| ||||||||||||
| ||||||||||||
|
2004 г. Современные технологии создания программного обеспечения. ОбзорА.М. Вендров , Примеры ТС ПО различных компаний-поставщиковТехнология Rational Unified Process (IBM Rational Software)На сегодняшний день практически все ведущие компании - разработчики технологий и программных продуктов (IBM, Oracle, Borland, Computer Associates и др.) располагают развитыми технологиями создания ПО, которые создавались как собственными силами, так и за счет приобретения продуктов и технологий, созданных небольшими специализированными компаниями. Выбор в качестве примера четырех перечисленных компаний объясняется их ведущими позициями на мировом рынке ТС ПО [24], [25], присутствием на российском рынке и ограниченным объемом настоящего обзора. Одна из наиболее совершенных технологий, претендующих на роль мирового корпоративного стандарта - Rational Unified Process (RUP) [13]. RUP представляет собой программный продукт, разработанный компанией Rational Software (www.rational.com), которая в настоящее время входит в состав IBM. RUP в значительной степени соответствует стандартам и нормативным документам, связанным с процессами ЖЦ ПО и оценкой технологической зрелости организаций-разработчиков (ISO 12207, ISO 9000, CMM и др.). Ее основными принципами являются:
Первый принцип является определяющим. В соответствии с ним разработка системы выполняется в виде нескольких краткосрочных мини-проектов фиксированной длительности (от 2 до 6 недель), называемых итерациями. Каждая итерация включает свои собственные этапы анализа требований, проектирования, реализации, тестирования, интеграции и завершается созданием работающей системы. Итерационный цикл основывается на постоянном расширении и дополнении системы в процессе нескольких итераций с периодической обратной связью и адаптацией добавляемых модулей к существующему ядру системы. Система постоянно разрастается шаг за шагом, поэтому такой подход называют итерационным и инкрементным. На Рис. 1 показано общее представление RUP в двух измерениях. Горизонтальное измерение представляет время, отражает динамические аспекты процессов и оперирует такими понятиями, как стадии, итерации и контрольные точки. Вертикальное измерение отражает статические аспекты процессов и оперирует такими понятиями, как виды деятельности (технологические операции), рабочие продукты, исполнители и дисциплины (технологические процессы). Рисунок 1. Общее представление RUP
Согласно RUP, ЖЦ ПО разбивается на отдельные циклы, в каждом из которых создается новое поколение продукта. Каждый цикл, в свою очередь, разбивается на четыре последовательные стадии:
Каждая стадия завершается в четко определенной контрольной точке (milestone). В этот момент времени должны достигаться важные результаты и приниматься критически важные решения о дальнейшей разработке. Начальная стадия может принимать множество разных форм. Для крупных проектов начальная стадия может вылиться во всестороннее изучение всех возможностей реализации проекта, которое займет месяцы. Во время начальной стадии вырабатывается бизнес-план проекта - определяется, сколько приблизительно он будет стоить и какой доход принесет. Определяются также границы проекта, и выполняется некоторый начальный анализ для оценки размеров проекта. Результатами начальной стадии являются:
На стадии разработки выявляются более детальные требования к системе, выполняется высокоуровневый анализ предметной области и проектирование для построения базовой архитектуры системы, создается план конструирования и устраняются наиболее рискованные элементы проекта. Результатами стадии разработки являются:
Самым важным результатом стадии разработки является описание базовой архитектуры будущей системы. Эта архитектура включает:
Эта архитектура является основой всей дальнейшей разработки, она служит своего рода проектом для последующих стадий. В дальнейшем неизбежны незначительные изменения в деталях архитектуры, однако, серьезные изменения маловероятны. Стадия разработки занимает около пятой части общей продолжительности проекта. Основными признаками завершения стадии разработки являются два события:
Сущность планирования заключается в определении последовательности итераций конструирования и вариантов использования, реализуемых на каждой итерации. Итерации на стадии конструирования являются одновременно инкрементными и повторяющимися:
Результатом стадии конструирования является продукт, готовый к передаче конечным пользователям. Как минимум, он содержит следующее:
Назначением стадии ввода в действие является передача готового продукта в распоряжение пользователей. Данная стадия включает:
Статический аспект RUP представлен четырьмя основными элементами:
Понятие "роль" (role) определяет поведение и ответственность личности или группы личностей, составляющих проектную команду. Одна личность может играть в проекте много различных ролей. Под видом деятельности конкретного исполнителя понимается единица выполняемой им работы. Вид деятельности (activity) соответствует понятию технологической операции. Он имеет четко определенную цель, обычно выражаемую в терминах получения или модификации некоторых рабочих продуктов (artifacts), таких, как модель, элемент модели, документ, исходный код или план. Каждый вид деятельности связано с конкретной ролью. Продолжительность вида деятельности составляет от нескольких часов до нескольких дней, он обычно выполняется одним исполнителем и порождает только один или весьма небольшое количество рабочих продуктов. Любой вид деятельности должен являться элементом процесса планирования. Примерами видов деятельности могут быть планирование итерации, определение вариантов использования и действующих лиц, выполнение теста на производительность. Каждый вид деятельности сопровождается набором руководств (guidelines), представляющих собой методики выполнения технологических операций. Дисциплина (discipline) соответствует понятию технологического процесса и представляет собой последовательность действий, приводящую к получению значимого результата. В рамках RUP определены шесть основных дисциплин:
и три вспомогательных:
RUP как продукт входит в состав комплекса Rational Suite, причем каждая из перечисленных выше дисциплин поддерживается определенным инструментальным средством комплекса. Физическая реализация RUP представляет собой Web-сайт, включающий следующие компоненты:
Адаптация RUP к потребностям конкретной организации или проекта обеспечивается с помощью Rational Process Workbench (RPW) - специального набора инструментов и шаблонов для настройки и публикации Web-сайтов на основе RUP. RPW поддерживает три основные функции моделирования технологических процессов:
Библиотека элементов процесса содержит текстовую информацию о каждом элементе в модели процесса, все текстовые страницы RUP, а RPW - необходимые шаблоны для создания новых страниц описания. RPW генерирует описание процессов, включающее текст и графику, в виде Web-сайта, соединяя модели процессов и библиотеку описаний в единое целое. RUP опирается на интегрированный комплекс инструментальных средств Rational Suite. Он существует в следующих вариантах:
В состав Rational Suite, кроме самой технологии RUP как продукта, входят следующие компоненты:
Одно из основных инструментальных средств комплекса Rational Rose [9] представляет собой семейство объектно-ориентированных CASE-средств и предназначено для автоматизации процессов анализа и проектирования ПО, а также для генерации кодов на различных языках и выпуска проектной документации. Rational Rose реализует процесс объектно-ориентированного анализа и проектирования ПО, описанный в RUP. В основе работы Rational Rose лежит построение диаграмм и спецификаций UML, определяющих архитектуру системы, ее статические и динамические аспекты. В составе Rational Rose можно выделить шесть основных структурных компонентов: репозиторий, графический интерфейс пользователя, средства просмотра проекта (браузер), средства контроля проекта, средства сбора статистики и генератор документов. К ним добавляются генераторы кодов для каждого поддерживаемого языка, состав которых меняется от версии к версии. Репозиторий представляет собой базу данных проекта. Браузер обеспечивает "навигацию" по проекту, в том числе перемещение по иерархиям классов и подсистем, переключение от одного вида диаграмм к другому и т. д. Средства контроля и сбора статистики дают возможность находить и устранять ошибки по мере развития проекта, а не после завершения его описания. Генератор отчетов формирует тексты выходных документов на основе содержащейся в репозитории информации. Средства автоматической генерации кода, используя информацию, содержащуюся в диаграммах классов и компонентов, формируют файлы описаний классов. Создаваемый таким образом скелет программы может быть уточнен путем прямого программирования на соответствующем языке (основные языки, поддерживаемые Rational Rose - С++ и Java). В результате разработки проекта с помощью Rational Rose формируются следующие документы:
Тексты программ являются заготовками для последующей работы программистов. Состав информации, включаемой в программные файлы, определяется либо по умолчанию, либо по усмотрению пользователя. В дальнейшем эти исходные тексты развиваются программистами в полноценные программы. Инструментальное средство Rational XDE представляет собой развитие возможностей Rational Rose в части синхронизации модели и кода (исключающей необходимость прямой и обратной генерации кода). Rational XDE обеспечивает:
Технология OracleМетодическую основу ТС ПО корпорации Oracle (www.oracle.com) составляет метод Oracle (Oracle Method) - комплекс методов, охватывающий большинство процессов ЖЦ ПО. В состав комплекса входят:
Метод CDM оформлен в виде консалтингового продукта CDM Advantage - библиотеки стандартов и руководств (включающего также PJM). Он представляет собой развитие достаточно давно созданного Oracle CASE-Method, известного по использованию CASE-средств фирмы Oracle и книгам Р. Баркера. По существу, CDM является методическим руководством по разработке прикладного ПО с использованием инструментального комплекса Oracle Developer Suite, а сам процесс проектирования и разработки тесно связан с Oracle Designer и Oracle Forms. В соответствии с CDM ЖЦ ПО формируется из определенных этапов (фаз) проекта и процессов, каждый из которых выполняется в течение нескольких этапов (Рис. 2):
На этапе стратегии определяются цели создания системы, приоритеты и ограничения, разрабатывается системная архитектура и составляется план разработки. На этапе анализа строятся модель информационных потребностей (диаграмма "сущность-связь"), диаграмма функциональной иерархии (на основе функциональной декомпозиции системы), матрица перекрестных ссылок и диаграмма потоков данных. На этапе проектирования разрабатывается подробная архитектура системы, проектируются схема реляционной БД и программные модули, устанавливаются перекрестные ссылки между компонентами системы для анализа их взаимного влияния и контроля за изменениями. На этапе реализации создается БД, строятся прикладные системы, производится их тестирование, проверка качества и соответствия требованиям пользователей. Создается системная документация, материалы для обучения и руководства пользователей. На этапах внедрения и эксплуатации анализируются производительность и целостность системы, выполняется поддержка и, при необходимости, модификация системы. Процессы CDM:
Процессы состоят из последовательностей взаимосвязанных задач. CDM предоставляет возможность выбрать требуемый подход к разработке. Это возможно, поскольку каждый процесс базируется на известных зависимостях между задачами одного типа и не зависит от того, на какие этапы будет разбит проект. При определении подхода к разработке оценивается масштаб, степень сложности и критичность будущей системы. При этом учитываются стабильность требований, сложность и количество бизнес-правил, количество автоматически выполняемых функций, разнообразие и количество пользователей, степень взаимодействия с другими системами, критичность приложения для основного бизнес-процесса компании и целый ряд других. В соответствии с этими факторами в CDM выделяются два основных подхода к разработке:
PJM - это определенная дисциплина ведения проекта, позволяющая гарантировать, что цели проекта, четко определенные в его начале, остаются в центре внимания на протяжении всего проекта. В основе PJM лежит метод, ориентированный на выполнение самостоятельных процессов (под процессом понимается набор связанных задач, выполнением которых достигается определенная цель проекта). Так же, как и CDM, метод руководства проектом представляется в виде четко определенной операционной схемы, в которой выделяются процессы, этапы, задачи, результаты решения задач и зависимости между задачами:
Цикл решения задач PJM состоит из отдельных этапов. Количество этапов зависит от выбранного подхода к разработке. Задачи PJM можно распределить внутри каждого процесса по трем группам - задачи планирования, управления и завершения, и по уровням - отнести задачу на уровень проекта или на уровень отдельного этапа. По аналогии с CDM, в PJM предусмотрено широкое использование шаблонов разрабатываемых документов. Комплекс Oracle Developer Suite содержит набор интегрированных средств разработки для быстрого создания приложений. Он включает средства моделирования, программирования на Java, разработки компонентов, бизнес-анализа и составления отчетов. Все эти средства используют общие ресурсы, что позволяет совместно работать над одним проектом группе разработчиков. Oracle Developer Suite интегрирован с Oracle Database и Oracle Application Server, образуя единую платформу для создания и установки приложений. Oracle Developer Suite поддерживает стандарты J2EE: Enterprise Java Beans (EJB), сервлеты и страницы JavaServer (JSP). В него также входят анализатор XML, процессор XSLT, процессор схем XML и XSQL-сервлет для разработки XML-приложений. В Oracle Developer Suite встроена поддержка языка UML для разработки приложений на основе моделей. Модели хранятся в общем репозитории Oracle, который предназначен для поддержки больших коллективов разработчиков. Oracle Developer Suite включает в себя:
CASE-средство Oracle Designer является интегрированным средством, обеспечивающим в совокупности со средствами разработки приложений поддержку ЖЦ ПО. Oracle Designer представляет собой семейство методов и поддерживающих их программных продуктов. Базовый метод Oracle Designer (CDM) - структурный метод проектирования систем, охватывающий полностью все стадии ЖЦ ПО. Версия Oracle Designer для объектно-реляционной СУБД Oracle содержит также расширение в виде средств объектного моделирования, базирующихся на стандарте UML. Oracle Designer обеспечивает графический интерфейс при разработке различных моделей (диаграмм) предметной области. В процессе построения моделей информация о них заносится в репозиторий. В состав Oracle Designer входят следующие компоненты:
Репозиторий Oracle Designer представляет собой хранилище всех проектных данных и может работать в многопользовательском режиме, обеспечивая параллельное обновление информации несколькими разработчиками. В процессе проектирования автоматически поддерживаются перекрестные ссылки между объектами словаря и могут генерироваться более 70 стандартных отчетов о моделируемой предметной области. Физическая среда хранения репозитория - база данных Oracle. Технология BorlandКомпания Borland (www.borland.com) в результате развития собственных разработок и приобретения целого ряда компаний представила интегрированный комплекс инструментальных средств, реализующих управление полным жизненным циклом приложений (Application Life Cycle Management, ALM). В соответствии с технологией Borland процесс создания ПО включает в себя пять основных этапов:
Выполнение всех этапов координируется процессом управления конфигурацией и изменениями. Определение требований реализуется с помощью системы управления требованиями CaliberRM, которая стала частью семейства продуктов Borland в результате покупки компании Starbase. CaliberRM сохраняет требования в базе данных, документы с их описанием создаются с помощью встроенного механизма генерации документов MS Word на базе заданных шаблонов. Система обеспечивает экспорт данных в таблицы MS Access и импорт из MS Word. CaliberRM поддерживает различные методы визуализации зависимостей между требованиями, с помощью которых пользователь может ограничить область анализа, необходимого в случае изменения того или иного требования. Имеется модуль, который использует данные требования для оценки трудозатрат, рисков и расходов, связанных с реализацией требований. Средство анализа и проектирования Together ControlCenter [8] разработано компанией TogetherSoft. В основе его применения лежит один из вариантов подхода "Быстрой разработки ПО" под названием Feature Driven Development (FDD) [18]. Together ControlCenter - интегрированная среда проектирования и разработки, поддерживающая визуальное моделирование на UML с последующим написанием приложений для платформ J2EE (Java) и .Net (С#, C++ и Visual Basic). Кроме базовой версии, имеется уменьшенный вариант системы для индивидуальных разработчиков и небольших групп (Together Solo), а также редакции для платформы IBM WebSphere и среды разработки Jbuilder. В системе реализована технология LiveSource, которая обеспечивает синхронизацию между проектом приложения и изменениями - при внесении изменений в исходные тексты меняется модель программы, а при изменении модели надлежащим образом изменяется текст на языке программирования. Это исключает необходимость вручную модифицировать модель или переписывать код. Контроль версий осуществляется благодаря функциональной интеграции Together и системы StarTeam. Поддерживается также интеграция с системой управления конфигурацией Rational ClearCase. Инструментальные средства тестирования появилась в составе комплекса Borland в результате покупки компании Optimizeit. К ним относятся Optimizeit Suite 5, Optimizeit Profiler for .NET и Optimizeit ServerTrace. Первые две системы позволяют выявить потенциальные проблемы использования аппаратных ресурсов - памяти и процессорных мощностей на платформах J2EE и .Net соответственно. Интеграция Optimizeit Suite 5 в среду разработки Jbuilder, а Optimizeit Profiler - в C#Builder и Visual Basic .Net позволяет проводить контрольные испытания приложений по мере разработки и ликвидировать узкие места производительности. Система Optimizeit ServerTrace предназначена для управления производительностью серверных J2EE-приложений с точки зрения достижения заданного уровня обслуживания и сбора контрольных данных по виртуальным Java-машинам. Сущность концепции ALM сосредоточена в системе управления конфигурацией и изменениями: именно она объединяет основные фазы ЖЦ ПО. Такой системой является StarTeam, разработанная компанией Starbase. Она выполняет функции контроля версий, управления изменениями, отслеживания дефектов, управления требованиями (в интеграции с CaliberRM), управления потоком задач и управления