Жизненный цикл программных средств. Стандартизация ЖЦ.

Под жизненным циклом ПС понимают весь период его разработки и эксплуатации (использования), начиная от момента возникновения замысла ПС и кончая прекращением всех видов его использования. Жизненный цикл включает все процессы создания и использования ПС (software process).

Различают следующие стадии жизненного цикла ПС: разработку ПС, производство программных изделий (ПИ) и эксплуатацию ПС.

Стадия разработки (development) ПС состоит из этапа его внешнего описания, этапа конструирования ПС, этапа кодирования (программирование в узком смысле) ПС и этапа аттестации ПС. Всем этим этапам сопутствуют процессы документирования и управление (management) разработкой ПС. Этапы конструирования и кодирования часто перекрываются, иногда довольно сильно. Это означает, что кодирование некоторых частей программного средства может быть начато до завершения этапа конструирования.

Внешнее описание (Requirements document) ПС является описанием его поведения с точки зрения внешнего по отношению к нему наблюдателю с фиксацией требований относительно его качества. Внешнее описание ПС начинается с определения требований к ПС со стороны пользователей (заказчика).

Конструирование (design) ПС охватывает процессы: разработку архитектуры ПС, разработку структур программ ПС и их детальную спецификацию.

Кодирование (coding) — создание текстов программ на языках программирования, их отладку с тестированием ПС.

На этапе аттестации ПС производится оценка качества ПС, после успешного завершения, которого разработка ПС считается законченной.

Программное изделие (ПИ) — экземпляр или копия, снятая с разработанного ПС.

Изготовление ПИ — это процесс генерации и/или воспроизведения (снятия копии) программ и программных документов ПС с целью их поставки пользователю для применения по назначению. Производство ПИ — это совокупность работ по обеспечению изготовления требуемого количества ПИ в установленные сроки [1]. Стадия производства ПС в жизненном цикле ПС является, по существу, вырожденной (несущественной), так как представляет рутинную работу, которая может быть выполнена автоматически и без ошибок. Этим она принципиально отличается от стадии производства различной техники. В связи с этим в литературе эту стадию, как правило, не включают в жизненный цикл ПС.

Стадия эксплуатации ПС охватывает процессы хранения, внедрения и сопровождения ПС, а также транспортировки и применения (operation) ПИ по своему назначению. Она состоит из двух параллельно проходящих фаз: фазы применения ПС и фазы сопровождения ПС [4, 5].

Применение (operation) ПС — это использование ПС для решения практических задач на компьютере путем выполнения ее программ.

Сопровождение (maintenance) ПС — это процесс сбора информации о его качестве в эксплуатации, устранения обнаруженных в нем ошибок, его доработки и модификации, а также извещения пользователей о внесенных в него изменениях.

Стандарты жизненного цикла ПО

· ГОСТ 34.601-90

· ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010 Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств)

Стандарт ГОСТ 34.601-90

Стандарт ГОСТ 34.601-90 предусматривает следующие стадии и этапы создания автоматизированной системы:

1. Формирование требований к АС

1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС

2. Формирование требований пользователя к АС

3. Оформление отчета о выполнении работ и заявки на разработку АС

Разработка концепции АС

1. Изучение объекта

2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ

3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователей

4. Оформление отчета о проделанной работе

3. Техническое задание

1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС

Эскизный проект

1. Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям

2. Разработка документации на АС и ее части

Технический проект

1. Разработка проектных решений по системе и ее частям

2. Разработка документации на АС и ее части

3. Разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий

4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта

Рабочая документация

1. Разработка рабочей документации на АС и ее части

2. Разработка и адаптация программ

Ввод в действие

1. Подготовка объекта автоматизации

2. Подготовка персонала

3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)

4. Строительно-монтажные работы

5. Пусконаладочные работы

6. Проведение предварительных испытаний

7. Проведение опытной эксплуатации

8. Проведение приемочных испытаний

Сопровождение АС.

1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами

2. Послегарантийное обслуживание

Эскизный, технический проекты и рабочая документация — это последовательное построение все более точных проектных решений. Допускается исключать стадию «Эскизный проект» и отдельные этапы работ на всех стадиях, объединять стадии «Технический проект» и «Рабочая документация» в «Технорабочий проект», параллельно выполнять различные этапы и работы, включать дополнительные.

Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии РФ 01.03.2012 г. взамен ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 принят стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010 «Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств», идентичный международному стандарту ISO/IEC 12207:2008

Данный стандарт, используя устоявшуюся терминологию, устанавливает общую структуру процессов жизненного цикла программных средств, на которую можно ориентироваться в программной индустрии. Стандарт определяет процессы, виды деятельности и задачи, которые используются при приобретении программного продукта или услуги, а также при поставке, разработке, применении по назначению, сопровождении и прекращении применения программных продуктов.

Модели жизненного цикла ПС.

Модели жизненного цикла программных средств

Модель жизненного цикла: структура, состоящая из процес­сов, работ и задач, включающих в себя разработку, эксплуата­цию и сопровождение программного продукта, охватывающая жизнь системы от установления требований к ней до прекраще­ния ее использования.

К настоящему времени наибольшее распространение получи­ли следующие основные модели ЖЦ:

• каскадная модель (70-80-е годы 20 века);

• спиральная модель (80-90-е годы 20 века).

Для каскадной модели характерно разбиение всей разработки на эта­пы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем (рис. 2.19). Каждый этап завершается выпуском полно­го комплекта документации, достаточной для того, чтобы разра­ботка могла быть продолжена другой командой разработчиков.

Рис. 2.19. Каскадная схема разработки программного средства

Положительные стороны применения каскадного подхода зак­лючаются в следующем:

• на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласован­ности;

• выполняемые в логичной последовательности этапы работ по­зволяют планировать сроки завершения всех работ и соответ­ствующие затраты.

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при постро­ении ИС, для которых в самом начале разработки можно доста­точно точно и полно сформулировать все требования, с тем что­бы предоставить разработчикам свободу реализовать их как мож­но лучше с технической точки зрения. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и дру­гие подобные задачи. Однако в процессе использования этого подхода обнаружился ряд его недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания ПС никогда полнос­тью не укладывался в такую жесткую схему. В процессе создания ПС постоянно возникала потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс создания ПС принимал следую­щий вид (рис. 2.20).

Рис. 2.20. Схема реального процесса разработки ПС по каскадной схеме

Основным недостатком каскадного подхода является существен­ное запаздывание с получением результатов. Согласование резуль­татов с пользователями производится только в точках, планируе­мых после завершения каждого этапа работ, требования к ИС «за­морожены» в виде технического задания на все время ее создания. Таким образом, пользователи могут внести свои замечания толь­ко после того, как работа над системой будет полностью заверше­на. В случае неточного изложения требований или их изменения в течение длительного периода создания ПС пользователи получа­ют систему, не удовлетворяющую их потребностям. Модели (как функциональные, так и информационные) автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением.

Для преодоления перечисленных проблем была предложена спиральная модель ЖЦ (рис. 2.21), делающая упор на начальные папы ЖЦ: анализ и проектирование. На этих этапах реализуе­мость технических решений проверяется путем создания прото­типов. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмен­та или версии ПС, на нем уточняются цели и характеристики про­екта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта, и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

Рис. 2.21. Схема спиральной модели жизненного цикла

Разработка итерациями отражает объективно существующий спиральный цикл создания системы. Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем. При итера­тивном способе разработки недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача — как можно быстрее показать пользователям системы работоспособ­ный продукт, тем самым, активизируя процесс уточнения и до­полнения требований.

Основная проблема спирального цикла — определение мо­мента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляет­ся на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.

Протоколы сети Интернет.

Протокол - это совокупность правил, в соответствии с которыми происходит передача информации через сеть.

