Методология - это система принципов, а также совокупность идей, понятий, методов, способов и средств, определяющих стиль разработки программного обеспечения.

Методология - это реализация стандарта. Сами стандарты лишь говорят о том, что должно быть, оставляя свободу выбора и адаптации.

Конкретные вещи реализуется через выбранную методологию. Именно она определяет, как будет выполняться разработка. Существует много успешных методологий создания программного обеспечения. Выбор конкретной методологии зависит от размера команды, от специфики и сложности проекта, от стабильности и зрелости процессов в компании и от личных качеств сотрудников.

Методологии представляют собой ядро теории управления разработкой программного обеспечения. К существующей классификации в зависимости от используемой в ней модели жизненного цикла (водопадные и итерационные методологии) добавилась более общая классификация на прогнозируемы и адаптивные методологии.

Прогнозируемые методологии фокусируются на детальном планировании будущего. Известны запланированные задачи и ресурсы на весь срок проекта. Команда с трудом реагирует на возможные изменения. План оптимизирован исходя из состава работ и существующих требований. Изменение требований может привести к существенному изменению плана, а также дизайна проекта. Часто создается специальный комитет по «управлению изменениями», чтобы в проекте учитывались только самые важные требования.

Адаптивные методологии нацелены на преодоление ожидаемой неполноты требований и их постоянного изменения. Когда меняются требования, команда разработчиков тоже меняется. Команда, участвующая в адаптивной разработке, с трудом может предсказать будущее проекта. Существует точный план лишь на ближайшее время. Более удаленные во времени планы существуют лишь как декларации о целях проекта, ожидаемых затратах и результатах.

SCRUM - методология, предназначенная для небольших команд (до 10 человек). Весь проект делится на итерации (спринты) продолжительностью 30 дней каждый. Выбирается список функций системы, которые планируется реализовать в течение следующего спринта. Самые важные условия - неизменность выбранных функций во время выполнения одной итерации и строгое соблюдение сроков выпуска очередного релиза, даже если к его выпуску не удастся реализовать весь запланированный функционал. Руководитель разработки проводит ежедневные 20 минутные совещания, которые так и называют - scrum, результатом которых является определение функции системы, реализованных за предыдущий день, возникшие сложности и план на следующий день. Такие совещания позволяют постоянно отслеживать ход проекта, быстро выявлять возникшие проблемы и оперативно на них реагировать.

KANBAN – гибкая методология разработки программного обеспечения, ориентированная на задачи.

• Основные правила:
• визуализация разработки:
  • разделение работы на задачи;
  • использование отметок о положение задачи в разработке;
• ограничение работ, выполняющихся одновременно, на каждом этапе разработки;
• измерение времени цикла (среднее время на выполнение одной задачи) и оптимизация процесса.

Преимущества KANBAN:

• уменьшение числа параллельно выполняемых задач значительно уменьшает время выполнения каждой отдельной задачи;
• быстрое выявление проблемных задач;
• вычисление времени на выполнение усредненной задачи.

DYNAMIC SYSTEM DEVELOPMENT METHOD появился в результате работы консорциум из 17 английских компаний. Целая организация занимается разработкой пособий по этой методологии, организацией учебных курсов, программ аккредитации и т.п. Кроме того, ценность DSDM имеет денежный эквивалент.

Все начинается с изучения осуществимости программы и области ее применения. В первом случае, вы пытаетесь понять, подходит ли DSDM для данного проекта. Изучать область применения программы предполагается на короткой серии семинаров, где программисты узнают о той сфере бизнеса, для которой им предстоит работать. Здесь же обсуждаются основные положения, касающиеся архитектуры будущей системы и план проекта.

Далее процесс делится на три взаимосвязанных цикла: цикл функциональной модели отвечает за создание аналитической документации и прототипов, цикл проектирования и конструирования - за приведение системы в рабочее состояние, и наконец, последний цикл - цикл реализации - обеспечивает развертывание программной системы.

Базовые принципы, на которых строится DSDM, это активное взаимодействие с пользователями, частые выпуски версий, самостоятельность разработчиков в принятии решений и тестирование в течение всего цикла работ. Как и большинство других гибких методологий, DSDM использует короткие итерации, продолжительностью от двух до шести недель каждая. Особый упор делается на высоком качестве работы и адаптируемости к изменениям в требованиях.

MICROSOFT SOLUTIONS FRAMEWORK - методология разработки программного обеспечения, предложенная корпорацией Microsoft. MSF опирается на практический опыт Microsoft и описывает управление людьми и рабочими процессами в процессе разработки решения.
Базовые концепции и принципы модели процессов MSF:

• единое видение проекта - все заинтересованные лица и просто участники проекта должны чётко представлять конечный результат, всем должна быть понятна цель проекта;
• управление компромиссами - поиск компромиссов между ресурсами проекта, календарным графиком и реализуемыми возможностями;
• гибкость – готовность к изменяющимся проектным условиям;
• концентрация на бизнес-приоритетах - сосредоточенность на той отдаче и выгоде, которую ожидает получить потребитель решения;
• поощрение свободного общения внутри проекта;
• создание базовых версии - фиксация состояния любого проектного артефакта, в том числе программного кода, плана проекта, руководства пользователя, настройки серверов и последующее эффективное управление изменениями, аналитика проекта.

MSF предлагает проверенные методики для планирования, проектирования, разработки и внедрения успешных IT-решений. Благодаря своей гибкости, масштабируемости и отсутствию жестких инструкций MSF способен удовлетворить нужды организации или проектной группы любого размера. Методология MSF состоит из принципов, моделей и дисциплин по управлению персоналом, процессами, технологическими элементами и связанными со всеми этими факторами вопросами, характерными для большинства проектов.

