 |
Стадии разработки ПО, регламентированных ГОСТами.
|
|
|
|
В нашей стране жизненный цикл разработки ПО установлен стандартом ГОСТ 19.102-77 Стадии разработки программ и программной документации и содержит следующие стадии и этапы:
1. Техническое задание (ТЗ).
2. Эскизный проект (ЭП).
3. Технический проект (ТП).
4. Рабочий проект (РП).
5. Внедрение.
В табл. 2.1 показаны стадии разработки и этапы, их составляющие.
Неверно предполагать, что жизненный цикл разработки ПО согласно ГОСТ 19.102-77 есть последовательное выполнение стадий и этапов, определенных в таблице 2. В реальном жизненном цикле трудно провести четкую и определенную границу между этапами, а сам процесс создания ПО является итеративным: после завершения некоторого этапа почти всегда есть необходимость в коррекции уже выполненных этапов и стадий с целью внесения уточнений. При разработке принципиально нового ПО иногда бывает необходимо осуществить пробную реализацию с целью получения информации, требующейся для принятия решения на некоторой стадии.
Таблица 2.1
| Стадии разработки | Этапы работ |
| Техническое задание | 1. Обоснование необходимости разработки программ. 2. Выполнение научно-исследовательских работ (НИР). 3. Разработка и утверждение технического задания. |
| Эскизный проект | 1. Разработка эскизного проекта. 2. Утверждение эскизного проекта. |
| Технический проект | 1. Разработка технического проекта. 2. Утверждение технического проекта. |
| Рабочий проект | 1. Разработка программы. 2. Разработка программной документации. 3. Испытание программы. |
| Внедрение | 1. Подготовка и передача программы. |
Специалистам в области разработки ПО известно, что наиболее важными стадиями в жизненном цикле разработки являются начальные, так как ошибки, допущенные на них, требуют значительных затрат на исправление на конечных стадиях.
|
|
|
Техническое задание.
На стадии Техническое задание выполняются следующие работы, входящие в состав соответствующих этапов.
1. Обоснование необходимости разработки программ:
постановка задачи;
сбор исходных материалов;
выбор и обоснование критериев эффективности и качества;
обоснование необходимости проведения НИР.
2. Выполнение научно-исследовательских работ:
определение структуры входных и выходных данных;
предварительный выбор методов решения задач;
обоснование целесообразности применения ранее разработанных программ;
определение требований к техническим средствам;
обоснование принципиальной возможности решения поставленных задач.
3. Разработка и утверждение технического задания:
определение требований к программе;
разработка технико-экономического обоснования разработки программы;
определение стадий, этапов и сроков разработки программы и документации на нее;
выбор языков программирования;
определение необходимости проведения НИР на последующих стадиях;
согласование и утверждение ТЗ.
Результатом выполнения данной стадии является техническое задание, оформленное в соответствии с ГОСТ 19.105-78 (изм. 09.1981.) Общие требования к программным документам и ГОСТ 19.106-78 Общие требования к программным документам, выполненным печатным способом на листах формата 11 и 12 (по ГОСТ 2.301-68).
Эскизный проект. Основные этапы и содержание работ на стадии Эскизный проект приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2
| Этапы работ | Содержание |
| Разработка ЭП | 1. Предварительная разработка структуры входных и выходных данных. 2. Уточнение методов решения задач. 3. Разработка общего описания алгоритма решения задачи. 4. Разработка технико-экономического обоснования. |
| Утверждение ЭП | 1. Разработка пояснительной записки. 2. Согласование и утверждение эскизного проекта. |
Конкретное содержание работ стадии эскизного проекта и их объем определяет степень сложности разрабатываемого ПО. Результатом выполнения данной стадии является полное описание архитектуры ПО. Как правило, это описание делается на нескольких уровнях иерархии. На верхнем уровне детализации выделяются основные подсистемы, которым присваиваются имена, устанавливаются связи между подсистемами, их функции, получаемые путем декомпозиции предполагаемых функций ПО. Затем процедура декомпозиции выполняется для каждой подсистемы, выделяются модули, составляющие данную подсистему. В конечном итоге, получается иерархически организованная система, состоящая из уровней, каждый из которых представляет собой совокупность взаимосвязанных модулей.
Единицы, выделяемые на различных иерархических уровнях функциональной архитектуры системы, определяются по усмотрению разработчика. Стандарты ЕСПД различают программные единицы только с точки зрения их документирования.
Результаты эскизного проекта отображаются в документе Пояснительная записка к эскизному проекту, оформленному в соответствии с ГОСТ 19.105-78 и ГОСТ 19.404-79.
