Модели и стадии ЖЦ ПО
Под моделью ЖЦ ПО понимается структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении ЖЦ ПО. Модель ЖЦ зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует.
Стандарт ISO/IEC 12207 не предлагает конкретную модель ЖЦ и методы разработки ПО. Его положения являются общими для любых моделей ЖЦ, методов и технологий разработки ПО. Стандарт описывает структуру процессов ЖЦ ПО, но не конкретизирует, как реализовать или выполнить действия и задачи, включенные в эти процессы.
Модель ЖЦ любого конкретного ПО определяет характер процесса его создания, который представляет собой совокупность упорядоченных во времени, взаимосвязанных и объединенных в стадии (фазы) работ, выполнение которых необходимо и достаточно для создания ПО, соответствующего заданным требованиям.
Под стадией (фазой) создания ПО понимается часть процесса создания ПО, ограниченная некоторыми временными рамками и заканчивающаяся выпуском конкретного продукта (моделей ПО, программных компонентов, документации и пр.), определяемого заданными для данной стадии требованиями. Стадии создания ПО выделяются по соображениям рационального планирования и организации работ, заканчивающихся заданными результатами. В состав ЖЦ ПО обычно включаются следующие стадии:
1. формирование требований к ПО;
2. проектирование (разработка системного проекта);
3. реализация (может быть разбита на подэтапы: детальное проектирование, кодирование);
4. тестирование (может быть разбито на автономное и комплексное тестирование и интеграцию);
5. ввод в действие (внедрение);
6. эксплуатация и сопровождение;
7. снятие с эксплуатации.
Некоторые специалисты [1] вводят дополнительно начальную стадию – анализ осуществимости системы. Здесь имеется в виду программно-аппаратная система, для которой создается, приобретается или модифицируется ПО.
Стадия формирования требований к ПО является одной из важнейших и определяет в значительной (даже решающей!) степени успех всего проекта. Началом этой стадии является получение одобренной и утвержденной архитектуры системы с включением основных соглашений о распределении функций между аппаратурой и программами. Этот документ должен также содержать подтверждение общего представления о функционировании ПО с включением основных соглашений о распределении функций между человеком и системой.
Стадия формирования требований к ПО включает следующие этапы.
1. Планирование работ, предваряющее работы над проектом. Основными задачами этапа являются определение целей разработки, предварительная экономическая оценка проекта, построение плана-графика выполнения работ, создание и обучение совместной рабочей группы.
2. Проведение обследования деятельности автоматизируемой организации (объекта), в рамках которого осуществляются предварительное выявление требований к будущей системе определение структуры организации, определение перечня целевых функций организации, анализ распределения функций по подразделениям и сотрудникам, выявление функциональных взаимодействий между подразделениями, информационных потоков внутри подразделений и между ними, внешних по отношению к организации объектов и внешних информационных воздействий, анализ существующих средств автоматизации деятельности организации.
3. Построение модели деятельности организации (объекта), предусматривающее обработку материалов обследования и построение двух видов моделей:
o модели "AS-IS" ("как есть"), отражающей существующее на момент обследования положение дел в организации и позволяющей понять, каким образом работает данная организация, а также выявить узкие места и сформулировать предложения по улучшению ситуации;
o модели "TO-BE" ("как должно быть"), отражающей представление о новых технологиях работы организации.
Каждая из моделей должна включать полную функциональную и информационную модель деятельности организации, а также (при необходимости) модель, описывающую динамику поведения организации. Заметим, что построенные модели имеют самостоятельное практическое значение, независимо от того, будет ли на предприятии разрабатываться и внедряться информационная система, поскольку с их помощью можно обучать сотрудников и совершенствовать бизнес-процессы предприятия.
Результатом завершения стадии формирования требований к ПО являются спецификации ПО, функциональные, технические и интерфейсные спецификации, для которых подтверждена их полнота, проверяемость и осуществимость.
Стадия проектирования включает следующие этапы.
1. Разработка системного проекта ПО. На этом этапе дается ответ на вопрос "Что должна делать будущая система?", а именно: определяются архитектура системы, ее функции, внешние условия функционирования, интерфейсы и распределение функций между пользователями и системой, требования к программным и информационным компонентам, состав исполнителей и сроки разработки, план отладки ПО и контроль качества.
Основу системного проекта составляют модели проектируемой системы, которые строятся на модели "TO-BE". Результатом разработки системного проекта должна быть одобренная и подтвержденная спецификация требований к ПО: функциональные, технические и интерфейсные спецификации, для которых подтверждена их полнота, проверяемость и осуществимость.
2. Разработка детального (технического) проекта. На этом этапе осуществляется собственно проектирование ПО, включающее проектирование архитектуры системы и детальное проектирование. Таким образом, дается ответ на вопрос: "Как построить систему, чтобы она удовлетворяла требованиям?"
Результатом детального проектирования является разработка верифицированной спецификации ПО, включающей:
· формирование иерархии программных компонентов, межмодульных интерфейсов по данным и управлению;
· спецификация каждого компонента ПО, имени, назначения, предположений, размеров, последовательности вызовов, входных и выходных данных, ошибочных выходов, алгоритмов и логических схем;
· формирование физической и логической структур данных до уровня отдельных полей;
· разработку плана распределения вычислительных ресурсов (времени центральных процессоров, памяти и др.);
· верификацию полноты, непротиворечивости, осуществимости и обоснованности требований;
· предварительный план комплексирования и отладки, план руководства для пользователей и приемных испытаний.
Завершением стадии детального проектирования является сквозной контроль проекта или критический поблочный анализ проекта.
Стадия реализации – выполнение следующих работ.
1. Разработка верифицированной детальной спецификации каждой подпрограммы (блока не более чем из 100 исходных команд языка высокого уровня).
Внешние спецификации должны содержать следующие сведения:
o имя модуля — указывается имя, применяемое для вызова модуля (для модуля с несколькими входами для каждого входа должны быть отдельные спецификации);
o функция – дается определение функции или функций, выполняемых модулем;
o список параметров (число и порядок следования), передаваемых модулю;
o входные параметры – точное описание всех данных, возвращаемых модулем (должно быть определено поведение модуля при любых входных условиях);
o внешние эффекты (печать сообщения, чтение запроса с терминала и т. п.).
2. Проектирование логики модулей и программирование (кодирование) модулей.
3. Проверка правильности модулей.
4. Тестирование модулей.
5. Описание базы данных до уровня отдельных параметров, символов и битов.
6. План приемных испытаний.
7. Руководство пользователю.
8. Предварительный план комплексирования и отладки. Содержание последующих стадий в основном совпадает с соответствующими процессами ЖЦ ПО [9]. Вообще технологические стадии выделяются исходя из соображений разумного и рационального планирования и организации работ. Возможный вариант взаимосвязи и стадий работ с процессами ЖЦ ПО показан на рис.5.3.
Рис. 5.3.Взаимосвязь между процессами и стадиями разработки в жизненном цикле программного обеспечения