RATIONAL UNIFIED PROCESS - методология разработки программного обеспечения, созданная компанией Rational Software.
В основе методологии лежат 6 основных принципов:


• компонентная архитектура, реализуемая и тестируемая на ранних стадиях проекта;
• работа над проектом в сплочённой команде, ключевая роль в которой принадлежит архитекторам;
• ранняя идентификация и непрерывное устранение возможных рисков;
• концентрация на выполнении требований заказчиков к исполняемой программе;
• ожидание изменений в требованиях, проектных решениях и реализации в процессе разработки;
• постоянное обеспечение качества на всех этапах разработки проекта.

Использование методологии RUP направлено на итеративную модель разработки. Особенность методологии состоит в том, что степень формализации может меняться в зависимости от потребностей проекта. Можно по окончании каждого этапа и каждой итерации создавать все требуемые документы и достигнуть максимального уровня формализации, а можно создавать только необходимые для работы документы, вплоть до полного их отсутствия. За счет такого подхода к формализации процессов методология является достаточно гибкой и широко популярной. Данная методология применима как в небольших и быстрых проектах, где за счет отсутствия формализации требуется сократить время выполнения проекта и расходы, так и в больших и сложных проектах, где требуется высокий уровень формализма, например, с целью дальнейшей сертификации продукта. Это преимущество дает возможность использовать одну и ту же команду разработчиков для реализации различных по объему и требованиям.

Таким образом, существует множество различных методологий разработки программного обеспечения, они не универсальны и описываются различными принципами. Выбор методологии разработки для конкретного проекта зависит от предъявляемых требований.

Теги: методологии разработки, scrum, kanban, dsdm, msf, rup

Существует несколько моделей разработки (жизненного цикла) программного обеспечения. Но для начала давайте определимся с тем, что же это такое - жизненный цикл. В это понятие включаются все этапы, которые проходит программный продукт. Первым из которых будет постановка задачи, а последним - внедрение. Ознакомиться с этапами жизненного цикла программного обеспечения можно на примере существующих моделей (концепций) разработки по.

Модель жизненного цикла программного обеспечения - структура, содержащая процессы действия и задачи, которые осуществляются в ходе разработки, использования и сопровождения программного продукта.На данный момент существует три основные группы, на которые условно можно разбить все известные модели разработки программного обеспечения:

Инженерный подход

С учетом специфики задачи

Современные технологии быстрой разработки

Теперь рассмотрим непосредственно существующие модели (подклассы) и оценим их преимущества и недостатки.

Давайте, более подробно рассмотрим подклассы моделей.

Модель кодирования и устранения ошибок

Самая простая из моделей очень часто применяемая студентами в учебном процессе.Алгоритм этой модели состоит из следующих шагов:

Шаг 1: постановка задачи

Шаг 2: создание программы

Шаг 3: тестирование

Шаг 4: анализ результата тестирования и возможный переход к шагу 1

Эта модель относится к первой группе и совсем не актуальна при профессиональной разработке программного обеспечения. По таким алгоритмам работали программисты 50-60 лет назад. Излишняя простота в данном случае не позволяет конкурировать с другими существующими моделями. Недостатки

"Водопад" или каскадная модель жизненного цикла программного обеспечения

Это модель жизненного цикла программного обеспечения тоже относится к первой группе.Алгоритм данного метода, который я привожу на схеме, имеет ряд преимуществ перед алгоритмом предыдущей модели, но также имеет и ряд весомых недостатков.

Алгоритм каскадной модели

Преимущества:

Последовательное выполнение этапов проекта в строгом фиксированном порядке

Позволяет оценивать качество продукта на каждом этапе

Недостатки:

Отсутствие обратных связей между этапами

Не соответствует реальным условиям разработки программного продукта

Относится к первой группе моделей.

"Водоворот" или каскадная модель с промежуточным контролем

В этой модели предусмотрен промежуточный контроль за счет обратных связей. Но это достоинство порождает и недостатки. Затраты на реализацию проекта при таком подходе возрастают практически в 10 раз. Эта модель, как вы уже поняли, является незначительной модификацией предыдущей и относится к первой группе.

При реальной работе в соответствии с моделью, допускающей движение только в одну сторону, обычно возникают проблемы при обнаружении недоработок и ошибок, сделанных на ранних этапах. Но еще более тяжело иметь дело с изменениями окружения, в котором разрабатывается ПО (это могут быть изменения требований, смена подрядчиков, изменения политик разрабатывающей или эксплуатирующей организации, изменения отраслевых стандартов, появление конкурирующих продуктов и пр.).

Итеративная модель

Итеративные или инкрементальные модели (известно несколько таких моделей) предполагают разбиение создаваемой системы на набор кусков, которые разрабатываются с помощью нескольких последовательных проходов всех работ или их части.

Каскадная модель с возможностью возвращения на предшествующий шаг при необходимости пересмотреть его результаты, становится итеративной.

Итеративный процесс предполагает, что разные виды деятельности не привязаны намертво к определенным этапам разработки, а выполняются по мере необходимости, иногда повторяются, до тех пор, пока не будет получен нужный результат.

Вместе с гибкостью и возможностью быстро реагировать на изменения, итеративные модели привносят дополнительные сложности в управление проектом и отслеживание его хода. При использовании итеративного подхода значительно сложнее становится адекватно оценить текущее состояние проекта и спланировать долгосрочное развитие событий, а также предсказать сроки и ресурсы, необходимые для обеспечения определенного качества результата.

