Материал: ВВПИ. Лекции

Были определены следующие шаги: разработка системных требований, разработка требований к ПО, анализ, проектирование, кодирование, тестирование, использование – см. рис. 2.1.

Еще одним достоинством этой модели явилось ограничение возможности возвратов на произвольный шаг назад, например, от тестирования – к анализу, от разработки – работе над требованиями и т.д. Отмечалось, что такие возвраты могут катастрофически увеличить стоимость проекта и сроки его выполнения. Например, если при тестировании обнаруживаются ошибки проектирования или анализа, то их исправление часто приводит к полной переделке системы. Этой моделью допускались возвраты только на предыдущий шаг, например, от тестирования к кодированию, от кодирования к проектированию и т.д.

Разработка

системных

требований

Разработка требований к ПО

Анализ

Проектирование

Кодирование

Тестирование

Использование

Рис. 2.1.

Наконец, в рамках этой модели было введено прототипирование, то есть предлагалось разрабатывать систему дважды, чтобы уменьшить риски разработки. Первая версия – прототип – позволяет увидеть основные риски и обосновано принять главные архитектурные решения. На создание прототипа отводилось до одной трети времени всей разработки.

В 70-80 годах прошлого века эта модель прочно укоренилась в разработке ПО в силу своей простоты и сходности с моделями разработки иных, не программных систем. В дальнейшем, в связи с развитием программной инженерии и осознанием итеративного характера процесса разработки ПО эта модель активно критиковалась, практически, каждым автором соответствующих статей и учебников. Стало общепринятым мнение, что она не отражает особенностей разработки ПО. Недостатками водопадной модели являются:

•отождествление фаз и видов деятельности, что влечет потерю гибкости разработки, в частности, трудности поддержки итеративного процесса разработки;

•требование полного окончания фазы-деятельности, закрепление результатов

ввиде подробного исходного документа (технического задания, проектной спецификации); однако опыт разработки ПО показывает, что невозможно

11

полностью завершить разработку требований, дизайн системы и т.д. – все это подвержено изменениям; и причины тут не только в том, что подвижно окружение проекта, но и в том, что заранее не удается точно определить и сформулировать многие решения, они проясняются и уточняются лишь впоследствии;

•интеграция всех результатов разработки происходит в конце, вследствие чего интеграционные проблемы дают о себе знать слишком поздно;

•пользователи и заказчик не могут ознакомиться с вариантами системой во время разработки, и видят результат только в самом конце; тем самым, они не могут повлиять на процесс создания системы, и поэтому увеличиваются риски непонимания между разработчиками и пользователями/заказчиком;

•модель неустойчива к сбоям в финансировании проекта или перераспределению денежных средств, начатая разработка, фактически, не имеет альтернатив “по ходу дела”.

Однако данная модель продолжает использоваться на практике – для небольших проектов или при разработке типовых систем, где итеративность не так востребована. С ее помощью удобно отслеживать разработку и осуществлять поэтапный контроль за проектом. Эта модель также часто используется в оффшорных проектах3 с почасовой оплатой труда. Водопадная модель вошла в качестве составной части в другим модели и методологии, например, в MSF.

Спиральная модель была предложена Бэри Боемом в 1988 году для преодоления недостатков водопадной модели, прежде всего, для лучшего управления рисками. Согласно этой модели разработка продукта осуществляется по спирали, каждый виток которой является определенной фазой разработки. В отличие от водопадной модели в спиральной нет предопределенного и обязательного набора витков, каждый виток может стать последним при разработке системы, при его завершении составляются планы следующего витка. Наконец, виток является именно фазой, а не видом деятельности, как в водопадной модели, в его рамках может осуществляться много различных видов деятельности, то есть модель является двумерной.

Последовательность витков может быть такой: на первом витке принимается решение о целесообразности создания ПО, на следующем определяются системные требования, потом осуществляется проектирование системы и т.д. Витки могут иметь и иные значения.

Каждый виток имеет следующую структуру (секторы):

определение целей, ограничений и альтернатив проекта;

оценка альтернатив, оценка и разрешение рисков; возможно использование прототипирования (в том числе создание серии прототипов), симуляция системы, визуальное моделирование и анализ спецификаций; фокусировка на самых рисковых частях проекта;

разработка и тестирование – здесь возможна водопадная модель или использование иных моделей и методов разработки ПО;

планирование следующих итераций – анализируются результаты, планы и ресурсы на последующую разработку, принимается (или не принимается) решение о новом витке; анализируется, имеет ли смысл продолжать разрабатывать систему или нет; разработку можно и приостановить, например, из-за сбоев в финансировании; спиральная модель позволяет сделать это корректно.

3 От английского offshore – вне берега, в расширенном толковании – вне одной страны.

12

Отдельная спираль может соответствовать разработке некоторой программной компоненты или внесению очередных изменений в продукт. Таким образом, у модели может появиться третье измерение.

Спиральную модель нецелесообразно применять в проектах с небольшой степенью риска, с ограниченным бюджетом, для небольших проектов. Кроме того, отсутствие хороших средств прототипирования может также сделать неудобным использование спиральной модели.

Спиральная модель не нашла широкого применения в индустрии и важна, скорее в историко-методологическом плане: она является первой итеративной моделью, имеет красивую метафору – спираль, – и, подобно водопадной модели, использовалась в дальнейшем при создании других моделей процесса и методологий разработки ПО.

Литература

1.I.Sommerville Software Engineering. 6th edition. Addison-Wesley, 2001. 693 p. /

Русский перевод: И.Соммервилл. Инженерия программного обеспечения. Издательский дом «Вильямс», 2002. 623 c.

