Липаев В.В. Программная инженерия

Лекция 16. Управление конфигурацией в жизненном цикле программных средств

чем сообщается пользователю, и информация о дефекте снимается с учета. Если ошибка подтверждена на версии пользователя, то возможно, что эта версия была неправильно адаптирована к условиям применения. Для про­ верки может быть полезным повторение адаптации и повторное тестиро­ вание новой адаптированной версии. Тестирование новой адаптированной версии может подтверждать проявление ошибки, о которой информиро­ вал пользователь, и тогда ошибка регистрируется для последующего ана­ лиза и устранения. Если ошибка не подтверждается, то регистрируется неправильная адаптация версии пользователем и уточняется причина не­ корректной адаптации.

Многие предприятия для взаимодействия с их пользователями орга­ низуют так называемые «горячие линии» консультаций при затруднениях с некоторыми процедурами применения ПС. Эти консультации позволяют оперативно проводить первичную селекцию претензий пользователей к приобретенным, адаптированным и эксплуатируемым версиям программ­ ного продукта, обусловленных их некомпетентностью или недостатками эксплуатационной документации. Некоторые претензии могут иметь при­ чиной попытки применения ПС за пределами условий, допускаемых до­ кументацией, и являются некорректными расширениями технических тре­ бований и спецификаций, что может разъясняться при консультациях. В результате оперативных консультаций выделяются правомочные пре­ тензии, которые являются следствиями дефектов поставляемых программ­ ных продуктов или их адаптации к характеристикам среды пользователей. По всем запросам пользователи должны оперативно получать конкретные компетентные рекомендации для преодоления возникших затруднений. Кроме того, по «горячей линии» могут поступать полезные предложения или идеи на совершенствование функций или повышение характеристик качества ПС, которые подлежат анализу и подготовке решений.

Идеи небольших корректировок программ целесообразно накапливать отдельно от предложений по существенному совершенствованию систе­ мы. Таким образом, последовательно формируется документ — описание

выявленных дефектов и предложений по корректировке ПС и компо­ нентов, содержащий исходные данные для планирования доработок в процессе сопровождения:

— выявленные дефекты и ошибки в программах и данных;

530

16.2. Этапы и процедуры при управлении конфигурацией программных средств

—предложения по совершенствованию функций и улучшению ка­ чества эксплуатируемых версий программ;

—идеи и предполагаемая экономическая эффективность коренной модернизации и расширения функций ПС или его компонентов.

Ошибки и предложения по корректировке программ первоначально селектируются специалистами по компонентам ПС и анализируются сове­ том конфигурационного управления по их влиянию на качество функцио­ нирования комплекса программ и по затратам на осуществление измене­ ний. Приоритетность каждого предлагаемого изменения программ це­ лесообразно оценивать по следующим критериям:

—насколько данное изменение может улучшить эксплуатационные характеристики ПС в целом;

—каковы затраты на выполнение корректировок при создании новой базовой версии и их распространение пользователям;

—возможно ли и насколько сильно влияние изменений на функци­ ональные характеристики остальных компонентов версии ПС;

—какова срочность извещения пользователя о разработанной кор­ ректировке и целесообразно ли ее распространять до подготовки очеред­ ной базовой версии;

—для какого числа пользователей может быть полезно данное изме­

нение;

—как данное изменение отразится на эксплуатации пользователями предыдущих версий;

—насколько подготовка и оперативное внедрение данного измене­ ния может отразиться на сроках создания очередной базовой версии про­ граммного продукта.

Для повышения качества новых версий руководитель и совет кон­ фигурационного управления анализируют все предлагаемые изменения и выделяют из них целесообразные для анализа возможного использования

вочередной версии (см. рис. 16.2). При выделении изменений приходится решать оптимизационную задачу по оценке и сопоставлению ущерба от того, что изменение не проведено и не повышается соответственно каче­ ство функционирования ПС, с затратами ресурсов на проведение измене­ ний и возможным ущербом, если они содержат дефекты. Селекция прово­ димых изменений в версиях сложных ПС требует формализации анализа

531

Лекция 16. Управление конфигурацией в жизненном цикле программных средств

ЭТОГО процесса и документирования предполагаемых и утвержденных из­ менений.