V модель - разработка через тестирование

Данная модель имеет более приближенный к современным методам алгоритм, однако все еще имеет ряд недостатков.Является одной из основных практик экстремального программирования и предполагает регулярное тестирование продукта во время разработки.

Модель на основе разработки прототипа

Данная модель основывается на разработки прототипов и прототипирования продукта и относится ко второй группе.

Прототипирование используется на ранних стадиях жизненного цикла программного обеспечения:

Прояснить не ясные требования (прототип UI)

Выбрать одно из ряда концептуальных решений (реализация сцинариев)

Проанализировать осуществимость проекта

Классификация протопипов:

Горизонтальные прототипы - моделирует исключительно UI не затрагивая логику обработки и базу данных.

Вертикальные прототипы - проверка архитектурных решений.

Одноразовые прототипы - для быстрой разработки.

Эволюционные прототипы - первое приближение эволюционной системы.

Спиральная модель жизненного цикла программного обеспечения

Данная модель прекрасно сочетает в себе постадийное прототипирование и проектирование. И из восходящей и нисходящей концепций в эту модель было взято все лучшее.

Преимущества модели:

Результат достигается в кратчайшие сроки.

Конкурентоспособность достаточно высокая.

При изменении требований, не придется начинать все с "нуля".

Но у этой модели есть один существенный недостаток : невозможность регламентирования стадий выполнения.

Отдельного рассказа заслуживают модели экстремального программирования (ХР), SCRUM, инкриментальная модель (RUP). Это все модели, относятся к третьей группе, но для их анализ будет проведен в отдельной статье.

И в заключении

Несмотря на большой прогресс в области разработки программного обеспечения много проектов в наше время разрабатывается и будет разрабатываться по такой схеме:

Этапы разработки программного обеспечения

Процесс разработки программного обеспечения можно разбить на этапы (фазы):

– разработка модели и выбор метода решения;

– разработка алгоритма решения задачи;

– кодирование алгоритма;

– компиляция программы;

– тестирование программы;

– создание документации;

– сопровождение и эксплуатация.

В результате выполнения этого этапа работы составляется документ, называемый "Задание на разработку программного обеспечения (техническое задание)". В нем указывается следующее:

– название задачи. Дается краткое определение решаемой задачи, название программного комплекса, указывается система программирования для ее реализации и требования к аппаратному обеспечению;

– описание. Подробно излагается постановка задачи, цель и назначение задачи, ее место и связи с другими задачами, содержание функций обработки входной информации при решении задачи, требования к периодичности решения задачи.

– управление режимами работы программы. Формулируются основные требования к способу взаимодействия пользователя с программой (интерфейс пользователь-компьютер).

– входные данные. Описываются входные данные, указываются пределы, в которых они могут изменяться, значения, которые они не могут принимать, и т. д., а также источник данных, т.е. устройство, с помощью которого они должны быть переданы в программу.

– выходные данные. Описываются выходные данные, указывается, в каком виде они должны быть представлены – в числовом, графическом или текстовом, ограничения по срокам и точности выходной информации, а также указывается устройство отображения этих данных.

– ошибки. Перечисляются возможные ошибки пользователя при работе с про­граммой (например, ошибки при вводе данных и др.). Указыва­ются способы диагностики (в данном случае под диагностикой понимает­ся обнаружение ошибок при работе программного комплекса) и защиты от этих ошибок на этапе проектирования, а также возможная реакция пользователя при совершении им ошибочных действий и реакция программного комплекса (компьютера) на эти действия.

– пример работы программного комплекса. Приводится один или несколько примеров работы программного ком­плекса, на которых в простейших случаях проводится его отладка и тести­рование.

Разработка модели и выбор метода решения . На этом этапе создается математическая или логиче­ская модель исследуемого явления реального мира. При этом нужно уметь сформулировать на языке математики конкретные задачи физики, экономики, технологии и т.д. После того как определена математическая модель задачи, надо выбрать метод ее решения. Если программируемая задача носит вычислительный характер, то приводится вывод всех используемых формул с подробными комментариями. Если же задача невычислительная, то приводится словесное описание логической модели, например, в виде плана действий.

Разработка алгоритма решения задачи . На этом этапе формируется общая структура программного комплекса. Алгоритм – это система точно сформулированных правил, определяющая процесс преобразования допустимых исходных данных (входной информации) в желаемый результат (выходную информацию) за конечное число шагов.

В процессе разработки алгоритма могут быть использованы различные способы его описания: словесная запись, блок-схемы, псевдокод, структурограммы и т.п.

Предложения, не являющееся предложением какого-то языка программирования, хотя и очень напоминает то, что мы пишем на данном языке программирования, называют псевдокодом . Псевдокод очень эффективен при разработке логики программы. После того как логика покажется вам правильной, вы можете обратить особое внимание на детали перевода псевдокода на реальный язык программирования. Преимущество использования псевдокода состоит в том, что он позволяет сконцентрироваться на логике и структуре программы, не заботясь пока о способе перевода этих идей на язык машины. Если мы хотим улучшить программу, нам в первую очередь необходимо улучшить алгоритм !

Кодирование алгоритма. Этап кодирования (программирования) алгоритмов заключается в переводе алгоритмов, разработанных для каждого программного модуля, в программы на конкретном языке программирования. Результатом выполнения этого этапа являются файлы с исходными текстами программ. Эти файлы по своей природе текстовые, только они содержат тексты, написанные на языке программирования (в нашем случае это тексты, написанные на языке Си).

