1.4. Жизненный цикл аис

Одним из базовых понятий методологии проектирования АИС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО). ЖЦ ПО — это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации [15].

По аналогии правомерно будет утверждать, что жизненный цикл АИС есть непрерывный процесс с момента принятия решения о необходимости ее создания до полного завершения ее эксплуатации. Продолжительность жизненного цикла современных АИС составляет около 10 лет, что значительно превышает сроки морального и физического старения технических и системных программных средств, используемых при реализации АИС. Поэтому, как правило, в течение ЖЦ системы проводится ее модернизация, после чего все функции системы должны выполняться с не меньшей эффективностью.

Добиться этого на протяжении всего ЖЦ АИС — довольно сложная по ряду объективных и субъективных причин задача, в результате подавляющее большинство проектов АИС внедряется с нарушениями качества, сроков или сметы; почти треть проектов прекращают свое существование незавершенными. По данным Standish Group в 1996 г. 84 % проектов АИС не были завершены в установленные сроки, в 1998 г. это число сократилась до 74 %, после 2000 г. оно не опускается ниже 50 % [19]. Главной причиной такого положения является то, что уровень технологии анализа и проектирования систем, методов и средств управления проектами не соответствует сложности создаваемых систем, которая постоянно возрастает в связи с усложнением и быстрыми изменениями бизнеса [19].

Из мировой практики известно, что затраты на сопровождение прикладного программного обеспечения АИС составляют не менее 70 % его совокупной стоимости на протяжении ЖЦ, поэтому крайне важно еще на проектной стадии предусмотреть необходимые методы и средства сопровождения, включая методы конфигурационного управления.

Процесс проектирования АИС регламентирован следующей документацией (стандартами, методологиями, моделями) [18, 19]:

• ГОСТ 34.601—90 — стандарт на стадии и этапы создания АИС, соответствующие каскадной модели ЖЦ ПО (рассматривается ниже). Приводится описание содержания работ на каждом этапе;

• ISO/IEC 12207:1995 — стандарт на процессы и организацию жизненного цикла; распространяется на все виды заказного программного обеспечения; не содержит описания фаз, стадий и этапов;

• Custom Development Method (методология Oracle) — технологический материал по разработке прикладных АИС, детализированный до уровня заготовок проектных документов в расчете на использование Oracle. Применяется для классической модели ЖЦ (предусмотрены все работы, задачи и этапы), а также для технологий «быстрой разработки» (Fast Track) или «облегченного подхода», рекомендуемых в случае малых проектов;

• Rational Unified Process (методология RUP) — технологический материал по реализации итеративной модели разработки, включающей четыре фазы (цикл разработки): начало, исследование, построение и внедрение. Каждая фаза разбита на этапы (итерации), результатами которых являются версии для внутреннего или внешнего использования. Каждый цикл завершается генерацией очередной версии системы. Если после этого работа над проектом не прекращается, то полученный продукт продолжает развиваться и снова проходит те же фазы. Суть работы в рамках RUP-методологии — создание и сопровождение моделей на базе UML [14];

• Microsoft Solution Framework (методология MSF) — технологический материал по реализации итеративной модели разработки, аналогично RUP включает четыре фазы: анализ, проектирование, разработку, стабилизацию; предполагает использование объектно-ориентированного моделирования. MSF в сравнении с RUP в большей степени ориентирована на разработку бизнес-приложений;

• Extreme Programming (XP) — экстремальное программирование (самая новая среди рассматриваемых методологий); сформировалось в 1996 г. Основой методологии является работа в команде, эффективные коммуникации между заказчиком и исполнителем в течение всего проекта; разработка АИС ведется с использованием последовательно дорабатываемых прототипов.