Всовете конфигурационного управления сосредоточивается инфор­ мация для планирования основных операций по доработке и выпуску оче­ редных версий ПС. Специалисты должны оценивать степень срочности исправления ошибок и проведения модернизаций, а также выявлять усло­ вия, позволяющие достаточно полноценно эксплуатировать программы до выполнения всех запланированных изменений при выпуске очередной вер­ сии. Кроме того, специалистам группы управления конфигурацией необ­ ходима «дипломатическая» квалификация для того, чтобы убеждать пользо­ вателей до выпуска очередной версии некоторое время использовать ПС без проведения изменений, возможно, с некоторыми ограничениями или видоизменениями функций.

Впроцессе разработки (п + 1)-й базовой версии ПС используются вновь разработанные компоненты и версии i-x компонентов и модулей, переписываемых из предыдущей п-й версии. После внесения изменений из этих компонентов образуются у-е версии для комплексирования функ­ циональных групп программ, которые после автономного тестирования объединяются в (« + 1)-ю версию ПС для квалификационного тестирова­ ния, испытания и документального оформления. При корректировках ком­ понентов, групп программ и версий ПС все процедуры выполняются с

учетом ограничений права доступа каждого специалиста к реализации соответствующих изменений (см. табл. 16.1). Все версии разработчиков должны сопровождаться дубликатами, которые эпизодически тестируют­ ся на соответствие основной версии разработчика модификаций на дан­ ном уровне. При выявлении отклонения дубликата от основной версии разработчика тестирование продолжается до установления места и причи­ ны различия. После этого осуществляется корректировка дубликата или основной версии до абсолютного совпадения.

Корректировку компонентов и сборку очередной базовой версии про­ изводят специалисты, ответственные за интеграцию, по возможности, с привлечением разработчиков предыдущих версий. Пользователи в этих работах не участвуют, но могут привлекаться для предварительного испы­ тания и уточнения целей корректировок (Альфа-тестирование). Процесс проведения изменений должен поддерживаться средствами автоматиза­ ции конфигурационного управления и обеспечения защиты от несанкцио-

532

16.2. Этапы и процедуры при управлении конфигурацией программных средств

нированного доступа к корректируемым компонентам на последователь­ ных этапах выполнения изменений. Каждое разработанное изменение долж­ но документироваться в описании и базе данных предполагаемых коррек­ тировок с указанием содержания, автора, времени и степени срочности.

Для принятых к внедрению изменений разрабатывается план до­ работок программ и определяется конкретный специалист, ответствен­ ный за каждую корректировку программы. Изменения программ могут потребовать либо полной замены модуля или группы программ, либо не­ большого изменения текста программного модуля, описания данных или констант. При полной замене компонентов ПС они подлежат тестиро­ ванию, как все вновь созданные компоненты. Изменения, выделенные и утвержденные уполномоченным лицом для реализации, селектируются по приоритетам на группы:

—срочные изменения, которые должны не только быть внесены в очередную {п + 1)-ю базовую версию ПС, но и сообщены пользователям для оперативной корректировки программ до внедрения очередной офици­ альной версии;

—изменения, которые целесообразно внести в (« + 1)-ю базовую версию с учетом затрат на их реализацию и степени улучшения функций и качества ПС;

—изменения, которые требуют дополнительного анализа целесо­ образности и эффективности их реализации в последующих базовых вер­ сиях и могут пока не внедряться в очередную {п + 1)-ю версию ПС;

—изменения, которые не оправдывают затрат на разработку и вы­ полнение корректировок или практически не влияют на качество и эффек­ тивность ПС и поэтому пока не подлежат реализации.

Эти группы изменений регистрируются в описании и базе данных подготовленных корректировок для последующего использования с ука­ занием специалистов, их подготовивших, и лиц, принявших решение о реализации. Подготовленные и утвержденные предложения на изменения ПС поступают к специалистам, осуществляющим планирование их внесения

вреальные программы, а также разработку и корректировку конкретных компонентов и документов. После выполнения доработок разработчиками компонентов и корректировки документации следует окончательная про­ верка корректности изменений, которая осуществляется специалистами

533

Лекция 16. Управление конфигурацией в жизненном цикле программных средств

по квалификационному тестированию и испытаниям очередной версии ПС (см. рис. 16.2).