Компиляция программы. После того как закончено кодирование (написание программы на языке программирования) и исходный текст программы введен в память компьютера, производят компилирование программы, т.е. перевод исходного текста в машинный код. Этот процесс осуществляется специальной программой – компилятором. На рисунке 1 представлена схема подготовки исполняемой программы.

Сначала программа передается препроцессору , который выполняет директивы , содержащиеся в ее тексте (например, #include - включение файла в текст программы).

Получившийся текст передается на вход компилятора (Compiler ) , который выделяет лексемы (отдельные слова), а затем на основе грамматики языка распознает выражения и операторы, построенные из этих лексем. При этом компилятор выявляет синтаксические ошибки и в случае их отсутствия строит объектный модуль.

Компоновщик, или редактор связей (Linker ) , формирует исполняемый модуль программы, подключая к объектному модулю другие объектные модули, в том числе содержащие функции библиотек, обращение к которым содержится в любой программе. При успешном завершении процесса образуется исполняемый файл программы (файл с расширением EXE).

Тестирование программы. Различается два вида тестирования: автономное и комплексное. При автономном тестированию подвергаются отдельные программные модули, из которых состоит программный комплекс. Комплексное тестирование заключается в проверке всего программного комплекса. Для тестирования подбираются такие исходные данные, для которых результат выполнения программы заранее известен.

Создание документации. Документация классифицируется по своему назначению и может быть разбита на несколько групп: описание применения, руководство пользователя, руководство программиста.

Описание применения – общая характеристика программного продукта и сферы его применения, требований к базовому программному обеспечению, комплексу технических средств обработки.

Руководство пользователя – детальное описание функциональных возможностей и технологии работы с программным продуктом для конечного пользователя. Документы данного вида могут офор­мляться в печатном виде и (или) "встраиваться" в программный комплекс (в последнем случае помощь в виде подсказки вызывается самим пользо­вателем в процессе работы программного комплекса).

Руководство программиста предназначено для разработчиков программного обеспечения и специалистов, которые будут его сопровождать. В это руководство в качестве основных документов включаются:

Задание на разработку программного обеспечения (техническое зада­ние);

Спецификация;

Прокомментированные исходные тексты (листинги) модулей програм­мы и управляющего модуля;

Схема разбиения программного комплекса на программные модули;

Схема потоков данных программного комплекса;

Схема взаимодействия программных модулей;

Планы и данные для тестирования программного комплекса;

Другие материалы, иллюстрирующие проект, например: блок-схемы программного комплекса и программных модулей.

Сопровождение и эксплуатация. После завершения тестирования программного комплекса програм­мное обеспечение сдается в эксплуатацию. В процессе эксплуатации может возникнуть необходимость добавления в программный комплекс новых функций, устранение ошибок, обнаруженных в процессе эксплуатации и т.д. Данный тип работ с программным комплексом в период его эксплуатации называется сопровождением.

Прежде, чем предложить обзор процесса разработки, сложившегося в результате накопления опыта за последние годы, я хотел бы сделать несколько общих пояснений, которые мне кажутся существенными.

Я работаю в IT последние 15 лет, хотя программированием начал заниматься значительно раньше. Основное направление моей деятельности как системного архитектора была организация разработки программ, разработка концепций и верхнеуровневой архитектуры и контроль выполнения концепции на протяжении проекта. Кроме управления разработкой ПО и создания архитектуры, я время от времени занимаюсь решением сложных технических проблем и написанием некоторых критически важных участков кода, где необходимо не только знание самого языка и среды разработки, но и их внутренней организации, иногда преподносящей неприятные сюрпризы.

Проекты, над которыми я работаю, чаще всего связаны с разработкой заказного или инвестиционного программного обеспечения. Также мне приходилось работать с встроенным ПО и программами, ориентированными на выпуск «хитов» (что, с лёгкой руки Джоэля Спольски, я называю далее игровым ПО, хотя на самом деле некоторые игровые проекты ближе к инвестиционным).

Заказное программное обеспечение может быть предназначено для внутреннего или внешнего заказчика. Эксклюзивные права на разработанную систему получает заказчик, и работа над развитием системы в дальнейшем может быть передана другому исполнителю.

В отличие от заказного ПО, работа над инвестиционным программным обеспечением ведётся самим исполнителем на деньги внутреннего или внешнего инвестора. Как правило, права на код системы остаётся у исполнителя, что стимулирует непрерывную работу по улучшению своего продукта и последовательный выпуск версий с более развитой функциональностью.

Встроенное программное обеспечение поставляется вместе с аппаратной частью и, грубо говоря, не подлежит сопровождению, поскольку отзыв партии устройств производителем – дело очень затратное и потому исключительное.

Разработка игровых хитов также практически не содержит фазы сопровождения. Кроме того, пользователи игровых программ, даже столкнувшись с ошибкой в игре, очень редко загружают обновлённую версию. Поэтому разработка игр, как правило, имеет свою экономику и свой процесс разработки.

Нашими заказчиками являются органы власти, крупные государственные и коммерческие организации и, конечно, мы сами. Поэтому в смысле заказного ПО в нашем процессе часто присутствует некоторая разница между процессами разработки продуктов для внутреннего и для внешнего заказчиков. Некоторые нюансы я укажу в этой статье. Уровень формализации отношений с заказчиком у нас варьируется от проекта к проекту очень широко. В целом, чем больше бюджет проекта, тем выше формальность. Государственный заказчик или крупные коммерческие предприятия (особенно с государственным участием) обычно имеют законодательные ограничения на формирование, размещение заказа и приёмку результатов работ. Ещё одним ограничением крупных организаций является тот факт, что их персонал, являющийся источником требований и основным пользователем наших систем, имеет очень ограниченную доступность для исполнителей, хотя бы вследствие своей занятости. Однако для небольших организаций уровень формализации падает и иногда уходит в противоположную крайность, где возникает недостаточный уровень ответственности заказчика в рамках проекта.

