Презентация "Жизненный цикл программного обеспечения"

Основы программной инженерии

• Барышникова Марина Юрьевна
• МГТУ им. Н.Э. Баумана
• Каф. ИУ-7
• [email protected]

Лекция 3

• Жизненный цикл программного обеспечения

Жизненный цикл программного обеспечения

• это период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания программного обеспечения и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации
• (IEEE Std. 610.12 – 19990 Standard Glossary of Software Engineering Terminology)

Основные понятия, участвующие в определении жизненного цикла

• Артефакты — создаваемые человеком информационные сущности – документы, в достаточно общем смысле участвующие в качестве входных данных и получающиеся в качестве результатов различных деятельностей.
• Роль - абстрактная группа заинтересованных лиц, участвующих в деятельности по созданию и эксплуатации системы, решающих одни и те же задачи или имеющих одни и те же интересы по отношению к ней
• Программный продукт – набор компьютерных программ, процедур и, возможно связанных с ними документации и данных
• Процесс – совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих некоторые входные данные в выходные

• Жизненный цикл ПО согласно стандарту ISO/IEC 12207: 1995 «International Technology – Software Life Cycle Processes» (ГОСТ ИСО МЭК 12207-99 Информационные технологии. Жизненный цикл программного обеспечения)

• Жизненный цикл

• Организационные процессы

• Основные процессы

• Вспомогательные процессы

• Приобретение

• Поставка

• Разработка

• Эксплуатация

• Сопровождение

• Управление проектом

• Создание инфраструктуры

• Оценка и улучшение жизненного цикла

• Обучение

• Документирование

• Управление конфигурацией

• Обеспечение качества

• Верификация

• Аттестация

• Совместная оценка

• Аудит

• Разрешение проблем

• Процесс приобретения ПО

• Определяет действия заказчика, приобретающего программное обеспечение или услуги, связанные с ПО, на основе контрактных отношений
• В ходе данного процесса заказчиком выполняются следующие действия:
• осознание своих потребностей в программной системе и принятие решения относительно покупки, разработки под заказ или усовершенствования существующей системы;
• подготовка заявочных предложений, содержащих требования к системе, условия ее функционирования и технические ограничения, а также другие условия контракта

• Приобретение - процесс получения системы, программного продукта или программной услуги

• Процесс поставки

• Определяет действия организации-поставщика по отношению к заявочным предложениям заказчика
• Процесс включает в себя:
• рассмотрение заявочных предложений заказчика и внесение в них своих коррективов (при необходимости);
• подготовку договора с заказчиком;
• планирование выполнения работ (при этом работы могут выполняться своими силами или с привлечением субподрядчика);
• разработку организационной структуры проекта, технических требований к среде разработки и ресурсам, мероприятий по управлению проектом и др.

• Процесс поставки отвечает за выполнение процессов разработки, эксплуатации и (или) сопровождения

Процесс разработки

• Определяет действия, выполняемые разработчиком в процессе создания программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями
• Данный процесс включает, в том числе:
• оформление проектной и эксплуатационной документации;
• подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности программного продукта и его соответствия стандартам качества;
• разработку материалов (методических и учебных), необходимых для подготовки и обучения персонала и т.д.

Процесс разработки

• Выбор модели жизненного цикла
• Анализ требований к системе
• Проектирование архитектуры системы
• Анализ программных требований
• Детальное конструирование ПО
• Кодирование и тестирование ПО
• Интеграция ПО
• Квалификационное тестирование ПО
• Интеграция системы
• Квалификационное тестирование системы
• Установка ПО
• Приемка ПО

Анализ требований к системе

• На данном этапе рассматривается область применения системы. Список требований к разрабатываемой системе должен включать:
• совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему (аппаратные и программные ресурсы, предоставляемые системе; внешние условия ее функционирования; состав людей и работ, имеющих к ней отношение);
• описание выполняемых системой функций;
• ограничения в процессе разработки (директивные сроки завершения отдельных этапов, имеющиеся ресурсы, организационные процедуры и мероприятия, обеспечивающие защиту информации и пр.)

