Основы Программной Инженерии (по swebok) Введение Программная инженерия как дисциплина swebok руководство
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
Процесс программной инженерии Глава базируется на IEEE Guide to the Software Engineering Body of Knowledge - SWEBOK. Содержит перевод описания области знаний SWEBOK “Software Engineering Process”, с замечаниями и комментариями. Процесс программной инженерии (Software Engineering Process) Область знаний “Процесс программной инженерии” (Software Engineering Process) может быть рассмотрена на двух уровнях. Первый уровень содержит техническую и управленческую деятельность на протяжении процессов жизненного цикла программного обеспечения, включающих приобретение, разработку, сопровождение и вывод из эксплуатации программных систем. Второй уровень – “мета-уровень”, связанный с определением, реализацией, оценкой, измерением, управлением, изменением и совершенствованием самих процессов жизненного цикла программного обеспечения. Первый уровень освещен в других областях знаний SWEBOK. Второй уровень рассматривается в данной области знаний. Термин “процесс программной инженерии” (software engineering process) может интерпретироваться по- разному и это, соответственно, может приводить к определенной путанице. С одной стороны, учитывая специфику оригинального термина в английском языке, где (с точки зрения грамматики) может существовать термин the software engineering process, он будет подразумевать единственно правильный способ выполнения задач (performing tasks) программной инженерии. Такое предположение заведомо отбрасывается SWEBOK, так как “единственно правильного” процесса быть не может. Такие стандарты, как IEEE/ISO/ГОСТ 12207 говорят о процессах (во множественном числе - processes), подразумевая что программная инженерия содержит множество процессов, например, процесс разработки (Development Process) и процесс конфигурационного управления (Configuration Management Process). Вторая интерпретация связана с общим (general) обсуждением процессов, связанных с программной инженерией. Данная точка зрения отражена в названии этой области знаний и является одной из наиболее часто подразумеваемых при использовании термина “процесс программной инженерии”. Наконец, третье понимание данного термина может означать реальный набор действий, предпринимаемых в данной организации и рассматриваемый как единый процесс на уровне организации. Такой подход также рассматривается в данной области знаний (та или иная интерпретация обычно зависит от контекста обсуждения). Данная область знаний связана со всеми элементами управления процессами жизненного цикла программного обеспечения, в которых процедурные (управленческие) или технологические изменения применяются к совершенствованию процесса или продукта. Процесс программной инженерии касается не только крупных организаций. Более того, связанные с данным процессом действия могут и должны применяться небольшими организациями, командами и отдельными специалистами. Цель управления процессами программной инженерии состоит в реализации новых и лучших процессов в реальной практике конкретных специалистов, проектов или организации (отдельных ее групп подразделений или организации, в целом). Данная область знаний не адресуется напрямую вопросам управления персоналом (human resources management, HRM). Эти темы исследуются, например, в People CMM (People Capabililty Maturity Model) и процессах системной инженерии (см. стандарты ISO 15288 “Systems Engineering - System Life Cycle Process” и IEEE 1220 “Standard for the Application and Management of the Systems Engineering Process”). Также, необходимо понимать, что многие процессы программной инженерии порождаются и тесно связаны с другими дисциплинами, например, управлением (management), хотя иногда эти процессы и называют по-другому в контексте этих дисциплин. Рисунок 1. Область знаний “Процесс программной инженерии” [SWEBOK, 2004, с.9- 2, рис. 1] Реализация и изменение процесса (Process Implementation and Change) Данная секция фокусируется на организационных изменениях. Она описывает инфраструктуру, действия, модели и практические соображения по реализации процесса и его изменении. Ниже рассматривается ситуация, в которой те или иные процессы реализуются впервые (например, процесс проведения инспекций в проекте или охват полного жизненного цикла программного обеспечения) и где изменяются уже существующие (используемые) процессы. Речь пойдет о том, что называют эволюцией процесса (process evolution). Существующие практики рассматриваются в контексте часто необходимой модификации. Если требуемые модификации достаточно обширны, это приводит и к необходимости изменения организационной культуры. Инфраструктура процесса (Process Infrastructure) Эта тема охватывает знания, связанные с инфраструктурой процесса программной инженерии и, в большой степени, базируется на стандартах IEEE/ISO/ГОСТ 12207 “Standard for Information Technology - Software Life Cycle Processes” и ISO 15504 “Information