Другая сторона наших заказных проектов – высокие требования к функциональности. Это и высокая нагрузка на все системы, и большая географическая распределённость, и высокие требования к точности вычислений при очень ограниченных временных рамках. Часто в наших проектах появляются элементы исследовательской работы и творческого поиска, направленного на решение нетривиальных проектных задач. Иногда нам приходится комбинировать в рамках одного процесса разработки разные методологии, например, вставляя в общий процесс, близкий к RUP, один или несколько этапов почти чистого scrum, порождая что-то вроде проекта в проекте. Это позволяет нам сохранять невысокий уровень вовлеченности пользователей, связанный с природой проекта, с гибкостью разработки в условиях высокой неопределённости требований. В этом плане для меня важен именно подготовительный этап, во время которого можно выбрать необходимую методологию и выстроить оптимальный процесс разработки. Один из примеров применения гибкой методологии я описал в статье «Применение agile при разработке проекта для государственного заказчика» .

В качестве примера работы над инвестиционным проектом я могу привести разработку комплексной системы безопасности, которую мы создавали как «коробочный» продукт. Под моим руководством было выпущено последовательно четыре версии этой системы, пользователями которой стали самые разные коммерческие и государственные организации, включая мэрию Москвы, АФК «Система», банки, бизнес-центры и, конечно, наш собственный офис. Первая версия была не очень успешной, но у нас была стратегия развития, которая позволила нам успешно захватить рынок и пережить сложные времена кризиса. Опыт работы над этим и ещё несколькими инвестиционными проектами тоже был учтён при формировании используемого мной процесса разработки.

Наш процесс представляет собой последовательность определённых этапов. Приведённая мной классификация ПО сделана только, чтобы показать возможную разницу в организации разработки различных программных средств. Делая обзор процесса разработки, я остановлюсь только на различиях именно самого процесса касаемо разных видов ПО. Однако надо помнить, что различия между процессами разработки разных видов ПО гораздо глубже, поэтому при планировании каждого этапа необходимо учитывать эти нюансы.

Важно понимать, что переход процесса от одного этапа к другому не имеет чёткой границы. Как правило, работы следующего этапа начинаются по мере выполнения 80-90% работ по предыдущему этапу. Особенно это касается разработки требований, когда в ряде случаев снятие неопределённости происходит лишь к концу проекта. Безусловно, наличие такой неопределённости в проекте является существенным риском и должно находиться под постоянным контролем.

Процесс разработки заказного ПО

Обзор процесса разработки начнём с наиболее общего случая – разработки заказного программного обеспечения. Схема процесса приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Процесс разработки заказного программного обеспечения.

Работа над проектом начинается с подготовительного этапа. Цель этапа состоит в том, чтобы на основе предложений заказчика создать некоторую концепцию будущей системы и, отталкиваясь от этой концепции, провести оценку востребованности и реализуемости проекта. Если решение о привлечении исполнителя принимается заказчиком на конкурсной основе, то предварительный этап фактически является стадией подготовки потенциального исполнителя к конкурсу, включая формирование необходимой документации.

Не нужно тратить время и ресурсы на проект, чья концепция признаётся невостребованной или нереализуемой. Такой проект должен быть завершён. В ряде случаев требуется некоторая итеративная работа с заказчиком по коррекции концепции проекта, пока либо не будет достигнут приемлемый баланс требований заказчика и затрат исполнителя, либо не будет принято решение о сворачивании работ.

Проект, концепция которого выглядит приемлемой для реализации, выходит на этап разработки требований. На этом этапе исполнитель должен сформировать перечень всех явных и скрытых потребностей заказчика. Часто оказывается, что заказчик либо не определился со своими потребностями, либо его потребности вступают в противоречие между собой, с возможностями заказчика или с возможностями исполнителя. Целями этапа являются выявление всех скрытых потребностей, решение конфликтов требований, формирование целостного технического решения и анализ реализуемости подготовленного решения.

Иногда уточнение требований приводит к пересмотру концепции проекта. Если после уточнения всех требований не удаётся найти приемлемого технического решения, проект приходится сворачивать либо откладывать на некоторое время в ожидании более приемлемых обстоятельств.

Если техническое решение найдено, исполнитель приступает к разработке архитектуры будущей системы. Цель этапа – определение верхнеуровневой логической и физической архитектуры, полностью покрывающей все требования заказчика. При разработке архитектуры проводится рецензирование и уточнение концепции, требований и предварительного технического решения, что даёт возможность предупредить наиболее опасные риски.

После завершения проектирования архитектуры необходимо снова провести ревизию основных параметров проекта и решить, в состоянии ли исполнитель завершить проект. Полезно на стадии разработки архитектуры отказаться от излишних и слишком громоздких функций. Оптимизация архитектурного решения часто помогает вписаться в приемлемые параметры проекта. В иных случаях требуется более радикальное сокращение функционала разрабатываемой системы. Однако даже остановка проекта на этой стадии, если она происходит по веским причинам, должна восприниматься как победа: продолжение работ в таком случае может привести только к ещё большим потерям.