Тестирование необходимо сосредоточивать на компонентах, впервые вводимых или значительно модифицируемых в данной версии. Если измене­ ния в программе или в данных невелики, то тестирование обычно можно ограничить компонентами, непосредственно связанными с выполненной корректировкой. При этом следует учитывать, что корректировки про­ грамм в 10—30% случаев сами содержат ошибки и требуют тщательного тестирования не только тех частей, где внесены изменения.

Наличие в сложных программах глубоких межмодульных связей по управлению и по информации вызывают необходимость частичного тес­ тирования тех компонентов и их интерфейсов, где по первому впечатле­ нию корректировки не оказывают влияния. Такие связи зачастую приводят к проявлению дефектов вследствие проведенных изменений и нарушения концептуальной и/или функциональной целостности группы взаимодей­ ствующих программных компонентов и данных. Поэтому регрессионному тестированию необходимо подвергать также некоторые части и интер­ фейсы комплекса программ, которые не подвергались изменениям. Для этого могут использоваться тесты, ранее применявшиеся при испытаниях предыдущей п-й версии. Проверенные, таким образом, изменения регист­ рируются в описании и базе данных утвержденных и проведенных кор­

ректировок для (п + 1)-й базовой версии программного продукта или для срочных извещений пользователям.

Объединение и сборка функциональных компонентов — групп от­ корректированных программ позволяет создать эталон базовой (п + 1)-й версии ПС, подлежащий квалификационному тестированию по полной программе испытаний. При большом количестве выполненных изменений сложность испытаний может приближаться к испытаниям первой базовой версии. Объем тестирования при испытаниях (п + 1)-й базовой версии должен согласовываться между разработчиком, заказчиком или с пользо­ вателями. Результаты испытаний регистрируются в типовых протоколах и в проекте акта о завершении испытаний (п + 1)-й версии. Все проверенные и подтвержденные при испытаниях корректировки программ регистриру­ ются и утверждаются уполномоченным руководителем конфигурационно­ го управления в акте, определяющем завершение подготовки новой базо­ вой версии программного продукта.

534

16.2. Этапы и процедуры при управлении конфигурацией программных средств

Конфигурационная база программного продукта должна быть заре­ гистрирована официально в определенный момент времени и использо­ ваться в качестве отправной точки для контроля за состоянием конфигура­ ции и утвержденными изменениями {п + 1)-й версии. После утверждения конфигурационной базы уполномоченным лицом (и, возможно, заказчиком) оформляются документация и физические носители подлинника {п + 1)-й версии, которые передаются на тиражирование и внедрение у пользова­ телей, а также в архив базовых версий данного проекта программного продукта. Подлинник снабжается техническими условиями и тестами для проверки сохранности и функциональной работоспособности в базе дан­ ных отчетов тиражирования и обеспечения хранения версий ПС. Кроме того, в отчетах должны быть сведения о составе всей документации на версию ПС, основные результаты испытаний и сведения о должностных лицах, утвердивших базовую версию программного продукта.

Пользователям может поставляться копия {п + 1)-й базовой версии для самостоятельной адаптации к характеристикам внешней среды и осо­ бенностям конкретного применения. В этом случае адаптация должна про­ водиться строго по инструкциям разработчика этой версии и должны быть запрещены любые дополнительные изменения за пределами, предписан­ ными документацией. Подобные изменения автоматически снимают га­ рантии разработчика, и ответственность за корректность адаптации возла­ гается на пользователя. Однако возможны ситуации, когда для адаптации требуется особенно высокая квалификация специалистов и ее следует про­ водить в рамках работ по конфигурационному управлению непосредствен­ ными разработчиками базовой версии. Тогда они входят в группу работ коллектива по сопровождению и конфигурационному управлению. В этом случае пользователь должен представить разработчику формализованные исходные данные и характеристики внешней среды, в соответствии с ко­ торыми следует проводить адаптацию. Результаты выполненной адапта­ ции и особенности версий пользователей в крупных, критических инфор­ мационных системах при относительно небольшом тираже целесообразно регистрировать в архиве у разработчиков соответствующей базовой вер­ сии. Ответственность за корректность адаптации в этом случае несет раз­ работчик базовой версии программного продукта.