Technology - Software Process Assessment” (известен также как SPICE - Software Process Improvement and Capability dEtermination). Для внедрения процессов жизненного цикла необходимо обладать соответствующей инфраструктурой, подразумевая, что ресурсы (компетентный персонал, инструменты, финансирование) – доступны, а ответственность – распределена <по членам проектной команды и/или организационной единицы, в терминах структуры компании или организации, например, отдела или группы>. Выполнение этих задач является хорошим индикатором того, что менеджмент <управленческий персонал проекта организации> реально прилагает усилия по поддержке процесса программной инженерии. Как следствие таких усилий могут создаваться различные комитеты и другие специализированные организационные структуры и органы, в общем случае называемые steering committee – “управляющий комитет”, обладающий наблюдательными функциями в отношении усилий, направленных на мониторинг, контроль и выработку рекомендаций по поддержке и улучшению процесса программной инженерии. На основе таких функций будем в дальнейшем использовать термин “наблюдательный орган”, подчеркивая реальные задачи такой комиссии и возможность как формальной, так и неформальной его организации. Наблюдательный орган является основой процессной инфраструктуры в проектной команде, подразделении или организации, в целом. Обычно, выделяют два типа инфраструктуры, применяемые на практике Software Engineering Process Group (SEPG, обычно, в русском языке для такой структуры используется приведенная англоязычная аббревиатура) и Experience Factory (EF, “фабрика опыта”). Software Engineering Process Group (SEPG) SEPG создается как центральный орган, принимающий на себя работу по processimprovement - совершенствованию процесса(-ов). SEPG берет на себя ответственность по множеству вопросов, связанных с этой задачей в терминах инициирования <улучшений> и поддержки <существующего процесса и его постоянного совершенствования>. Часто SEPG формируется из нескольких ведущих членов проектной команды (если, SEPG создается в рамках проекта) или на уровне подразделения или всей организации. При этом, в большинстве случаев, SEPG не включает “освобожденных” специалистов и, таким образом, ее члены всегда находятся в контексте реальных проблем, с которыми сталкиваются выполняя свои “основные” обязанности. Исключение, обычно, составляют SEPG, формируемые для достижения определенных организационных целей - приведения процессов в соответствие тем или иным требованиям и, в частности, для достижения того или иного уровня зрелости CMMI, обеспечения качества в рамках ISO или SixSigma и т.п. В этих случаях SEPG обычно возглавляется выделенным экспертом (или группой) в области постановки и совершенствования процессов. Experience Factory (EF) Концепция “фабрики опыта” отделяет проектную организацию (например, организационную структуру, отвечающую за разработку программного обеспечения – ИТ-подразделение, группу разработки или проектную команду) от организации, отвечающей за улучшение процесса. Проектная организация, в этом случае, фокусируется на разработке и сопровождении программного обеспечения, а EF – занята совершенствованием процесса программной инженерии. Основной задачей EF является институализация (внедрение в повседневную практику) коллективного опыта и полученных уроков в масштабах организации на основе разработки, обновления и внедрения в проектную организацию “пакетов опыта” – experience packages (например, руководств, моделей, курсов обучения и т.п.), <типовых> “активов процесса” – process assets. Проектная организация предлагает на рассмотрение EF свои продукты, планы, использовавшиеся при разработке, а также данные, собранные в процессе разработки и эксплуатации. Cложно провести четкую грань между SEPG и EF. Скорее, можно говорить о создании SEPG в форме “фабрики опыта” в крупных ИТ-подразделениях, например, международных компаний, или достаточно крупных организациях, основной деятельностью которых является создание программного обеспечения. В этом случае SEPG проводит пилотное внедрение усовершенствованных или новых процессов в рамках одного или нескольких выбранных проектов и, затем, распространяет этот опыт во всей организации. Так или иначе, отдача от SEPG/EF обычно заметна в проектно-ориентированных или проектных организациях, чья деятельность построена в форме управления портфелем проектов (более подробную информацию о проектно-ориентированных организациях можно, например, найти в PMI PMBOK и других материалах Project Management Institute). В общем случае, говоря об инфраструктуре процессов, обычно используют именно термин SEPG для обоих типов организации команд, фокусирующихся на процессе разработки программных систем. Цикл управления программным процессом (Software Process Management Cycle) Управление процессами в области программного обеспечения состоит из четырех действий, представленных в рамках итеративного цикла. Это позволяет получать и анализировать отклики на постоянной