🗊Презентация Лекция 3. Основы программной инженерии. Жизненный цикл программного обеспечения

Основы программной инженерии Барышникова Марина Юрьевна МГТУ им. Н.Э. Баумана Каф. ИУ-7 baryshnikovam@mail.ru

Лекция 3 Жизненный цикл программного обеспечения

Жизненный цикл программного обеспечения это период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания программного обеспечения и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации (IEEE Std. 610.12 – 19990 Standard Glossary of Software Engineering Terminology)

Основные понятия, участвующие в определении жизненного цикла Артефакты — создаваемые человеком информационные сущности – документы, в достаточно общем смысле участвующие в качестве входных данных и получающиеся в качестве результатов различных деятельностей. Роль - абстрактная группа заинтересованных лиц, участвующих в деятельности по созданию и эксплуатации системы, решающих одни и те же задачи или имеющих одни и те же интересы по отношению к ней Программный продукт – набор компьютерных программ, процедур и, возможно связанных с ними документации и данных Процесс – совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих некоторые входные данные в выходные

Процесс разработки Определяет действия, выполняемые разработчиком в процессе создания программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями Данный процесс включает, в том числе: оформление проектной и эксплуатационной документации; подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности программного продукта и его соответствия стандартам качества; разработку материалов (методических и учебных), необходимых для подготовки и обучения персонала и т.д.

Процесс разработки Выбор модели жизненного цикла Анализ требований к системе Проектирование архитектуры системы Анализ программных требований Детальное конструирование ПО Кодирование и тестирование ПО Интеграция ПО Квалификационное тестирование ПО Интеграция системы Квалификационное тестирование системы Установка ПО Приемка ПО

Анализ требований к системе На данном этапе рассматривается область применения системы. Список требований к разрабатываемой системе должен включать: совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему (аппаратные и программные ресурсы, предоставляемые системе; внешние условия ее функционирования; состав людей и работ, имеющих к ней отношение); описание выполняемых системой функций; ограничения в процессе разработки (директивные сроки завершения отдельных этапов, имеющиеся ресурсы, организационные процедуры и мероприятия, обеспечивающие защиту информации и пр.)

Анализ требований к ПО Предполагает определение следующих характеристик для каждого компонента ПО: функциональных возможностей, включая характеристики производительности и среды функционирования компонента внешних интерфейсов спецификаций надежности и безопасности; эргономических требований требований к используемым данным требований к установке и приемке требований к пользовательской документации требований к эксплуатации и сопровождению

Проектирование архитектуры ПО В рамках проектирования архитектуры для каждого компонента ПО выполняются следующие задачи: определение на высоком уровне абстракции структуры программного обеспечения и состава его компонентов разработка и документирование программных интерфейсов ПО и баз данных разработка предварительной версии пользовательской документации разработка и документирование предварительных требований к тестам и плана интеграции ПО

Детальное конструирование ПО (рабочий план разработки ПО) Включает следующие задачи: описание компонентов ПО и интерфейсов между ними в объеме, достаточном для их последующего самостоятельного кодирования и тестирования разработку и документирование детального проекта базы данных обновление пользовательской документации разработку и документирование требований к тестам и плана тестирования компонентов ПО обновление плана интеграции ПО

Кодирование и тестирование ПО подразумевает решение следующих задач: разработку (кодирование) и документирование каждого компонента ПО и базы данных, а также совокупности тестовых процедур и данных для тестирования тестирование каждого компонента ПО и базы данных на соответствие предъявляемым к ним требованиям обновление (при необходимости) пользовательской документации обновление плана интеграции ПО

Интеграция системы заключается в сборке всех ее компонентов, включая ПО и оборудование, и тестирование агрегированных компонентов В процессе интеграции также производится оформление и проверка полного комплекта документации на систему

Квалификационное тестирование ПО проводится разработчиком в присутствии заказчика для демонстрации того, что ПО удовлетворяет своим спецификациям и готово к использованию в условиях эксплуатации При этом также проверяются полнота технической и пользовательской документации и ее адекватность компонентам ПО

Установка и приемка ПО Установка ПО осуществляется разработчиком в соответствии с планом в той среде и на том оборудовании, которые предусмотрены договором. В процессе установки проверяется работоспособность ПО и баз данных Приемка ПО предусматривает оценку результатов квалификационного тестирования системы и документирование результатов оценки, которое производится заказчиком с помощью разработчика. Разработчик выполняет окончательную передачу ПО заказчику в соответствии с договором, обеспечивая при этом необходимое обучение и поддержку

Эксплуатация ПО Эксплуатация системы выполняется в предназначенной для этого среде в соответствии с пользовательской документацией Включает установление эксплуатационных стандартов и проведение эксплуатационного тестирования

Сопровождение ПО (согласно стандарту IEEE – 90 ) внесение изменений в ПО в целях исправления ошибок, повышения производительности или адаптации к изменившимся условиям работы или требованиям Функции службы сопровождения: анализ проблем и запросов на модификацию ПО модификация программного продукта его проверка и приемка перенос ПО в другую среду снятие ПО с эксплуатации

Вспомогательные процессы жизненного цикла ПО Документирование Управление конфигурацией Обеспечение качества Верификация Аттестация Совместная оценка Аудит Разрешение проблем

Процесс документирования Документирование - формализованное описание информации, созданной в течение всего жизненного цикла ПО Это набор действий, с помощью которых планируют, проектируют, разрабатывают, выпускают, редактируют, распространяют и сопровождают документы, необходимые для всех заинтересованных лиц, участвующих в разработке ПО, а также для пользователей системы