Для независимого удостоверения достигнутого качества проведен­ ных модификаций в испытанной и утвержденной разработчиком версии

535

Лекция 16. Управление конфигурацией в жизненном цикле программных средств

программного продукта, по заявке разработчика, заказчика или пользова­ телей, она может подвергаться обязательной или добровольной сертифи­ кации (см. лекцию 18). Комплект поставки, состоящий из копии физичес­ ких носителей и эксплуатационной документации, а также применявшие­ ся разработчиками квалификационные тесты и методики испытаний передаются сертификационной лаборатории. При сертификационных ис­ пытаниях допускается расширение набора и параметров тестов, однако в пределах, ограниченных технической документацией на конкретную вер­ сию ПС. Успешно проведенные испытания и полученный сертификат ка­ чества подтверждают соответствие комплекса программ документации, надежность и безопасность применения {п + 1)-й версии до тех пор, пока в нее не будут внесены какие-либо изменения. Сертификат может быть ан­ нулирован при любых, даже внешне незначительных, корректировках вер­ сии программного продукта.

Приведенную схему организации жесткого конфигурационного уп­ равления версиями ПС не всегда можно и целесообразно реализовать пол­ ностью. Наличие срочных исправлений ошибок и запросов пользователей на частичные изменения в эксплуатируемых версиях, а также ряд других причин могут приводить к появлению между п-й и (п + 1)-й базовыми версиями ПС ряда промежуточных пользовательских версий. Для этого, наряду с выпуском очередных, базовых версий, приходится выпускать

временные извещения на исправления выявленных ошибок и на коррек­ тировки^ а также извещения об основных изменениях функций, которые проведены ъ{п + 1)-й версии по сравнению с «-й. В результате у пользова­ теля могут создаваться промежуточные версии, каждая из которых кроме адаптации к характеристикам среды эксплуатации содержит специфиче­ ский набор изменений из состава вводимых в очередную базовую версию ПС.

Появление промежуточных версий у пользователей может сопровож­ даться ошибками, обусловленными опасным разрушением концептуаль­ ной целостности взаимосвязей компонентов ПС, вследствие некоторых противоречивых изменений. Такие ошибки являются следствием того, что корректировки программ для исправления ранее выявленных ошибок и для развития функциональных возможностей {п + 1)-й базовой версии могут быть взаимозависимы и частично альтернативны как непосредствен-

536

16.2. Этапы и процедуры при управлении конфигурацией программных средств

НО, так и через некоторые промежуточные программы и данные, что труд­ но обнаруживать. При подготовке (п + 1)-й версии эти связи между коррек­ тировками могут не проявляться, однако они должны проверяться в про­ цессе комплексного тестирования. В то же время корректность каждого отдельного изменения может автономно не полностью испытываться при подготовке версии для конкретного пользователя. В результате предлагае­ мые пользователями отдельные изменения оказываются между собой не полностью согласованными, что может приводить к ошибкам функциони­ рования версии т-го пользователя. Особое значение синхронизация вы­ полнения изменений ПС приобретает в распределенных системах типа клиент-сервер при наличии центра системы и множества удаленных, взаи­ модействующих клиентов с различными функциями, которые в одно и то же время эксплуатируют различные версии некоторого ПС.

На совет конфигурационного управления дополнительно возлагаются функции выявления связанных изменений и учета эксплуатации промежу­ точных версий с частичными изменениями у пользователей. Вследствие этого для сложных ПС может появляться необходимость конфигурацион­ ного учета и управления не только базовыми — эталонными версиями, но и рядом промежуточных версий пользователей с частичными изменения­ ми. Сложность сопровождения и управления конфигурацией при этом резко возрастает. Поэтому в большинстве случаев целесообразно прини­ мать организационные меры по ограничению числа частных распростра­ няемых изменений между п-й и (^ + 1)-й базовыми версиями в пределах только простейших локальных корректировок ошибок, существенно влия­ ющих на качество конкретных версий ПС. Для предотвращения развала взаимодействия версий клиентских программ в распределенной системе

следует запрещать несанкционированные изменения пользовательских версий ПС, минуя совет конфигурационного управления.

