Программная инженерия в жизненном цикле программных средств

ПРОГРАММНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ В ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ Жизненный цикл конкретной системы:          определение потребностей; исследование и описание основных концепций; проектирование и разработка; испытания системы; создание и производство; распространение и продажа; эксплуатация; сопровождение и мониторинг; снятие с эксплуатации (утилизация) 2 Первый класс составляют относительно небольшие программы, создаваемые одиночками или небольшими коллективами (3—5) специалистов, которые:  создаются преимущественно для получения конкретных результатов автоматизации научных исследований или для анализа относительно простых процессов самими разработчиками программ;  не предназначены для массового тиражирования и распространения как программного продукта на рынке, их оценивают качественно и интуитивно преимущественно как «художественные произведения»;  не имеют конкретного независимого заказчика-потребителя, определяющего требования к программам и их финансирование;  не ограничиваются заказчиком допустимой стоимостью, трудоемкостью и сроками их создания, требованиями заданного качества и документирования;  не подлежат независимому тестированию, гарантированию качества и/или сертификации. 3 Второй класс       большая размерность, высокая трудоемкость и стоимость создания таких комплексов программ определяют необходимость тщательного анализа экономической эффективности всего их жизненного цикла и возможной конкурентоспособности на рынке; от заказчика, финансирующего проект программного средства и/или базы данных, разработчикам необходимо получать квалифицированные конкретные требования к функциям и характеристикам проекта и продукта, соответствующие выделенному финансированию и квалификации исполнителей проекта; для организации и координации деятельности специалистов-разработчиков при наличии единой, крупной целевой задачи, создания и совершенствования программного продукта необходимы квалифицированные менеджеры проектов; в проектах таких сложных программных средств и баз данных с множеством различных функциональных компонентов участвуют специалисты разной квалификации и специализации, от которых требуется высокая ответственность за качество результатов деятельности каждого из них; от разработчиков проектов требуются гарантии высокого качества, надежности функционирования и безопасности применения компонентов и поставляемых программных продуктов, в которые недопустимо прямое вмешательство заказчика и пользователей для изменений, не предусмотренных эксплуатационной документацией разработчиков; необходимо применять индустриальные, регламентированные стандартами процессы, этапы и документы, а также методы, методики и комплексы, средства автоматизации, технологии обеспечения жизненного цикла комплексов программ. 4 Множество моделей процессов жизненного цикла систем и программных средств, в международных стандартах обычно квалифицируются как фундаментальные: каскадная; инкрементная; эволюционная. 5 Каскадная модель жизненного цикла наиболее известна и применяется достаточно широко. Она, по существу, реализует принцип однократного выполнения каждого из базовых процессов и этапов в их естественных границах. 6 Каждая модель жизненного цикла содержит некоторые процессы, которые могут быть выполнены последовательно, повторно комбинированно 7     Методы и процессы стандартизации жизненного цикла обеспечивают: расширение и совершенствование функций систем и компонентов с сохранением их целостности и первичных затрат; систематическое повышение качества функционирования комплексов программ и баз данных для решения задач пользователей в различной внешней среде; улучшение технико-экономических характеристик применения систем и программных продуктов; совершенствование технологий обеспечения жизненного цикла сложных систем и комплексов программ. 8 Ряд современных концептуальных требований программной инженерии и формирования их жизненного цикла: архитектура комплекса программ должна соответствовать текущим и перспективным целям и стратегическим, функциональным задачам создаваемой системы, быть достаточно гибкой и допускать относительно простое, без коренных структурных изменений, развитие и наращивание функций и ресурсов системы в соответствии с расширением сфер и задач ее применения; в структуре и компонентах ПС и системы следует предусматривать обеспечение максимально возможной сохранности инвестиций в аппаратные и программные средства, а также в базы данных при длительном развитии, сопровождении и модернизации системы; необходимо обеспечивать эффективное использование ресурсов в ЖЦ системы и минимизировать интегральные затраты на обработку данных в типовых режимах ее функционирования с учетом эксплуатационных затрат и капитальных вложений в создание системы и программного продукта; должны быть обеспечены безопасность функционирования системы и надежная защита данных от ошибок, от разрушения или потери информации, а также авторизация пользователей, управление рабочей загрузкой, резервированием и оперативным восстановлением функционирования системы и программного продукта; для обеспечения перспективы развития жизненного цикла системы и комплекса программ целесообразно предусматривать возможность интеграции гетерогенных вычислительных компонентов и возможность переноса ПС и БД на различные аппаратные и операционные платформы на основе концепции и стандартов открытых систем; следует обеспечить комфортное обучение и максимально упрощенный доступ конечных пользователей к управлению и результатам функционирования системы и программного продукта на основе современных графических средств и наглядных пользовательских интерфейсов. 