2.7Средства и технологии разработки программного обеспечения автоматизированных систем 2.7.1Моделирование жизненного цикла программного обеспечения
Жизненным циклом программного обеспечения называют период от момента появления идеи создания некоторого программного обеспечения до момента завершения его поддержки фирмой-разработчиком или фирмой, выполнявшей сопровождение [81].
Состав процессов жизненного цикла регламентируется международным стандартом [89] (российский аналог [90]).
Этот стандарт описывает структуру жизненного цикла программного обеспечения и его процессы. Процесс жизненного цикла определяется как совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих некоторые входные данные в выходные [82]. Процессы жизненного цикла по указанному стандарту можно представить следующим образом.
Основные процессы:
приобретение;
поставка;
разработка;
эксплуатация;
сопровождение.
Организационные процессы:
управление;
усовершенствование;
создание инфраструктуры;
обучение.
Вспомогательные процессы:
документирование;
управление конфигурацией;
обеспечение качества, верификация, аттестация, совместная оценка, аудит;
разрешение проблем.
Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, а также исходными данными и результатами.
Процесс разработки (development process) в соответствии со стандартом предусматривает действия и задачи, выполняемые разработчиком, и охватывает работы по созданию программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями, включая оформление проектной и эксплуатационной документации, а также подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности и соответствия качества программных продуктов, материалов, необходимых для обучения персонала, и т. д.
По стандарту процесс разработки начинается с подготовительной работы, которая включает выбор модели жизненного цикла.
Существуют три основные модели жизненного цикла программного обеспечения: каскадная, модель с промежуточным контролем и спиральная [81].
Каскадная модель. Первоначально (1970-1985 годы) была предложена [87] и использовалась каскадная схема разработки программного обеспечения, которая предполагала, что переход на следующую стадию осуществляется после того, как полностью будут завершены проектные операции предыдущей стадии и получены все исходные данные для следующей стадии.
Модель с промежуточным контролем. Схема, поддерживающая итерационный характер процесса разработки, была названа схемой с промежуточным контролем. Контроль, который выполняется по данной схеме после завершения каждого этапа, позволяет при необходимости вернуться на любой уровень и внести необходимые изменения.
Спиральная модель. Для преодоления общеизвестных проблем двух предыдущих моделей была предложена спиральная схема [88]. В соответствии с данной схемой программное обеспечение создается не сразу, а итерационно с использованием метода прототипирования, базирующегося на создании прототипов. Именно появление прототипирования привело к тому, что процесс модификации программного обеспечения стал восприниматься как отдельный важный процесс.
Тем не менее, в каждой из названных моделей жизненного цикла программного обеспечения присутствует процесс сопровождения (или модификации).
2.7.2Организация процесса разработки программного обеспечения автоматизированных систем и используемые модели
В настоящее время существует несколько подходов к организации процесса разработки программного обеспечения: структурный, объектный и компонентный.
Необходимо отметить, что для каждого из рассматриваемых подходов реализуются одни и те же этапы жизненного цикла программного обеспечения. С точки зрения разработчика основополагающим является этап определения спецификаций. На этом этапе строятся модели, являющиеся основой для дальнейших этапов проектирования и реализации: функциональная, информационная и модель поведения.
В рамках структурного подхода на этапе анализа требований и определения спецификаций для определения информационных, функциональных и поведенческих особенностей программного обеспечения обычно используются [83]:
функциональные (активностные) диаграммы или диаграммы потоков данных;
диаграммы «сущность-связь»;
диаграммы переходов состояний.
При объектном подходе к разработке программного обеспечения для тех же целей используются [84]:
диаграммы классов концептуального уровня, определяющие одновременно информационную и функциональную составляющие;
диаграммы вариантов использования, определяющие функциональную и поведенческую составляющие.
В рамках компонентного подхода программная система представляет собой набор компонентов с хорошо определенными интерфейсами.
Изменения в существующую систему вносятся путем создания новых компонентов в дополнение или в качестве замены ранее существующих.