• Требования к системе оцениваются исходя из критериев
• реализуемости и возможности проверки при тестировании

Анализ требований к ПО

• Предполагает определение следующих характеристик для каждого компонента ПО:
• функциональных возможностей, включая характеристики производительности и среды функционирования компонента
• внешних интерфейсов
• спецификаций надежности и безопасности;
• эргономических требований
• требований к используемым данным
• требований к установке и приемке
• требований к пользовательской документации
• требований к эксплуатации и сопровождению

Проектирование архитектуры ПО

• В рамках проектирования архитектуры для каждого компонента ПО выполняются следующие задачи:
• определение на высоком уровне абстракции структуры программного обеспечения и состава его компонентов
• разработка и документирование программных интерфейсов ПО и баз данных
• разработка предварительной версии пользовательской документации
• разработка и документирование предварительных требований к тестам и плана интеграции ПО

• Архитектура программного обеспечения (software architecture)
• представляет собой описание подсистем и компонентов программной
• системы, а также связей между ними

Детальное конструирование ПО (рабочий план разработки ПО)

• Включает следующие задачи:
• описание компонентов ПО и интерфейсов между ними в объеме, достаточном для их последующего самостоятельного кодирования и тестирования
• разработку и документирование детального проекта базы данных
• обновление пользовательской документации
• разработку и документирование требований к тестам и плана тестирования компонентов ПО
• обновление плана интеграции ПО

Кодирование и тестирование ПО подразумевает решение следующих задач:

• разработку (кодирование) и документирование каждого компонента ПО и базы данных, а также совокупности тестовых процедур и данных для тестирования
• тестирование каждого компонента ПО и базы данных на соответствие предъявляемым к ним требованиям
• обновление (при необходимости) пользовательской документации
• обновление плана интеграции ПО

Интеграция системы

• заключается в сборке всех ее компонентов, включая ПО и оборудование, и тестирование агрегированных компонентов
• В процессе интеграции также производится оформление и проверка полного комплекта документации на систему

Квалификационное тестирование ПО

• проводится разработчиком в присутствии заказчика для демонстрации того, что ПО удовлетворяет своим спецификациям и готово к использованию в условиях эксплуатации
• При этом также проверяются полнота технической и пользовательской документации и ее адекватность компонентам ПО

Установка и приемка ПО

• Установка ПО осуществляется разработчиком в соответствии с планом в той среде и на том оборудовании, которые предусмотрены договором. В процессе установки проверяется работоспособность ПО и баз данных
• Приемка ПО предусматривает оценку результатов квалификационного тестирования системы и документирование результатов оценки, которое производится заказчиком с помощью разработчика. Разработчик выполняет окончательную передачу ПО заказчику в соответствии с договором, обеспечивая при этом необходимое обучение и поддержку

Эксплуатация ПО

• Эксплуатация системы выполняется в предназначенной для этого среде в соответствии с пользовательской документацией
• Включает установление эксплуатационных стандартов и проведение эксплуатационного тестирования

Сопровождение ПО (согласно стандарту IEEE – 90 )

• внесение изменений в ПО в целях исправления ошибок, повышения производительности или адаптации к изменившимся условиям работы или требованиям
• Функции службы сопровождения:
• анализ проблем и запросов на модификацию ПО
• модификация программного продукта
• его проверка и приемка
• перенос ПО в другую среду
• снятие ПО с эксплуатации

Вспомогательные процессы жизненного цикла ПО

• Документирование
• Управление конфигурацией
• Обеспечение качества
• Верификация
• Аттестация
• Совместная оценка
• Аудит
• Разрешение проблем

Процесс документирования

• Документирование - формализованное описание информации, созданной в течение всего жизненного цикла ПО
• Это набор действий, с помощью которых планируют, проектируют, разрабатывают, выпускают, редактируют, распространяют и сопровождают документы, необходимые для всех заинтересованных лиц, участвующих в разработке ПО, а также для пользователей системы

