Поняття технології розробки програми

 

У сучасному світі вимоги до програмного забезпечення (ПЗ) і до програмних продуктів (ПП), програмним середовищам (ПС) і програмам зокрема, досить високі. У зв’язку з цим забезпечення яке задовольняє користувача користувацьких якостей програми, таких як надійність, швидкодія, відповідність заявленим можливостям, повнота документації, можливості розширення, розвитку і т.д., без сторогого дотримання визначеної технології практично неможливо.

Розглянемо спочатку основні терміни і означення. «Технологія» (від грец. techne – мистецтво, майстерність, уміння) в широкому розумінні «сукупність методів обробки, виготовлення, зміна стану, властивостей, форми ресурсів, матеріалу чи напівфабрикатів, застосовних в процесі виробництва для отримання готової продукції»; в науковому «про способи впливу на ресурси, матеріали і напівфабрикати відповідними засобами виробництва». Задача науки технології полягає у виявленні «фізичних, хімічних, механічних та інших закономірностей з ціллю визначення і використання на практиці найбільш ефективних і економічних виробничих процесів». З тлумачного словника, технологія – це сукупність виробничих процесів у певній сфері виробництва, а також наукове описання способів виробництва».

Отже, на основі аналізу вище перерахованих означень під технологією програмування в широкому розумінні слід розуміти технологію розробки програмного засобу, як сукупність абсолютно всіх технологічних процесів його створення – від моменту зародження про дане ПЗ до складання необхідної програмної документації. Кожний процес вказаної сукупності базується на використанні деяких методів і засобів, наприклад комп’ютерних (у цьому випадку будемо говорити про комп’ютерну технологію програмування).

В літературі є й інші, відмінні від приведеного поняття технології програмування. Використовується також поняття програмної інженерії, яке визначається як систематичний підхід до розробки, експлуатації, супроводі та відкликання з використання програмних засобів. Головна відмінність між технологією програмування і програмною інженерією в якості учбових дисциплін полягає в способах розглядання і систематизації матеріалу. В технології програмування акцент робиться на вивчення процесів розробки ПЗ (технологічних процесів) і порядку їх проходження – в цих процесах використовуються визначені методи та інструментальні середовища розробки ПЗ (їх використання і утворює технологічний процес), тоді як в програмній інженерії вивчаються насамперед методи і інструментальні засоби розробки ПЗ з точки зору досягнення певних цілей – вони можуть використовуватись в різних технологічних процесах (і в різних технологіях програмування). Питання про те, яким чином ці методи і засоби створюють технологічний процес, в цьому випадку ніхто не задається (хизується, чваниться).

Не слід також плутати технологію програмування з методологією програмування, не дивлячись на те, що в обох випадках вивчаються відповідні методи. Справа в тому, що в технології програмування методи розглядаються «зверху», тобто з точки зору організації технологічних процесів, а в методології програмування «знизу», тобто з точки зору основ їх побудови.

Надійність є невід’ємним атрибутом ПЗ, технологію програмування тут будемо розглядати як технологію розробки надійних ПЗ. Це означає, по-перше, обговорення всіх процесів розробки ПЗ (від ідеї створення до «утилізації»), а по-друге, питань побудови програмних конструкцій, описання функцій і розв’язків. В якості продукту технології з’явиться надійний ПЗ. Все вище перераховане буде суттєво впливати на вибір методів і інструментальних засобів при розробці ПЗ.

Ціллю програмування є виконання систематичної послідовності дій для досягнення автоматичної обробки даних, таким чином, технологія розробки програмного забезпечення чи технологія програмування термінологічно означає сукупність процесів для створення програмного продукту необхідної функціональності.

Результатом таких процесів є програмний засіб – сукупність логічно зв’язаних програм на носіях даних, забезпечені програмною документацією і призначені для людей, які не брали участь в процесі розробки.

