Описание технологического процесса

В настоящее время под разработкой программной системы понимается комплекс взаимосвязанных мероприятий (действий), направленных на достижение цели создания системы с заданными характеристиками качествами и при ограниченных ресурсах. Комплекс взаимосвязанных мероприятий - некоторый технологический процесс, преобразующий ресурсы, выделенные на реализацию проекта, в конечный результат - работающую систему.

Под технологией будем понимать некоторую последовательность этапов создания (разработки) сложной системы, каждый из которых характеризуется совокупностью применяемых на данном этапе методов, средств, способов, реализующие поставленные перед этапом цели.

Основой технологии является жизненный цикл разработки системы (ЖЦ), представляющий собой совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния системы, от момента возникновения необходимости в ней до сдачи в эксплуатации.

Каждая система, в том числе и информационная система, имеет свой жизненный цикл разработки. Объективной особенностью жизненного цикла является то, что он является процессом, протекающим во времени и имеющим начало и конец. Анализ задач, подлежащих решению при создании любой системы и изучение опыта разработки в нашей стране и за рубежом, позволяет сделать вывод, что существует некоторая последовательность этапов разработки, называемая типовым жизненным циклом. Конкретное содержание каждого этапа типового жизненного цикла разработки определяется в зависимости от назначения системы, степени сложности, предъявляемым критериям качества, ресурсами, выделенными на осуществление проекта и многими другими факторами. Типовые жизненные циклы систем различного назначения определены в стандартах, в которых регламентирован порядок создания систем, формы отчетных документов и др.

Все модели жизненного цикла разработки системы подобны по своей сущности, поскольку их целью является предложить общую модель для всех организаций, занятых разработкой программного обеспечения, независимо от сферы применения. При реализации некоторого конкретного проекта может потребоваться более точная модель, учитывающая особенности организации, выполняющей данный проект, функциональные возможности проекта, сложность создаваемой системы, методы и методики, применяемые на определенных этапах разработки, аппаратное обеспечение и другие факторы. При этом, для каждого отдельного компонента создаваемой системы может быть определен свой собственный жизненный цикл разработки.

На этапе стратегического планирования, являющимся начальным в жизненном цикле разработки, определяются и координируются действия на этапе разработки, а также проводится технико-экономическое обосновании проекта (разработка технического задания и обоснование проекта). Необходимо отметить, что данный этап является наиболее творческим, требующий меньшего числа исполнителей, но предъявляющий серьезные требования к их квалификации. На этапе разработки создается сложная система. Он включает в себя определение требований, проектирование, реализацию. В силу исторических причин данный этап достаточно проработан в методическом плане. Основная особенность этапа разработки состоит в том, что для его выполнения привлекается большое число исполнителей и других видов ресурсов. Интегрированный этап обеспечивает коррекцию, проверку взаимодействия между этапами стратегического планирования и разработки, верификацию, оценку качества. Как правило перечисленные работы входят в состав этапов стратегического планирования и разработки. Таким образом, первый уровень иерархии технологического процесса интерпретируется как совокупность некоторых этапов жизненного цикла разработки системы.

Следующий уровень иерархии детализирует каждый этап жизненного цикла разработки, который состоит из множества стадий. В зависимости от типа разрабатываемой системы, уровня сложности, требований к качеству, надежности и эффективности создаваемой системы, применяемой методологии, этапы жизненного цикла будут включать те или иные стадии. Например, если поставлена задача создать сложный критический программный продукт, то этап стратегического планирования будет включать такие стадии как определение работ, которые необходимо выполнить на этапах разработки и интегрированном этапе, жизненного цикла разработки, методов и инструментальных средств, используемых на каждом этапе жизненного цикла, рассмотрение стандартов разработки, составление плана создания системы. Этап разработки включает стадии предпроектного анализа, проектирования, стадию реализации (непосредственно разработки), отладки, сопровождения. Интегрированный этап состоит из следующей совокупности стадий: верификации, оценки качества, сертификации.