В качестве определяющего документа на создание и испытания АИС целесообразно рассматривать международный стандарт ISO/IEC 12207, так как ГОСТы серии 34 уже устарели, а ряд этапов ЖЦ АИС представлены недостаточно полно. Стандарт ISO/IEC 12207 в структуре жизненного цикла определяет процессы, которые выполняются при создании ПО АИС. Эти процессы подразделяют на три группы:

1. основные (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация и сопровождение);

2. вспомогательные (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит и решение проблем);

3. организационные (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого жизненного цикла, обучение).

Среди основных процессов жизненного цикла самыми важными являются разработка, эксплуатация и сопровождение. Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами [8, 18, 19].

Разработка АИС включает все работы по созданию про­граммного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями. Этот процесс также предусматривает:

1. оформление проектной и эксплуатационной документации;

2. подготовку материалов, необходимых для тестирования разработанных программных продуктов;

3. разработку материалов, необходимых для обучения персонала.

Как правило, составляющими процесса разработки являются стратегическое планирование, анализ, проектирование и реализация (программирование).

К процессу эксплуатации относятся:

1. конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей;

2. обеспечение пользователей эксплуатационной документацией;

3. обучение персонала.

Основные эксплуатационные работы включают:

1. непосредственно эксплуатацию;

2. локализацию проблем и устранение причин их возникновения;

3. модификацию программного обеспечения;

4. подготовку предложений по совершенствованию системы;

5. развитие и модернизацию системы.

Профессиональное, грамотное сопровождение — необходимое условие решения задач, выполняемых АИС. Службы технической поддержки играют весьма заметную роль в жизни любой АИС. Ошибки на этом этапе могут привести к явным или скрытым финансовым потерям, сопоставимым со стоимостью самой системы.

К предварительным действиям при организации технического обслуживания АИС относятся:

1. выделение наиболее ответственных узлов системы и определение для них критичности простоя (это позволит выделить наиболее критичные составляющие АИС и оптимизировать распределение ресурсов для технического обслуживания);

2. определение задач технического обслуживания и их разделение на внутренние, решаемые силами обслуживающего подразделения, и внешние, решаемые специализированными сервисными организациями (таким образом четко ограничивается круг исполняемых функций и производится распределение ответственности);

3. проведение анализа имеющихся внутренних и внешних ресурсов, необходимых для организации технического обслуживания в рамках описанных задач и разделения компетенции (основные критерии для анализа: наличие гарантии на оборудование, состояние ремонтного фонда, квалификация персонала);

4. подготовка плана организации технического обслуживания с определением этапов исполняемых действий, сроков их исполнения, затрат на этапах, ответственности исполнителей.

Обеспечение качественного технического обслуживания АИС требует привлечения специалистов высокой квалификации, которые в состоянии решать не только ежедневные задачи администрирования, но и быстро восстанавливать работоспособность системы при сбоях и авариях.

В табл. 1.3 ориентировочно приведены описания основных процессов ЖЦ АИС.

Среди вспомогательных процессов одним из главных является управление конфигурацией, которое поддерживает основные процессы жизненного цикла АИС, прежде всего процессы разработки и сопровождения.

Разработка сложных АИС предполагает независимую разработку компонентов системы, что приводит к появлению многих вариантов и версий реализации как отдельных компонентов, так и системы в целом. Таким образом, возникает проблема обеспечения сохранения единой структуры в ходе разработки и модернизации АИС. Управление конфигурацией позволяет организовывать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в различные компоненты АИС на всех стадиях ее ЖЦ [2, 5, 6].

Организационные процессы имеют очень большое значение, так как современные АИС — это большие комплексы, в созда нии и обслуживании которых занято много людей разных специальностей.

Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков, контроля сроков и качества выполнения работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает:

1. выбор методов и инструментальных средств реализации проекта;

2. определение методов описания состояния процесса разработки;

3. разработку методов и средств испытаний созданного программного обеспечения;

4. обучение персонала.

