Методология разработки софта - организация труда, включающая идеологические принципы, план, контроль над процессами, подход к сотрудникам. Выделим 12 видов:

• Waterfall - традиционный подход.
• RUP (Rational Unified Process) - рациональный.
• Agile - общая методология гибкой разработки.
• Crystal Clear - подход с уравниванием разработчиков в коллективе.
• Spiral - спиральный метод.
• DSDM (Dynamic Systems Development Model) - динамическая модель.
• FDD (Feature Driven Development) - методология, рассматривающая будущие изменения.
• JAD (Joint Application Development) - ориентированный на пользователя подход.
• RAD (Rapid Application Development) - модель быстрой разработки.
• Scrum - концепция работы в условиях сорванных сроков и идеологического кризиса.
• XP (Extreme Programming) - экстремальная разработка в динамической среде.
• LD (Lean Development) - метод, предполагающий бережное отношение ко всем участникам процесса.

Давайте попробуем разобраться, что скрывается за этими английскими названиями.

Waterfall

Модель Waterfall относится к классическому пониманию разработки ПО. Весь процесс является жестким и линейным, имеет четкие цели для каждого этапа, новая фаза начинается по завершению предыдущей, нет возврата назад. Преимущества водопадной методологии - децентрализация и строгий контроль над сроками и качеством исполнения.

На практике Waterfall часто не оправдывает ожиданий, поскольку игнорирует динамические изменения. Так, после тестирования очень сложно откатить процесс и заложить функции, не учтенные на стадии разработки. Waterfall неэффективен ещё и потому, что предполагает временные простои сотрудников в рамках одного проекта. Тестирование проводится только в конце разработки, хотя проблемы, найденные на этом этапе - это дорогостоящие исправления.

RUP

RUP - итеративный подход, который решает проблемы, которые есть у Waterfall. Чем хорош RUP:

• Учитывает изменяющиеся требования. Как бы ни был хорош руководитель проекта, учесть всё в начале невозможно.
• Интеграция функций происходит постепенно, то есть каждая «деталь» проходит цикл разработки, проверки и внедрения в проект. Как следствие, снижаются риски и стоимость производства.
• Ранний выпуск продукта. ПО выходит с уменьшенной функциональностью, чтобы занять нишу на рынке и противостоять конкурентам, после чего обрастает «мясом».
• Повторное использование. При наращивании функциональности проще выделить типовые решения, которые сократят разработку.
• Постоянное обучение. Из-за частых итераций разработчики не имеют больших пауз между доработкой кода, поэтому профессиональный рост происходит плавно и безболезненно.
• Постоянное улучшение продукта. Итерации позволяют оценить проект не только с точки зрения соответствия плану и ТЗ, но и найти пути увеличения эффективности и качества продукта.

Agile

Agile - метод гибкой разработки программного обеспечения, предполагающий большое количество итераций. Документ Agile Manifesto описывает 4 идей и 12 принципов гибкого подхода, коротко его можно описать всего двумя пунктами:

• Неформальные отношения важнее задокументированных. То есть устные договоренности между сотрудниками, между заказчиком и исполнителем важнее всего, что отражено в планах, договорах и техническом задании. Иначе говоря, клиент всегда прав.
• Работающий продукт - главная оценка прогресса. Важны не инструменты, решения, производительность и изящество, а тот факт, что все запланированные возможности реализованы.

Несмотря на недостатки, Agile стала фундаментальной концепцией для разработки ПО и нашла отражение в других методологиях, речь о которых пойдет далее.

Crystal Clear

Методология, созданная для небольших коллективов из 6−10 сотрудников. Также поддерживает принципы гибкой разработки, но имеет чуть больше конкретики. Основная идея, которая и заключена в названии - каждая команда является набором людей с разным уровнем знаний, разными умениями и опытом.

Именно поэтому нет универсального подхода для разработки софта, он должен определяться в процессе общения внутри группы. Там же назначаются роли, инструменты, стандарты. Затем группа принимается за единицу и те же самые вопросы решаются на уровень выше, пока иерархия не дойдет до заказчика.

Spiral

Модель спирального жизненного цикла - это сложная организация жизненного цикла ПО, которая фокусируется на раннем выявлении и уменьшении проектных рисков. Разработка начинается в небольшом масштабе, решаются локальные задачи, оцениваются риски и пути их уменьшения. Следующий шаг охватывает более комплексные задачи - следующий виток спирали.

Преимущество подхода не в увеличении скорости разработки, а в снижении уровня возникновения рисков. Успешность спирального метода зависит от добросовестного, внимательного и компетентного управления, а размер проекта не имеет принципиального значения.