Каждая стадия, при применение декомпозиции состоит, в свою очередь, из некоторого набора фаз, которые полностью описывают работы, выполняемые на данной стадии, но на более низком уровне иерархии. Каждая фаза характеризуется тем, что указаны методы, методологии, способы, которые могут быть применены для решения задач, стоящих перед данной фазой, приведен перечень допустимых к использованию инструментальных средств, указаны типы и виды отчетных документов, подлежащих исполнению, а также критерии, по которым происходит оценка конечного результата.

Любая методология, любой метод имеет свою собственную модель технологию, т.е. некоторую последовательность этапов выполнения работ в пределах данной методологии. Так, например, на стадии предпроектного анализа этапа разработки в фазе анализа требований может использоваться метод структурного системного анализа Гейна-Сарсона для формализации требований заказчика, в котором процесс построения модели предметной области в виде диаграмм потоков данных можно разбить на следующие этапы:

1. Изучение требований пользователей и их классификация по отдельным функциональным группам (процессам).

2. Идентификация внешних сущностей, с которыми может быть связана разрабатываемая система.

3. Определение потоков данных между системой и внешними сущностями.

4. Разработка предварительной контекстной диаграммы.

5. Уточнение требований и формирование контекстной диаграммы.

6. Формирование ДПД первого уровня.

7. Декомпозиция каждого процесса на ДПД текущего уровня путем формирования ДПД следующего уровня или описание логики процесса при нецелесообразности дальнейшей декомпозиции.

8. Формирование словаря данных и добавление определений новых потоков в случае их возникновения.

Таким образом, технологический процесс представляет собой:

на первом уровне иерархии - совокупность этапов жизненного цикла разрабатываемой системы;

на втором уровне - совокупность стадий, составляющих этапы жизненного цикла;

на третьем - некоторую последовательность фаз, полностью описывающих стадию, декларируемую на верхнем уровне;

на четвертом уровне иерархии - перечень методологий, методов, способов, средств, отчетных документов, допустимых к использованию и формируемых на данной фазе;

на последующих уровнях (до определенной степени детализации) - этапы (элементарные работы), которые необходимо выполнить в рамках выбранной методологии (метода, способа и т.д.).

Ниже приведен перечень работ по фазам, стадиям и этапам жизненного цикла программного средства.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ПО ФАЗАМ, СТАДИЯМ И ЭТАПАМ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

Таблица Б.1 — Фаза «Анализ». Стадия «Формирование требований»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.1.1 Анализ потребности в ПС	Анализ состава функций и тактико-технических требований (ТТТ) к системе, в которой предполагается применение ПС
Б.1.2 Разработка требований к ПС	Разработка общесистемных требований к ПС, в том числе: - определение перечня задач; - спецификация входных и выходных данных и диапазонов их изменения; - определение источников информации для каждого объекта автоматизации; - описание алгоритмов взаимодействия с внешними системами; - описание алгоритма технологического и информационно-логического взаимодействия должностных лиц. Разработка требований к техническим средствам, в том числе к: - составу и параметрам вычислительных средств; - ограничениям на вычислительные средства в принятой операционной среде. Разработка требований к математическому, программному и информационному обеспечению, в том числе к: - созданию и обоснованию алгоритмов и расчетных методик; - модульности и гибкости математического обеспечения; - полноте реализации; - логической корректности; - проверенности; - защищенности; - надежности, точности и времени решения задач;
	- ресурсам памяти; - языкам программирования; - средствам программирования и использованию перспективных технологий программирования; - порядку испытаний программ и сдачи их в эксплуатацию; - использованию сервисных (стандартных) сертифицированных программ; - системе классификации и кодирования информации, принципам ее формализации; - носителям информации; - хранению, обновлению, контролю и выдаче информации; - организации взаимообмена информацией между элементами системы. Разработка специальных требований к: - секретности; - условиям эксплуатации; - транспортированию ПС и т.п. Разработка требований к сертификации ПС. Согласование и утверждение ТТЗ

