n1

1.3.2.Итерационная модель жизненного цикла ... 65

1.4.Сертификация и оценка процессов создания ПО 72

1.4.1.Понятие зрелости процессов создания ПО.

3.2.5. Пример использования процессного подхода 234

3.3.Объектно-ориентированный подход к моделиро­

6.3.1.Теоретические (математические) модели ... 448

6.3.2.Статистические (регрессионные) модели ... 450

6.4.Методика оценки трудоемкости разработки ПО на основе вариантов использования (по материалам

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель учебника — введение в современные методы и средства проектиро­ вания программного обеспечения информационных систем (ПО ИС), осно­ ванные на международных стандартах и использовании CASE-технологии, а также формирование навыков их самостоятельного практического приме­ нения. При отборе материала автор стремился к следующему:

•осветить с системных позиций основные направления, существующие в области инженерного проектирования ПО или профаммной инже­ нерии, не углубляясь в их детали, с тем чтобы сформировать у читате­ ля целостное представление о данной области (в противном случае учебник мог бы превратиться в многотомную энциклопедию);

•заполнить пробел, имеющийся в отечественной учебной литературе по программной инженерии;

•учесть официально утвержденные и признанные де-факто междуна­ родные и отечественные стандарты в области профаммной инжене­ рии и прежде всего стандарт ISO 12207 «Процессы жизненного цикла ПО», на котором базируются почти все современные промышленные технологии создания ПО;

•рассмотреть современное состояние развития CASE-средств и про­ мышленных технологий проектирования ПО.

В новом издании на основе опыта, накопленного автором в учебном процессе, а также новых материалов, появившихся с момента выпуска пер­ вого издания учебников 2002 и 2003 п, существенно пересмотрено и допол­ нено описание методов объектно-ориентированного анализа и проектиро­ вания ПО, добавлены новые разделы и примеры, изменена сфуктура.

Учебник подготовлен в соответствии с Государственным образователь­ ным стандартом по специальности 351400 «Прикладная информатика», но может быть использован также студентами и преподавателями других спе­ циальностей, связанными с проектированием информационных систем и профаммного обеспечения, в частности 351500 «Математическое обеспече­ ние и админисфирование информационных систем» и 010200 «Прикладная математика и информатика». Он состоит из введения и семи глав.

Во введении рассмафиваются основные проблемы современных проек­ тов, причины их возникновения и способы разрешения.

В главе 1 описываются процессы и модели жизненного цикла (ЖЦ) ПО, модель оценки зрелости процессов создания ПО СММ и уровни зрелости

8 Предисловие

процессов создания ПО. В качестве примеров процессов рассмотрены уп­ равление требованиями и управление конфигурацией ПО.

Глава 2 посвящена методическим аспектам проектирования ПО. Рас­ сматриваются общие принципы проектирования систем, структурный и объектно-ориентированный подходы к анализу и проектированию ПО, унифицированный язык моделирования UML.

В главе 3 даны описание моделирования бизнес-процессов и специфи­ кации требований к ПО. Представлены различные подходы к моделирова­ нию бизнес-процессов — структурные методы (диафаммы потоков данных, метод ARIS) и объектно-ориентированный подход к моделированию биз­ нес-процессов с использованием языка UML, а в главе 4 — методы анализа и проектирования ПО на основе структурного и объектно-ориентированно­ го подхода.

Основная часть материала третьей и четвертой глав построена на методи­ ческой базе одной из наиболее развитых современных технологий Rational Unified Process, ее применение иллюстрируется на примере учебного проекта.

Глава 5 посвящена технологиям создания ПО. Приводится система по­ нятий, описывающих технологию создания ПО, состав компонентов техно­ логии, требования, предъявляемые к технологии, факторы выбора техноло­ гии и пример технологии Rational Unified Process.

Вглаве 6 рассматриваются различные методы и стандартные метрики, применяемые для оценки трудоемкости создания ПО.

Вглаве 7 обсуждаются особенности управления современными проек­ тами создания ПО в условиях жестких ресурсных ограничений.

