Жизненный цикл и этапы разработки программного продукта

Жизненный цикл программного продукта (ПП) — это период времени, начинающийся с момента принятия решения о необходимости создания ПП и заканчивающийся в момент его полного изъятия из эксплуатации.

Структуру жизненного цикла ПП, состав процессов, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПП, определяет и регламентирует международный стандарт ISO/IEC 12207:1995 «Information Technology — Software Life Cycle Processes» (ISO — International Organization for Standardization — Международная организация по стандартизации; IEC — International Electrotechnical Commission — Международная комиссия по электротехнике; название стандарта «Информационные технологии — Процессы жизненного цикла программ»).

Под процессом понимают совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих входные данные в выходные. Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, а также исходными данными, полученными от других процессов, и результатами.

Каждый процесс разделен на набор действий, каждое действие — на набор задач. Запуск и выполнение процесса, действия или задачи осуществляются другими процессами.

В соответствии со стандартом ISO/IEC 12207 все процессы жизненного цикла ПП разделены на три базовые группы:

· основные процессы (включают в себя набор определенных действий и связанных с ними задач, которые должны быть выполнены в течение жизненного цикла ПП);

· вспомогательные (поддерживающие) процессы (создание надежного, полностью удовлетворяющего требованиям заказчика ПП в установленные договором сроки. К вспомогательным относятся процессы документирования, управления конфигурацией, обеспечения качества, верификации, аттестации, совместной оценки, аудита, разрешения проблем);

· организационные процессы (организация процесса разработки надежного, полностью удовлетворяющего требованиям заказчика ПП в установленные договором сроки и управление этим процессом. К организационным относятся процессы управления, создания инфраструктуры, усовершенствования, обучения).

Редько, какая либо большая программа работает сразу правильно. Обычно большие программы могут содержать ошибки, которые находят во время эксплуатации. Их нужно разработчикам программы ликвидировать, если получают рекламацию на ошибку. Жизненный цикл ПП включает и процесс разработки, который состоит из следующих этапов:

Первый этап – постановка задачи. На этом этапе требуется хорошо изучить предметную область задачи, и осуществить сбор информации. Нужно чётко определить цель задачи, дать словесное описание содержания задачи и продумать общий подход к её решению, и сделать эскизный проект.

Второй этап – математическое или информационное моделирование. Цель этого этапа – создать такую математическую модель решаемой задачи, которая может быть реализована на компьютере. Часто математическая постановка задачи сводится к простому перечислению формул и логических условий, однако возможно, что для полученной модели известны несколько методов решения, и тогда следует выбрать лучший из них.

Третий этап – алгоритмизация задачи. На основе математического описания необходимо разработать алгоритм решения.

В роли исполнителей могут выступать люди, роботы, компьютеры. Способ записи алгоритма зависит от выбора исполнителя. Наглядно алгоритм представляется в виде блок–схемы, схемы из UML-диаграмм и (или) других конструкций графы и т.д..

Четвёртый этап – программирование. Программой называют план действий, подлежащих выполнению исполнителем, в качестве которого может выступать компьютер. От алгоритма программа отличается тем, что записывается на языке понятном для исполнителя. Если исполнителем является компьютер, то программа записывается на одном из языков программирования. В компьютере в конечном итоге при выполнении данные и команды представляются в виде последовательности нулей и единиц. Поэтому, когда говорят о «понятности» языка программирования для компьютера подразумевают наличие специальной программы, способной перевести инструкции языка программирования в последовательность двоичных компьютерных команд. Язык программирования выполняет функции посредника между человеком и ЭВМ и поэтому с одной стороны должен быть удобен для записи алгоритмов в понятной для человека форме, а с другой стороны легко преобразовываться в машинные коды.

Программа и исходные данные вводятся в ЭВМ с клавиатуры с помощью редактора текстов или загружаются в редактор с внешнего носителя, результаты работы программы выводятся на экран дисплея или записываются на носитель информации.

Пятый этап – трансляция программы. Трансляция означает перевод команд языка программирования в компьютерные двоичные коды. На этом этапе происходит проверка программы на ее соответствие правилам (синтаксису) языка программирования и при отсутствии синтаксических ошибок создается исполняемый файл программы. Исполняемый файл содержит инструкции в двоичном коде. Если транслятор обнаруживает в программе несоответствия синтаксису, то исполняемый файл создать не удастся. Программист должен устранить несоответствия (исправить синтаксические ошибки). После этого необходимо проверить программу на наличие логических ошибок. Для этого нужно подобрать систему тестов (набор исходных данных с заранее известным результатом) и сравнить выдаваемые программой результаты с контрольными тестовыми данными. Подробнее об этом в следующем разделе.

Шестой этап – тестирование и отладка программы. На этом этапе происходит исполнение программы на ЭВМ, поиск и исправление логических ошибок, то есть ошибок приводящих к неправильной работе программы. При этом программисту приходится выполнять анализ работы программы. Для сложных программ этот этап, как правило, требует гораздо больше времени и сил, чем написание первоначального текста программы.

Отладка программы – сложный и нестандартный процесс. Исходный план отладки заключается в том, чтобы проверить программу на контрольных примерах. Под контрольными примерами подразумеваются различные комбинации исходных данных. Контрольные примеры выбираются так, чтобы при работе были задействованы все ветви алгоритма. Дело в том, что некоторые ошибки в программе могут проявиться только при попытке выполнения конкретных действий. Детализация плана зависит от того, как поведёт себя программа на этих примерах: на одном она может зациклиться, на другом дать явно неверный ответ и т.д. Сложные программы отлаживают отдельными фрагментами, или специальными инструментариями, которые предназначены для выполнения отладки программы, обычно обозначают их отдельным пунктом или подпунктом в меню «Debug» рассмотрение этого пункта далеко выходит за пределы одной темы.

Седьмой этап – исполнение отлаженной программы и анализ результатов. На этом этапе программист запускает программу и задаёт исходные данные, требуемые по условию задачи. Полученные результаты анализирует постановщик задачи, на основании анализа принимаются решения, вырабатываются рекомендации, делаются выводы.

Возможно, что по итогам анализа результатов потребуется возврат ко второму этапу для повторного выполнения всех этапов с учётом приобретённого опыта. Таким образом, в процессе создания программы некоторые этапы повторяют до тех пор, пока не будет получен алгоритм и программа, удовлетворяющие указанным выше свойствам.