Основные протоколы используемые в работе Интернет:

· TCP/IP Протокол управления передачей / Протокол Internet

· POP3 Протокол почтовой службы 3

· SMTP Протокол простой почтовой передачи

· FTP Протокол передачи файлов

· HTTP Протокол передачи гипертекста

· IMAP Протокол доступа к электронной почте Интернета

· WAIS протокол поиска информации в базах данных

· Gorpher протокол уровня приложения

· WAP протокол доступа к службам Internet пользователям беспроводных устройств

Стек протоколов TCP/IP — набор сетевых протоколов передачи данных, используемых в сетях, включая сеть Интернет. Название TCP/IP происходит из двух наиважнейших протоколов семейства — Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Протокол TCP определяет, каким образом передаваемые по сети данные разделяются на части - пакеты и распространяются в Internet. TCP нумерует каждую часть, чтобы позже восстановить порядок. Протокол IP используется для адресации компьютеров в сети. В каждом пакете передаваемом по сети указан адрес компьютера. Этот адрес должен быть уникальным и называется IP-адресом (Internet Pointer).

Протокол POP3

Протокол POP3 (Post Office Protocol 3 - Протокол почтовой службы 3) обеспечивает получение электронного сообщения адресатом. В соответствии с ним почта принимается сервером и накапливается на нем. Программа — почтовый клиент — периодически проверяет почту на сервере и загружает сообщения на локальный компьютер.

Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - Протокол простой почтовой передачи) обеспечивает отправление электронного сообщения. Вследствие некоторой функциональной ограниченности (разработан он был достаточно давно) SMTP не способен накапливать сообщения на стороне получателя. Поэтому при получении почты необходим еще один из почтовых протоколов - протокол POP3.

Протокол FTP

Протокол FTP (File Transfer Protocol - Протокол передачи файлов) позволяет передавать файлы клиентам сети. Суть процесса коммуникации с использованием протокола FTP состоит в следующем. Существует некий компьютер, который выполняет роль FTP-cepвepa. Когда нужно загрузить файл из сети по протоколу FTP, необхоимо пользоваться программой, которая является FTP-клиентом. Эта программа посылает запрос FTP-серверу, который либо выполняет его (в этом случае вы видите, например, окно с индикатором процесса загрузки файла), либо отказывается и возвращает сообщение об ошибке (например, из-за чрезмерной загруженности сервера). Если FTP-клиенту удается начать процесс соединения с FTP-сервером, он должен сообщить последнему имя пользователя (login или logon) и пароль (password). Эти обязательные параметры соединения позволяют владельцу сервера быть уверенным в том, что доступ к файлам, расположенным там, имеет не кто попало, а лишь те, кому они предназначены.

Протокол HTTP

Протокол HTTP (Hipertext Transfer Protocol - Протокол передачи гипертекста) предназначен для передачи гипертекстов. Гипертекст это текст, содержащий специальные элементы, при обращении к которым выполняется непосредственный переход в другой текст. Эти элементы называются гиперссылками. В настоящее время HTTP наиболее популярный протокол Internet, т.к. обеспечивает простую и эффективную навигацию в сети. Поэтому сегмент Internet, использующий данный протокол называют World Wide Web (Всемирная паутина) или сокращенно WWW.

Протокол IMAP

IMAP (Internet Message Access Protocol — «Протокол доступа к электронной почте Интернета») Аналогично POP3, служит для работы с входящими письмами, однако обеспечивает дополнительные функции, в частности, возможность поиска по ключевому слову без сохранения почты в локальной памяти. IMAP предоставляет пользователю богатые возможности для работы с почтовыми ящиками, находящимися на центральном серевере.

Протокол WAIS

WAIS Этот протокол был разработан для поиска информации в базах данных. Информационная система WAIS представляет собой распределенную базу данных, где отдельные базы данных хранятся на разных серверах. Сведения об их содержании и расположении хранятся в специальной базе данных — каталоге серверов. Просмотр информационных ресурсов осуществляется с помощью программы — клиента WAIS. Поиск информации ведется по ключевым словам, которые задает пользователь. Эти слова вводятся для определенной базы данных, и система находит все соответствующие им фрагменты текста на всех серверах, где располагаются данные этой базы. Результат представляется в виде списка ссылок на документы с указанием того, насколько часто встречается в данном документе искомое слово и все искомые слова в совокупности

Протокол Gopher.

Протокол Gopher — протокол уровня приложения, разработанный в 1991 году. До повсеместного распространения гипертекстовой системы World Wide Web Gopher использовался для извлечения информации (в основном текстовой) иерархической файловой структуры. Gopher был провозвестником WWW