konzistentné počas výpočtu a konečného výsledku.

* Zákony o ochrane: Ak je to použiteľné (napr. Vo fyzických simuláciách), skontrolujte, či sú konzervované množstvá (energia, hybnosť, hmotnosť) skutočne zachované v rámci prijateľných tolerancií.

* Kontroly zdravia: Vykonajte kontroly primeranosti. Sú výsledky v očakávanom rozsahu hodnôt? Dáva zmysel v kontexte problému? Extrémne alebo neočakávané výsledky by mali vyvolať ďalšie vyšetrovanie.

* stredné výsledky: Preskúmajte stredne pokročilé výsledky, aby ste určili, kde sa mohli vyskytnúť chyby. Problém nemusí byť s konečným výsledkom, ale s krokom na ceste.

4. Analýza citlivosti:

* mierne meniť vstupy: Mierne zmeňte vstupné údaje a pozorujte, ako sa výstup mení. Nereálna citlivosť na menšie vstupné variácie naznačuje problém s výpočtom.

5. Kontrola kódu (ak je to uplatniteľné):

* Majte iného programátora, aby ste skontrolovali kód, aby ste skontrolovali logické chyby alebo nedostatky v algoritme. To je obzvlášť prospešné pre komplexné alebo kritické výpočty.

6. Dokumentácia a sledovateľnosť:

* Dôkladná dokumentácia metódy výpočtu, použitého softvéru, vstupných údajov a získaných výsledkov je rozhodujúca pre reprodukovateľnosť a ladenie.

Dôležité úvahy:

* numerická presnosť: Uvedomte si obmedzenia v dôsledku aritmetiky s pohyblivým bodom. Malé nezrovnalosti môžu byť prijateľné z dôvodu zaokrúhľovacích chýb, najmä pri zložitých výpočtoch zahŕňajúcich mnoho krokov.

* šírenie chyby: Pochopte, ako sa chyby vo vstupných údajoch šíria výpočtom a ovplyvňujú konečný výsledok.

* Štatistická významnosť: Pri výpočtoch zahŕňajúcich štatistickú analýzu overte štatistický význam výsledkov.

Použitím kombinácie týchto metód môžete výrazne zvýšiť svoju dôveru v správnosť výpočtov vykonaných softvérovým balíkom. Žiadna technika neponúka absolútnu istotu, ale dobre zaoblený prístup minimalizuje riziko, že chyby sa nezistia.

• Predchádzajúca strana: Prečo sa pripravuje osobitný účel a všeobecný softvér? 
• Ďalšia strana: Ktoré testovacie postupy ste použili pri programovacích nástrojoch?