основе и, <более оперативно> совершенствовать процесс. Вот эти четыре действия, предлагаемые SWEBOK: Establish Process Infrastructure – создание инфраструктуры процесса. Задачи – обеспечить согласие и поддержку заинтересованных лиц (в первую очередь, менеджмента) в работах по реализации и изменении процесса; получить возможность развернуть соответствующую инфраструктуру процесса, выделив необходимые ресурсы и обеспечив распределение обязанностей (ответственности). Planning – планирование. Задача (цель) – понять (сформулировать) текущие бизнес-цели и потребности в процессе, необходимые отдельным специалистам, проекту и/или организации, в целом; идентифицировать сильные и слабые стороны (см. концепцию SWOT-анализа в различных источниках) <существующего процесса и планируемых на данной итерации нововведений и или изменений> и разработать план реализации и изменения процесса. Process Implementation and Change – реализация и изменение процесса. Задача (цель) – выполнение разработанного плана по внедрению нового и/или модифицированного процесса (включая, например, если это необходимо, развертывание новых инструментов или проведение тренингов). В результате заданный процесс должен быть внедрен в практику. Process Evaluation – оценка процесса. Задача (цель) – понять, насколько хорошо процесс реализован, получены или нет ожидаемые преимущества от его внедрения. Результат анализа становится “входом” для следующей итерации. Модели реализации и изменения процесса (Models for Process Implementation and Change) Существует две распространенные модели внедрения процесса – Quality Improvement Paradigm – QIP (Software Engineering Laboratory, Software Process Improvement Guidebook, NASA/GSFC, Technical Report SEL-95-102, April 1996, http://sel.gsfc.nasa.gov/website/documents/online-doc/95- 102.pdf) и разработанная в Институте программной инженерии Университета Карнеги-Меллон SEI CMU модель IDEAL (Initiating – Diagnosing – Establishing – Acting – Learning). Во всех случаях оценка может проводиться по качественным и/или количественным показателям. На сегодняшний день наиболее проработанными и распространенными стандартами оценки и совершенствования процесса программной инженерии являются CMMI (де факто стандарт) и SCAMPI (разработанная в SEI CMU стандартная методика оценки совершенствования процессов – Standard CMMI Appraisal Method for Process Improvement), а также в ISO/IEC 15504 (де юро стандарт), также известном как SPICE (Software Process Improvement and Capability Determination) и разработанным для аттестации зрелости процессов. Практические соображения (Practical Considerations) Реализация и изменение процесса является составной частью организационных изменений. В большинстве успешных случаев усилия, направленные на организационные изменения рассматриваются как самостоятельный проект со своими (соответствующими) правами, планами, ресурсами и т.п. Обычно составляются соответствующие руководства (guidelines) по реализации и изменению процесса, включая разработку плана действий (action plan), проводятся тренинги, согласуется поддержка менеджмента (желательно, высшего управленческого звена), отбираются пилотные проекты, в которых впервые будут задействованы соответствующие процессы и инструменты и т.п. Такие рекомендации можно найти во многих источниках, в том числе, и в указанных в оригинальной версии SWEBOK. Также, можно найти множество отчетов и исследований по факторам успеха, значимым для внедрения и изменения процесса (например, многие из таких исследований связаны с моделью CMMI и представлены на сайте SEI CMU http://sei.cmu.edu/). SWEBOK также отмечает роль “агентов” изменений, как лиц, часто создающих предпосылки, инициирующих изменения, а также специалистов, постоянно реализующих изменения в своей практике. Естественно, что реализация и изменение процесса может рассматриваться как консалтинг. Он может быть внутренний (например, проводимый силами специалистов SEPG) или внешний (с привлечением экспертов из других подразделений и организаций, часто специализирующихся в данной области так же, как мы видим консультантов и внешних управляющих в области проектного менеджмента). Практика показывает, что достаточно успешным является подход, предполагающий совместную работу внешних и внутренних консультантов SEPG, так как в этом случае легче отойти от сложившихся внутри организации шаблонов восприятия и обеспечить свежий взгляд на возможности и потенциальную отдачу в совершенствовании процесса, конечно, с учетом опыта вовлеченных в эти работы специалистов. Кроме того, можно увидеть организационные изменения в контексте внедрения тех или иных технологий (в SWEBOK используется термин technology transfer). При этом, эти технологии могут касаться как непосредственно самого программного обеспечения, так и связаны с самим процессом (например, технологии моделирования). Существует два распространенных подхода к оценке реализации и изменения процесса. Они состоят в оценке самого процесса и в оценке результатов процесса (process outcomes), соответственно. Определение процесса (Process Definition) Определение процесса может быть процедурой, рекомендацией или стандартом. Процессы жизненного цикла программного обеспечения четко определяются по разным причинам, в частности, с целью повышения качества получаемого продукта, улучшения коммуникаций и улучшения понимания различных аспектов программной инженерии отдельными специалистами, поддержки совершенствования процессов, поддержки управления процессами, обеспечения автоматизации процессов и т.