Если баланс был найден, и удалось создать приемлемую архитектуру системы, исполнитель может переходить к реализации и поставке системы. Реализация может проходить в один или несколько этапов. Для небольших проектов одноэтапная поставка всего функционала системы может быть вполне приемлемой. Однако, чем больше проект, тем выше зависимости подсистем внутри создаваемой системы. В этих условиях следует делить реализацию на несколько этапов так, чтобы в конце каждого этапа команда разработчиков имела готовый к поставке продукт. При этом самый важный, фундаментальный функционал должен разрабатываться на ранних этапах, а надстройки, работающие поверх этих основных компонентов, следует реализовывать позднее. В таком случае наиболее опасные для системы ошибки будут исправлены на первых этапах, и риск того, что прикладная функциональность системы будет основана на нестабильной основе, будет значительно снижен.
После поставки полностью завершённой системы проект заказного ПО обычно переходит к этапу опытной эксплуатации. Цель этого этапа заключается в проверке качества работы разработанной системы в реальных условиях эксплуатации. Как правило, на этом этапе исполнитель совместно с заказчиком проводит измерение количественных метрик, позволяющих определить качество созданной системы. В первую очередь проверяются функциональные характеристики качества, затем – нефункциональные. При наличии несоответствий исполнитель корректирует код системы.

Полностью отлаженная и настроенная система вводится в промышленную эксплуатацию. Как правило, исполнитель должен сопровождать систему, по крайней мере, в течение срока гарантии. Выявляемые несоответствия должны исправляться. Пользователи и обслуживающий персонал заказчика должны получат оперативную консультативную поддержку.

Наконец, приходит момент, когда система перестаёт устраивать заказчика по какой-либо причине. Наступает этап вывода системы из эксплуатации. Впрочем, для заказного ПО этот этап не всегда актуален, поскольку заказчик может воспользоваться своими эксклюзивными правами на систему и отстранить исполнителя от дальнейших работ по сопровождению и развитию системы ещё до того, как она потеряет актуальность.

Любой проект в конечном счёте приходит к своему завершению. Этап прекращения проекта имеет целью анализ результатов, внесение изменений в процесс разработки на основе полученного опыта и пополнение базы знаний разработчиков новыми эффективными решениями и предостережениями, а также новыми готовыми компонентами, которые можно будет использовать в следующих проектах.

Осталось отметить ещё два этапа процесса разработки. Бывает, что обстоятельства не позволяют продолжать реализацию проекта, но результаты проделанной работы показывают, что у проекта может быть будущее. Закрывать такой проект преждевременно. Поэтому вместо полной остановки работ исполнитель может временно приостановить деятельность по проекту, зафиксировав достигнутые результаты. Как только обстоятельства позволят, проект можно буде возобновить, расконсервировав инфраструктуру, вернув в проект разработчиков и восстановив состояние проекта. Важно, однако, возобновлять работу с того этапа, на котором проект был прерван, повторно проведя ревизию достигнутых результатов.

Процесс разработки инвестиционного ПО

Процесс разработки инвестиционного ПО отличается тем, что параллельно может идти работа сразу над несколькими версиями продукта: пока первая версия сопровождается, вторая уже реализуется, а для третьей формулируются требования. Процесс показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Процесс разработки инвестиционного программного обеспечения.

Как нетрудно заметить, при разработке инвестиционного ПО имеют место те же этапы, которые были рассмотрены выше для процесса разработки заказного программного обеспечения. Но отличие состоит в том, что этапы относятся не ко всему продукту, а к отдельной версии продукта. Исключение составляет этап прекращения проекта: проект не может завершиться, пока идёт работа хотя бы над одной версией продукта.

Обратите внимание на момент начала работ над следующей версией продукта. Этот момент настаёт, как только пройден этап создания архитектуры текущей разрабатываемой версии. До этого на этапах формирования требований и создания архитектуры, как правило, идёт обсуждение, какие функции следует реализовать в текущей версии, а какие перенести на будущее. И только тогда, когда требования к текущей версии сформулированы, рецензированы и подтверждены архитектурой системы, имеет смысл думать о следующей версии.

Кроме того, после разработки архитектуры, как правило, у аналитиков и архитекторов проекта появляется некоторая свобода действий, поскольку на этапах поставки основная нагрузка ложится на программистов. Эту свободу можно использовать для проработки концепции и требований для следующей версии.

В принципе, можно перенести начало работ над следующей версией на более поздний срок. Например, вполне допустимо сначала ввести текущую версию в опытную или даже промышленную эксплуатацию, и только после этого начать работу над следующей версией. Но нужно помнить, что такое решение неприменимо в случае высокой конкуренции: вас просто опередят и выдавят с рынка. Решение нужно принимать, исходя из всего комплекса обстоятельств, влияющих на ваш бизнес.

Говоря о процессе разработки инвестиционного ПО, нужно понимать, что работа над несколькими версиями имеет ряд явных и скрытых взаимозависимостей между параллельными ветками процесса.

Во-первых, исправления несоответствий, выявленных в ранней версии, должны вноситься и в версию, где они были обнаружены, и во все более поздние версии, включая разрабатываемые. Это касается не только кода программы, но и всех остальных артефактов проекта: технической и пользовательской документации, справочной системы, оценок и планов работ и т.п. Причём исправления должны вноситься немедленно, поскольку уменьшить стоимость исправлений вам не удастся, но, если не внести исправления сразу, их стоимость на более поздних стадиях может увеличиться в десятки и даже сотни раз.

Во-вторых, для параллельной работы над несколькими версиями нужна особая инфраструктура проекта, включая организацию контроля версий кода и документации, контроля заданий и несоответствий, утилит автоматической сборки и тестирования и т.п. Нельзя допустить, чтобы работа над одной версией продукта блокировала выполнение задач по другим версиям только из-за того, что инфраструктура проекта не позволяет запустить два процесса сборки одновременно для разных версий продукта.