После утверждения пояснительной записки она становится программным документам, правила дублирования, учета, хранения которого определяется ГОСТ 19.601-78 Общие правила дублирования, обращения, учета и хранения и ГОСТ 19.602-78 Правила дублирования, учета и хранения программных документов, выполненных печатным способом. Последующие стадии и этапы разработки ПО могут выявить необходимость внесения изменений в ЭП. Эти изменения должны быть отражены в пояснительной записке в соответствии с ГОСТ 19.603-78 Общие правила внесения изменений в программные документы и ГОСТ 19.602-78 Правила внесения изменений в программные документы, выполненные печатным способом.
В качестве примера, ниже приводится фрагмент расширенного описания работ стадии эскизного проекта.
1. Разработка эскизного проекта ПО.
разработка плана совместных работ на разработку ПО;
разработка и обоснование математической модели системы на ЭВМ и описание результатов моделирования;
разработка и обоснование алгоритмов и временных графиков функционирования ПО по всем режимам работы;
разработка и обоснование ресурсов памяти для реализации алгоритмов;
разработка перечня документов на ПО;
разработка и обоснование структуры БД, внешних входных и выходных данных;
разработка и обоснование алгоритмов информационного обеспечения;
определение взаимосвязей между видами программ;
разработка и обоснование набора тестов для проверки ПО;
разработка и обоснование организации наращивания и развития ПО;
оформление пояснительной записки и ведомости эскизного проекта ПО (в соответствии с ГОСТ 19.105-78, ГОСТ 19.404-79 и ГОСТ 2.106-68 ЕСКД. Текстовые документы);
согласование и утверждение ЭП.
|
|
|
|
|
|
Технический проект.
Основные этапы и содержание работ на стадии Технический проект приведены в таблице 2.3.
Содержанием работ на этой стадии является проектирование структуры ПО. Результатом - реализующий заданный и утвержденный в техническом задании комплекс программ как иерархическая структура программных модулей, заданных своими функциональными спецификациями. Форма представления результата - Пояснительная записка к техническому проекту согласно ГОСТ 19.105-78, ГОСТ 19.404-79.
Разработка структуры ПО заключается в выделении всех программных компонентов по функциональным признакам, определение функциональных спецификаций модулей и уточнение внешних функциональных спецификаций, структуры входных и выходных данных, определении операционной среды, языковых средств и конфигурации аппаратных средств.
Спецификации модулей являются внешними характеристиками и содержат все сведения, необходимые вызывающим модулям. На последующих стадиях разработки спецификации оформляются в виде комментариев в начале текста исходной программы модуля. На данной стадии спецификации оформляются в виде комментария на принятом в организации, занимающейся разработкой ПО, языке спецификаций
Таблица 2.3.
| Этапы работ | Содержание |
| Разработка ТП | 1. Уточнение структуры входных и выходных данных. 2. Разработка алгоритмов решения задач. 3. Определение формы представления входных и выходных данных. 4. Определение синтаксиса и семантики языка. 5. Разработка структуры программы. 6. Окончательное определение конфигурации технических средств. |
| Утверждение ТП | 1. Разработка плана мероприятий по разработке и внедрению программ. 2. Разработка пояснительной записки. 3. Согласование и утверждение ТП. |
Фрагмент описания работ стадии технического проекта приведен ниже.
1. Разработка технического проекта ПО.
|
|
|
разработка плана совместных работ на разработку ПО;
распараллеливание задач применительно к возможностям ЭВМ и систем обмена информации и разработка организационной структуры программ;
формализация программно-аппаратных и внутризадачных интерфейсов;
разработка алгоритмов управления вычислительным процессом и процессами обмена, его исследование и оптимизация;
разработка и комплексное решение вопросов обеспечения устойчивой работы на программном уровне;
разработка модели и исследование на ней возможности реализации всех функций системы управления в рамках имеющихся вычислительных ресурсов на основе выбранного управляющего алгоритма и оптимизация структуры программ до получения удовлетворяющего результата;
уточнение структуры и определение формы представления БД, внешних входных и выходных данных;
разработка проекта описания программы для каждого вида программ ПО;
уточнение алгоритмов ПО и алгоритмов информационного обеспечения в процессе решения задач;
разработка проекта описания текстовых программ ПО;
разработка плана реализации ПО;
разработка проектов технических условий на ПО;
разработка и обоснование решений по надежности функционирования ПО;
разработка программы и правил испытаний ПО;
уточнение временных графиков функционирования программ ПО в процессе решения задач;
оформление пояснительной записки и ведомости технического проекта ПО (в соответствии с ГОСТ 19.105-78, ГОСТ 19.404-79 и ГОСТ 2.106-68 ЕСКД. Текстовые документы);
согласование и утверждение ТП.