п. Используемые типы описаний процессов, часто, зависят (как минимум, частично) от целей определения процессов. Также необходимо отметить, что проектный и организационный контексты помогают определить наиболее подходящие определения процессов. Важными факторами при определении процесса являются природа работ (например, разработка или сопровождение), прикладная область (application domain), модель жизненного цикла и зрелость самой организации. Модели жизненного цикла программного обеспечения (Software Life Cycle Models) Модели жизненного цикла задают высокоуровневое определение фаз (стадий) разработки программного обеспечения. Их целью не является предоставление детального определения, но концентрируется на ключевых работах и их взаимосвязях. Примерами таких моделей 1 являются водопадная (каскадная - waterfall), модель прототипирования, эволюционной разработки, инкрементальная/итеративная, спиральная и т.п. Существуют различные сравнения и критерии выбора моделей, ссылки на некоторые из которых, в частности, даны в оригинальной версии SWEBOK. * базовые модели жизненного цикла рассматриваются далее в отдельной дополнительной главе. Процессы жизненного цикла программного обеспечения (Software Life Cycle Processes) Определения процессов жизненного цикла обычно являются более детальными, чем модели. Однако, определения процессов не описывают порядка их выполнения во времени (за это как раз и отвечают модели, прим. автора). Это означает, что, в принципе, процессы жизненного цикла программного обеспечения могут быть “выстроены” (во времени) соответственно любой модели жизненного цикла. Основным источником знаний по процессам является стандарт IEEE/ISO/ГОСТ 12207 “Information Technology – Software Lifecycle Processes” (основные элементы структуры этого стандарта рассматривается за рамками перевода и комментариев SWEBOK в самостоятельной главе, посвященной жизненному циклу). В рамках данных понятий жизненного цикла - “модель” и “процессы”, возможно говорить, что совокупность модели, процессов и практик определяет метод/ методологию поддержки жизненного цикла. Стандарт IEEE 1074 “Standard for Developing Software Life Cycle Processes” предоставляет список процессов и действий по разработке и сопровождению программного обеспечения, а также список действий по поддержке самого жизненного цикла, который может быть отображен на процессы и организован таким же образом, как и любая модель жизненного цикла. Кроме того, этот стандарт идентифицирует и связывает другие стандарты IEEE с действиями по поддержке процессов жизненного цикла. В принципе, стандарт IEEE 1074 может быть использован для построения процессов, соответствующих любой модели жизненного цикла. SWEBOK отмечает два стандарта, связанных с процессами сопровождения программного обеспечения – IEEE 1219 “Standard for Software Maintenance” и ISO 14764 “Standard for Software Engineering -Software Maintenance” (см. область знаний SWEBOK “Сопровождение программного обеспечения”). Другие важные стандарты, предоставляющие определение процессов, включают: IEEE 1540: Standard for Software Risk Management – управление рисками программного обеспечения IEEE 1517: Standard for Software Reuse Processes – процессы повторного использования программного обеспечения ISO/IEC 15939: Standard for Software Measurement Process – процесс измерений в области программного обеспечения В ряде ситуаций процессы программной инженерии определяться принимая во внимание организационные процессы управления качеством. ISO 9001 формулирует требования к процессам управления качеством, а ISO 9003 интерпретирует эти требования в отношении организаций, занимающихся разработкой программного обеспечения (ISO/IEC 90003:2004, Software and Systems Engineering - Guidelines for the Application of ISO9001:2000 to Computer Software). Некоторые процессы жизненного цикла придают особое значение быстрому вводу в эксплуатацию (rapid delivery) программных систем и глубокой вовлеченности пользователей <в процесс разработки>. Такие процессы называют agile-методами – быстрыми, живыми, подвижными. К ним относится, например, экстремальное программирование – eXtreme Programming (XP, см. работы Кента Бека – Kent Beck). Отличительной особенностью этих методов является гибкость в вопросах планирования, когда план проекта активно корректируется по мере продвижения к цели проекта. Другие процессы уделяют специальное внимание принятию решений на основе оценки рисков (см. работы Барри Боэма – Barry W. Boehm). |