Управление конфигурацией

• Конфигурация программного обеспечения – это совокупность его функциональных и физических характеристик, установленных в технической документации и реализованных в программах
• Процесс позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях жизненного цикла

• Общие принципы и рекомендации по управлению конфигурацией отражены
• в стандарте ISO/IEC CD 12207 – 2:1995 “Information Technology – Software
• Cycle Processes. Part 2. Configuration Management for Software”

Процесс обеспечения качества

• Обеспечивает гарантии того, что программный продукт и процессы его жизненного цикла соответствуют заданным требованиям, а также выработанным и утвержденным планам работ
• Процесс призван обеспечить гарантированное соответствие процессов жизненного цикла, среды разработки и квалификации персонала условиям договора, установленным стандартам и процедурам. Для этого должны быть обеспечены качество продукта, качество процесса и прочие показатели качества системы

• Качество – совокупность свойств, характеризующих
• способность программного обеспечения удовлетворять
• заданным требованиям и нуждам всех заинтересованных
• сторон

Верификация

• Это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. В процессе верификации проверяются следующие условия:
• непротиворечивость требований к системе и степень учета потребностей пользователя
• возможности поставщика выполнить заданные требования
• соответствие выбранных процессов ЖЦ ПО условиям договора
• адекватность стандартов, процедур и среды разработки процессам ЖЦ ПО
• соответствие проектных спецификаций заданным требованиям
• корректность описания в проектных спецификациях входных и выходных данных, последовательности событий, логики и т.д.
• соответствие кода проектным спецификациям и требованиям
• тестируемость и корректность кода, его соответствие принятым стандартам кодирования
• корректность интеграции компонентов ПО в систему
• адекватность, полнота и непротиворечивость документации

• Верификация представляет собой совокупность действий по сравнению
• полученного результата жизненного цикла с требуемыми характеристиками
• для этого результата, что рассматривается как формальное доказательство
• правильности ПО

Аттестация

• предусматривает определение полноты соответствия заданных требований и созданной системы или программного продукта их конкретному функциональному назначению

• Верификация и аттестация - два взгляда на качество:
• если верификация оценивает ПО с точки зрения того как оно создается,
• то аттестация рассматривает программную систему с точки зрения того,
• что она делает (т.е. оценивается способность программной системы
• удовлетворить функциональные потребности пользователей)

Организационные процессы жизненного цикла ПО

• Управление
• Создание инфраструктуры (инфраструктура программного проекта включает в себя технологии и стандарты, а также совокупность аппаратных, программных и инструментальных средств для разработки, эксплуатации или сопровождения ПО)
• Усовершенствование
• Обучение (первоначальное обучение и последующее постоянное повышение квалификации персонала, включая разработку методических материалов)

Группы стандартов ЕСПД

Kод группы	Наименование группы
0	Общие положения
1	Основополагающие стандарты
2	Правила выполнения документации разработки
3	Правила выполнения документации изготовления
4	Правила выполнения документации сопровождения
5	Правила выполнения эксплуатационной документации
6	Правила обращения программной документации
7	Резервные группы
8
9	Прочие стандарты

• Обозначение стандарта ЕСПД состоит из:
• числа 19 (присвоенного классу стандартов ЕСПД);
• одной цифры (после точки), обозначающей код классификационной группы стандартов, указанный в таблице;
• двузначного числа (после тире), указывающего год регистрации стандарта

