Цикл жизни программного обеспечения

Жизненный цикл ПО (software life-cycle) - весь период времени существования системы программного обеспечения, начи­ная от выработки первоначальной концепции этой системы и кончая ее моральным устареванием.

Жизненный цикл (рис. 1) представляется в виде некоторого числа последовательных фаз, в определенных местах охватывае­мых обратными связями, когда может возникнуть необходимость повторения какого-либо одного или даже всех этапов разработки системы. Такая модель обеспечивает отражение итеративности* процессов существования ПО.

 

Итерация - повторение численного или нечисленного процесса, когда ре­зультаты одного или нескольких шагов являются входной информацией для сле­дующего начального шага этого цикла. Как правило, такая циклическая процедура заканчивается при достижении заданных результатов, или после того, как резуль­таты перестают меняться.

Термин «жизненный цикл ПО» используется в том случае, ко­гда предполагается, что программы будут иметь достаточно боль­шой срок действия, в отличие от экспериментального программи­рования, при котором программы обычно прогоняются несколько раз, а затем аннулируются.

ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ПРОГРАММ

1. Системный анализ. в рамках этого этапа осуществ­ляется анализ требований, предъявляемых к программной системе. Он проводится на основе первичного исследования всех потоков информации при традиционном проведении работ и осуществляет­ся в следующей последовательности:

а) уточнение видов и последовательности всех работ;

б) определение целей, которые должны быть достигнуты разра­батываемой программой;

в) выявление аналогов, обеспечивающих достижение подобных целей, их достоинств и недостатков.

2. Внешнее специфицирование. Состоит в определении внешних спецификаций, то есть описаний входной и выходной информации,
форм их представления и способов обработки информации. Реали­зуется в следующей последовательности:

а) постановка задачи на разработку новой программы;

б) оценка достигаемых целей разрабатываемого программного изделия.

Далее, при необходимости, этапы 1-2 могут быть повторены до достижения удовлетворительного облика программной систе­мы с описанием выполняемых ею функций и некоторой ясностью реализации ее функционирования.

3. Проектирование программы. На этом этапе проводится ком­плекс работ по формированию описания программы. Исходными данными для этой фазы являются требования, изложенные в спе­цификации, разработанной на предыдущем этапе. Принимаются решения, касающиеся способов удовлетворения требований спе­цификации. Эта фаза разработки программы делится на два этапа:

а) архитектурное проектирование. Представляет собой разра­ботку описания программы в самом общем виде. Это описание со­держит сведения о возможных вариантах структурного построения программного изделия (либо в виде нескольких программ, либо в ви­де нескольких частей одной программы), а также об основных ал­горитмах, и структурах данных. Результатом этой работы являются окончательный вариант архитектуры программной системы, требо­вания к структуре отдельных программных компонент и организа­ции файлов для межпрограммного обмена данными;

б) рабочее проектирование. На этом этапе архитектурное опи­сание программы детализируется до такого уровня, который делает возможными работы по ее реализации (кодированию и сборке). Для этого осуществляется составление и проверка спецификаций модулей, составление описаний логики модулей, составление окончательного плана реализации программы.

4. Кодирование и тестирование. Эти виды деятельности осу­ществляются для отдельных модулей и совокупности готовых мо­дулей до получения готовой программы.

5. Комплексное тестирование.

6. Разработка эксплуатационной документации.

7.Приемо-сдаточные и другие виды испытаний.

8. Корректировка программ. Проводится по результатам пред­шествующих испытаний.

8. Сдача заказчику. Осуществляется окончательная сдача про­граммного изделия заказчику.

10. Тиражирование.

11. Сопровождение программы. В понятие «сопровождение» входят все технические операции, необходимые для использования данной программы в рабочем режиме. Сюда входит не только ис­правление ошибок. На этом этапе также осуществляется модифи­кация программы, внесение исправлений в рабочую документацию, усовершенствование программы и др. Вследствие широких мас­штабов подобных операций сопровождение является итеративным процессом, который желательно осуществлять не столько после,
сколько до выпуска программного изделия для широкого исполь­зования. Работы по сопровождению часто поглощают более поло­вины затрат, приходящихся на весь жизненный цикл программной системы в тоимостном выражении.

Современные технологии проектирования программного обес­печения направлены на частичную автоматизацию описанных вы­ше этапов и на совмещение их во времени с целью сокращения сроков выполнения проектов.

ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ ПРОГРАММ

Каждая стадия проектирования завершается составле­нием соответствующих документов,.поэтому важным элементом проектирования программных приложений является оформление программной документации. Исключение может составлять разра­ботка бесхитростных программ с коротким жизненным циклом и небольшой трудоемкостью.

Программная спецификация (program specification) - точное описание того результата, которого нужно достичь с помощью про­граммы. Это описание должно точно устанавливать, что должна делать программа, не указывая, как она должна это делать.

Для программ, заканчивающих свою работу каким-то результа­том, обычно составляются спецификации ввода-вывода, в которых описывают желаемое отображение множества входных величин во множество выходных величин.

Для циклических программ (в которых нельзя указать точку за­вершения), разрабатывают спецификации, где основное внимание сосредоточивается на отдельных функциях, реализуемых програм­мой в ходе циклических операций.

Существует большое число различных систем обозначений, ис­пользуемых в программных спецификациях — от естественного языка с использованием математических уравнений и таблиц до формализованных описаний, основанных на исчислении предика­тов (Предикат - функция, определяемая па некоторой предметной области пере­менных и принимающая значения в области истинностных значений.) первого порядка.

Разработку программных систем начинают с составления пер­вичных спецификаций. В ходе выполнения проекта первичные спецификации последовательно претерпевают изменения до про­граммных документов стадий и вплоть до документации, которая необходима для эксплуатации и сопровождения программы. Пер­вичные спецификации обычно составляют в терминах решаемой задачи, а не программы. Первичная спецификация описывает:

объекты, участвующие в задаче (что делает программа и что делает человек, работающий с этой программой);

процессы и действия (проектные процедуры и действия чело­века, алгоритмы решения задачи в машине, порядок обработки информации, размер оперативной памяти, требуемый для работы программы);

входные и выходные данные, а также их организацию (напри­мер, сценарий диалога с экранными формами, организация файлов с указанием длин полей записей и предельного количества инфор­мации в файлах);

инструкции пользования будущей программой.

Различают внешнюю программную документацию, которая со­гласуется с заказчиком, и промежуточную внутреннюю документа­цию проекта. При составлении программной документации сначала разрабатываются внешние спецификации, а затем — внутренние.

Внешние спецификации включают спецификации входных и вы­ходных данных, их организацию, реакции на исключительные си­туации, определение, что делает человек (по каким алгоритмам он работает и откуда берет информацию), а что машина. То есть все, что бы увидел пользователь, когда бы он получил готовую про­грамму. Внешние спецификации зависят сильно от жизненного цикла программы.

Еще до разработки структуры и реализации программы к тести­рованию внешних спецификаций следует привлекать потенциаль­ных пользователей. Пользователю можно показывать макеты экра­нов в порядке выполнения программы, а пользователь может гото­вить данные для тестирования всех функций программы и сможет апробировать методику работы с программой.

Внутренние спецификации включают описание внутренних данных программы (переменных, особенно структурированных) и описания алгоритмов всей программы и ее частей. Внутренние спецификации даются в единстве с описанием архитектуры про­граммного комплекса и внутренней структурой построения отдель­ных программных компонент.