2.W.Humphrey. Managing the Software Process. Addison-Wesley, 1989. 494 p.

3.R. W.Zmud. An Examination of «Push-Pull» Theory Applied to Process Innovation in Knowledge Work, Management Science, Vol. 30(6), 1984, pp. 727-738.

4. B. Boehm. A Spiral Model of Software Development and Enhancement. // IEEE Computer, vol.21, #5, May 1988. P. 61-72.

5.W. W. Royce. Managing the Development of Large Software Systems. Proceedings of IEEE WESCON, August 1970. P. 1-9. Переиздана: Proceedings of the 9th International Software Engineering Conference, Computer Society Press, 1987. P. 328-338.

6.Р.Т.Фатрепп, Д.Ф.Шафер, Л.И.Шафер. Управление программными проектами: достижение оптимального качества при минимуме затрат. Изд. дом «Вильямс».

2003. 1125 c.

7. Д.В.Кознов. Языки визуального моделирования: проектирование и визуализация программного обеспечения. Изд. СПбГУ, 2004. 170 с.

8.Д.В.Кознов. Введение в программную инженерию. Часть I. Изд-во СанктПетербургского ун-та, 2005 г., 43 с.

9.Д.Ахен, А.Клауз, Р.Тернер. CMMI: комплексный подход к совершенствованию процессов. Пер с англ. М.:МФК. 2005. 330 с.

10.CMMI for Development, Version 1.2. CMMI-DEV (Version 1.2, August 2006). Carnegie Mellon University Software Engineering Institute (2006). Retrieved on 22 August 2007. http://www.sei.cmu.edu/publications/documents/06.reports.

13

Лекция 3. Рабочий продукт, дисциплина обязательств, проект

В силу творческого характера программирования, существенной молодости участников разработки ПО, оказываются актуальными некоторые вопросы обычного промышленного производства, ставшие давно общим местом. Прежде всего, это дисциплина обязательств и рабочий продукт. Данные знания, будучи освоенными на практике, чрезвычайно полезны в командной работе. Кроме того, широко применяемые сейчас на практике методологии разработки ПО, поддержанные соответствующим программным инструментарием, активно используют эти понятия, уточняя и конкретизируя их.

Рабочий продукт

Одной из существенных условий для управляемости промышленного процесса является наличие отдельно оформленных результатов работы – как в окончательной поставке так и промежуточных. Эти отдельные результаты в составе общих результатов работ помогают идентифицировать, планировать и оценивать различные части результата Промежуточные результаты помогают менеджерам разных уровней отслеживать процесс воплощения проекта, заказчик получает возможность ознакомиться с результатами задолго до окончания проекта. Более того, сами участники проекта в своей ежедневной работе получают простой и эффективный способ обмена рабочей информацией – обмен результатами.

Таким результатом является рабочий продукт (work product) – любой артефакт, произведенный в процессе разработки ПО, например, файл или набор файлов, документы, составные части продукта, сервисы, процессы, спецификации, счета и т.д.

Рабочий продукт

Напрмиер

Рис.3.1.

14

Ключевая разница между рабочим продуктом и компонентой ПО заключается в том, что первый необязательно материален и осязаем (not to be engineered), хотя может быть таковым. Нематериальный рабочий продукт – это, как правило, некоторый налаженный процесс – промышленный процесс производства какой-либо продукции, учебный процесс в университете (на факультете, на кафедре) и т.д.

Важно отметить, что рабочий продукт совсем не обязательно является составной частью итоговой поставки. Например, налаженный процесс тестирования системы не поставляется заказчику вместе с самой системой. Умение управлять проектами (не только в области программирования) во многом связано с искусством определять нужные рабочие продукты, настаивать на их создании и в их терминах вести приемку промежуточных этапов работы, организовывать синхронизацию различных рабочих групп и отдельных специалистов.

Многие методологии включают в себя описание специфичных рабочих продуктов, используемых в процессе – CMMI, MSF, RUP и др. Например, в MSF это программный код, диаграммы приложений и классов (application diagrams и class diagrams), план итераций (iteration plan), модульный тест (unit test) и др. Для каждого из них точно описано содержание, ответственные за разработку, место в процессе и др. аспекты.

Остановимся чуть детальнее на промежуточных рабочих продуктах. Компонента ПО, созданная в проекте одним разработчиком и предоставленная для использования другому разработчику, оказывается рабочим продуктом. Ее надо минимально протестрировать, поправить имена интерфейсных классов и методов, быть может, убрать лишнее, не имеющее отношение к функциональность данной компоненты, по-лучше разделить public и private, и т.д. То есть проделать некоторую дополнительную работу, которую, быть может, разработчик и не стал делать, если бы продолжал использовать компоненту только сам. Объем эти дополнительных работ существенно возрастает, если компонента должна быть представлена для использования в разработке, например, в другой центр разработки (например, иностранным партнерам, что является частой ситуацией в оффшорной разработке). Итак, изготовление хороших промежуточных рабочих продуктов очень важно для успешности проекта, но требует дополнительной работы от их авторов. Работать одному, не предоставляя рабочих продуктов – легче и для многих предпочтительнее. Но работа в команде требует накладных издержек, в том числе и в виде трат на создание промежуточных рабочих продуктов. Конечно, качество этих продуктов и трудозатраты на их изготовление сильно варьируются в зависимости от ситуации, но тут важно понимать сам принцип.

Итак, подытожим, что промежуточный рабочий продукт должен обязательно иметь ясную цель и конкретных пользователей, чтобы минимизировать накладные расходы на его создание.

15