проектом. StarTeam совместима с интерфейсом Microsoft Source Code Control и интегрируется с любой системой разработки, которая поддерживает этот API. Кроме того, в системе реализованы средства интеграции со средствами разработки и моделирования Together, JBuilder, Delphi, C++Builder и C#Builder. В технологии Borland выделяется три уровня интеграции. Функциональная (touch-point) интеграция позволяет обратиться из одной системы к функциям другой, выбрав соответствующий пункт меню. Например, интерфейс управления изменениями StarTeam непосредственно отображается в системах Together, C#Builder и Visual Studio .Net. Такая интеграция дает возможность разделять информацию между системами, но не обеспечивает единого рабочего пространства, вынуждает пользователя переключать окна и приводит к дублированию процессов управления структурой проекта. Встроенная (embedded) интеграция обеспечивает работу с одной системой непосредственно в среде другой. Например, не выходя из среды разработки Jbuilder, можно просматривать графики производительности, которые создает система Optimizeit. Самый высокий уровень интеграции - синергетический (synergistic), позволяющий сочетать функции двух различных продуктов незаметно для разработчиков. Для большинства продуктов Borland и других поставщиков синергетическая интеграция пока остается делом будущего, однако ее принципы уже начинают реализовываться. Технология Computer AssociatesКомпания Computer Associates (www.ca.com) предлагает комплексы инструментальных средств поддержки различных процессов ЖЦ ПО:
CASE-средства ERwin и BPwin были разработаны фирмой Logic Works, которая в 1998 году вошла в состав PLATINUM Technology, а затем Computer Associates. BPwin - средство моделирования бизнес-процессов, реализующее метод IDEF0, а также поддерживающее диаграммы потоков данных и IDEF3. В процессе моделирования BPwin позволяет переключиться с нотации IDEF0 на любой ветви модели на нотацию IDEF3 или DFD и создать смешанную модель. BPwin поддерживает функционально-стоимостной анализ (ABC). Семейство продуктов ERwin представляет собой набор средств концептуального моделирования данных, использующих метод IDEF1X. ERwin реализует проектирование схемы БД, генерацию ее описания на языке целевой СУБД (Oracle, Sybase, DB2, Microsoft SQL Server и др.) и реверсный инжиниринг существующей БД. ERwin выпускается в нескольких конфигурациях, ориентированных на наиболее распространенные средства разработки приложений. Для управления групповой разработкой используется средство Model Mart, обеспечивающее многопользовательский доступ к моделям, созданным с помощью ERwin и BPwin. Модели хранятся на центральном сервере и доступны для всех участников группы проектирования. Model Mart удовлетворяет ряду требований, предъявляемым к средствам управления разработкой крупных систем, а именно:
ЗаключениеПо прогнозам IDC [26], рынок ТС ПО, испытавший определенный кризис в 2002 году, в ближайшее пятилетие ожидает устойчивый рост в среднем на 6,3% в год. Определяющим фактором для развития этой тенденции является стремление компаний-разработчиков повысить продуктивность своей работы, сократить сроки вывода новых продуктов на рынок, контролировать расходы и быстро получать отдачу от инвестиций. Достижению этих целей способствует использование сред разработки, позволяющих снизить сложность процессов создания ПО, увеличить их эффективность, уменьшить затраты на разработку и максимально использовать потенциал новых технологий. Аналитики сходятся на том, что основное направление развития инструментальных средств - их сквозная интеграция, переход от частично интегрированных средств к интегрированным комплексам, объединяющим возможности управления требованиями, моделирования, разработки, тестирования, управления конфигурацией и изменениями и развертывания приложений. В ближайшие годы такие комплексы, помимо перечисленных возможностей будут включать в себя средства управления потоками работ и проектами. Рынок таких инструментальных средств ожидает глобальная консолидация, обещающая принести значительные выгоды разработчикам. В то же время проблема обоснованного выбора и эффективного применения ТС ПО в крупномасштабных проектах остается актуальной. Невозможно достичь удовлетворительных результатов от применения даже самых совершенных технологий, если они применяются бессистемно, разработчики не обладают необходимой квалификацией для работы с ними, и сам проект выполняется и управляется хаотически. Систематический, обоснованный подход к выбору и применению ТС ПО может сократить время и повысить качество разработки ПО, обеспечить высокую степень его независимости от конкретных разработчиков, а также снизить затраты на разработку и сопровождение ПО. |
 | |||||||||
| |||||||||
|
CITForum © 1997–2025