DSDM

Модель развития динамических систем была разработана в Великобритании в середине 1990-х годов и является эволюционным развитием быстрой разработки приложений (RAD). Основная идея стандартная: при планировании в самом начале невозможно понимать всех тонкостей разработки, поэтому весь процесс - исследовательская работа.

В DSDM тоже присутствует деление на команды, в каждой из которых есть уполномоченный для принятия стратегических решений. В процессе могут участвовать все заинтересованные стороны: пользователи, разработчики, заказчики, руководители. Тестирование проводится на протяжении всего жизненного цикла.

FDD

FDD - процесс для обеспечения масштабируемости и повторяемости, при этом поощряющий творчество и инновации. Вот основные принципы:

• Разработка каждого крупного проекта должна иметь системность.
• Процессы должны быть простыми и проработанными.
• Ценность и логичность процесса должна быть ясна каждому члену команды.
• Предпочтение отдаётся коротким итеративным циклам разработки. Это уменьшает количество ошибок и позволяет быстрее наращивать функциональность.

FDD регламентирует время, которое должно затрачиваться на каждый из процессов. Организационной деятельности в цикле должна занимать не более 23−25%, в то время как на непосредственную разработку, сборку и тестирование функций необходимо тратить 75−77% времени.

JAD

JAD - это методология, нацеленная на максимальную занятость в разработке конечного пользователя. Происходит это посредством встреч и проведения совместных семинаров. JAD была придумана в 1970-х годах сотрудниками IBM и нацелена на бизнес в целом. Однако со временем данная концепция стала успешно применяться и для разработки программного обеспечения.

В отличие от подхода Waterfall, JAD приводит к сокращению времени разработки, большей удовлетворенности клиентов и экономии средств на изучении рынка. С другой стороны, это требует большой клиентской выборки и необходимости разработчиков работать не со строгими требованиями ТЗ, а с постоянно меняющимся мнением.

RAD

RAD - методология, которая во главу угла ставит скорость и удобство разработки. Одно из главных условий - использование языка быстрой разработки. Это название абстрактного языка программирования, с помощью которого программист способен решать задачи быстрее, чем с представителями третьего поколения (C / C ++, Pascal или Fortran). Вот ещё несколько пунктов концепции:

• Использование фокус-групп для сбора требований.
• Прототипирование и пользовательское тестирование конструкций.
• Повторное использование программных компонентов.
• Использование плана, не включающего переработку, или дизайн следующей версии продукта.
• Проведение неформальных совещаний по запросу одной из сторон.

RAD предполагает использование целого комплекса инструментов помимо языка быстрой разработки: системы сбора требований, среды разработки, фреймворки, программы для группового общения, ПО для тестирования.

Scrum

Scrum - гибкий метод управления проектами, целью которого является повышение производительности труда в командах, ранее парализованных более тяжелыми методологическими процессами. В основе концепции лежат «спринты». Спринт - короткая итерация, строго ограниченная по времени (обычно 2−4 недели). В это время минимизируется длительность совещаний, но увеличивается их частота (они называются «схватками»).

Благодаря этому контроль за выполнением становится более гибким, а разработчики быстрее реагируют на возникающие проблемы. Традиционное планирование отходит на второй план, его место занимает журнал спринтов.

XP

Экстремальное программирование - возможность вести разработку в условиях постоянно меняющихся требований. Вот несколько признаков:

• Игра в планирование. В начале проекта есть только приблизительный план, после каждой итерации его чёткость возрастает.
• Высокая частота релизов. Новая версия продукта имеет незначительные изменения по сравнению с предыдущей, но время на выпуск при этом минимально.
• Контакт с клиентом. Для удовлетворения требований конечной аудитории необходимо оперативное реагирование на замечания и пожелания.
• Рефакторинг. Улучшение качества кода без уменьшения функциональности.
• Стандарт выполнения кода. Или применяются общие правила, или разногласия в оформлении не подлежат обсуждению и критике.
• Коллективная ответственность. Несмотря на то, что каждый член команды выполняет свой участок работ, за код в целом отвечает весь коллектив.

LD

Бережливая разработка ПО - ещё одно ответвление гибкой методологии, предполагающее сохранение высокого морально-функционального состояния разработчиков. Это выражается в:

• Поощрении сотрудников за успешную работу.
• Изменении текущих задач только по мере необходимости или по запросу заказчика.
• Строгом выполнении плана: всё, что сверх - считается потерями времени и ресурсов.
• Внедрении общей концепции «Мыслить широко, делать мало, ошибаться быстро, учиться стремительно».

В условиях короткого дайджеста трудно раскрыть все преимущества и недостатки методологий, показать эффективные области применения. О наиболее актуальных на сегодняшний день концепциях мы поговорим отдельно. О каких именно? Оставляйте свои пожелания в комментариях.