9 Роль системотехники в программной инженерии Система — это совокупность взаимодействующих компонентов, работающих совместно для достижения определенных целей. Системотехника — как технология создания систем охватывает все аспекты создания и модернизации сложных вычислительных комплексов, где программные продукты играют ведущую роль Программная инженерия — как часть системотехники охватывает все аспекты жизненного цикла ПС от начальной стадии разработки системных требований до завершения использования программного продукта 10 Системные основы современных технологий программной инженерии В понятие современной технологии включается совокупность методов и инструментальных средств автоматизации, а также технологические процессы, обеспечивающие жизненный цикл сложных ПС с заданными функциональными и конструктивными характеристиками качества. 11 Эта деятельность регламентируется рядом методов и стандартов, которые являются компонентами технологического обеспечения сложных ПС в течение их жизненного цикла. Их применение предполагает высокую дисциплину коллектива специалистов, использование им методик, стандартов, типовых нормативных документов и средств автоматизации разработки, которые регламентируют порядок организации и проведения работ по выполнению технологических операций, направленных на получение, в имеющихся организационно-технических условиях, готового программного продукта с заданными функциями и качество 12 Методической основой технологии, регламентирующей деятельность специалистов, является типовой технологический процесс Индустриализация технологий программной инженерии базируется на стандартизации процессов разработки программ, их структурного построения и интерфейсов с операционной и внешней средой 13 Применении современных методов и технологии обеспечения крупномасштабных проектов ПС сосредоточены в методологии СММ (Capability Maturity Model — система и модель для оценки зрелости) комплекса технологических процессов жизненного цикла ПС, а также в ее последующем развитии в СММ1:2003 14 Концептуальные и организационные основы административного управления жизненным циклом и качеством ПС в системе СММ, а также СММ1:2003, определены в восьми базовых принципах, которые декларированы в стандартах ISO 9000:2000 и ISO 15504:1-9. 15 Принцип 1 — Ориентация предприятияразработчика на потребителя-заказчика. «Предприятия зависят от своих потребителей и, таким образом, должны понимать текущие и будущие потребности потребителейзаказчиков, удовлетворять их требования и стремиться превзойти их ожидания». 16 Принцип 2 — Лидерство-руководство. «Лидеры обеспечивают единство назначения и направления деятельности предприятия. Они должны создавать и поддерживать внутреннюю окружающую среду, в которой специалисты могут в полной мере участвовать в достижении стратегических целей предприятия». 17 Принцип 3 — Вовлечение персонала. «Люди составляют сущность предприятия на всех уровнях, и их полноценное участие в деятельности способствует применению их способностей на благо целей предприятия». 18 Принцип 4 — Процессный подход. «Желаемый результат достигается более эффективно, когда требуемые ресурсы и деятельность специалистов предприятия управляются как единый связанный процесс». 19 Принцип 5 — Системный подход к административному управлению. «Выявление и понимание задач и административное управление системой взаимосвязанных процессов для заданной стратегической цели повышает эффективность и результативность предприятия». 20 Принцип 6 — Постоянное усовершенствование. «Непрерывное усовершенствование процессов и повышение качества продукции должно быть постоянной стратегической целью предприятия и его специалистов». 21 Принцип 7 — Подход к принятию решений, основанный на фактах. «Эффективные решения должны базироваться на анализе только реальных данных и достоверной информации». 22 Принцип 8 — Взаимовыгодные отношения с поставщиками. «Предприятие-пользователь и его поставщики-разработчики взаимозависимы, и взаимовыгодные отношения между ними повышают способность обоих производить качественную продукцию». 23 Принципы рекомендуется применять при:  формулировке политики и стратегии обеспечения всего ЖЦ ПС;  выборе целей проекта, требований и характеристик качества ПС, непосредственно связанных с потребностями и ожиданиями заказчиков и потребителей;  управлении операциями в процессе реализации проекта и для удовлетворения требований заказчика и потребителей;  управлении людскими ресурсами предприятия для обеспечения ЖЦ ПС и его качества. 24 Методы и средства, позволяющие: создавать программные модули и функциональные компоненты высокого, гарантированного качества;  предотвращать дефекты проектирования за счет систем обеспечения качества, эффективных технологий и инструментальных средств автоматизации всего жизненного цикла комплексов программ и баз данных;  обнаруживать и устранять различные дефекты и ошибки проектирования, разработки и сопровождения программ путем верификации и систематического тестирования на всех этапах жизненного цикла ПС;  удостоверять достигнутые значения качества функционирования программных продуктов в процессе их испытаний и сертификации перед передачей в регулярную эксплуатацию пользователям 25     Ресурсы на технологические средства в ЖЦ ПС: на приобретение или создание технологии и инструментальных средств, применяемых для обеспечения требуемого качества всего жизненного цикла ПС; на эксплуатацию и непосредственное применение технологии в процессе обеспечения ЖЦ ПС; на создание технологии и инструментальных средств для испытаний и оценивания характеристик качества программного средства; на выполнение измерений достигнутых значений характеристик качества ПС. 26 Применение на предприятиях-разработчиках программных продуктов, сертифицированных систем качества и профилей международных стандартов на базе требований ISO 9001:2000 и/или СММ1:2003 гарантирует высокое, устойчивое управление качеством процессов и продуктов их жизненного цикла, а также позволяет во многих случаях облегчать сертификацию конечного программного продукта 27