Глава 16. Методы и средства разработки информационных систем

16.1. Жизненный цикл информационных систем

Жизненный цикл информационных систем определяется как период времени, начинающийся с момента принятия решения о необходимости создания ИС и заканчивающийся в момент завершения эксплуатации ИС.

Жизненный цикл информационной системы – это модель создания и эксплуатации информационной системы, отражающая различные ее состояния. Для любой информационной системы ее жизненный цикл включает несколько этапов. Основным нормативным документом, регламентирующим состав процессов жизненного цикла ИС, является международный стандарт ISO/IEC 12207: 1995 «Information Technology – Software Life Cycle Processes» (ISO – International Standard Organization, IEC – International Electrotechnical Commission). Стандарты определяют структуру жизненного цикла, содержащую процессы (совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих входные данные в выходные: каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными от других процессов, и результатами, которые могут передаваться другим процессам; каждый процесс разбивается на набор действий, действия – на набор задач), действия и задачи, которые должны быть выполнены при создании ИС (программного обеспечения, или программного продукта, определяемого как набор программ, или программных компонентов, процедур, связанной с ПО документацией и данными). В России создание программного обеспечения (ОП) регламентировалось стандартами ГОСТ ЕСПД (единой системы программной документации – серия ГОСТ 19.ХХХ). Но эти стандарты ориентированы на разработку небольших программ, создаваемых отдельными программистами. Создание автоматизированных систем (АС), в состав которых входит ПО, регламентируется стандартами ГОСТ 34.602‑89 («Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. …»), ГОСТ 34.601 90, ГОСТ 34.603‑92. Но в этих стандартах также недостаточно отражены процессы создания современных распределенных ИС, функционирующих в неоднородной среде, включающих средства интеграции с внешними системами и т.п., а некоторые положения этих стандартов просто устарели. Поэтому лучше ориентироваться на международные стандарты.

16.1.1. Процессы жизненного цикла ис

В соответствии со стандартом ISO/IEC 12207 все процессы жизненного цикла разделены на три группы:

– основные процессы (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация и сопровождение);

– вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, совместная оценка, аудит, разрешение проблем);

– организационные процессы (управление, создание инфраструктуры, усовершенствование, обучение).

Организация (предприятие) может принять решение о приобретении готового решения или разработке собственной ИС «с нуля».

Процесс приобретения состоит из действий заказчика, приобретающего ПО: инициирования приобретения, подготовки заявочных предложений, подготовки и корректировки договора, надзора за деятельностью поставщика и приемки и завершения работ.

Инициирование приобретения включает следующие задачи: определение информационных потребностей и принятие решения о приобретении, разработке или модификации существующей системы на основе анализа требований к системе, проверка наличия необходимой документации, гарантий, сертификатов, лицензий и гарантий поддержки в случае приобретения ПО; подготовка и утверждение плана приобретения, включающего требования к ИС, «шаблон» договора, ответственность сторон и т.д.

Заявочные предложения должны содержать требования к системе, перечень продуктов, условия соглашения и технические ограничения (например, используемая платформа, среда функционирования). Эти требования отправляются потенциальному поставщику.

Поставщик – организация, которая заключает договор с заказчиком на поставку системы, ПО или на выполнение услуг в сфере информационных технологий на условиях, сформулированных в договоре.

При выборе поставщика предложения возможных поставщиков оцениваются в соответствии с определенными критериями оценки, выполняется анализ предложений поставщиков. Эти задачи служат для подготовки и корректировки договора на основе имеющегося «шаблона», в котором должны быть сформулированы основные положения, оговорены наиболее важные условия. В договор могут быть внесены изменения уже в процессе его выполнения (условия внесения изменений должны оговариваться в самом договоре, или контракте). В договоре же должны быть закреплены действия, предусмотренные в процессах совместной оценки и аудита при надзоре за деятельностью поставщика.

Процесс приемки предусматривает подготовку и выполнение необходимых тестов. Процедуры тестирования, проверки работоспособности системы (порядок ее приемки) также должны быть оговорены в договоре (или приложениях к нему). Завершение работ осуществляется после приемки системы.

Процесс поставки выполняется поставщиком, который рассматривает поступившие заявочные предложения и принимает решение о согласии с выставленными требованиями и условиями.

Поставщик планирует выполнение работ своими силами или с привлечением субподрядчика, планирует управление проектом (его структуру, разграничение ответственности, технические требования и т.д.).

Процесс разработки предусматривает действия и задачи, выполняемые разработчиком (поставщиком). Он охватывает работы по созданию ПО и его компонентов в соответствии с заданными требованиями, включая оформление документации, подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности системы, обучения персонала и т.д.

Традиционно выделяют следующие этапы создания системы, ее эксплуатации:

– анализ требований;

– проектирование;

– кодирование (программирование);

– тестирование и отладка программ;

– эксплуатация и сопровождение.

Для современных корпоративных систем процесс разработки можно разбить на большее число этапов:

– Подготовительная работа, начинающаяся с выбора модели жизненного цикла ИС соответствующей масштабу, значимости и сложности проекта. Дальнейшие действия и задачи зависят от выбранной модели. На данном этапе выбираются и согласовываются стандарты, методы и средства разработки.

– Анализ требований к системе – это определение ее функциональных возможностей, пользовательских требований, требований к надежности и безопасности, к внешним интерфейсам и т.д. Требования определяются исходя из информационных потребностей, критериев реализуемости и возможностей.

– Проектирование архитектуры системы на высоком уровне – определение компонентов ее оборудования, программного обеспечения и операций, выполняемых эксплуатирующим систему персоналом. Архитектура должна соответствовать требованиям, предъявленным к системе, а также принятым проектным стандартам и методам.