Одним из возможных подходов к разработке ПО в рамках спиральной модели ЖЦ является получившая в последнее время широкое распространение методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под этим термином обычно понимается процесс разработки ПО, содержащий 3 элемента:

небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);

короткий, но тщательно проработанный производственный график (от 2 до 6 мес.);

повторяющийся цикл, при котором разработчики, по мере того, как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные через взаимодействие с заказчиком.

Команда разработчиков должна представлять из себя группу профессионалов, имеющих опыт в анализе, проектировании, генерации кода и тестировании ПО с использованием CASE-средств. Члены коллектива должны также уметь трансформировать в рабочие прототипы предложения конечных пользователей.

Жизненный цикл ПО по методологии RAD состоит из четырех фаз:

фаза анализа и планирования требований;

фаза проектирования;

фаза построения;

фаза внедрения.

На фазе анализа и планирования требований пользователи системы определяют функции, которые она должна выполнять, выделяют наиболее приоритетные из них, требующие проработки в первую очередь, описывают информационные потребности. Определение требований выполняется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Ограничивается масштаб проекта, определяются временные рамки для каждой из последующих фаз. Кроме того, определяется сама возможность реализации данного проекта в установленных рамках финансирования, на данных аппаратных средствах и т.п. Результатом данной фазы должны быть список и приоритетность функций будущей ИС, предварительные функциональные и информационные модели ИС.

На фазе проектирования часть пользователей принимает участие в техническом проектировании системы под руководством специалистов-разработчиков. CASE-средства используются для быстрого получения работающих прототипов приложений. Пользователи, непосредственно взаимодействуя с ними, уточняют и дополняют требования к системе, которые не были выявлены на предыдущей фазе. Более подробно рассматриваются процессы системы. Анализируется и, при необходимости, корректируется функциональная модель. Каждый процесс рассматривается детально. При необходимости для каждого элементарного процесса создается частичный прототип: экран, диалог, отчет, устраняющий неясности или неоднозначности. Определяются требования разграничения доступа к данным. На этой же фазе происходит определение набора необходимой документации.

После детального определения состава процессов оценивается количество функциональных элементов разрабатываемой системы и принимается решение о разделении ИС на подсистемы, поддающиеся реализации одной командой разработчиков за приемлемое для RAD-проектов время - порядка 60 - 90 дней. С использованием CASE-средств проект распределяется между различными командами (делится функциональная модель). Результатом данной фазы должны быть:

общая информационная модель системы;

функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков;

точно определенные с помощью CASE-средства интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами;

построенные прототипы экранов, отчетов, диалогов.

Все модели и прототипы должны быть получены с применением тех CASE-средств, которые будут использоваться в дальнейшем при построении системы. Данное требование вызвано тем, что в традиционном подходе при передаче информации о проекте с этапа на этап может произойти фактически неконтролируемое искажение данных. Применение единой среды хранения информации о проекте позволяет избежать этой опасности.

В отличие от традиционного подхода, при котором использовались специфические средства прототипирования, не предназначенные для построения реальных приложений, а прототипы выбрасывались после того, как выполняли задачу устранения неясностей в проекте, в подходе RAD каждый прототип развивается в часть будущей системы. Таким образом, на следующую фазу передается более полная и полезная информация.

На фазе построения выполняется непосредственно сама быстрая разработка приложения. На данной фазе разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных в предыдущей фазе моделей, а также требований нефункционального характера. Программный код частично формируется при помощи автоматических генераторов, получающих информацию непосредственно из репозитория CASE-средств. Конечные пользователи на этой фазе оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется непосредственно в процессе разработки.

После окончания работ каждой отдельной команды разработчиков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной части приложения с остальными, а затем тестирование системы в целом. Завершается физическое проектирование системы:

определяется необходимость распределения данных;

производится анализ использования данных;

производится физическое проектирование базы данных;

определяются требования к аппаратным ресурсам;

определяются способы увеличения производительности;

завершается разработка документации проекта.

Результатом фазы является готовая система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.

На фазе внедрения производится обучение пользователей, организационные изменения и параллельно с внедрением новой системы осуществляется работа с существующей системой (до полного внедрения новой). Так как фаза построения достаточно непродолжительна, планирование и подготовка к внедрению должны начинаться заранее, как правило, на этапе проектирования системы. Приведенная схема разработки ИС не является абсолютной. Возможны различные варианты, зависящие, например, от начальных условий, в которых ведется разработка: разрабатывается совершенно новая система; уже было проведено обследование предприятия и существует модель его деятельности; на предприятии уже существует некоторая ИС, которая может быть использована в качестве начального прототипа или должна быть интегрирована с разрабатываемой.