Таблица Б.2 — Фаза «Проектирование». Стадия «Разработка концепции»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.2.1 Обоснование необходимос­ти разработки ПС	Постановка задач, определение функций. Исследование вариантов автоматизации системы. Анализ аналогов ПС. Выбор и обоснование критериев эффективности и качества разрабатываемого ПС. Предварительная декомпозиция ПС на комплексы программ и компоненты. Обоснование необходимости научно-исследовательских работ. Анализ требований к ПС на реализуемость и непротиворечивость. Разработка дополнительных требований, уточнений и ограничений на ПС в части: - мобильности; - надежности; - безопасности; - вычислительных ресурсов; - условий использования; - операционной среды; - программной документации; - порядка внесения изменений; - взаимодействия с внешними программными комплексами и между компонентами ПС; - взаимодействия с аппаратными средствами комплексов; - порядка, видов и сроков испытаний и приемки ПС; - критериев, методов и средство оценки качества ПС
Б.2.2 Научно-исследовательские работы	Предварительный выбор методов решения задач. Обоснование целесообразности применения ранее разработанных программ. Определение требований к техническим средствам. Обоснование принципиальной возможности решения поставленных задач

Таблица Б.З — Фаза «Разработка». Стадия «Техническое задание»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.3.1 Разработка ТЗ на ПС	Формализация требований к ПС. Определение стадий, этапов и сроков разработки ПС. Разработка программной документации на ПС. Разработка технико-экономического обоснования разработки ПС. Оформление ТЗ на ПС. Согласование и утверждение ТЗ на ПС

Таблица Б.4 — Фаза «Разработка». Стадия «Эскизный проект»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.4.1 Функциональный анализ	Определение оптимального соотношения аппаратных и программных способов реализации автоматизированных функций системы. Уточнение и анализ функций, реализуемых ПС: - алгоритмы решения задач; - интерфейсы (внешние, пользовательские, межкомплексные); - способы контроля функционирования; - способы реализации требований надежности и специальных требований. Уточнение декомпозиции ПС на комплексы программ и компоненты. Анализ и опробование аналогов ПС из патентных источников. Моделирование функций и характеристик ПС. Разработка функциональной архитектуры ПС
Б.4.2 Разработка требований к конфигурации вычислительного комплекса	Уточнение требований к вычислительным ресурсам. Разработка требований к конфигурации вычислительных средств и сопроцессорным устройствам. Разработка ЧТЗ на компоненты вычислительного комплекса. Выбор языков программирования
Б.4.3 Планирование разработки	Ориентировочные расчеты трудозатрат, времени и стоимости разработки ПС. Оценка реальных сроков разработки ПС и ресурсов. Формирование укрупненного сквозного графика разработки ПС. Выбор и обоснование основных концепций технологии разработки ПС и состава технологического стенда на базе серийной вычислительной техники. Разработка ЧТЗ на компоненты ПС. Создание кооперации организаций-исполнителей. Разработка, испытание, передача в опытную эксплуатацию и сопровождение отдельных компонентов ПС. Разработка руководящих указаний по проектированию компонентов ПС. Уточнение ТЗ на разработку ПС по стадиям и этапам работ. Создание базы данных программного проекта для автоматизированного управления и контроля хода разработки ПС
Б.4.4 Выпуск эскизного проекта ПС	Составление пояснительной записки эскизного проекта ПС. Согласование и утверждение эскизного проекта ПС

Таблица Б.5 — Фаза «Разработка». Стадия «Технический проект»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.5.1 Технологическая подготовка разработки ПС	Уточнение технологии проектирования разработки, докумен­тирования и испытаний ПС, согласование с организациями-исполнителями. Расчет ресурсов и производительности технологической линии разработки программ (ТЛПП). Выбор средств автоматизации проектирования, программирования, тестирования, документирования. Доукомплектация ТЛПП техническими и программными средствами. Настройка инструментальных средств разработки ПС. Разработка ЧТЗ на средства автоматизации испытаний ПС, тренажеры и обучающие средства
Б.5.2 Проектирование ПС	Проверка на полноту, непротиворечивость и завершенность описания ПС. Декомпозиция ПС на модули и другие компоненты. Уточнение взаимодействия программных комплексов и компонентов. Разработка протоколов обмена со смежными системами. Разработка структур данных, входных и выходных форм документов, методов организации доступа и способов кодирования и контроля. Разработка внешних связей компонентов ПС. Детализация требований к ресурсам, параметрам используемых; вычислительных средств. Контроль внешних связей и протоколов обмена. Оценка качества проекта ПС. Уточнение требований к функционированию компонентов ПС. Разработка, согласование и уточнение ТЗ на программирование компонентов ПС
Б.5.3 Детальное проектирование ПС и структур данных	Детальная разработка структур данных, выбор программных средств их ведения. Разработка требований к функционированию компонентов ПС с учетом технических характеристик. Разработка прототипа ПС и имитатора модели внешней среды, Испытание прототипа ПС. Корректировка прототипа ПС. Уточнение графика разработки ПС. Разработка, испытание, передача в опытную эксплуатацию и сопровождение отдельных компонентов ПС
Б.5.4 Создание технологических стендов для отладки и испытаний ПС	Уточнение требований к вычислительным ресурсам системы. Разработка уточненных требований к составу и срокам готовности стендов
Б.5.5 Выпуск технического проек­та ПС	Разработка пояснительной записки к техническому проекту ПС. Согласование и утверждение технического проекта