Управление конфигурацией Конфигурация программного обеспечения – это совокупность его функциональных и физических характеристик, установленных в технической документации и реализованных в программах Процесс позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях жизненного цикла

Процесс обеспечения качества Обеспечивает гарантии того, что программный продукт и процессы его жизненного цикла соответствуют заданным требованиям, а также выработанным и утвержденным планам работ Процесс призван обеспечить гарантированное соответствие процессов жизненного цикла, среды разработки и квалификации персонала условиям договора, установленным стандартам и процедурам. Для этого должны быть обеспечены качество продукта, качество процесса и прочие показатели качества системы

Верификация Это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. В процессе верификации проверяются следующие условия: непротиворечивость требований к системе и степень учета потребностей пользователя возможности поставщика выполнить заданные требования соответствие выбранных процессов ЖЦ ПО условиям договора адекватность стандартов, процедур и среды разработки процессам ЖЦ ПО соответствие проектных спецификаций заданным требованиям корректность описания в проектных спецификациях входных и выходных данных, последовательности событий, логики и т.д. соответствие кода проектным спецификациям и требованиям тестируемость и корректность кода, его соответствие принятым стандартам кодирования корректность интеграции компонентов ПО в систему адекватность, полнота и непротиворечивость документации

Аттестация предусматривает определение полноты соответствия заданных требований и созданной системы или программного продукта их конкретному функциональному назначению

Организационные процессы жизненного цикла ПО Управление Создание инфраструктуры (инфраструктура программного проекта включает в себя технологии и стандарты, а также совокупность аппаратных, программных и инструментальных средств для разработки, эксплуатации или сопровождения ПО) Усовершенствование Обучение (первоначальное обучение и последующее постоянное повышение квалификации персонала, включая разработку методических материалов)

Группы стандартов ЕСПД

Перечень документов ЕСПД ГОСТ 19.001-77 ЕСПД. Общие положения ГОСТ 19.101-77 ЕСПД. Виды программ и программных документов ГОСТ 19.102-77 ЕСПД. Стадии разработки ГОСТ 19.103-77 ЕСПД. Обозначение программ и программных документов ГОСТ 19.104-78 ЕСПД. Основные надписи ГОСТ 19.105-78 ЕСПД. Общие требования к программным документам ГОСТ 19.106-78 ЕСПД. Требования к программным документам, выполненным печатным способом ГОСТ 19.201-78 ЕСПД. Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению ГОСТ 19.202-78 ЕСПД. Спецификация. Требования к содержанию и оформлению ГОСТ 19.301-79 ЕСПД. Порядок и методика испытаний ГОСТ 19.401-78 ЕСПД. Текст программы. Требования к содержанию и оформлению ГОСТ 19.402-78 ЕСПД. Описание программы ГОСТ 19.404-79 ЕСПД. Пояснительная записка. Требования к содержанию и оформлению ГОСТ 19.501-78 ЕСПД. Формуляр. Требования к содержанию и оформлению ГОСТ 19.502-78 ЕСПД. Описание применения. Требования к содержанию и оформлению ГОСТ 19.503-79 ЕСПД. Руководство системного программиста. Требования к содержанию и оформлению ГОСТ 19.504-79 ЕСПД. Руководство программиста ГОСТ 19.505-79 ЕСПД. Руководство оператора ГОСТ 19.506-79 ЕСПД. Описание языка ГОСТ 19.508-79 ЕСПД. Руководство по техническому обслуживанию. Требования к содержанию и оформлению ГОСТ 19.604-78 ЕСПД. Правила внесения изменений в программные документы, выполняемые печатным способом ГОСТ 19.701-90 ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения ГОСТ 19.781-90. Обеспечение систем обработки информации

Преимущества использования стандартов ЕСПД стандарты ЕСПД вносят элемент упорядочения в процесс документирования программных средств (ПС); несмотря на наличие требований к комплекту документации на ПС , предусмотренной стандартами ЕСПД, они позволяют вносить дополнительные виды документов; стандарты ЕСПД позволяют мобильно изменять структуры и содержание установленных видов программных документов исходя из требований заказчика и пользователя

Недостатки стандартов ЕСПД ориентация на единственную, «каскадную» модель жизненного цикла ПО; отсутствие четких рекомендаций по документированию характеристик качества программного средства; отсутствие системной увязки с другими действующими отечественными системами стандартов по жизненному циклу и документированию продукции в целом, например, ЕСКД; нечетко выраженный подход к документированию ПС как товарной продукции; отсутствие рекомендаций по самодокументированию ПС, например, в виде экранных меню и средств оперативной помощи пользователю («хелпов»); отсутствие рекомендаций по составу, содержанию и оформлению документов на программные средства, согласованных с рекомендациями международных и региональных стандартов

Стандарт ГОСТ 34.601-90: стадии и этапы создания автоматизированной системы Формирование требований к АС Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС Формирование требований пользователя к АС Оформление отчета о выполнении работ и заявки на разработку АС Разработка концепции АС Изучение объекта Проведение необходимых научно-исследовательских работ Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователей Оформление отчета о проделанной работе Техническое задание Разработка и утверждение технического задания на создание АС Эскизный проект Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям Разработка документации на АС и ее части

Технический проект Технический проект Разработка проектных решений по системе и ее частям Разработка документации на АС и ее части Разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта Рабочая документация Разработка рабочей документации на АС и ее части Разработка и адаптация программ Ввод в действие Подготовка объекта автоматизации Подготовка персонала Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями) Строительно-монтажные работы Пусконаладочные работы Проведение предварительных испытаний Проведение опытной эксплуатации Проведение приемочных испытаний Сопровождение АС Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами Послегарантийное обслуживание