Следует, однако, отметить, что методология RAD, как и любая другая, не может претендовать на универсальность, она хороша в первую очередь для относительно небольших проектов, разрабатываемых для конкретного заказчика. Если же разрабатывается типовая система, которая не является законченным продуктом, а представляет собой комплекс типовых компонент, централизованно сопровождаемых, адаптируемых к программно-техническим платформам, СУБД, средствам телекоммуникации, организационно-экономическим особенностям объектов внедрения и интегрируемых с существующими разработками, на первый план выступают такие показатели проекта, как управляемость и качество, которые могут войти в противоречие с простотой и скоростью разработки. Для таких проектов необходимы высокий уровень планирования и жесткая дисциплина проектирования, строгое следование заранее разработанным протоколам и интерфейсам, что снижает скорость разработки.

Методология RAD неприменима для построения сложных расчетных программ, операционных систем или программ управления космическими кораблями, т.е. программ, требующих написания большого объема (сотни тысяч строк) уникального кода.

Не подходят для разработки по методологии RAD приложения, в которых отсутствует ярко выраженная интерфейсная часть, наглядно определяющая логику работы системы (например, приложения реального времени) и приложения, от которых зависит безопасность людей (например, управление самолетом или атомной электростанцией), так как итеративный подход предполагает, что первые несколько версий наверняка не будут полностью работоспособны, что в данном случае исключается.

Оценка размера приложений производится на основе так называемых функциональных элементов (экраны, сообщения, отчеты, файлы и т.п.) Подобная метрика не зависит от языка программирования, на котором ведется разработка. Размер приложения, которое может быть выполнено по методологии RAD, для хорошо отлаженной среды разработки ИС с максимальным повторным использованием программных компонентов, определяется следующим образом:

В качестве итога перечислим основные принципы методологии RAD:

разработка приложений итерациями;

необязательность полного завершения работ на каждом из этапов жизненного цикла;

обязательное вовлечение пользователей в процесс разработки ИС;

необходимое применение CASE-средств, обеспечивающих целостность проекта;

применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;

необходимое использование генераторов кода;

использование прототипирования, позволяющее полнее выяснить и удовлетворить потребности конечного пользователя;

тестирование и развитие проекта, осуществляемые одновременно с разработкой;

ведение разработки немногочисленной хорошо управляемой командой профессионалов;

грамотное руководство разработкой системы, четкое планирование и контроль выполнения работ.

Rapid Application Development (RAD) - это жизненный цикл процесса проектирования, созданный для достижения более высоких скорости разработки и качества ПО, чем это возможно при традиционном подходе к проектированию.

Концепция RAD стала ответом на методы разработки программ 1970-х и начала 1980-х годов, такие как «модель водопада». Эти методы предусматривали настолько медленный процесс создания программы, что зачастую даже требования к программе успевали измениться до окончания разработки. Основателем RAD считается сотрудник IBM Джеймс Мартин, который в 1980-х годах сформулировал основные принципы RAD, основываясь на идеях Барри Бойма и Скотта Шульца. А в 1991 году Мартин опубликовал известную книгу, в которой детально изложил концепцию RAD и возможности её применения. В настоящее время RAD становится общепринятой схемой для создания средств разработки программных продуктов.

RAD предполагает, что разработка ПО осуществляется небольшой командой разработчиков за срок порядка трех-четырех с применением инструментальных средств визуального моделирования и разработки. Технология RAD предусматривает активное привлечение заказчика уже на ранних стадиях - обследование организации, выработка требований к системе. Методология RAD является одним из подходов к разработке ПО в рамках спиральной модели ЖЦ.

Жизненный цикл ПО по методологии RAD состоит из четырех фаз:

фаза анализа и планирования требований;

фаза проектирования;

фаза построения;

фаза внедрения.

На стадии анализа и планирования требований пользователи осуществляют следующие действия:

определение функций, которые должна выполнять система;

выделение наиболее приоритетных функций, требующих проработки в первую очередь;

описание информационных потребностей.

Формулирование требований к системе осуществляется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Кроме того, на данной стадии решаются следующие задачи:

ограничивается масштаб проекта;

устанавливаются временные рамки для каждой из последующих стадий;

определяется сама возможность реализации проекта в заданных размерах финансирования на имеющихся аппаратных средствах и т.п. Результатом стадии должны быть:

список расположенных по приоритету функций будущего ПО ИС;

предварительные модели ПО.