Перечень документов ЕСПД

• ГОСТ 19.001-77 ЕСПД. Общие положения
• ГОСТ 19.101-77 ЕСПД. Виды программ и программных документов
• ГОСТ 19.102-77 ЕСПД. Стадии разработки
• ГОСТ 19.103-77 ЕСПД. Обозначение программ и программных документов
• ГОСТ 19.104-78 ЕСПД. Основные надписи
• ГОСТ 19.105-78 ЕСПД. Общие требования к программным документам
• ГОСТ 19.106-78 ЕСПД. Требования к программным документам, выполненным печатным способом
• ГОСТ 19.201-78 ЕСПД. Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению
• ГОСТ 19.202-78 ЕСПД. Спецификация. Требования к содержанию и оформлению
• ГОСТ 19.301-79 ЕСПД. Порядок и методика испытаний
• ГОСТ 19.401-78 ЕСПД. Текст программы. Требования к содержанию и оформлению
• ГОСТ 19.402-78 ЕСПД. Описание программы
• ГОСТ 19.404-79 ЕСПД. Пояснительная записка. Требования к содержанию и оформлению
• ГОСТ 19.501-78 ЕСПД. Формуляр. Требования к содержанию и оформлению
• ГОСТ 19.502-78 ЕСПД. Описание применения. Требования к содержанию и оформлению
• ГОСТ 19.503-79 ЕСПД. Руководство системного программиста. Требования к содержанию и оформлению
• ГОСТ 19.504-79 ЕСПД. Руководство программиста
• ГОСТ 19.505-79 ЕСПД. Руководство оператора
• ГОСТ 19.506-79 ЕСПД. Описание языка
• ГОСТ 19.508-79 ЕСПД. Руководство по техническому обслуживанию. Требования к содержанию и оформлению
• ГОСТ 19.604-78 ЕСПД. Правила внесения изменений в программные документы, выполняемые печатным способом
• ГОСТ 19.701-90 ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения
• ГОСТ 19.781-90. Обеспечение систем обработки информации

Преимущества использования стандартов ЕСПД

• стандарты ЕСПД вносят элемент упорядочения в процесс документирования программных средств (ПС);
• несмотря на наличие требований к комплекту документации на ПС , предусмотренной стандартами ЕСПД, они позволяют вносить дополнительные виды документов;
• стандарты ЕСПД позволяют мобильно изменять структуры и содержание установленных видов программных документов исходя из требований заказчика и пользователя

Недостатки стандартов ЕСПД

• ориентация на единственную, «каскадную» модель жизненного цикла ПО;
• отсутствие четких рекомендаций по документированию характеристик качества программного средства;
• отсутствие системной увязки с другими действующими отечественными системами стандартов по жизненному циклу и документированию продукции в целом, например, ЕСКД;
• нечетко выраженный подход к документированию ПС как товарной продукции;
• отсутствие рекомендаций по самодокументированию ПС, например, в виде экранных меню и средств оперативной помощи пользователю («хелпов»);
• отсутствие рекомендаций по составу, содержанию и оформлению документов на программные средства, согласованных с рекомендациями международных и региональных стандартов

Стандарт ГОСТ 34.601-90: стадии и этапы создания автоматизированной системы

• Формирование требований к АС
• Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС
• Формирование требований пользователя к АС
• Оформление отчета о выполнении работ и заявки на разработку АС
• Разработка концепции АС
• Изучение объекта
• Проведение необходимых научно-исследовательских работ
• Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователей
• Оформление отчета о проделанной работе
• Техническое задание
• Разработка и утверждение технического задания на создание АС
• Эскизный проект
• Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям
• Разработка документации на АС и ее части

Технический проект

• Технический проект
• Разработка проектных решений по системе и ее частям
• Разработка документации на АС и ее части
• Разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий
• Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта
• Рабочая документация
• Разработка рабочей документации на АС и ее части
• Разработка и адаптация программ
• Ввод в действие
• Подготовка объекта автоматизации
• Подготовка персонала
• Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)
• Строительно-монтажные работы
• Пусконаладочные работы
• Проведение предварительных испытаний
• Проведение опытной эксплуатации
• Проведение приемочных испытаний
• Сопровождение АС
• Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами
• Послегарантийное обслуживание

• Стандарт ГОСТ 34.601-90: стадии и этапы создания автоматизированной системы