Es gibt keine einzelne narrensichere Methode, um die Richtigkeit von Softwarepaketberechnungen zu gewährleisten, aber eine Kombination von Techniken kann das Vertrauen erheblich erhöhen. Der Ansatz hängt von der Art der Software und den damit verbundenen Berechnungen ab. Hier ist ein mehrstufiges Verfahren:
1. Überprüfung durch unabhängige Berechnung:
* Manuelle Berechnung (für einfache Fälle): Führen Sie für kleine Datensätze oder einfache Berechnungen die Berechnung manuell durch und vergleichen Sie die Ergebnisse. Dies ist die direkteste, wenn auch mühsamste Methode zur Überprüfung.
* Alternative Software/Tool: Verwenden Sie ein anderes Softwarepaket oder ein dediziertes Taschenrechner/Tool, um die gleiche Berechnung derselben Daten durchzuführen. Unstimmigkeiten rechtfertigen Untersuchungen. Erwägen Sie, Open-Source-Software zu verwenden, bei der der Code für die Prüfung öffentlich verfügbar ist.
* Analytische Lösung (falls zutreffend): Wenn das Problem eine bekannte analytische Lösung aufweist (z. B. Lösung einer quadratischen Gleichung), vergleichen Sie das numerische Ergebnis der Software mit dem genauen analytischen Ergebnis.
2. Testen mit bekannten Eingängen und erwarteten Ausgängen:
* Einheitstests: Wenn Sie Zugriff auf den Quellcode der Software haben, schreiben Sie Unit -Tests, die die Richtigkeit einzelner Funktionen oder Module überprüfen, die an der Berechnung beteiligt sind. Dies ist besonders für komplexe Algorithmen wertvoll.
* Testfälle mit bekannten Ergebnissen: Erstellen Sie eine Reihe von Testfällen mit bekannten Eingängen und ihren entsprechenden erwarteten Ausgängen. Diese Testfälle sollten einen Bereich von Szenarien abdecken, einschließlich Kantenfälle (z. B. Nullwerte, sehr große oder sehr kleine Zahlen, Randbedingungen). Vergleichen Sie die Ergebnisse der Software mit den erwarteten Ergebnissen für jeden Testfall.
3. Interne Konsistenzprüfungen:
* Dimensionsanalyse: Wenn die Berechnung physikalische Größen umfasst, stellen Sie sicher, dass die Einheiten während der Berechnung und des Endergebnisses konsistent sind.
* Naturschutzgesetze: Falls zutreffend (z. B. in Physiksimulationen) prüfen, ob konservierte Mengen (Energie, Impuls, Masse) in akzeptablen Toleranzen tatsächlich konserviert sind.
* Vernunftprüfungen: Führen Sie Angemessenheitsprüfungen durch. Sind die Ergebnisse im erwarteten Wertebereich? Machen sie im Kontext des Problems Sinn? Extreme oder unerwartete Ergebnisse sollten weitere Untersuchungen auslösen.
* Zwischenergebnisse: Untersuchen Sie Zwischenergebnisse, um festzustellen, wo Fehler aufgetreten sind. Das Problem ist möglicherweise nicht mit dem Endergebnis, sondern mit einem Schritt auf dem Weg.
4. Sensitivitätsanalyse:
* Eingabetaste geringfügig: Ändern Sie die Eingangsdaten geringfügig und beobachten Sie, wie sich der Ausgang ändert. Die unrealistische Empfindlichkeit gegenüber geringfügigen Eingabebereichen deutet auf ein Problem bei der Berechnung hin.
5. Code Review (falls zutreffend):
* Lassen Sie einen weiteren Programmierer den Code überprüfen, um logische Fehler oder Fehler im Algorithmus zu überprüfen. Dies ist besonders vorteilhaft für komplexe oder kritische Berechnungen.
6. Dokumentation und Rückverfolgbarkeit:
* Gründliche Dokumentation der Berechnungsmethode, der verwendeten Software, der Eingabedaten und der erhaltenen Ergebnisse sind entscheidend für die Reproduzierbarkeit und Debuggierung.
Wichtige Überlegungen:
* Numerische Genauigkeit: Beachten Sie die Einschränkungen aufgrund der Gleitkomma-Arithmetik. Kleine Diskrepanzen können aufgrund von Rundungsfehlern akzeptabel sein, insbesondere für komplexe Berechnungen, die viele Schritte umfassen.
* Fehlerausbreitung: Verstehen Sie, wie Fehler in den Eingabedaten sich durch die Berechnung ausbreiten und das Endergebnis beeinflussen.
* Statistische Signifikanz: Überprüfen Sie für Berechnungen, die eine statistische Analyse beinhalten, die statistische Signifikanz der Ergebnisse.
Durch die Verwendung einer Kombination dieser Methoden können Sie Ihr Vertrauen in die Richtigkeit der Berechnungen erheblich erhöhen, die durch ein Softwarepaket durchgeführt werden. Keine einzige Technik bietet absolute Sicherheit, aber ein abgerundeter Ansatz minimiert das Risiko, dass Fehler unentdeckt werden.
