К. М. Лавріщева програмна інженерія підручник Київ, 2008
 Скачать 5.23 Mb.
|
|
3. Інфраструктура – це набір технічних, технологічних, програмних (методичних) та людських ресурсів організації-розробника, необхідних для виконання підпроцесів базового процесу програмної інженерії, орієнтованого на виконання договору з замовником програмного проекту. До технічних ресурсів належать: комп’ютери, пристрої (принтери, сканери тощо), сервери і т.п., до програмних – загальносистемне ПЗ середовища розробки, напрацювання колективу, оформлені у вигляді компонентів повторного використання, та інформаційне забезпечення. Технологічні та методичні ресурси складають методики, процедури, правила, рекомендації стандартів з процесу і керування персоналом разом з комплектом документів, що встановлює регламент виконання і регулювання процесів ЖЦ, застосовуваних для розв’язання конкретних задач проекту. Людські ресурси – це групи розробників і служб керування проектом, планами, якістю, ризиком, конфігурацією, а також перевірки правильності виконання проекту розробниками [9–11]. Засоби, проміжні результати розробки за процесами ЖЦ, а також методики керування різними ресурсами, виконання БП і застосування методів програмування, зберігаються у базі знань проекту (рис.1.5). Рис.1.5. Загальна інфраструктура проекту Після виконання проекту і отримання досвіду побудови конкретного продукту, базовий процес і його окремі елементи, подані на рис. 1.5, можуть удосконалюватися (доопрацюванням або зміною прийомів, доробкою, змінюванням, додаванням нових засобів) відповідно до вимог стандарту ДСТУ ISO/IEC 15504-7 («Оцінювання процесів ЖЦ ПЗ. Настанови з удосконалення процесу») з метою підвищення рівня можливостей і оцінки потужності процесу. Готовність всіх видів забезпечення організації-розробника, досконалість виконуваних процесів і якість створеного в ній продукту надають підстави для оцінки зрілості організації або сертифікації процесів виробництва ПЗ. Для оцінювання зрілості може застосовуватися модель зрілості CMM (Capability 22 Розділ 1 Maturity Models) [11], запропонована Інститутом програмної інженерії SEI США, або інша модель, наприклад, Bootstrap, Trillium тощо. Модель СММ встановлює рівні зрілості організації щодо створення програмних продуктів. Рівень зрілості визначається наявністю в організації базового процесу усіх необхідних видів ресурсів (у тому числі і фінансових), відповідних стандартів і методик, а також професійних здібностей (зрілості) членів колективу організації, здатних виготовляти програмні продукти в заданий строк і встановленої вартості. 4. Стандарти ПІ встановлюють технологічно відпрацьований набір процесів зі строго визначеним і регламентованим порядком проведення різних видів робіт з програмної інженерії, зв’язаних з розробленням програмного продукту і оцінюванням його якості, ризику тощо. Стандарти у галузі програмної інженерії регламентують різні напрями діяльності щодо проектування програмних продуктів. Вони стандартизують термінологію і поняття, життєвий цикл, якість, вимірювання, оцінювання продуктів і процесів. Найбільш важливими серед них є стандарт ISO/IEC 12207 «Процеси життєвого циклу програмного забезпечення» (та його дещо застарілий вітчизняний еквівалент ДСТУ 3918–99), серія стандартів ДСТУ ISO/IEC 14598 «Оцінювання програмного продукту», стандарт ДСТУ ISO 15939 «Процес вимірювання», серія стандартів ISO/IEC 15504 «Оцінювання процесів ЖЦ ПЗ», базові стандарти з якості – ISO 9001 «Системи керування якістю. Вимоги», ДСТУ 2844–94, ДСТУ 2850–94, що регламентують різні аспекти забезпечення якості ПП. Серед стандартів, що безпосередньо пов’язані з якістю ПЗ, слід також назвати проект нової серії стандартів ISO/IEC TR 9126 «Програмна інженерія. Якість продукту».У цих стандартах узагальнені знання спеціалістів з технології проектування і інженерних методів керування розробкою, починаючи від встановлення вимог і закінчуючи оцінкою якості продукту і можливою його подальшою сертифікацією. Процеси ЖЦ в стандарті ISO/IEC 12207 подають загальні положення, задачі і регламентовані дії з проектування, а також рекомендації щодо застосування цих процесів для розроблення і контролю проміжних результатів. У стандарті містяться також описи організаційних процесів – планування, керування і супроводження. Процес планування призначений для складання планів, графіків робіт з виконання проекту і розподілу робіт між різними категоріями фахівців, а також для контролю планів і виконаних робіт. Процес керування проектом