Основи на методологията за проектиране на ИС 2
Основи на методологията на проектиране на ИС
1. Жизнен цикъл на IP
Една от основните концепции на методологията за проектиране на ИС е концепцията за жизнения цикъл на нейния софтуер (LC софтуер). Жизненият цикъл на софтуера е непрекъснат процес, който започва от момента на вземане на решение за необходимостта от създаване на софтуер и завършва в момента на пълното му изтегляне от експлоатация.
Основният нормативен документ, регулиращ жизнения цикъл на софтуера, е международният стандарт ISO / IEC 12207 [8] (ISO - Международна организация по стандартизация - Международна организация по стандартизация, IEC - Международна електротехническа комисия - Международна електротехническа комисия). Той дефинира структура на жизнения цикъл, която съдържа процесите, дейностите и задачите, които трябва да бъдат изпълнени по време на разработката на софтуер.
Структурата на жизнения цикъл на софтуера според стандарта ISO/IEC 12207 се базира на три групи процеси:
основните процеси от жизнения цикъл на софтуера (придобиване, доставка, разработка, експлоатация, поддръжка);
спомагателни процеси, които осигуряват изпълнението на основните процеси (документиране, управление на конфигурацията, осигуряване на качеството, проверка, сертифициране, оценка, одит, решаване на проблеми);
организационни процеси (управление на проекти, създаване на проектна инфраструктура, дефиниране, оценка и подобряване на самия жизнен цикъл, обучение).
Разработката обхваща цялата работа по създаването на софтуер и неговите компоненти (анализ, дизайн и програмиране) в съответствие с посочените изисквания, включително изготвяне на проектна и експлоатационна документация, подготовка на материали, необходими за тестване на производителността и качеството на софтуерните продукти, материали, необходими за организиране на обучение на персонала и др.
Експлоатацията включва работа по внедряването на софтуерни компоненти, включително конфигуриране на базата данни и потребителски работни станции, предоставяне на оперативна документация, провеждане на обучение на персонала и др., И пряка работа, включително локализиране на проблеми и отстраняване на причините за тяхното възникване, модифициране на софтуера в рамките на установените правила, изготвяне на предложения за подобряване, развитие и модернизиране на системата.
Управлението на проекти е свързано с въпросите на планирането и организирането на работата, създаването на екипи от разработчици и наблюдението на времето и качеството на извършената работа. Техническата и организационна поддръжка на проекта включва избор на методи и инструменти за изпълнение на проекта, дефиниране на методи и инструменти за тестване на софтуер, обучение на персонала и др. Осигуряването на качеството на проекта е свързано с проблемите на проверката, проверката и тестването на софтуера. Проверката е процес на определяне дали текущото състояние на развитие, постигнато на даден етап, отговаря на изискванията на този етап. Валидирането ви позволява да оцените разработката за съответствие с нейните параметри на първоначалните изисквания. Проверката се припокрива с тестването, което се занимава с идентифициране на разликите между действителните и очакваните резултати и оценка дали функциите на софтуера отговарят на първоначалните изисквания. В процеса на изпълнение на проекта важно място заемат въпросите за идентифициране, описание и контрол на изискванията за конфигурация на отделните компоненти и цялата система като цяло.
Управлението на конфигурацията е един от спомагателните процеси, които поддържат основните процеси от жизнения цикъл на софтуера, предимно процесите на разработка и поддръжка на софтуера. При създаване на сложни ИС проекти, състоящи се от множество компоненти, всеки от които може да има разновидности иливерсия, възниква проблемът с отчитането на техните връзки и функции, създаване на единна структура и осигуряване на развитието на цялата система. Управлението на конфигурацията ви позволява да организирате, систематично да отчитате и контролирате промените в софтуера на всички етапи от жизнения цикъл. Общи принципи и препоръки за отчитане на конфигурацията, планиране и управление на софтуерни конфигурации са отразени в проекта на стандарт ISO/IEC 12207-2 [8].
Всеки процес се характеризира с определени задачи и методи за тяхното решаване, изходните данни, получени на предишния етап, и резултатите. Резултатите от анализа са функционални модели, информационни модели и съответните им диаграми. Жизненият цикъл на софтуера е итеративен по природа: резултатите от следващия етап често причиняват промени в решенията за проектиране, разработени на по-ранни етапи.