Вконце книги даются дополнительная литература, краткий словарь тер­ минов и список основных сокращений.

Подготовка второго издания учебника во многом стала возможной бла­ годаря той положительной реакции, которую я получал от своих многочис­ ленных слущателей — специалистов различных организаций России и ближ­ него зарубежья, а также студентов факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ.

Автор выражает также глубокую благодарность рецензентам — профес­ сору Георгию Николаевичу Калянову и доценту Алексею Алексеевичу Соро­ кину, взявщим на себя труд прочитать рукопись и сделавшим ряд конструк­ тивных замечаний. Я благодарен своей семье — жене Марине и дочери Алек­ сандре за поддержку и терпение, которое они проявили в период написания книги.

ВВЕДЕНИЕ

Прочитав введение, вы узнаете:

•Что представляет собой системный подход к проектированию программного обеспечения.

•В чем заключаются основные особенности и проблемы проек­ тов современных систем программного обеспечения.

•Каковы современные тенденции в программной инженерии.

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПО

Методологическую основу проектирования ПО составляет системный подход. Под словом «система» понимается совокуп­ ность взаимодействующих компонентов и взаимосвязей между ними. Весь мир можно рассматривать как сложную взаимосвя­ занную совокупность естественных и искусственных систем. Это могут быть достаточно сложные системы (например, планеты в составе Солнечной системы), системы средней сложности (кос­ мический корабль) или сверхсложные системы (системы молеку­ лярных взаимодействий в живых организмах). Искусственные системы, к которым относится ПО, по своей сложности, как пра­ вило, занимают среднее положение. Например, всемирная теле­ фонная сеть содержит десятки или даже сотни тысяч переключа­ телей, однако количество взаимодействий этих переключателей не идет ни в какое сравнение с количеством взаимодействий мо­ лекул даже в небольшом стакане воды. С точки зрения общей те­ ории систем такие системы обычно рассматриваются как систе­ мы средней сложности.

Системный подход — это методология исследования объектов любой природы как систем, которая ориентирована на:

•раскрытие целостности объекта и обеспечивающих его ме­ ханизмов;

•выявление многообразных типов связей объекта;

•сведение этих связей в единую картину.

Системный подход реализует представление сложного объек­ та в виде иерархической системы взаимосвязанных жо^^лей, поз­ воляющих фиксировать целостные свойства объекта, его струк­ туру и динамику.

ПО как система, в свою очередь, является подсистемой неко­ торой информационной системы (ИС). По определению стан­ дарта специальности 351400 «Прикладная информатика», инфор­ мационная система — это совокупность:

•функциональных и информационных процессов конкрет­ ной предметной области;

•средств и методов сбора, хранения, анализа, обработки и пе­ редачи информации, зависящих от специфики области при­ менения;

•методов управления процессами решения функциональных задач, а также информационными, материальными и де­ нежными потоками в предметной области.

С другой стороны, ориентируясь на различные международ­ ные стандарты, ИС можно определить как совокупность следую­ щих составных частей:

•система баз данных (база данных (БД) вместе с системой уп­ равления базами данных (СУБД));

•прикладное программное обеспечение;

•персонал;

•организационно-методическое (нормативное) обеспечение;

•технические средства.

Такая ИС функционирует: на конкретном уровне мирового хозяйства, в муниципальных, государственных, негосударствен­ ных и международных организациях различного назначения; в органах управления, министерствах, ведомствах и подчиненных им организациях; в экономических, банковских, налоговых уч­ реждениях; на предприятиях различной организационно-право­ вой формы; в различных отраслях хозяйства страны или региона.

Программное обеспечение, в свою очередь, определяется как набор компьютерных программ, процедур и, возможно, связан­ ной с ними документации и данных.

По определению Института управления проектами (Project Management Institute, PMI), проект — это временное предприя­ тие, осуществляемое с целью создания уникального продукта или услуги. В любой инженерной дисциплине под проектированием обычно понимается некий унифицированный подход, с по-