– Анализ требований к программному обеспечению предполагает определение следующих характеристик для каждого компонента ПО:

 функциональные возможности (включая среду функционирования и характеристики производительности),

 внешние интерфейсы,

 спецификации надежности и безопасности,

 эргономические требования,

 требования к используемым данным,

 требования к установке и приемке,

 требования к пользовательской документации,

 требования к эксплуатации и сопровождению.

– Проектирование архитектуры ПО включает следующие задачи (для каждого компонента ПО):

 перевод требований к ПО в архитектуру, определяющую на высоком уровне структуру ПО, состав его компонентов,

 разработку и документирование программных интерфейсов ПО и баз данных (БД),

 разработку предварительной версии пользовательской документации,

 разработку и документирование предварительных требований к тестам и плана интеграции ПО.

– Детальное проектирование ПО включает следующие задачи:

 описание компонентов ПО и интерфейсов между ними на более низком (детальном) уровне, достаточном для последующего самостоятельного кодирования и тестирования,

 разработку и документирование детального проекта БД,

 обновление (при необходимости пользовательской документации),

 разработку и документирование требований к тестам и плана тестирования,

 обновление плана интеграции компонентов ПО.

– Кодирование и тестирование ПО охватывает следующие задачи:

 программирование (кодирование) и документирование каждого компонента ПО и БД, а также совокупности тестовых процедур и данных для них,

 тестирование и отладку каждого компонента на соответствие установленным требованиям и документирование результатов каждого теста,

 обновление (при необходимости) пользовательской документации,

 обновление (при необходимости) плана интеграции.

– Интеграция ПО предусматривает сборку разработанных компонентов ПО в соответствии с планом. Для агрегированных компонентов разрабатываются квалификационные требования (наборы критериев или условий, которые должны быть выполнены, чтобы квалифицировать программный продукт как готовый к использованию).

– Квалификационное тестирование выполняет разработчик в присутствии заказчика по всем разделам требований. При этом проверяется соответствие документации требованиям и адекватность ее разработанным компонентам.

– Интеграция системы заключается в сборке всех компонентов ИС (включая ПО и оборудование).

– Квалификационное тестирование системы устанавливает соответствие созданной ИС совокупности всех требований к ней. При этом производится проверка и оформление полного комплекта документации.

– Установка ПО осуществляется в среде и на оборудовании, предусмотренном договором, ее разработчиком. В процессе установки проверяется работоспособность.

– Приемка ПО предусматривает оценку результатов квалификационного тестирования, установки и оценку результатов этих этапов. Выполняется заказчиком с помощью разработчика (поставщика). Разработчик передает систему заказчику в соответствии с договором и обеспечивает обучение персонала и поддержку.

Эксплуатация системы – процесс, который охватывает действия и задачи оператора (т.е. организации, эксплуатирующей систему, это может быть и заказчик). Этот процесс включает подготовительную работу (планирование работ, выполняемых в процессе эксплуатации, установку эксплуатационных стандартов, определение процедур разрешения проблем возникающих в процессе эксплуатации). Кроме того, при вводе в эксплуатацию очередной редакции системы осуществляется эксплуатационное тестирование, после чего ПО передается в эксплуатацию.

Процесс сопровождения предусматривает действия и задачи, выполняемые сопровождающей организацией (возможно, разработчиком). Этот процесс активизируется при необходимости изменения (модификации ПО, его модернизации или адаптации, повышения производительности которые вызваны проблемами или необходимостью настройки на новые условия, изменившиеся требования, необходимостью переноса в другую среду). Изменения в ПО могут вноситься и в целях исправления ошибок. Процесс сопровождения должен гарантировать целостность системы, миграцию имеющихся компонентов ИС в изменившуюся среду.

При модификации ПО, реструктуризации БД должны выполняться те же действия, что и при разработке системы.

Условия сопровождения должны оговариваться договором.

Одним из основных вспомогательных процессов является процесс документирования, предусматривающий формализованное описание информации, создаваемой в течение всего жизненного цикла ИС. Каждый этап жизненного цикла сопровождается разработкой документации (технического задания, эскизного и технического проектов, описания программы, руководств пользователей, программистов, администраторов и т.п.).

Конфигурация ПО – совокупность его функциональных и физических характеристик, установленных в технической документации и реализованных в системе. Управление конфигурацией предполагает применение процедур административного и технического характера для определения состояния компонентов ИС на всем протяжении жизненного цикла, управления модификациями ПО и БД, описания и подготовки отчетов о состоянии компонентов и запросов на модификацию.

Процесс обеспечения качества гарантирует, что ИС и процессы ее жизненного цикла соответствуют заданным критериям, требованиям и утвержденным планам. Под качеством ПО понимается совокупность свойств, которые характеризуют способность ПО удовлетворять заданным требованиям.

Для получения достоверных оценок качества могут использоваться результаты других вспомогательных процессов (верификация, аттестация совместная оценка, аудит и разрешение проблем). В оценках должны участвовать субъекты, независимые от разработчиков ПО.

Организационные процессы предусматривают действия, которые должны выполняться любой стороной, участвующей в создании и эксплуатации ИС.

Процессы жизненного цикла находятся во взаимосвязи. Эти связи включают договорный аспект (договорные отношения между заказчиком и поставщиком (разработчиком), регулируются, в частности, нормативными актами, определяющими авторские права, права на интеллектуальную собственность и т.п.), аспект управления (управление процессами заказчиков, поставщиков, операторов и т.п.), аспект эксплуатации (оператор предоставляет необходимые услуги пользователям), инженерный аспект (разработчик или служба сопровождения решают соответствующие технические задачи, разрабатывая или модифицируя ПО или БД) и аспект поддержки (службы, реализующие вспомогательные процессы, предоставляют необходимые услуги всем остальным участникам работ).