Жизненный цикл программной инженерии

Определение понятия жизненного цикла

Жизненный цикл программной инженерии определяется как период времени, с начала принятия решения о необходимости создания программного изделия до окончания его эксплуатации, завершающейся выведением из обращения или полного изъятия всех экземпляров программ из оборота. Программные изделия, как правило, также являются компонентами жизненного цикла технических систем, но по своей природе значительно отличаются от технических изделий, поэтому их жизненный цикл имеет характерные особенности, по сравнению с другими техническими объектами. Рассмотрим далее эти особенности программной инженерии.

Сложная система анализируется на основе построения типовой модели, которая формируется на основе концепции идеи системы или потребности в ней. Программные средства служат для выполнения определенных функций сложных систем на вычислительных средствах, при этом для построения программ (моделей) необходимо пройти этапы проектирования, разработки, ввода в эксплуатацию и непрерывное сопровождение ее вплоть до принятия решения о завершении периода эксплуатации. Модель жизненного цикла такой системы, имеющей в своем составе программные продукты, обычно разделяют на так называемые стадии или этапы (последовательные периоды реализации). Каждый этап жизненного цикла определяет все реализуемые в нем работы, задачи и процессы, по окончании которых определяется возможность перехода к следующему этапу (стадии) реализации.

При этом жизненный цикл в модели программной инженерии обычно подразделяют на этапы, а затем адаптируют результаты проведенного анализа в анализируемых создаваемых или модернизируемых системах:

• определение потребностей в создании или совершенствовании сложных систем, выработка и описание концепций этапов проектов;
• проектирование, разработка тестирование и испытание систем;
• создание и производство, распространение и/или продажа программ;
• сопровождение и мониторинг в процессе эксплуатации;
• вывод из эксплуатации или направление на утилизацию.

Применяемые модели жизненного цикла

Спиральная модель.

Одной из основных применяемых в настоящее время моделей для управления процессами в ходе разработки программных продуктов является так называемая спиральная, суть которой заключается в последующем выполнении следующих повторяемых действий:

• разработка инфраструктуры процесса (Establish Process Infrastructure), когда осуществляется достижение согласия представителей руководства (проектов или организаций) в ходе работ, заключающихся в реализации или изменениях процессов, определяющих потребности в разнообразных ресурсах и выполнения распределения обязанностей (ответственности) по созданию отдельных направлений инфраструктуры;
• планирование (Planning), при котором формулируются желаемые цели (бизнес-цели проектов или организаций) и потребности в процессе, необходимые как отдельным специалистам, так и всему проекту и/или организации, в целом. При планировании также рассматриваются и описываются сильные и слабые стороны существующих процессов и планируемых в них изменений, разрабатываются планы по реализации и изменениям сложных систем;
• реализация и/или изменение процесса (Process Implementation and Change), заключается в выполнении ранее разработанного плана по внедрению новых (модернизированных) процессов;
• оценка новых (модернизированных) процессов (Process Evaluation), для выяснения качества проведенных изменений, а также степени достижения целей (ожидаемых результатов) от внедрений, в зависимости от проведенной оценки переход на последующий этап или возвращение к предыдущим действиям.

Дальнейшее развитие спиральной модели может осуществляться по пути детализации всех действий и работ, в частности большее внимание вопросам уточнения требований, дизайна (кода), в том числе увеличение числа при сокращении длительности каждой итерации (рисунок 1).

Рисунок 1. Спиральная модель. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Сферой использования данного метода могут быть разработки программных продуктов:

• широкого спектра применения (например, операционные системы, офисные программы, бизнес-приложения, игры и т.д.), разрабатываемые в большинстве своем для коммерческих применений и некритичные к некоторому количеству некритичных небольших ошибок;
• информационного назначения, разрабатываемые и модернизируемые в процессе в процессе эксплуатации и сопровождения.

Прочие модели жизненного цикла.

Начало применения модели шести сигм (Six Sigma) предложено фирмой Motorola в 80-х годах 20 века с начала провозглашения курса на повышение качества производимой продукции, одним из направлений которого было снижение количества дефектов, в том числе в создаваемых программных продуктах. Для этого в целях повышения конкурентоспособности и сокращения издержек за счет уменьшения затрат на доводку некачественных разработок и устранение дефектов в ходе реализации было предложено при реализации:

1. проводить сначала определение существующих недостатков;
2. затем подкреплять измерениями сложных систем;
3. выполнять анализ на основе полученных результатов измерений;
4. разрабатывать усовершенствования;
5. внедрять управляющие воздействия с усовершенствованиями.

Эта модель ориентируется на количественные методы при принятии решений и на интенсивное применение математического аппарата.

Несмотря на изначальную направленность на промышленное происхождение, модель шести сигм не потеряла определенных последователей и среди разработчиков программных продуктов.

С позиций применения для разработки программных продуктов отечественных стандартов может использоваться каскадная модель жизненного цикла, в соответствии с положениями ГОСТ 19.102-77.

Использование модели шести сигм и стадий разработки, описанных в ГОСТ 19.102-77, эффективно при взаимодействии с другими стандартами и системами обеспечения качества. При этом могут оперативно выявляться и устраняться причины проблем и ошибок для обеспечения постоянного совершенствования процесса разработки, а сферами применения являются программные продукты, разрабатываемые для сфер деятельности, имеющие повышенные уровни надежности и безошибочности функционирования.

Популярная в Европе модель ITIL (IT Infrastructure Library) для обеспечения функционирования IT-инфраструктуры. ITIL охватывает многие вопросы, связанные с разворачиванием и использованием информационных систем, при этом согласуется со стандартами определения качества разработанных программных продуктов серии ISO 9000 (например, ISO/IEC 9126) и может служить основой для проведения по ним последующей сертификации. Вместе с тем, данная методология не служит отдельным инструментом при непосредственных процессах разработки программ, а взаимодействует с более ориентированными на специфику ПО стандартами, например, CMMI. Но популярность ITIL среди разработчиков программ получила в смежных областях – службах внедрения, сопровождения и услуг поддержки, в том числе самой IT-инфраструктуры.