визначає задачі та дії з керування роботами фахівців проекту, які володіють теорією керування, а також відстеження планових строків, що встановлені замовником проекту. Процес супроводження містить у собі дії з виявлення й усунення знайдених недоліків і внесення нових або видалення деяких функцій у продукті. Ядро знань SWEBOK і стандарти з ЖЦ мають взаємопов’язані складові. Процесам ЖЦ зіставляються необхідні методи ядра і тим самим визначається базовий процес створення проекту, що доповнюється методиками і обмеженнями щодо вироблення продукту. Діючі фундаментальні моделі ЖЦ (каскадна, спіральна тощо), що широко використовуються на практиці, пропонують привнесення в них стилю проектування і реалізації деяких видів продуктів. 5. Менеджмент проекту – це керування виконанням проекту з використанням теорії керування та процесів ядра знань РМВОК (Project Management body of knowledge) [12]. У серії настанов до PMBOK, розроблених Розділ 1 23 американським Інститутом керування проектами (www.pmi.org), подано положення і правила керування часовим виробничим циклом побудови унікального продукту в рамках проекту, спочатку без урахування рівня комп’ютеризації промисловості (1987р.), а потом і з його врахуванням (2000р.). Ядро знань PMBOK містить у собі опис лексики, структури процесів і областей знань, відображаючи сучасну практику керування проектами в різних областях промисловості. У ньому визначені процеси ЖЦ проекту і головні області знань, згруповані за задачами: ініціація, планування, використання, моніторинг і керування, завершення. Крім того, область знань «інтеграція» визначає прийняття рішень про використання ресурсів у кожний момент виконання проекту і керування загальними задачами проекту. У PMBOK визначено три головні області знань. Область знань керування змістом проекту містить у собі процеси, які необхідні для виконання робіт за проектом, а також для його планування з розподілом робіт на простіші для спрощення процесу керування. Область керування якістю містить у собі процеси й операції досягнення цілей проекту щодо якості, правила і процедури для полекшення процесу досягнення цілей і забезпечення якості відповідно до заданих вимог, а також контролю результату на відповідність стандартам якості. Область керування людськими ресурсами організації і розподілу робіт між виконавцями відповідно до їх кваліфікації і професіоналізму містить у собі процедури регламентування виконання робіт з розроблення програмного продукту. Сфера менеджменту проекту охоплює виконавців, усі види забезпечення (інформаційне, програмне, технічне тощо), і, що головне, роботи, розподілені між виконавцями. Кожній роботі відповідає завдання і вхідні дані, які задаються менеджером проекту для виконання робіт. На теперішній час настанови до PMBOK та SWEBOK введені в статус стандартів, а саме: ISO/IEC TR 19759 («Guide to the Software Engineering Body of Knowledge (SWEBOK)) та IEEE Std.1490 «IEEE Guide adoption of PMI Standard. A Guide to the Project Management Body of Knowledge) та [15]. 6. Засоби та інструменти ПІ. Проектування об’єктів виконується за допомогою сучасних візуальних мов, наприклад UML, мов програмування (С++, Java, Object Pasсal тощо) з використанням відповідних інструментальних середовищ, що містять у собі необхідні мовні перетворювачі і інструменти підтримки різних артефактів ПП, що розробляються. Як засоби їх проектування застосовують діаграми використання, потоків даних, класів, поведінки, а також шаблони, каркаси тощо. Перевірка правильності цих об’єктів здійснюється за допомогою вказаних методів і відповідних інструментів, пристосованих для розроблення різних задач проекту у середовищі проектування. Готовий продукт перевіряється щодо відповідності реалізованих функцій заданим вимогам, тестується за спеціальними методиками, а також піддається вимірюванню та оцінюванню щодо отримання показників якості, точності, відмовостійкості, захищеності тощо. У середовищі проектування цільових об’єктів застосовуються сучасні технології і відповідні інструментально-технологічні пакети інструментів (наприклад, технології RUP, MSF та інструменти Rational Rose, Microsoft Visual Studio тощо). Вони містять не тільки інструменти проектування різних типів цільових об’єктів проектів, а й засоби і інструменти керування проектом, зокрема персоналом, планами та якістю продуктів. 24 Розділ 1 Засоби і інструменти забезпечують автоматизовану підтримку базового процесу виготовлення програмного продукту в організації-розробнику. Класифікацію загальних інструментів, рекомендованих для застосування до всіх видів об’єктів у процесах ЖЦ, подано в ядрі знань SWEBOK. 