На стадии проектирования часть пользователей принимает участие в техническом проектировании системы под руководством специалистов-разработчиков. Для быстрого получения работающих прототипов приложений используются соответствующие инструментальные средства (CASE-средства). Пользователи, непосредственно взаимодействуя с разработчиками, уточняют и дополняют требования к системе, которые не были выявлены на предыдущей стадии. На данной стадии выполняются следующие действия:

более детально рассматриваются процессы системы;

при необходимости для каждого элементарного процесса создается частичный прототип (экранная форма, диалог, отчет, устраняющий неясности или неоднозначности);

устанавливаются требования разграничения доступа к данным;

определяется состав необходимой документации.

Далее проект распределяется между различными командами разработчиков. В случае использования CASE-средств это означает деление функциональной модели системы (диаграммы потоков данных для структурного подхода или диаграммы вариантов использования для объектно-ориентированного подхода). Результатом данной стадии должны быть:

общая информационная модель системы;

функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков;

точно определенные интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами;

построенные прототипы экранных форм, отчетов, диалогов.

Все модели и прототипы должны быть получены с применением тех CASE-средств, которые будут использоваться в дальнейшем при построении системы. Данное требование обусловлено необходимостью избежать неконтролируемого искажения данных при передаче информации о проекте со стадии на стадию.

На стадии реализации выполняется быстрая разработка приложения:

Разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных на предыдущей стадии моделей, а также требований нефункционального характера (требований к надежности, производительности и т.п.).

Пользователи оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется в процессе разработки.

После окончания работ каждой отдельной команды разработчиков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной части приложения, а затем тестирование системы в целом. Реализация системы завершается выполнением следующих работ:

осуществляется анализ использования данных и определяется необходимость их распределения;

производится физическое проектирование базы данных;

формулируются требования к аппаратным ресурсам;

устанавливаются способы увеличения производительности;

завершается разработка документации проекта. Результатом стадии является готовая система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.

На стадии внедрения производится обучение пользователей и организационные изменения.

Применение технологии RAD целесообразно, когда:

требуется выполнение проекта в сжатые сроки (90 дней);

нечетко определены требования к ПО;

проект выполняется в условиях ограниченности бюджета;

интерфейс пользователя (GUI) есть главный фактор;

проект большой, но поддается разделению на более мелкие функциональные компоненты;

ПО не обладает большой вычислительной сложностью.

RAD-технология не является универсальной, то есть ее применение целесообразно не всегда. Например, в проектах, где требования к программному продукту четко определены и не должны меняться, вовлечение заказчика в процесс разработки не требуется и более эффективной может быть иерархическая разработка (каскадный метод). То же касается проектов, ПО, сложность которых определяется необходимостью реализации сложных алгоритмов, а роль и объем пользовательского интерфейса невелик.

Рисунок 1 - Сравнение RAD и Каскадного метода

Быстрая разработка приложений

Модель быстрой разработки приложений (Rapid Application Development) - второй пример применения инкрементной стратегии конструирования (рис. 1.5).

RAD-модель обеспечивает экстремально короткий цикл разработки. RAD - высокоскоростная адаптация линейной последовательной модели, в которой быстрая разработка достигается за счет использования компонентно-ориентированного конструирования. Если требования полностью определены, а проектная область ограничена, RAD-процесс позволяет группе создать полностью функциональную систему за очень короткое время (60-90 дней). RAD-подход ориентирован на разработку информационных систем и выделяет следующие этапы:

q бизнес-моделирование. Моделируется информационный поток между бизнес-функциями. Ищется ответ на следующие вопросы: Какая информация руководит бизнес-процессом? Какая генерируется информация? Кто генерирует ее? Где информация применяется? Кто обрабатывает ее?

q моделирование данных . Информационный поток, определенный на этапе бизнес-моделирования, отображается в набор объектов данных, которые требуются для поддержки бизнеса. Идентифицируются характеристики (свойства, атрибуты) каждого объекта, определяются отношения между объектами;

q моделирование обработки. Определяются преобразования объектов данных, обеспечивающие реализацию бизнес-функций. Создаются описания обработки для добавления, модификации, удаления или нахождения (исправления) объектов данных;

q генерация приложения. Предполагается использование методов, ориентированных на языки программирования 4-го поколения. Вместо создания ПО с помощью языков программирования 3-го поколения, RAD-процесс работает с повторно используемыми программными компонентами или создает повторно используемые компоненты. Для обеспечения конструирования используются утилиты автоматизации;

q тестирование и объединение. Поскольку применяются повторно используемые компоненты, многие программные элементы уже протестированы. Это уменьшает время тестирования (хотя все новые элементы должны быть протестированы).