Особое внимание нужно уделить стендам, на которых проводится тестирование: на них должны быть развёрнуты все версии продукта, которые были выпущены ранее (по меньшей мере, те версии, которые сопровождаются), и все версии, разработка которых ведётся в настоящий момент.

В-третьих, в работе над несколькими версиями могут быть одновременно задействованы одни и те же участники. Имеется большой риск, что ключевой сотрудник может погрязнуть в работе над одной версией программы и допустить существенное превышение сроков по задачам, связанным с другой версией.

В-четвёртых, имеет место обратная ситуация, когда персонал, работающий над одной версией, ничего не знает о том, какие решения принимаются в рамках работ над другой версией. Частично проблема снимается, если исправления всей документации и кода будут немедленно распространяться на все более поздние версии, о чём я говорил выше. Но одними исправлениями дело не должно ограничиваться. Нужно, чтобы команда, работающая над одной версией, понимала, почему были приняты те или иные решения при работе над другой версией. Для этого нужна база знаний для разработчиков – специальная информационная система, в которой должны описываться все проблемы, с которыми столкнулись разработчики при работе над той или иной версией продукта, и способы решения этих проблем. База знаний должна рассылать всем участникам проекта уведомления о поступлении новых записей. Нельзя пускать на самотёк взаимодействие двух команд, работающих над разными версиями одного продукта.

Процесс разработки встроенного ПО

Как уже отмечалось выше, встроенное ПО отличается от заказного тем, что его крайне сложно сопровождать.

Допустим, вы выпускаете программы для холодильников. После того, как ПО поставлено производителю, десятки тысяч устройств начинают расходиться по всему миру, и вы понятия не имеете, где они окажутся. И если один из холодильников выйдет из строя по вине вашего софта, то проще заплатить неустойку, чем возвращать холодильник на завод и проводить диагностику. Конечно, можно подготовить инженеров для дилерских центров, которые смогут провести диагностику на месте и заменить прошивку вашей системы, но это всё равно очень дорого.

Таким образом, при разработке встроенного ПО возникает сразу несколько важных ограничений.

Во-первых, поставка выполняется в рамках только одного этапа: никто не будет встраивать в устройства наполовину работающую программу.

Во-вторых, при поставке вы должны уделить особое внимание качеству программы, поскольку с момента внедрения её внутрь железного ящика менять её будет очень сложно. Особое внимание нужно уделить этапу опытной эксплуатации, когда программа внедряется в ограниченную партию устройств, и эти устройства проходят комплексные испытания в различных режимах эксплуатации. Вы должны собрать максимум информации о динамике поведения вашей системы, проанализировать эту информацию и доработать ПО.

В-третьих, когда устройство с вашим ПО ушло в серию, вы имеете очень мало возможностей для исправления ошибок. По факту, такие исправления возможны только в случае брака ПО, приводящего к неработоспособности всей партии устройств, из-за чего производитель будет вынужден отозвать эту партию, а вы получите большое чёрное пятно на свою репутацию.

Наконец, в-четвёртых, этапа вывода из эксплуатации у встроенного ПО нет. Программу просто выбрасывают вместе с устройством. Поэтому, как только для партии устройств, в которых работает ваше ПО, истекает гарантийный срок, можно переходить к закрытию проекта.

Процесс разработки встроенного ПО показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Процесс разработки встроенного программного обеспечения.

Процесс разработки игр

Игровое программное обеспечение было выделено мной по причине специфики их производства и эксплуатации. Бизнес игрового ПО основан на выпуске хитов. Один успешный хит оплачивает расходы на создание нескольких игр, которые остаются незамеченными пользователями. Поэтому процесс разработки одной игры взаимосвязан с процессами разработки других игр.

Ещё одним фактором, выделяющим производство игр, является тот факт, что игра интересна пользователю либо пока он не прошёл последний уровень, либо пока у него не произошла фатальная ошибка. Это значит, что вторую версию игры он не будет покупать или даже бесплатно загружать только ради исправлений нескольких ошибок.

Указанные факторы сказываются на процессе разработки игрового ПО. Процесс представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. Процесс разработки игрового программного обеспечения.

Нужно отметить следующие особенности процесса разработки игрового ПО.

Прежде всего, при производстве игр крайне важно качество концепции. Если концепция игры не позволяет создать хит, то дальнейшая работа бессмысленна. Ситуация, когда большинство проектов заканчиваются на подготовительном этапе, для разработки игрового ПО типична.

При разработке требований и архитектуры для игрового ПО часто повторно используются наработки, полученные при работе над предыдущими проектами. В этом плане также дополнительный вес получает этап прекращения проекта, когда все полезные наработки должны быть зафиксированы в базе знаний разработчиков.

Поставка игрового программного обеспечения происходит в рамках одного единственного этапа. Даже если сначала создаётся некое ядро, «движок» игровой системы, его работу невозможно проверить без реализации всего функционала системы.

Для игрового ПО нет этапов опытной эксплуатации и вывода из эксплуатации. Игры сразу поступают в продажу, а после использования просто удаляются пользователем по мере утраты интереса к ним.

Заключение

В рамках статьи я попытался сделать обзор «верхнего уровня» процесса разработки прикладного программного обеспечения. Каждый этап процесса, безусловно, нуждается в отдельном обсуждении с обязательным учётом особенностей разрабатываемых программных средств.