Для эффективной реализации перечисленных процессов представлен­ ная схема организации конфигурационного управления должна быть под­ держана службой и базой данных тиражирования, архивирования и гарантированного хранения всей необходимой информации об объектах, их корректировках, версиях, авторах и их правах на изменения. Эта служ­ ба должна обеспечивать поставку пользователям только утвержденных копий версий ПС и/или их компонентов с полным, адекватным комплектом

537

Лекция 16. Управление конфигурацией в жизненном цикле программных средств

эксплуатационных документов, а также извещений на частные изменения конкретных, ранее приобретенных версий. Для гарантированного сохра­ нения состояния и результатов модификаций программ и обеспечения возможности их анализа на любой стадии проекта, а также отката по истории выполненных корректировок, следует организовать четкую си­ стему хранения и копирования подлинников, дубликатов и копий одного и того же программного продукта и документов. Эта система должна иметь соответствующих руководителей и специалистов, ответственных за пол­ ную сохранность всех результатов истории сопровождения и изменений конфигурации конкретного программного продукта в течение заданного интервала времени.

Для гарантированного сохранения от случайного или преднамерен­ ного разрушения базовой версии ПС в составе коллектива конфигураци­ онного управления должны быть выделены специалисты, ответственные за сохранность подлинников физических носителей и документации ис­ пытанных и утвержденных версий программного продукта. Целесообразно выделять специальный архив с резко ограниченным доступом, в кото­ ром накапливать подлинники базовых версий и дополнительные данные, необходимые для гарантии их сохранности и возможности восстановле­ ния. Для повышения надежности независимо сохраняются все изменения, внесенные в п-ю версию при подготовке {п + 1)-й базовой версии ПС. Благодаря этому в аварийном случае разрушения подлинника, дубликата и всех копий (п + 1)-й версии ПС должна обеспечиваться возможность их восстановление на базе предыдущей версии и зарегистрированных изме­ нений. Кроме того, сохранение изменений в некоторых случаях облегчает обнаружение и локализацию ошибок, которые проявились в (^ + 1)-й версии и отсутствовали в предыдущих версиях.

При переносе базовых версий программного продукта на иные ап­ паратные и/или операционные платформы процедуры изменения управле­ ния конфигурацией должны проводиться в соответствии с планом, кото­ рый включает: извещение пользователей, обучение персонала, предупреж­ дение о проведении и завершении переноса архива, оценивание влияния новой среды и архивирование соответствующих данных. После планиро­ вания переноса пользователям должно быть направлено уведомление о планах и работах по переносу базовых версий ПС и управления конфигу-

538

16.2. Этапы и процедуры при управлении конфигурацией программных средств

рацией на новую платформу. В содержание уведомления должны быть включены: объяснение того, почему прежнюю внешнюю среду УК нельзя больше поддерживать; описание новой аппаратной и операционной среды с указанием даты, с которой она доступна для пользователей; описание других доступных вариантов применения ПС в случае прекращения под­ держки прежней среды УК. Для плавного перехода в новую среду парал­ лельно могут выполняться работы пользователями в прежней и новой среде. В течение этого периода необходимо обучение пользователей для работы с УК и архивом базовых версий программного продукта в новой среде.

Внедрение программного продукта через специализированный ар­ хив предполагает широкие масштабы и промышленный подход к тиражи­ рованию документации и программных средств, к поставке, обслужива­ нию, управлению конфигурацией и сопровождению. Передача ПС в архив завершается приемо-сдаточными испытаниями, которым предшествуют опытная эксплуатация и испытания разработчика. Кроме того, разрабаты­ вается учебно-методический план, подготавливаются учебные пособия, необходимые для обучения массового пользователя на курсах, а также проводится обучение выделенной группы специалистов архива, ответствен­ ных за последующее обучение коллективов пользователей и сопровожде­ ние ПС.

В каждом крупном проекте комплекса программ должен быть орга­ низован регламентированный процесс управления конфигурацией и со­ провождения, обеспечивающий для коллектива специалистов единую сре­ дуразработки, хранения, изменения и утвер:нсдения модификаций, адек­ ватных реальному содержанию объектного кода программ и текстовых данных файлов проекта ПС. Процесс организации и технологического обеспечения УК должен быть ориентирован на слаженную, коллективную работу различных профессионалов, объединенных единой целью развития и модификации требуемого заказчиком комплекса программ с заданными функциями и высоким качеством. Каждый участник проекта в соответ­ ствии со своими функциональными обязанностями должен иметь доступ к необходимой для него корректной информации и ограничен возможнос­ тями обращения к несанкционированным для него данным.

539