Модель процесу створення ПЗ

Процес створення програмного забезпечення

Створення ПЗ - це сукупність процесів, що призводять до створення програмного продукту. Ці процеси грунтуються головним чином на технологіях інженерії програмного забезпечення. Існує 4 фундаментальних процеси, які притаманні будь-якому проекту створення ПЗ.

1. Розробка специфікації вимог на програмне забезпечення. Вимоги визначають функціональні характеристики системи і обов'язкові для виконання.

2. Створення програмного забезпечення. Розробка і створення ПЗ згідно специфікації на нього.

3. Атестація програмного забезпечення. Створене ПЗ повинно пройти атестацію для підтвердження відповідності вимогам замовника.

4. Удосконалення (модернізація) програмного забезпечення. ПЗ повинно бути таким, щоб його можна було модернізувати згідно зміненим вимогам споживача.

При виконанні різноманітних програмних проектів ці процеси можуть бути організовані різними способами і описані на різних рівнях деталізації. Тривалість реалізації цих процесів також далеко не завжди однакова. І взагалі, різні організації, що займаються виробництвом ПЗ, часто використовують різні процеси для створення програмних продуктів навіть одного типу. З іншого боку, певні процеси більш підходять для створення програмних продуктів одного типу і менше - для іншого типу програмних додатків. Якщо використовувати невідповідний процес, це може призвести до зниження якості та функціональності розроблюваного програмного продукту.

Процеси створення ПЗ докладно описані в главі 3, а вкрай важлива тема удосконалення технології створення програмних продуктів розглядається в розділі 25.

Модель процесу створення ПЗ

Така модель являє собою спрощений опис процесу створення ПЗ - послідовність практичних етапів, необхідних для розробки створюваного програмного продукту. Подібні моделі, незважаючи на їх різноманітність, служать абстрактним представленням реального процесу створення ПЗ. Моделі можуть відображати процеси, які є частиною технологічного процесу створення ПЗ, компоненти програмних продуктів і дії людей, що беруть участь у створенні ПЗ.

Модель процесу створення програмного забезпечення - це загальне абстрактне уявлення даного процесу. Кожна така модель являє процес створення ПЗ в якомусь своєму "розрізі", використовуючи тільки певну частину всієї інформації про процес. У цьому розділі представлені узагальнені моделі, засновані на архітектурному підході. У цьому випадку можна побачити всю структуру процесу створення ПЗ, абстрагуючись від приватних деталей окремих складових його етапів.

Ці узагальнені моделі не містять точного опису всіх стадій процесу створення ПЗ. Навпаки, вони є корисними абстракціями, що допомагають "докласти" різні підходи і технології до процесу розробки. Крім того, очевидно, що процес створення великих систем не є єдиним, а складається з множини різних процесів, що ведуть до створення окремих частин великої системи.

Опишемо коротко типи моделей технологічного процесу створення програмного забезпечення.

1. Модель послідовності робіт. Показує послідовність етапів, виконуваних у процесі створення ПЗ, включаючи початок і завершення кожного етапу, а також залежність між виконанням етапів. Етапи в цій моделі відповідають певним робіт, виконуваним розробниками ПЗ.

2. Моделі потоків даних і процесів. У них процес створення ПЗ представляється у вигляді множини активностей (процесів), у ході реалізації яких виконуються перетворення певних даних. Наприклад, на вхід активності (процесу) створення специфікації ПЗ надходять певні дані, на виході цієї активності отримують дані, які надходять на вхід активності, відповідної проектування ПЗ, і т.д. Активність в такій моделі часто є процесом більш низького порядку, ніж етапи робіт в моделі попереднього типу. Перетворення даних при реалізації активностей можуть виконувати як розробники ПЗ, так і комп'ютери.

3. Рольова модель. Модель цього типу являє ролі людей, включених в процес створення ПЗ, і дії, виконувані ними в цих ролях.

Розглянемо наступні моделі створення програмного забезпечення.

1. Каскадна модель. Основні базові види діяльності, що виконуються в процесі створення ПЗ (такі, як розробка специфікації, проектування і виробництво, атестація та модернізація ПЗ), представляються як окремі етапи цього процесу.

2. Еволюційна модель розробки ПЗ. Тут послідовно перемежовуються етапи формування вимог, розробки ПЗ і його атестації. Первісна програмна система швидко розробляється на основі деяких абстрактних загальних вимог. Потім вони уточнюються і деталізуються відповідно до вимог замовника. Далі система допрацьовується і атестується відповідно до нових уточненими вимогами.

3. Модель формальної розробки систем. Заснована на розробці формальної математичної специфікації програмної системи і перетворенні цієї специфікації допомогою спеціальних математичних методів у виконувані програми. Перевірка відповідності специфікації і системних компонентів також виконується математичними методами.

4. Модель розробки ПЗ на основі раніше створених компонентів. Припускає, що окремі складові частини програмної системи вже існують, тобто створені раніше. У цьому випадку технологічний процес створення ПЗ основну увагу приділяє інтеграції окремих компонентів у загальне ціле, а не їх створенню.

Каскадна і еволюційна моделі розробки широко використовуються на практиці. Модель формальної розробки систем успішно застосовувалася в багатьох проектах [219, 239, 8 *, 18 *], але кількість організацій-розробників, постійно використовують цей метод, невелика. Використання готових системних компонентів практикується повсюдно, але більшість організацій не дотримуються в точності моделі розробки ПЗ на основі раніше створених компонентів. Разом з тим цей метод повинен одержати широке поширення в XXI сторіччі, оскільки складання систем з готових або раніше використаних компонентів значно прискорює розробку ПЗ.

Каскадна модель

Це перша модель процесу створення ПЗ, породжена моделями інших інженерних процесів [300]. Вона показана на рис. 3.1. Цю модель також іноді називають моделлю життєвого циклу програмного забезпечення *. Основні принципові етапи (стадії) цієї моделі відображають всі базові види діяльності, необхідні для створення ПЗ.

* Життєвого циклу програмного забезпечення - це сукупність процесів, що протікають в період від моменту прийняття рішення про створення ПЗ до його повного виведення з експлуатації. Таким чином, "життєвий цикл ПО" є більш широким поняттям, ніж модель процесу створення ПЗ. Разом з тим каскадну модель можна розглядати як одну з моделей життєвого циклу ПЗ. - Прим. ред.

1. Аналіз та формування вимог. Шляхом консультацій із замовником ПЗ визначаються функціональні можливості, обмеження і цілі створюваної програмної системи.

2. Проектування системи та програмного забезпечення. Процес проектування системи розбиває системні вимоги на вимоги, що пред'являються до апаратних засобів, і вимоги до програмного забезпечення системи. Розробляється загальна архітектура системи. Проектування ПЗ передбачає визначення та опис основних програмних компонентів і їх взаємозв'язків.

3. Кодування і тестування програмних модулів. На цій стадії архітектура ПЗ реалізується у вигляді безлічі програм або програмних модулів. Тестування кожного модуля включає перевірку його відповідності вимогам до даного модулю.

4. Збирання і тестування системи. Окремі програми і програмні модулі інтегруються і тестуються у вигляді цілісної системи. Перевіряється, чи відповідає система своєї специфікації.

5. Експлуатація та супровід системи. Зазвичай (хоча й не завжди) це найтриваліша фаза життєвого циклу ПЗ. Система інсталюється, і починається період її експлуатації. Супроводження системи включає виправлення помилок, які не були виявлені на більш ранніх етапах життєвого циклу, вдосконалення системних компонентів і "підгонку" функціональних можливостей системи до нових вимог.