3.2. Модели жизненного цикла астпп
Определение 3.2: Под моделью ЖЦ АСТПП понимается структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении ЖЦ. |
Различают четыре основные модели ЖЦ: каскадная модель, каскадная модель с обратной связью, моделью с промежуточным контролем и спиральная модель.
Для разработки несложных однородных систем АСТПП применялся каскадный способ (1955 – 1975 гг.). Его основной характеристикой является разбиение всей разработки на стадии, которые выполнялись строго последовательно (рис.3.3). Каждая стадия завершалась выпуском полного комплекта документации, достаточной для дальнейшей создания системы тем же самым или новым коллективом разработчиков. Такой подход нашел отражение в стандартах по проектированию САПР (ГОСТ 24.601-86 “ Автоматические системы. Стадии создания ”), в котором были выделены следующие стадии
исследование и обоснование создания САПР;
техническое задание;
эскизный проект;
технический проект;
рабочая документация;
изготовление несерийных компонентов комплекса средств автоматизации проектирования;
ввод в действие.
Учитывая сложность систем АСТПП, разработчикам приходилось устранять некоторые недоработки во время ее эксплуатации, что потребовало выполнения стадии “сопровождения”.
Преимущества применения каскадного способа заключается в следующем:
на каждой стадии формировался законченный набор проектной документации, отвечающий требованиям полноты и согласованности;
выполняемые в логической последовательности стадии работ позволяли планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.
Каскадный способ незаменим тогда, когда перед началом разработки системы можно достаточно точно и полно сформулировать все требования к системе, а на этапе проектирования – полностью формализовать решения ее задач. К таким системам относятся расчетные системы, например, расчет размерных цепей, расчет режимов резания.
Но такой способ не эффективен, если перед началом разработки системы требования к ней неточны и неполны. Поэтому, после ввода системы в эксплуатацию, возникает потребность в уточнении требований к системе и повторении процесса проектирования. В этом случае реализуется каскадная модель с обратной связью (1975 – 1980 гг.) (рис.4).
Для большинства систем АСТПП характерно не только размытость требований, но и отсутствие строй формализации решения задач, поэтому возникает потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнения или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс создания системы принимает вид, представленный на рис.5. Такую модель называют “моделью с промежуточным контролем”, в которой межстадийные корректировки обеспечивают большую надежность по сравнению с предыдущей моделью, хотя и увеличивают весь период разработки (1980 – 1990 гг.).
Основным недостатком предыдущих двух моделей является задержка процесса эффективного функционирования системы. Согласование результатов с пользователями выполняется только после завершения стадии или ее отдельного этапа (см. следующий параграф). Требования к разрабатываемой системе “заморожены” в виде технического задания на все время ее создания. Следовательно, пользователи могут дать свои замечания после окончания работ по разработке системы или крупных этапов. Поэтому, в случае неправильных требований или алгоритмов решения задач, пользователи длительное время не имеют возможности повлиять на ход ее разработки.
Для преодоления этого недостатка уже в 80-е годы заказчики и исполнители стали создавать объединенные коллективы для проектирования систем, причем от исполнителей в этот коллектив включались математики, алгоритмисты и программисты, а от заказчиков алгоритмисты и технологи.
Рис.3.1. Каскадная модель жизненного цикла системы АСТПП
Появление потребности
Системный анализ
исследование и обоснование создания САПР
техническое задание
Проектирование
эскизный проект
технический проект
Реализация
рабочий проект
изготовление несерийных компонентов комплекса средств автоматизации проектирования
Программный продукт
Внедрение / ввод в действие
Результат эксплуатации
Сопровождение системы
Уточнение требований
Прекращение эксплуатации системы
Рис3.2. Каскадная модель жизненного цикла системы АСТПП с обратной связью
Появление потребности
Системный анализ
исследование и обоснование создания САПР
техническое задание
Проектирование
эскизный проект
технический проект
Реализация
рабочий проект
изготовление несерийных компонентов комплекса средств автоматизации проектирования
Программный продукт
Внедрение / ввод в действие
Результат эксплуатации
Сопровождение системы
Тиражирование системы
Устранение ошибок
Уточнение, изменение и расширение функций
Рис. 3.3. Модель жизненного цикла системы АСТПП с промежуточным контролем
Это позволило сократить время на ожидание конечного результата, чтобы оценить качество функционирования системы. В дальнейшем была предложена спиральная модель ЖЦ (рис.6), в которой делается упор на анализ и проектирование. На этих этапах реализуемость решений проверяется путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии системы, на ней уточняются требования к проекту и свойства системы, определяется качество функционирования и планируются работы следующего витка спирали. Так постепенно углубляются и конкретизируются детали проекта и создается обоснованный вариант, который доводится до реализации.
Проектирование итерациями отражает спиральный цикл разработки системы. Главная задача – как можно быстрее показать пользователям работоспособный вариант системы или ее части, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований и алгоритмов решения задач. При спиральном способе создания системы процесс разработки переплетается с процессом внедрения, а в некоторых случаях – с процессом проектирования следующей версии системы. Основная проблема спиральной модели – определение момента перехода на проектирование следующей версии системы.