Рис. 1.5. Модель быстрой разработки приложений

Применение RAD возможно в том случае, когда каждая главная функция может быть завершена за 3 месяца. Каждая главная функция адресуется отдельной группе разработчиков, а затем интегрируется в целую систему.

Применение RAD имеет- и свои недостатки, и ограничения.

1. Для больших проектов в RAD требуются существенные людские ресурсы (необходимо создать достаточное количество групп).

2. RAD применима только для таких приложений, которые могут декомпозироваться на отдельные модули и в которых производительность не является критической величиной.

3. RAD не применима в условиях высоких технических рисков (то есть при использовании новой технологии).

Спиральная модель

Спиральная модель - классический пример применения эволюционной стратегии конструирования.

Рис. 1.6. Спиральная модель: 1 - начальный сбор требований и планирование проекта;

начальных требований; 4 - анализ риска на основе реакции заказчика; 5 - переход

к комплексной системе; 6 - начальный макет системы; 7 - следующий уровень макета;

8 - сконструированная система; 9 - оценивание заказчиком

Как показано на рис. 1.6, модель определяет четыре действия, представляемые четырьмя квадрантами спирали.

1. Планирование - определение целей, вариантов и ограничений.

2. Анализ риска - анализ вариантов и распознавание/выбор риска.

3. Конструирование - разработка продукта следующего уровня.

4. Оценивание - оценка заказчиком текущих результатов конструирования.

Интегрирующий аспект спиральной модели очевиден при учете радиального измерения спирали. С каждой итерацией по спирали (продвижением от центра к периферии) строятся все более полные версии ПО.

В первом витке спирали определяются начальные цели, варианты и ограничения, распознается и анализируется риск. Если анализ риска показывает неопределенность требований, на помощь разработчику и заказчику приходит макетирование (используемое в квадранте конструирования). Для дальнейшего определения проблемных и уточненных требований может быть использовано моделирование. Заказчик оценивает инженерную (конструкторскую) работу и вносит предложения по модификации (квадрант оценки заказчиком). Следующая фаза планирования и анализа риска базируется на предложениях заказчика. В каждом цикле по спирали результаты анализа риска формируются в виде «продолжать, не продолжать». Если риск слишком велик, проект может быть остановлен.

В большинстве случаев движение по спирали продолжается, с каждым шагом продвигая разработчиков к более общей модели системы. В каждом цикле по спирали требуется конструирование (нижний правый квадрант), которое может быть реализовано классическим жизненным циклом или макетированием. Заметим, что количество действий по разработке (происходящих в правом нижнем квадранте) возрастает по мере продвижения от центра спирали.

Достоинства спиральной модели:

1) наиболее реально (в виде эволюции) отображает разработку программного обеспечения;

2) позволяет явно учитывать риск на каждом витке эволюции разработки;

3) включает шаг системного подхода в итерационную структуру разработки;

4) использует моделирование для уменьшения риска и совершенствования программного изделия.

Недостатки спиральной модели:

1) новизна (отсутствует достаточная статистика эффективности модели);

2) повышенные требования к заказчику;

3) трудности контроля и управления временем разработки.

Один из подходов к разработке ПО в рамках спиральной модели ЖЦ – получившая широкое распространение методология (технология) быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development) . Данная модель очень хорошо подходит к разработке учебных программ, т.к. включает в себя три составляющие:

Ø небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);

Ø короткий, но тщательно проработанный производственный график (от 2 до 6 мес.);

Ø повторяющийся цикл, при котором разработчики по мере того, как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные через взаимодействие с заказчиком.

Рассмотрим данную модель более подробно. Команда разработчиков должна представлять собой группу профессионалов, имеющих опыт в анализе, проектировании, генерации кода и тестировании ПО с использованием CASE-средств, способных хорошо взаимодействовать с конечными пользователями и трансформировать их предложения в рабочие прототипы. Жизненный цикл ПО по методологии RAD состоит из четырёх фаз (рисунок 21):

1. Анализа и планирования требований;

2. Проектирования;

3. Построения;

4. Внедрения.

На первой фазе анализа и планирования требований пользователи системы определяют функции, которые она должна выполнять, выделяют наиболее приоритетные из них, требующие проработки в первую очередь, описывают информационные потребности (связи). Формулирование требований к системе осуществляется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Ограничивается масштаб проекта, устанавливаются временные рамки для каждой из последующих фаз. Кроме того, определяется сама возможность реализации проекта в заданных размерах финансирования, на имеющихся аппаратных средствах и т.п.

Результатом фазы должны быть: список расставленных по приоритету функций будущей ПС; предварительная функциональная модель ПС; предварительная информационная модель ПС.