Таблица Б.6 — Фаза «Разработка». Стадия «Рабочая документация»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.6.1 Разработка программ и программной документации ПС	Разработка детального графика кодирования, компоновки, документирования и испытания программ. Технологическая подготовка стадии «Рабочая документация». Разработка средств тестирования и программ-имитаторов для автономной и комплексной отладки ПС. Разработка машинных алгоритмов модулей. Создание программы (кодирование, трансляция). Разработка тестов модулей. Тестирование модулей. Автономная отладка ПС. Уточнение функций модулей. Документирование программ компонентов. Оценка качества программ компонентов
Б. 6.2 Комплексная отладка ПС	Разработка детального (сетевого) графика комплексной отладки ПС. Настройка ТЛПП. Компоновка комплексов программ. Подготовка тестовых примеров. Отладка комплексов программ в статическом режиме. Проверка готовности технологического стенда отладки и испытаний ПС. Отладка комплексов программ в реальном масштабе времени. Оценка качества комплексов программ. Выпуск программной документации на комплексы программ. Разработка технических условий на компоненты ПС
Б.6.3 Тестирование комплексов программ	Разработка методики и графика тестирования. Подготовка тестовых примеров и исходных данных с участием заказчика. Тестирование комплексов программ. Ведение журнала тестирования. Анализ результатов тестирования программных модулей. Устранение ошибок, корректировка программ и документации на ПС по результатам тестирования. Оценка качества комплексов программ

Таблица Б.7 — Фаза «Разработка». Стадия «Ввод в действие»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.7.1 Предварительные испытания ПС	Разработка программы и методики испытаний ПС. Комплектование системы носителями и программной документацией. Подготовка совместно с заказчиком контрольных примеров. Проведение совместно с заказчиком испытаний в соответствии с программой и методикой. Ведение журнала испытаний ПС. Доработка ПС по результатам испытаний. Уточнение технических требований и требований к функционированию ПС. Корректировка программной документации. Подготовка заключения о готовности ПС к работе в системе. Обучение должностных лиц системы работе с ПС при испытаниях. Передача ПС и программной документации головному разработчику
Б.7.2 Приемочные испытания ПС	Участие в согласовании программы и методики испытаний и графика проведения испытаний. Сопровождение испытаний. Формирование технических требований на модернизацию ПС. Подготовка заключения о функционировании ПС при приемочных испытаниях системы.
Б.7.3 Предъявление ПС	Корректировка программы и программной документации по результатам приемочных испытаний.

Таблица Б.8 — Фаза «Применение». Стадия «Производство»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.8.1 Постановка ПС на производство	Передача программ на носителях данных и программных документов на предприятие - изготовитель программного продукта. Подготовка производства для изготовления программных изделий и программной документации. Освоение производства ПС. Уведомление службы сопровождения о рекомендациях пользователе. Сопровождение производства ПС.
Б.8.2 Изготовление ПС	Подготовка исходных параметров для настройки версий ПС. Генерация данных для версий ПС. Компоновка версий ПС. Формирование программного изделия версии ПС. Выпуск комплекта эксплуатационной документации для версии ПС.
Б.8.3 Контроль и приемка ПС	Выходной контроль постоянной части ПС по составу и содержанию. Выходной контроль ПИ. Тиражирование ПИ и комплекта эксплуатационной документации для комплектования поставки. Контроль копий на соответствие техническим условиям на ПС. Приемка ПИ и комплекта эксплуатационной документации отделом технического контроля. Сертификация ПС
Б.8.4 Поставка ПС потребителю	Отправление ПС потребителю. Приемка ПС потребителем. Сохранение подлинников.