1.1.3. Програмна інженерія як виробнича дисципліна Загальне призначення програмної інженерії – практичне виготовлення комп'ютерних програм, систем і інструментів із застосуванням теоретичних і інженерних методів ПІ. Головна особливість практики у майбутньому – це використання розроблених готових програм і інформаційних ресурсів Інтернету. Доступ до них може здійснити будь-який користувач і одержувати безкоштовно або на комерційній основі готовий програмний ресурс як сервіс. Він може бути одноразово використаний для розв’язання відповідної задачі, або як окрема програма постійного і багаторазового застосування в деякому домені. Сьогодні сформувалися три інженерні підходи до застосування таких готових ресурсів: reusing engineering, application engineering, domain engineering. Вони використовують як готові ресурси повторно використовувані компоненти, засоби і системи. Застосування готових ресурсів, як багаторазово використаного готового продукту, дає значну економію при виробництві з них нових програмних систем і сімейств систем. Усі види компонентів, а саме, КПВ зберігаються в сховищах проекту – репозитарії [8, 9]. Інженерія КПВ – це систематична і цілеспрямована діяльність з вибору реалізованих і поданих у репозитарії КПВ. Система проектується знизу вгору. Спочатку створюється загальна структура – каркас продукту, далі дається його опис і за цим описом готові компоненти і КПВ інтегруються в систему. Інженерія застосувань також базується на багаторазовому використанні КПВ і готових програм. Проектування одиночних, тобто унікальних програмних застосувань – це інженерія програмування з готових КПВ. Процес побудови починається з аналізу предметної області, визначення концептуальної моделі, розроблення проектних рішень і проведення композиції компонентів з використанням шаблонів або каркасів. Інженерія ПрО – набір засобів, інструментів, готових ресурсів і базового процесу побудови з них систем сімейства (домену) на основі моделі, що містить у собі загальні і змінювані характеристики представників сімейства. Вибрані КПВ або одиночні для застосування вбудовуються в модель домену. Технологія розробки сімейства планується для створення як моделі цього домену, так і членів сімейства. Вона містить у собі процеси аналізу, проектування і вбудовування КПВ в окремі члени сімейства. За своїм характером ця інженерія наближена до конвеєрного виробництва продуктів з готових ресурсів. Керування нею складається з планування і розподілу робіт за кожним учасником процесу створення домену і контролю їх виконання в заданий строк і з встановленим рівнем якості. Лінійки продуктів. Технологічні прийоми виробництва програмних продуктів з готових компонентів і програмних систем втілені в так звані лінійки продуктів, що відповідають конвеєрному виробництву програмних продуктів на ринковій основі. Практичні інструменти цього виробництва – SWEBOK, PMBOK і Розділ 1 25 стандарти, а також сучасні інструментально-технологічні системи і середовища з набором необхідних інструментів та засобів. Автоматизація виробництва ПП. Прикладом такого середовища і реалізації в ній інженерного і виробничого підходів до виготовлення програмних продуктів є система Visual Studio Teams Systems фірми Microsoft. У ній реалізована технологія проектування, кодування, тестування та впровадження програмних проектів. У середовищі системи підтримується технологія підбору, розподілу і виконання робіт різними групами спеціалістів. Вони природно мають різні рівні знань і поділяються на чотири категорії. Кожний спеціаліст отримує роботу відповідно до своїх здібностей, починаючи з підготовчої категорії. Перехід в іншу, вищу, кваліфікаційну категорію залежить від якості виконання попереднього завдання з програмування і отриманого досвіду. Спеціалісти, що входять до четвертої категорії, несуть відповідальність за правильність розроблення продукту в цілому в даному середовищі. Фірма Microsoft впровадила цю систему в ряді університетів України, тому студенти мають змогу брати участь у розробленні пілотних або конкретних проектів і тим самим отримувати практичний досвід застосування базових положень програмної інженерії щодо колективного виготовлення програмних продуктів. 1.1.4. Дисципліна керування Базисом цієї дисципліни є класична теорія керування складними системами, сучасний менеджмент проекту та відповідний стандарт IEEE Std.1490 – настанова до ядра знань PMBOK (Project Management Body of Knowledge). Теорія керування, а саме теорія організаційного керування, розроблена академіком В.