Методологические основы

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. На рис. 1.1 представлен пример этапов каскадной модели ЖЦ ПС, которая в последующих лекциях используется как ориентир при изложении процессов программной инженерии. При этом в лекциях ак­центируется внимание на методах обеспечения качества программных про­дуктов и не отражено программирование модулей и компонентов, которое остается за границами программной инженерии. Связь между этапами показана только сверху вниз, тогда как в реальных процессах жизненного цикла следует учитывать возможность возврата на предшествующие эта­пы, снизу вверх, для их уточнения и корректировки результатов.

Рис. 1.1

При применении этой модели для создания каждого программного компонента соответствующие работы и задачи процесса жизненного цик­ла обычно выполняют последовательно. Однако они могут быть частично выполнены параллельно в случаях перекрытия последовательных работ. Когда несколько компонентов разрабатывают одновременно, для них ра­боты и задачи процесса разработки могут быть выполнены параллельно. Процессы заказа и поставки, а также вспомогательные и организационные процессы выполняются параллельно с процессами разработки. Процессы сопровождения и эксплуатации обычно реализуются после процесса раз­работки.

Модель процессов жизненного цикла системы и степень ее практи­ческого применения в качестве обязательного или рекомендуемого доку­мента зависит от роли конкретного программного продукта в системе. Должна быть определена соответствующая модель жизненного цикла сис­темы, в которой программный продукт становится ее частью. Установле­ние этого поможет определить, можно ли использовать конкретную мо­дель для разработки, эксплуатации или сопровождения программного сред­ства. Программные средства могут быть постоянно (резидентно) размещены в компьютерах, встроены как часть программно-аппаратных средств или интегрированы в объект технических средств. В любом случае заказ, по­ставку, разработку, эксплуатацию или сопровождение программных средств необходимо координировать и гармонизировать с аналогичными процес­сами для всей исходной системы.
Для проекта системы должен быть проведен выбор одной или не­скольких соответствующих моделей жизненного цикла. Необходимо уста­новить, является ли модель жизненного цикла программного средства со­ставной частью модели жизненного цикла системы либо полной моде­лью жизненного цикла ПС. Каждая модель жизненного цикла содержит некоторые процессы, которые могут быть выполнены последовательно, повторно или комбинированно. Процессы должны быть отображены в выбранной модели жизненного цикла, с точки зрения создания модифици­руемого, развивающегося, структурированного и планируемого продукта, результаты одного процесса из модели жизненного цикла должны быть переданы следующему. В этом случае соответствующие документы долж­ны быть созданы к окончанию определенного процесса, до начала следую­щей работы.
Должны быть определены стороны (специалисты, предприятия). участвующие в проекте системы, и их ответственность за конкретные процессы и результаты в ЖЦ. Следует учесть все работы и задачи, связанные с взаимодействиями (интерфейсами) между этими сторонами. Для большого проекта, в который вовлечено много лиц, необходимы разви­той административный надзор и контроль, проведение внутренних и неза­висимых оценок, анализов, аудиторских проверок, инспекций и подготов­ка отчетов, являющихся главным инструментарием для большого проекта.
Современные предприятия широко используют модели процессов жизненного цикла в качестве составной части деятельности по определе­нию и усовершенствованию процессов, связанных с программными сред­ствами. Применение стандартов жизненного цикла позволяет ориентиро­ваться специалистам на построение систем и комплексов программ из крупных функциональных узлов, отвечающих требованиям стандартов, применять отработанные и проверенные проектные решения. Они опреде­ляют унифицированные интерфейсы взаимодействия компонентов таким образом, что разработчику системы, как правило, не требуется вдаваться в детали внутреннего устройства этих компонентов. Стандарты, относящие­ся к программным комплексам (функциональным частям) систем, облег­чают повторное использование в новых системах готовых и апробирован­ных программных продуктов. Для унификации и регламентирования про­цессов ЖЦ ПС такие совокупности — профили стандартов должны адаптироваться и конкретизироваться применительно к определенным клас­сам проектов, процессов и компонентов ПС. Таким образом, разработка программного продукта в значительной степени может сводиться к интег­рации и комплексированию из стандартизированных компонентов.
Методы и процессы стандартизации жизненного цикла ПС играют стабилизирующую и организующую роль во всем жизненном цикле мно­гих сложных систем. Они 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.
  

Для этого при создании и сопровождении сложных, распределенных систем, формировании их архитектуры, при выборе стандартов для про­граммных компонентов и их связей целесообразно учитывать 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.
  

Наиболее актуальна стандартизация процессов жизненного цикла комплексов программ при коллективной разработке и сопровождении круп­ных критических систем управления в реальном времени, к которым предъявляются высокие требования к качеству. В этих случаях особенно необходимо четкое планирование и управление технологическими про­цессами их жизненного цикла. Созданы или разрабатываются комплексы международных стандартов, в той или иной степени регламентирующие процессы проектирования, разработки, эксплуатации и сопровождения в ЖЦ программ и баз данных. Они обычно ориентированы на ПС, выполня­ющие важные функции в системах управления объектами, технологичес­кими процессами или при обработке ответственной информации. Приме­нение таких стандартов полностью при создании и использовании про­стых программ, узкого или экспериментального назначения (первого клас­са — см. выше) не всегда может быть оправдано. Однако они определяют современную культуру программной инженерии и стандартизации жиз­ненного цикла комплексов программ высокого качества.

2. 
   Роль системотехники в программной инженерии