При этом компонентный подход с точки зрения используемых моделей и выразительных средств является развитием объектного подхода [85], в силу этого его детальное рассмотрение в рамках проводимого исследования не является целесообразным.
Однако, необходимо отметить, что с точки зрения трудоемкости этапа сопровождения компонентный подход имеет преимущество перед структурным и объектным, но будет уступать по этому показателю предлагаемой технологии адаптивной реализации процедур сбора, хранения и обработки данных в системах административного мониторинга.
2.7.3Принципы организации этапа сопровождения программного обеспечения
Как было сказано выше, наибольший интерес с точки зрения темы исследований представляет этап сопровождения программного обеспечения автоматизированных систем.
Стандарты [89, 90] позиционируют сопровождение как один из главных процессов жизненного цикла. Эти стандарты описывают сопровождение как процесс модификации программного продукта в части его кода и документации для решения возникающих проблем при эксплуатации или реализации потребностей в улучшениях тех или иных характеристик продукта. Задача состоит в модификации продукта при условии сохранения его целостности.
Международный стандарт [91] (российский аналог [92]) определяет сопровождение программного обеспечения в тех же терминах, что и стандарты [89, 90], придавая особое значение работам по подготовке к деятельности по сопровождению до передачи системы в реальную эксплуатацию, например, вопросам планирования регламентов и операций по сопровождению [86].
Сопровождение поддерживает функционирование программного продукта на протяжении всего операционного жизненного цикла, то есть периода его эксплуатации. В процессе сопровождения фиксируются и отслеживаются запросы на модификацию, оценивается влияние предлагаемых изменений, модифицируется код и другие активы (артефакты) продукта, проводится необходимое тестирование и, наконец, выпускается обновленная версия продукта.
Стандарты [89, 90] идентифицируют основные работы по сопровождению: реализация процесса сопровождения, анализ проблем и модификаций (изменений), реализаций модификаций, обзор (оценка)/принятие решений по сопровождению, миграция (с одной версии программного продукта на другую, с одного продукта на другой) и вывод системы из эксплуатации.
Сопровождение необходимо для обеспечения удовлетворения требованиям пользователей к программному продукту на протяжении всего периода его эксплуатации.
В общем случае, работы по сопровождению должны проводиться для решения следующих задач:
устранение сбоев;
улучшение дизайна;
реализация расширения функциональных возможностей;
создание интерфейсов взаимодействия с другими (внешними) системами;
адаптация (например, портирование) для возможности работы на другой аппаратной платформе (или обновленной платформе), применения новых системных возможностей, функционирования в среде обновленной телекоммуникационной инфраструктуры и т.п.;
миграции унаследованного программного обеспечения;
вывода программного обеспечения из эксплуатации.
Стандарты [91, 92] определяют четыре категории работ по сопровождению:
1 Корректирующее сопровождение – «реактивная» модификация программного продукта, выполняемая уже после передачи в эксплуатацию для устранения сбоев.
2 Адаптирующее сопровождение: модификация программного продукта на этапе эксплуатации для обеспечения продолжения его использования с заданной эффективностью (с точки зрения удовлетворения потребностей пользователей) в изменившемся или находящемся в процессе изменения окружении; в первую очередь, подразумевается изменение бизнес-окружения, порождающее новые требования к системе.
3 Совершенствующее сопровождение: модификация программного продукта на этапе эксплуатации для повышения характеристик производительности и удобства сопровождения.
4 Профилактическое сопровождение: модификация программного продукта на этапе эксплуатации для идентификации и предотвращения скрытых дефектов до того, когда они приведут к реальным сбоям.
Стандарты [91, 92] классифицируют адаптивное и совершенствующее сопровождение как работы по расширению функциональности продукта.
По различным оценкам этап сопровождения занимает около 2/3 жизненного цикла программных систем. Большую часть этого времени занимает адаптирующее и совершенствующее сопровождение. Таким образом применение адаптивных механизмов сбора, хранения и обработки данных в системах административного мониторинга позволит существенно сократить затраты на организацию и реализацию этапа сопровождения и, соответственно, общие производственные и непроизводственные затраты разработчика.
|
