П.1.2. Этапы разработки программ

При решении различных задач на ЭВМ следует иметь в виду, что ЭВМ выполняет вычислительный процесс по заранее заданной программе и не может сама «осмыслить» процесс решения задачи и полученные результаты. Следовательно, работа на ЭВМ подразумевает нечто большее, нежели простое использование ЭВМ как инструмента вычислений.

Технология подготовки и решения задачи на ЭВМ включает в себя четыре основных этапа:

· ознакомление с поставленной задачей – условия задачи, общий подход к решению, исходные данные, цели решения;

· составление плана решения – определение состава и последовательности требуемых преобразований, выбор способа решения, разработка алгоритма;

· осуществление решения – переработка согласно составленному плану входной информации в выходную, разработка программы;

· проверка правильности решения задачи – отладка, счет, интерпретация результатов, получение выводов.

В идеальном варианте указанные этапы выполняются последовательно в линейном порядке. На самом деле действия в процессе решения задачи представляют последовательность циклов, каждый из которых охватывает либо все этапы и действия, либо некоторые из них.

Комплексы программ создаются, эксплуатируются и развиваются во времени. Жизненный цикл программных средств (ПС) включает в себя все этапы развития – от возникновения потребности в программе определенного целевого назначения до полного прекращения использования программы вследствие морального старения, либо отсутствия необходимости решения соответствующих задач.

По длительности жизненного цикла ПС можно разделить на два класса: с малым и большим временем жизни.

В научных организациях и вузах преобладают разработки программ первого класса, а в проектных и промышленных организациях – второго.

Рассмотрим структуру разработки крупных программных комплексов систем управления и обработки информации, оформляемых в виде программного продукта.

Жизненный цикл такого класса программ включает в себя следующие основные этапы (рис. П.1.1):

· системный анализ, в ходе которого определяют потребность в ПС, его назначение и основные функциональные характеристики, оцениваются затраты и возможная эффективность применения комплекса программ;

· проектирование ПС, включающее в себя разработку структуры комплекса и его компонентов, программирование модулей и ряд этапов отладки, а также испытание и внедрение для регулярной эксплуатации комплекса программ;

· эксплуатацию ПС, заключающуюся в исполнении программ и получении ожидаемых результатов, а также в обеспечении достоверности и надежности выдаваемых данных;

· сопровождение ПС, состоящее в эксплуатационном обслуживании, развитии функциональных возможностей, повышении эксплуатационных характеристик и тиражировании ПС.

Наиболее специфическим и трудно формализуемым этапом является этап системного анализа, где формулируются назначение и основные показатели качества создаваемых программ, тесно связанные с предметной областью системного анализа, т. е. с решаемой задачей.

Рис. П.1. Жизненный цикл программ

Исходя из функционального назначения, программы с малой длительностью эксплуатации создаются, как правило, для решения научных и инженерных задач. Их жизненный цикл – это длительные этапы системного анализа и проектирования, которые продолжаются от месяца до года, и относительно небольшой этап эксплуатации, редко превышающий несколько лет.

Программы с малой длительностью эксплуатации не предназначены для тиражирования и не нуждаются в сопровождении и модификации.

Программы с большой длительностью эксплуатации создаются для регулярной обработки информации и управления в сложных вычислительных системах. Эти программы тиражируются и сопровождаются документацией как промышленные изделия, жизненный цикл которых состоит в основном из эксплуатации и сопровождения, и может длиться десятки лет.

Поскольку именно крупные программные комплексы систем управления и обработки информации оформляются как программные продукты, целесообразно привести основные этапы их разработки (рис. П.1.2).

Процесс разработки ПС в соответствии с техническим заданием делится на две крупные стадии: техническое и рабочее проектирование.

В представленной схеме (рис. П.1.2) второй, третий и частично четвертый этапы относятся к техническому проектированию, а последующие этапы – к рабочему.

После завершения разработки и испытаний ПС начинается процесс их эксплуатации и сопровождения.

Сопровождение должно обеспечивать высокое качество и расширение функций ПС в течение всего времени его жизни. Сюда входит качественное тиражирование и передача пользователям определенных версий комплекса с учетом частных запросов пользователя.

Рис. П.1.2. Этапы разработки программного продукта

На основе эталонных версий создаются пользовательские экземпляры ПС, имеющие значительные различия.

Создание и модернизация пользовательских экземпляров осуществляется обычно программистами, которые не осуществляли первичную разработку. Для корректного и эффективного изменения программ необходима более обширная, чем при эксплуатации, технологическая документация, а также регистрация и учет всех вносимых изменений.

Очень старые эталонные версии целесообразно списывать и объявлять всем пользователям о прекращении их существования и сопровождения.