2. Модели на жизнения цикъл на софтуера
Стандартът ISO/IEC 12207 не предлага конкретен модел на жизнения цикъл и методи за разработка на софтуер. Неговите разпоредби са общи за всички модели на жизнения цикъл, методологии и технологии за разработка. Стандартът ISO/IEC 12207 описва структурата на процесите на жизнения цикъл на софтуера, но не уточнява подробно как да се внедряват или изпълняват дейностите и задачите, включени в тези процеси.
Моделът на жизнения цикъл се разбира като структура, която определя последователността на изпълнение и връзката на процеси, действия и задачи през целия жизнен цикъл. Моделът на жизнения цикъл зависи от спецификата на ИС и спецификата на условията, в които системата се създава и функционира. Към днешна дата най-разпространени са следните два основни модела на жизнения цикъл: каскадният модел (1970–1985) и спиралният модел (1986–1990).
В първоначално съществуващата хомогенна ИС приложенията бяха едно цяло. За разработването на този тип приложение е използван каскаден метод. Неговатаосновната характеристика е разделянето на цялото развитие на етапи, а преходът от един етап към следващия се случва само след като работата по текущия е напълно завършена (фиг. 1.1)
Всеки етап завършва с издаването на пълен набор от документация, достатъчна, за да бъде продължена разработката от друг екип за разработка.
Предимствата на използването на каскадния метод са следните:
на всеки етап се формира пълен комплект проектна документация, отговаряща на критериите за пълнота и последователност;
етапите на работа, извършени в логическа последователност, ви позволяват да планирате времето за завършване на цялата работа и съответните разходи.
В същото време този подход има редица недостатъци, главно поради факта, че действителният процес на разработка на софтуер никога не се вписва напълно в такава твърда схема, имаше постоянна необходимост от връщане към предишни етапи и изясняване при преразглеждане на по-рано взети решения. В резултат на това действителният процес на създаване на софтуер придоби формата, показана на фиг. 1.2.
Основният недостатък на каскадния подход е значително забавяне на получаването на резултати. Съгласуването на резултатите с потребителите се извършва само в точките, планирани след завършване на всеки етап от работата, изискванията към ИС са "замразени" под формата на техническо задание за цялото време на неговото създаване. По този начин потребителите могат да изпращат своите коментари едва след като работата по системата е напълно завършена. В случай на неточно формулиране на изискванията или тяхната промяна по време на дълъг период на разработка на софтуер, потребителите получават система, която не отговаря на техните нужди. Моделите (както функционални, така и информационни) на автоматизиран обект могат да остареятзаедно с тяхното одобрение.
За преодоляване на тези проблеми беше предложен спирален модел на жизнения цикъл (фиг. 1.3.), който се фокусира върху началните етапи на жизнения цикъл, анализ и дизайн. На тези етапи осъществимостта на техническите решения се тества чрез създаване на прототипи. Всеки завой на спиралата съответства на създаването на фрагмент или версия на софтуера, определя целите и характеристиките на проекта, определя неговото качество и планира работата на следващия завой на спиралата. Така детайлите на проекта се задълбочават и последователно конкретизират и в резултат се избира разумен вариант, който се довежда до изпълнение.
Развитието чрез итерации отразява обективно съществуващия спирален цикъл на създаване на системата. Непълното завършване на работата на всеки етап ви позволява да преминете към следващия етап, без да чакате пълното завършване на работата по текущия. С итеративно развитие липсващата работа може да бъде завършена в следващата итерация. Основната задача е да покаже на потребителите на системата работещ проект възможно най-скоро, като по този начин активира процеса на изясняване и допълване на изискванията.
Основният проблем на спиралния цикъл е определянето на момента на преход към следващия етап. За решаването му е необходимо да се въведат времеви ограничения за всеки от етапите на жизнения цикъл. Преходът протича по план, дори ако не е завършена цялата планирана работа. Планът е изготвен въз основа на статистически данни, получени в предишни проекти и личен опит на разработчиците.
3. Методологии и технологии за проектиране на ИС
3.1 Общи изисквания към методиката и технологията
Методологиите, технологиите и инструментите за проектиране (CASE - инструменти) формират основата на всеки IS проект. Методологията се прилагачрез специфични технологии и поддържа своите стандарти, методологии и инструменти, които поддържат изпълнението на процеси от жизнения цикъл.
Технологията на проектиране се определя като комбинация от три компонента:
стъпка по стъпка процедура, която определя последователността на операциите по технологично проектиране (фиг. 1.4);
критерии и правила, използвани за оценка на резултатите от технологичните операции;