Рабочий проект. Основные этапы и содержание работ на стадии Рабочий проект приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4
| Этапы работ | Содержание |
| Разработка ПО | Программирование и отладка программ. |
| Разработка программной документации | 1. Разработка программных документов в соответствии с требованиями ГОСТ 19.101-77. |
| Испытание ПО | 1. Разработка, согласование и утверждение программ и методики испытаний 2. Проведение предварительных государственных, межведомственных приемо-сдаточных и других видов испытаний. 3. Корректировка ПО и программной документации по результатам испытаний. |
Содержанием работ на этой стадии является описание ПО на выбранном проблемно-ориентированном языке (кодирование), отладка, разработка, согласование и утверждение порядка и методики испытаний, разработка программных документов, проведение тестирования, корректировка программ и программной документации по результатам тестирования, проведение приемо-сдаточных испытаний. Результат - ПО в форме программной документации, в форме документации на ПО или в форме программного изделия.
На стадии Внедрения осуществляется подготовка и передача ПО и программной документации для сопровождения и/или изготовления, оформление и утверждение акта о передаче ПО на сопровождение или изготовление, передача ПО в фонд алгоритмов и программ.
|
|
|
Кроме рассмотренного выше жизненного цикла программ, установленного 19 - ой системой стандартов, необходимо иметь в виду, что существует жизненный цикл автоматизированных систем, установленный ГОСТ 34.601-90.
Имеет смысл рассмотреть стадии и этапы разработки АС, так как 19-я система стандартов в настоящее время морально устарела и более современным представляется жизненный цикл АС. Анализ жизненных циклов разработки ПО, установленных ГОСТ 19.102 и ГОСТ 34.601, а также международных стандартов, регламентирующих данный процесс, будет приведен ниже.
2. Постановка задачи на создание инструментальных программных средств реализации информационных технологий.
Постановка задачи - это точная формулировка решения задачи на компьютере с описанием входной и выходной информации.
Постановка задачи - обобщенный термин, который означает определенность содержательной стороны обработки данных. Постановка задачи связана с конкретизацией основных параметров ее реализации, определением источников и структурой входной и выходной информации, востребуемой пользователем.
К основным характеристикам функциональных задач, уточняемым в процессе ее формализованной постановки, относятся:
§ цель или назначение задачи, ее место и связи с другими задачами;
§ условия решения задачи с использованием средств вычислительной техники;
§ содержание функций обработки входной информации при решении задачи;
§ требования к периодичности решения задачи;
§ ограничения по срокам и точности выходной информации;
§ состав и форма представления выходной информации;
§ источники входной информации для решения задачи;
§ пользователи задачи (кто осуществляет ее решение и пользуется результатами реше-
ния).
Выходная информация по задаче может быть представлена в виде документов (типа листинга или машинограммы), сформированных кадров - видеограммы на экране монитора, файла базы данных, выходного сигнала устройству управления.
Входная информация по задаче определяется как данные, поступающие на вход задачи и используемые для ее решения. Входной информацией служат первичные данные документов ручного заполнения, информация, хранимая в файлах базы данных (результаты решения других задач, нормативно-справочная информация — классификаторы, кодификаторы, справочники), входные сигналы от датчиков.
Обычно постановка задач выполняется в едином комплексе работ по созданию структуры внутримашинной базы данных, проектированию форм и маршрутов движения документов, изменению организации управления в рамках предметной области.
Алгоритм — система точно сформулированных правил, определяющая процесс преобразования допустимых исходных данных (входной информации) в желаемый результат (выходную информацию) за конечное число шагов.
Алгоритм решения задачи имеет ряд обязательных свойств:
§ дискретность — разбиение процесса обработки информации на более простые этапы (шаги выполнения), выполнение которых компьютером или человеком не вызывает затруднений;
§ определенность алгоритма — однозначность выполнения каждого отдельного шага преобразования информации;
§ выполнимость — конечность действий алгоритма решения задач, позволяющая получить желаемый результат при допустимых исходных данных за конечное число шагов;
§ массовость — пригодность алгоритма для решения определенного класса задач.
В алгоритме отражаются логика и способ формирования результатов решения с указанием необходимых расчетных формул, логических условий, соотношений для контроля достоверности выходных результатов. В алгоритме обязательно должны быть предусмотрены все ситуации, которые могут возникнуть в процессе решения комплекса задач.
Алгоритм решения комплекса задач и его программная реализация тесно взаимосвязаны. Специфика применяемых методов проектирования алгоритмов и используемых при этом инструментальных средств разработки программ может повлиять на форму представления и содержание алгоритма обработки данных.
Для решения задач могут использоваться алгоритмы, заложенные в готовых программных продуктах - пакетах прикладных программ (ППП) функционального назначения (см. дальше). Также могут использоваться типовые модели и методы решения задач, представленные в методо-ориентированных ППП. В этом случае осуществляется адаптация ППП к условиям конкретного применения, во всех остальных случаях разрабатываются оригинальные алгоритмы и программы реализации комплекса задач.
|
|
|
