Выбор жизненного цикла разработки ПО

Жизненный цикл – совокупность стадий и этапов, которые проходит информационная система в своём развитии от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения её функционирования [35, 39].

Процесс создания программного обеспечения – это множество взаимосвязанных процессов и результатов их выполнения, которые ведут к созданию программного продукта. Несмотря на то, что наблюдается огромное многообразие подходов, методов и технологий создания программного обеспечения, существуют фундаментальные базовые процессы, без реализации которых не может обойтись ни одна технология разработки программных продуктов: разработка спецификации ПО; проектирование и реализация ПО; аттестация ПО; эволюция ПО.

Выбор приемлемой модели жизненного цикла разработки программного обеспечения для проекта может осуществляться в ходе использования процесса создания.

Данный процесс заключается в том, что необходимо проанализировать следующие отличительные категории проекта: требования, команда разработчиков, коллектив пользователей, тип проекта и риски. Далее, следует ответить на вопросы по каждой категории и проанализировать полученные данные. На основе этого результата будет определена наиболее приемлемая модель модели жизненного цикла информационной системы.

Таблицы с вопросами, ответы на которые будут определять оптимальную модель жизненного цикла для информационной системы приведено в ПРИЛОЖЕНИИ Г.

В таблице 4.1 представлены итоговые результаты выбора модели жизненного цикла.

Таблица 4.1 – Определение оптимальной модели жизненного цикла в баллах.

По результатам, приведенным в таблице, наиболее подходящая модель жизненного цикла информационной системы для данного небольшого проекта является модель RAD [15].

Модель жизненного цикла информационной системы есть некоторая структура, определяющая последовательность осуществления процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении жизненного цикла информационной системы, а также взаимосвязи между этими процессами, действиями и задачами.

Методология разработки информационных систем, основанная на использовании средств быстрой разработки приложений, получила в последнее время широкое распространение и приобрела название методологии быстрой разработки приложений — RAD (Rapid Application Development). Данная методология охватывает все этапы жизненного цикла современных информационных систем.

RAD — это комплекс специальных инструментальных средств быстрой разработки прикладных информационных систем, позволяющих оперировать с определенным набором графических объектов, функционально отображающих отдельные информационные компоненты приложений.

В последнее время широкое распространение методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под этим термином обычно понимается процесс разработки ПО, содержащий 3 элемента:

¾ небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);

¾ короткий, но тщательно проработанный производственный график (от 2 до 6 мес.);

¾ 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:

¾ фаза анализа и планирования требований;

¾ фаза проектирования;

¾ фаза построения;

¾ 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:

¾ общая информационная модель системы;

¾ функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков;

¾ точно определенные с помощью CASE-средства интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами;

¾ 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:

¾ определяется необходимость распределения данных;

¾ производится анализ использования данных;

¾ производится физическое проектирование базы данных;

¾ определяются требования к аппаратным ресурсам;

¾ определяются способы увеличения производительности;

¾ 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.

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, метод определения которых представлен в 4.2.

Таблица 4.2 – определение размера приложения по методологии RAD

В качестве итога перечислим основные принципы методологии RAD:

¾ разработка приложений итерациями;

¾ необязательность полного завершения работ на каждом из этапов жизненного цикла;

¾ обязательное вовлечение пользователей в процесс разработки ИС;

¾ необходимое применение CASE-средств, обеспечивающих целостность проекта;

¾ применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;

¾ необходимое использование генераторов кода;

¾ использование прототипирования, позволяющее полнее выяснить и удовлетворить потребности конечного пользователя;

¾ тестирование и развитие проекта, осуществляемые одновременно с разработкой;

¾ ведение разработки немногочисленной хорошо управляемой командой профессионалов;

¾ грамотное руководство разработкой системы, четкое планирование и контроль выполнения работ [39].