Таблица Б. 9 — Фаза «Применение». Стадия «Сопровождение»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.9.1 Организация сопровождения ПС	Приемка ПС на сопровождение. Прогнозирование трудоемкости сопровождения ПС. Разработка технологии сопровождения ПС.
Б.9.2 Модернизация ПС	Анализ заявок на модификацию ПС. Планирование работ по модификации компонентов ПС или их разработка. Проведение модификации компонентов ПС в соответствии с ЧТЗ. Выпуск извещений об изменении ПС. Внесение изменений в программную документацию.
Б.9.3 Анализ функционирования ПО	Учет и классификация ошибок в ПС. Учет трудоемкости модификации ПС. Разработка предложений о развитии и совершенствовании ПС.

Таблица Б. 10 — Фаза «Применение». Стадия «Эксплуатация»

Наименование этапа	Содержание работ
Б.10.1 Опытная (эксперименталь­ная) эксплуатация ПС	Ввод ПС в опытную эксплуатацию на объекте заказчика. Сбор данных о функционировании ПС в составе системы. Устранение ошибок в ПС и доработка ПС разработчиками.
Б.10.2 Функционирование ПС в составе системы	Ввод ПС в штатную эксплуатацию. Сбор данных о функционировании ПС. Формирование пользователем технических требований на модернизацию ПС (через службу сопровождения). Внесение изменений в ПС.
Б. 10.3 Подготовка к снятию ПС с эксплуатации	Обоснование целесообразности снятия ПС с эксплуатации. Подготовка и утверждение документа о снятии ПС с эксплуатации. Организация хранения документации на ПС и копий ПС на машинных носителях
Б.10.4 Прекращение эксплуатации ПС	Снятие ПС с эксплуатации. Списание ПС.

В перечень работ включены также работы, определяющие процессы управления технологическим процессом.

Еще одним вариантом построения технологического процесса является вариант, в основу которого положен международный стандарт ISO 12207 (стандарты ГОСТ Р ИСО\МЭК ТО 15271-2002 «Руководство по применению ГОСТ Р ИСО\МЭК 12207», ГОСТ Р ИСО\МЭК ТО 16326-2002 «Руководство по применению ГОСТ Р ИСО\МЭК 12207 при управлении проектом», ГОСТ Р ИСО\МЭК 15910-2002 «Процесс создания документации пользователя программного средства» и др.).

5. Пример оформления Технического задания

СОГЛАСОВАНО     «____» _____________ 200_ г.

УТВЕРЖДАЮ     «____» _____________ 200_ г.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на разработку текстового редактора “Блокнот”

СОДЕРЖАНИЕ

Лист

1. Введение................................................................................................... 16

2. Основание для разработки............................................................. 16

2.1. Основание для разработки................................................................... 16

2.2. Исполнитель и заказчик........................................................................ 16

2.3. Наименование........................................................................................ 16

3. Назначение разработки.................................................................... 16

4. Требования к программе или программному изделию. 17

4.1. Требования к составу............................................................................ 17

4.2. Требования к функциональным характеристикам.............................. 17

4.3. Требования к надежности..................................................................... 18

4.4. Условия эксплуатации.......................................................................... 18

4.5. Требования к составу и параметрам технических средств................. 19

4.6. Требования к информационной и программной совместимости....... 19

4.7. Требования к маркировке и упаковке.................................................. 20

4.8. Требования к транспортировке и хранению....................................... 20

4.9. Специальные требования...................................................................... 21

5. Требования к программной документации......................... 21

5.1. Требования к составу документации................................................... 21

5.2. Требования к оформлению документации.......................................... 21

6. Технико-экономические требования...................................... 22

7. Стадии и этапы разработки........................................................... 22

8. Порядок контроля и приемки........................................................ 22

9. Порядок внесения изменений в техническое задание.. 22

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ........................................................................... 24