На второй фазе проектирования часть пользователей принимают участие в техническом проектировании системы под руководством специалистов-разработчиков и, взаимодействуя с ними, уточняют и дополняют требования к системе, которые не были выявлены на предыдущей фазе. Более подробно рассматриваются процессы системы . При необходимости корректируется функциональная модель, создаются частичные прототипы: экранов, отчетов, устраняющие неясности или неоднозначности. Устанавливаются требования разграничения доступа к данным . На этой же фазе происходит определение необходимой документации. После детального определения состава процессов оценивается количество функциональных элементов разрабатываемой системы и принимается решение о разделении системы на подсистемы.

Результатом данной фазы должны быть: общая информационная модель системы; функциональные модели системы в целом и подсистем; точно определенные интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами; построенные прототипы экранов, отчетов, диалогов.

В отличие от традиционного подхода, при котором использовались специфические средства прототипирования, не предназначенные для построения реальных приложений, а прототипы выбрасывались после того, как выполняли задачу устранения неясностей в проекте, в подходе RAD каждый прототип развивается в часть будущей системы . Таким образом, на следующую фазу передается более полная и полезная информация.

На третьей фазе построения выполняется непосредственно сама быстрая разработка приложения (реализация подсистем). На данной фазе разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных в предыдущей фазе моделей, а также требований нефункционального характера. Конечные пользователи на этой фазе оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется в процессе разработки.

После окончания разработки подсистем производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование системы в целом. Завершается физическое проектирование системы: определяется необходимость распределения данных; осуществляется анализ использования данных; производится физическое проектирование базы данных; определяются требования к аппаратным ресурсам; определяются способы увеличения производительности; завершается разработка документации проекта.

Результатом фазы является готовая система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.

На четвертой фазе внедрения производятся обучение пользователей, организационные изменения и параллельно с внедрением новой системы осуществляется работа с существующей системой (до полного внедрения новой). Так как фаза построения достаточно непродолжительна, планирование и подготовка к внедрению должны начинаться заранее, как правило, на этапе проектирования системы.

Технология RAD (как и любая другая) не может претендовать на универсальность, она хороша в первую очередь для относительно небольших проектов, разрабатываемых для конкретного заказчика. Она неприменима для разработки операционных систем; сложных расчетных программ с большим объемом программного кода и сложными уникальными алгоритмами управления; приложений, в которых отсутствует ярко выраженная интерфейсная часть, наглядно определяющая логику работы системы (приложения реального времени), так как итерационный подход предполагает, что несколько первых версий не будут полностью соответствовать требованиям.

В заключение перечислим основные принципы технологии RAD:

Ø разработка приложений итерациями;

Ø необязательность полного завершения работ на каждом этапе ЖЦ;

Ø обязательное вовлечение пользователей на этапе разработки;

Ø использование прототипирования, позволяющего выяснить и удовлетворить все требования конечного пользователя;

Ø тестирование и развитие проекта одновременно с разработкой;

Ø грамотное руководство разработкой, четкое планирование и контроль выполнения работ.

Контрольные вопросы к главе 3:

1. Что такое стандартизация и сертификация программного продукта?

2. Какие существуют типы стандартов?

3. Перечислите наиболее известные стандарты жизненного цикла, которые использовались для разработки программного обеспечения?

4. Что такое жизненный цикл ПО?

5. Перечислите основные этапы жизненного цикла ПО. Что такое процесс, действие, задача?

6. Какие типы процессов и конкретные процессы вы запомнили?

7. Расскажите об основных инженерных процессах жизненного цикла ПО.

8. Что такое модель жизненного цикла ПО? Дайте определения основных понятий, связанные с понятием «модель».

9. Какие типы моделей вы знаете? В чем их преимущества, недостатки, область применимости?

10.Что вы можете сказать об особенностях каскадной модели жизненного цикла?

11.В чем отличие обобщенной каскадной модели от базовой?

12.Что вы можете сказать об особенностях спиральной модели жизненного цикла?

13.Перечислите составляющие технологии RAD. Для разработки каких типов ПО можно применять технологию RAD?

14.Опишите основные фазы жизненного цикла по технологии RAD.

15.Перечислите основные принципы технологии RAD.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аптекарь М. Д., Рамазанов С. К., Фрегер Г. Е. История инженерной деятельности. – Киев, 2003. – 204 с. : ил.

2. Арчибальд Р. Модели жизненного цикла высокотехнологичных проектов. http://www.pmprofy.ru/content/rus/107/1073-article.html

3. Брукс Ф. Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы. – СПб. : Символ-плюс, 1999. – 321 с. : ил.

4. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. – М.: Конкорд, 1992. – 586с. : ил.

5. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и объектно-ориентированное проектирование на С++. – М. : Бином, – 2001. – 558 с. : ил.