Таблица 1.3. Содержание основных процессов ЖЦ АИС (ISO/IEC 12207)	Результат	Технико-экономическое обоснование внедрения АИС. Техническое задание на АИС. Договор на поставку/разработку. Акты приемки этапов работы. Акт приемо-сдаточных испытаний.	Решение об участии в разработке. Коммерческие предложения/конкурсная заявка. Договор на поставку/разработку. План управления проектом. Реализация/корректировка. Акт приемо-сдаточных испытаний.	Используемая модель ЖЦ, стандарты разработки. План работ. Состав подсистем, компоненты оборудования. Спецификации требования к компонентам ПО. Состав компонентов ПО, интерфейсы с БД, план ин­теграции ПО. Проект БД, спецификации интерфейсов между ком­понентами ПО, требования к тестам. Тесты модулей ПО, акты автономного тестирования. Оценка соответствия комплекса ПО требованиям ТЗ. Оценка соответствия ПО, БД, технического комплек­са и комплекта документации требованиям ТЗ.
	Вход	Решение о начале работ по внедре­нию АИС. Результаты обследования деятель­ности заказчика. Результаты анализа рынка АИС/тен­дера. План поставки/разработки. Комплексный тест АИС.	Техническое задание на АИС. Решение руководства об участии в разработке. Результаты тендера. Техническое задание на АИС. План управления проектом. Разработанная АИС и документация.	Техническое задание на АИС. Техническое задание на АИС, мо­дель ЖЦ. Техническое задание на АИС. Подсистемы АИС. Спецификации требования к компо­нентам ПО. Архитектура ПО. Материалы детального проектиро­вания ПО. План интеграции ПО, тесты. Архитектура ИС, ПО, документация на ИС, тесты
	Действия	Инициирование. Подготовка заявочных предло­жений. Подготовка договора. Контропь деятепьности постав­щика. Приемка АИС.	Инициирование. Ответ на заявочные предложения. Подготовка договора. Планирование исполнения. Поставка АИС.	Подготовка. Анализ требований к АИС. Проектирование архитектуры АИС. Разработка требований к ПО. Проектирование архитектуры ПО. Детальное проектирование ПО. Кодирование и тестирование ПО. Интеграция ПО и квалификацион­ное тестирование ПО. Интеграция ИС и квалификацион­ное тестирование АИС.
	Процесс (исполнитель процесса)	Приобретение (заказчик)	Поставка (разработчик АИС)	Разработка (разработчик АИС)

Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования компонентов АИС.

Верификация — процесс определения соответствия текущего состояния разработки, достигнутого на данном этапе, требованиям этого этапа.

Проверка — процесс определения соответствия параметров разработки исходным требованиям. Проверка отчасти совпадает с тестированием, которое проводится для определения различий между действительными и ожидаемыми результатами, а также для оценки соответствия характеристик АИС исходным требованиям.

Для поддержки практического применения стандарта ISO/IEC 12207 разработаны технологические документы: Руководство для ISO/IEC 12207 (ISO/IEC TR 15271:1998 Information technology — Guide for ISO/IEC 12207) и Руководство по применению ISO/IEC 12207 к управлению проектами (ISO/IEC TR 16326:1999 Software engineering — Guide for the application of ISO/IEC 12207 to project management).

В 2002 г. был опубликован стандарт на процессы ЖЦ автоматизированных систем (ISO/IEC 15288 System life cycle processes). В разработке стандарта участвовали специалисты из различных областей деятельности; учитывался практический опыт создания систем в правительственных, коммерческих, военных и академических организациях. Согласно стандарту ISO/IEC серии 15288 в структуру ЖЦ включены следующие группы процессов.

1. Договорные процессы:

1. приобретение (внутренние решения или решения внешнего поставщика);

2. поставка (внутренние решения или решения внешнего поставщика).

2. Процессы предприятия:

1. управление окружающей средой предприятия;

2. инвестиционное управление;

3. управление ЖЦ ИС;

4. управление ресурсами;

5. управление качеством.

3. Проектные процессы:

1. планирование проекта;

2. оценка проекта;

3. контроль проекта;

4. управление рисками;

5. управление конфигурацией;

6. управление информационными потоками;

7. принятие решений.