М. Глушковим. Вона перевірена практикою побудови технологічних процесів у металургійній, суднобудівельній і хімічній промисловостях, а також знайшла впровадження у масове виробництво (зокрема, в АСУ «Львів»). Теорія керування складними системами мала розвиток і за кордоном, особливо у теорії планування виробництвом. Так, на фірмі «Dupon» з метою планування й складання планів-графіків великих комплексів робіт для модернізації її заводів було розроблено метод CRM (Critical Path Method), базисом якого є графічне представлення робіт і різних видів операцій із зазначенням часу їхнього виконання. Інший метод мережного планування PERT (Program Evaluation and Review Technique) було випробувано при реалізації проекту розроблення ракетної системи «Polaris», що поєднувала близько 3800 підрядників із кількістю операцій понад 60 тис. Застосування цього методу було настільки успішним, що проект було завершено на два роки раніше запланованого терміну. Кожний з цих методів виник у надрах промислового виробництва, адаптований до середовища програмування і став базовим в індустрії програмних продуктів. Теорія керування і планування відображена в стандарті PMBOK. У ньому визначені процеси ЖЦ проекту і головні області знань, згруповані за задачами: ініціація, планування, використання, моніторинг і керування, завершення. Головна область знань цього ядра – «інтеграція», визначає концепцію керування організаційною діяльністю колективу виконавців проекту, груповану на методах прийняття рішень про ресурси, загальні задачі, служби контролю правильності проекту та вкладання в задану замовником вартість [3, 4, 6]. 26 Розділ 1 Ці базові напрацьовані теорії керування та планування, стандартні положення PMBOK, серії стандартів ISO-9001 з якості та відповідне методичне забезпечення повинні стати основою дисципліни керування в ПІ. Розроблений з цих питань курс навчання буде готувати у ВНЗ майбутніх висококваліфікованих менеджерів проектів та інших фахівців з організаційного керування випуском ПП. 1.1.5. Економічна дисципліна Економіка ПІ є самостійною дисципліною зі своєю теорією і практикою оцінювання вартісних, часових і експертних показників щодо складання контрактів на створення ПП, прийняття проектних рішень, подання вимог, розроблення архітектури тощо, визначення ризиків проектування за заданими ресурсами, проведення розрахунків за роботи виконавців та отриману якість ПП. Ця дисципліна є найбільш розвинутою з точки зору методів економічних розрахунків у ПІ, а саме, наявних методологій прогнозування розміру ПП (FРA– Function Points Analyses, Feature Points, Mark-H Function Points, 3D Function Points тощо), оцінювання витрат на розроблення ПП за допомогою сімейства моделей COCOMO або інших математичних моделей (Angel, Slim, Seer тощо) [4]. При формуванні цієї дисципліни необхідно використати фундаментальні економічні методи, пов’язані з принципами розподілу робіт у складних системах, методи розрахунків вартості окремих частин систем залежно від розміру і системи у цілому, існуючі стандарти з оцінювання ПП тощо. Систематизований і науково обґрунтований курс економічної дисципліни ПІ компенсує відсутність відповідних посібників і підручників для навчання спеціалістів, зайнятих у виробництві ПП. Таким чином, наукові, інженерні, виробничі напрями ПІ, дисципліни керування і економіки, а також SWEBOK, СТАНДАРТИ, PMBOK є головними складовими програмної інженерії. Вони зв'язані між собою процесами ЖЦ, методами проектування і керування розробленням програмних проектів. Ключеві моменти з питань вироблення програмних продуктів на процесній і інженерній основі відображено змістовним багатогранником фундаменту ПІ (рис.1.6). Стандарти P M BO K SW EB OK Інженерія Н а у к а Рис.1.6. Базові «кити» програмної інженерії Висновки. Проведено системний розгляд програмної інженерії з точки зору науки, інженерії, економіки та керування виробництвом ПП. Надано необхідні аргументи і обґрунтування визначень як цільових об’єктів проектування, так і програмної інженерії. Охарактеризовано основні риси наведених дисциплін ПІ, Розділ 1 27 орієнтованих на індустріальне розроблення програмних систем, сімейств систем та доменів (див. детальніше розділ 8). До базису програмної інженерії віднесені стандарти ЖЦ, якості програмних продуктів та менеджменту проектів, які висвітлені відповідно у розділах 2, 9, 10. |