 

 

Основа розробки програмного забезпечення

В основі розробки і подальшого використання програмного забезпечення користувачем лежить поняття життєвого циклу, який по суті, є моделлю його створення і використання, яка відображає різні стани, починаючи з моменту усвідомлення необхідності появи даного ПЗ і закінчуючи моментом його повного виходу з користування.

Існує декілька моделей життєвого циклу (ЖЦ), кожна з яких визначає різну методологію створення систем. Всі без виключення моделі ЖЦ включають в себе п’ять етапів і зв’язків між ними з подальшим описанням дій, моделей і результатів кожного етапу. Наведемо назву і короткий зміст кожного етапу у відповідності з ГОСТ 19.102–77.

1. Технічне завдання:

– постановка задачі;

– вибір критеріїв ефективності;

– проведення попередніх науково-дослідницьких робіт (НДР);

– розробка ТЗ.

2. Ескізний проект:

– структура вхідних і вихідних даних;

– уточнення методів розв’язання;

– загальний алгоритм;

– розробка документації ескізного проекту.

3. Технічний проект:

– уточнення структури вхідних і вихідних даних;

– розробка алгоритмів;

– форми даних;

– семантика і синтаксис мови;

– структура програми;

– конфігурація технічних засобів;

– план робіт.

4. Робочий проект:

– програмування і налагодження;

– розробка документів;

– підготовка і проведення випробувань;

– коректування програми і документів по висновкам випробувань.

5. Впровадження:

– передача програми і документів для супроводження;

– оформлення акта;

– передача в Фонд алгоритмів і програм (ФАП).

 

 

Моделі життєвого циклу

 

Історично в ході розвитку теорії проектування програмного забезпечення і по мірі його ускладнення сформувались чотири моделі ЖЦ.

Першою по часу появи і самою поширеною є каскадна модель.

Рис. 2.5. Каскадна модель життєвого циклу ПЗ

 

Каскадна модель характеризується наступними основними особливостями:

– послідовним виконанням етапів;

– закінченням кожного попереднього етапу до початку наступного;

– відсутністю часового перекриття етапів (наступний етап не починається, поки не завершиться попередній);

– відсутність (або певні обмеження) повернення до попередніх етапів;

– наявність результату тільки в кінці розробки.

Виявлення і виправлення помилок в каскадній моделі проводиться тільки на стадії тестування, яка може розтягнутись по часу або ніколи не завершиться.

Наступною стадією розвитку теорії проектування ПЗ стала Ітераційна модель ЖЦ, чи так звана поетапна модель з поетапним контролем. Основною її особливістю є наявність зворотних зв’язків між етапами, внаслідок цього з’являється можливість проведення перевірок і коректувань ІС на кожній стадії розробки. В результаті трудомісткість налагодження порівняно з каскадною моделлю суттєво знижується. Ітераційність моделі проявляється в обробці помилок, виявлених поетапним контролем. Якщо на деякому етапі в ході поетапної перевірки знайдена помилка, допущена на більш ранній стадії розвитку, необхідно повторити весь цикл робіт цієї стадії. При цьому аналізуються причини помилки і коректуються у випадку необхідності початкові дані етапу чи його зміст (послідовність дій).

Рис 2.6. ітераційна модель життєвого циклу ПЗ

 

На жаль, в процесі розробки системи можуть змінитись початкові вимоги, і в цьому випадку ітераційна модель може виявитись неефективною.

Третя модель ЖЦ ПЗ – спіральна (spiral) модель – підтримує ітерації поетапної моделі, але особливу увагу приділяється початковим етапам проектування: аналіз вимог, проектування специфікацій, попередньому проектуванню і детальному проектуванню. Кожен завиток спіралі відповідає поетапній моделі створення фрагменту чи версії ПЗ, уточнюються цілі і вимоги до програмного забезпечення, оцінюється якість розробленого фрагменту чи версії і плануються роботи наступної стадії розробки (витка). Таким чином, заглиблюються і коректуються всі деталі проектованого ПЗ, в результаті розробляється продукт, який задовольняє всім вимогам замовника.