Николай Соловьев: Системы автоматизации разработки программного обеспечения

Создание автоматизированных информационных систем (АИС) – весьма сложная и трудоемкая задача в связи с тем, что современное программное обеспечение (ПО) данного класса составляет сотни тысяч операторов. Будущий специалист в области разработки ПО должен иметь представление о современных методах автоматизации анализа, проектирования, реализации и тестирования АИС, т.е. ориентироваться в современных подходах к технологиям программирования.

Теоретической основой построения систем автоматизации проектирования ПО (САПР ПО) являются методы технологии разработки ПО, автоматизация которых является предметом изучения настоящего учебного пособия. Изложение материала строится в соответствии с основными этапами жизненного цикла ПО.

Основой изложенного материала стал учебник «Технология программирования», разработанного в МГТУ им. Н. Баумана профессором Г.С. Ивановой, и допущенного Министерством образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки РФ) для студентов ВУЗов, обучающихся по направлению 2301000 – Информатика и вычислительная техника. Материал доработан в процессе многолетней апробации на кафедре программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем «Оренбургский государственный университет».

Производство программного обеспечения сегодня – крупнейшая отрасль мировой экономики, в которой занято около 3-х млн. специалистов. Еще несколько млн. человек напрямую зависят от качества корпоративных автоматизированных информационных систем (АИС).

Поэтому состояние отрасли напрямую определяет благополучие специалистов-разработчиков программного обеспечения (ПО).

Проектирование корпоративных АИС – логически сложная, трудоемкая и длительная работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Однако до настоящего времени проектирования АИС нередко осуществляется на интуитивном уровне неформализуемыми методами, включающими в себя элементы искусства, практический опыт и дорогостоящие экспериментальные проверки качества функционирования системы. Кроме того, в процессе создания и функционирования АИС информационные потребности пользователей постоянно изменяются или уточняются, что еще более осложняет разработку и сопровождение таких систем.

В конце ХХ – го века в программной инженерии сложилось критическая ситуация, неразрешенная до сих пор. Кризис выражается в том, что большие проекты ПО стали выполняться с отставанием графика и со значительным превышением расходов, а разработанный продукт не обладал требуемыми функциональными возможностями или производительностью, что не устраивает потребителей. Так, например, в 1995 г. компания Standish Group проанализировала работу 364 американских корпораций по итогам выполнения более 23 000 проектов, связанных с разработкой ПО.

Результаты анализа, представленные на рисунке 1.1, оказались удручающими.

Рисунок 1.1 – Результаты анализа проектов в области программной инженерии

Причины кризиса:

– нечеткая и неполная формулировка требований к ПО;

– недостаточное вовлечение пользователей в работу над проектом;

– отсутствие необходимых ресурсов и неудовлетворительное планирование;

– частое изменение требований спецификаций;

– новизна используемой технологии для организации;

– отсутствие грамотного управления проектом.

В конце 20 – го века утвердилось понимание необходимости перехода от кустарных к индустриальным технологиям создания ПО, к созданию совокупности инженерных методов и средств разработки программных продуктов, объединенных общим названием «программная инженерия» (software engineering). Тогда же появилось первое издание, посвященное программной инженерии – IEEE Transaction on Software Engineering.

В основе программной инженерии лежит фундаментальная идея: разработка ПО является формальным процессом и, следовательно, его можно автоматизировать.