6. Вендров А. М. CASE-технологии. Современные методы и средств проектирования информационных систем. – М. : Финансы и статистика, – 1999. – 256 с. : ил.

7. Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы: Пер. с англ. – М. : Мир, 1985. – 406 с.: ил.

8. Дал О., Дейкстра Э., Хоор К. Структурное программирование: Пер. с англ. – М.: Мир, 1975. – 247 с. : ил.

9. Дзержинский Ф. Я., Калиниченко И.М. Дисциплина программирования: концепция и опыт реализации методических средств программной инженерии. – М.: ЦНИИ информации и технико-экономических исследований по атомной науке и технике, 1988. – 245 с. : ил.

10. Жоголев Е. А. Технологии программирования. – М. : Научный мир, 2004. – 216 с. : ил.

11. Закон РФ № 149-ФЗ от 29.07.2006. «Об информации, информационных технологиях и защите информации»// Российская газета, № 165 от 27.07.2006 г.

12. Иванова Г. С. Технология программирования: Учебник для вузов. – 2-е изд., стереотип. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. – 320 с.: ил.

13. Калянов Г. Н. CASE: Структурный системный анализ (автоматизация и применение). – М. : «Лори», 1996. – 356 с. : ил.

14. Кораблин М. А. Программирование, ориентированное на объекты: Учебное пособие. – Самара: изд-во СГАУ, 1994. – 94 с.

15. Леоненков А. В. Самоучитель UML. – СПб: ВХВ Петербург, – 2001. – 304 с. : ил.

16. Липаев В. В. Качество программного обеспечения. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 263 с. : ил.

17. Липаев В. В. Отладка сложных программ: Методы, средства, технология. –М. : Энергоатомиздат, 1993. – 384 с. : ил.

18. Липаев В. В., Филиппов Е. Н. Мобильность программ и данных в открытых информационных системах. – М. : Научная книга, 1997. – 297 с. : ил.

20. Ожегов С. И. Словарь русского языка. – М. : Мир и образование, 2006. – 1328 с.

21. Технология проектирования комплексов программ АСУ/ В. В. Липаев, Л. А. Серебровский, П. Г. Гаганов и др.; Под ред. Ю. В. Афанасьева, В. В. Липаева. – М. : Радио и связь, 1983. – 256 с. : ил.

22. Хювенен Э., Сеппянен Й. Мир ЛИСПа: Пер. с финск. В 2 т. Т.1: Введение в язык Лисп и функциональное программирование.– М. : Мир, 1990. – 447 с. : ил.

23. Хювенен Э., Сеппянен Й. Мир ЛИСПа: Пер. с финск. В 2 т. Т.2: Методы и системы программирования.– М. : Мир, 1990. – 319 с. : ил.

24. Boehm B.«A Spiral Model of Software Development and Enhancement», IEEE Computer, Vol. 21, No. 5, pp. 61–72, 1988.

25. Courtois P. June 1985. On Time and Space Decomposition of Complex Structures. Communications of the ACM vol.28(6), p.596.

26. Criteria for Evaluation of Software. ISO TC97/SC7 #383.

27. Dijktra E. 1979. Programming Considered as a Human Activity. Classics in Software Engineering. New York, NY: Yourdon Press.

28. http://www.pmi.ru/glossary/.

29. http://www.staratel.com/iso/InfTech/DesignPO/ISO12207/ISO12207-99/ISO12207.htm.

30. Microsoft Corporation. Принципы проектирования и разработки программного обеспечения. Учебный курс MCSD: Пер. с англ. – М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2000. –608 с. : ил.

31. Parnas D., Clements P., Weiss D. 1983. Enhancing Reusability with Information Hiding. Proceedings of the Workshop on Reusability in Programming. Stratford, CT: ITT Programming. p.241.

32. Rechtin E. October 1992. The Art of Systems Architecting. IEEE Spectrum, vol.29 (10), p.66.

33. Royce W.W. Managing the Development of Large Software Systems. http://facweb.cti.depaul.edu/jhuang/is553/Royce.pdf.

34. Shaw M. October 1984. Abstraction Techniques in Modern Programming Languages. IEEE Software vol.1 (4).

35. Simon H. 1982. The Sciences of the Artificial. Cambridge, MA: The MIT Press. – p.218.

36. Sommerville I. Software engineering. – Addison-Wesley Publishing Company, 1992. p.87.

37. Tesler L. August 1981. The Smalltalk Environment. Byte vol.6(8), p.142.

38. Yonezawa A., Tokoro M. 1987. Objectt-Oriented Concurrent Programming. Cambridge, MA: The MIT Press.

список терминов