Отмечу, что рассматриваемая здесь схема процесса является результатом обобщения моего личного опыта разработки различных программных средств. Как любое обобщение, моя схема является абстракцией. И, как любая абстракция, у неё есть свои границы применимости. Нельзя бездумно применять эту схему к конкретному проекту. Важно понимать, что каждый проект имеет свои нюансы, влияющие на организацию процесса разработки. И поэтому для каждого проекта приведённую здесь схему нужно адаптировать, а в ряде случаев потребуется разработать принципиально другой подход.

Методология разработки софта - организация труда, включающая идеологические принципы, план, контроль над процессами, подход к сотрудникам. Выделим 12 видов:

• Waterfall - традиционный подход.
• RUP (Rational Unified Process) - рациональный.
• Agile - общая методология гибкой разработки.
• Crystal Clear - подход с уравниванием разработчиков в коллективе.
• Spiral - спиральный метод.
• DSDM (Dynamic Systems Development Model) - динамическая модель.
• FDD (Feature Driven Development) - методология, рассматривающая будущие изменения.
• JAD (Joint Application Development) - ориентированный на пользователя подход.
• RAD (Rapid Application Development) - модель быстрой разработки.
• Scrum - концепция работы в условиях сорванных сроков и идеологического кризиса.
• XP (Extreme Programming) - экстремальная разработка в динамической среде.
• LD (Lean Development) - метод, предполагающий бережное отношение ко всем участникам процесса.

Давайте попробуем разобраться, что скрывается за этими английскими названиями.

Waterfall

Модель Waterfall относится к классическому пониманию разработки ПО. Весь процесс является жестким и линейным, имеет четкие цели для каждого этапа, новая фаза начинается по завершению предыдущей, нет возврата назад. Преимущества водопадной методологии - децентрализация и строгий контроль над сроками и качеством исполнения.

На практике Waterfall часто не оправдывает ожиданий, поскольку игнорирует динамические изменения. Так, после тестирования очень сложно откатить процесс и заложить функции, не учтенные на стадии разработки. Waterfall неэффективен ещё и потому, что предполагает временные простои сотрудников в рамках одного проекта. Тестирование проводится только в конце разработки, хотя проблемы, найденные на этом этапе - это дорогостоящие исправления.

RUP

RUP - итеративный подход, который решает проблемы, которые есть у Waterfall. Чем хорош RUP:

• Учитывает изменяющиеся требования. Как бы ни был хорош руководитель проекта, учесть всё в начале невозможно.
• Интеграция функций происходит постепенно, то есть каждая «деталь» проходит цикл разработки, проверки и внедрения в проект. Как следствие, снижаются риски и стоимость производства.
• Ранний выпуск продукта. ПО выходит с уменьшенной функциональностью, чтобы занять нишу на рынке и противостоять конкурентам, после чего обрастает «мясом».
• Повторное использование. При наращивании функциональности проще выделить типовые решения, которые сократят разработку.
• Постоянное обучение. Из-за частых итераций разработчики не имеют больших пауз между доработкой кода, поэтому профессиональный рост происходит плавно и безболезненно.
• Постоянное улучшение продукта. Итерации позволяют оценить проект не только с точки зрения соответствия плану и ТЗ, но и найти пути увеличения эффективности и качества продукта.

Agile

Agile - метод гибкой разработки программного обеспечения, предполагающий большое количество итераций. Документ Agile Manifesto описывает 4 идей и 12 принципов гибкого подхода, коротко его можно описать всего двумя пунктами:

• Неформальные отношения важнее задокументированных. То есть устные договоренности между сотрудниками, между заказчиком и исполнителем важнее всего, что отражено в планах, договорах и техническом задании. Иначе говоря, клиент всегда прав.
• Работающий продукт - главная оценка прогресса. Важны не инструменты, решения, производительность и изящество, а тот факт, что все запланированные возможности реализованы.

Несмотря на недостатки, Agile стала фундаментальной концепцией для разработки ПО и нашла отражение в других методологиях, речь о которых пойдет далее.

Crystal Clear

Методология, созданная для небольших коллективов из 6−10 сотрудников. Также поддерживает принципы гибкой разработки, но имеет чуть больше конкретики. Основная идея, которая и заключена в названии - каждая команда является набором людей с разным уровнем знаний, разными умениями и опытом.

Именно поэтому нет универсального подхода для разработки софта, он должен определяться в процессе общения внутри группы. Там же назначаются роли, инструменты, стандарты. Затем группа принимается за единицу и те же самые вопросы решаются на уровень выше, пока иерархия не дойдет до заказчика.

Spiral

Модель спирального жизненного цикла - это сложная организация жизненного цикла ПО, которая фокусируется на раннем выявлении и уменьшении проектных рисков. Разработка начинается в небольшом масштабе, решаются локальные задачи, оцениваются риски и пути их уменьшения. Следующий шаг охватывает более комплексные задачи - следующий виток спирали.

Преимущество подхода не в увеличении скорости разработки, а в снижении уровня возникновения рисков. Успешность спирального метода зависит от добросовестного, внимательного и компетентного управления, а размер проекта не имеет принципиального значения.

DSDM

Модель развития динамических систем была разработана в Великобритании в середине 1990-х годов и является эволюционным развитием быстрой разработки приложений (RAD). Основная идея стандартная: при планировании в самом начале невозможно понимать всех тонкостей разработки, поэтому весь процесс - исследовательская работа.

В DSDM тоже присутствует деление на команды, в каждой из которых есть уполномоченный для принятия стратегических решений. В процессе могут участвовать все заинтересованные стороны: пользователи, разработчики, заказчики, руководители. Тестирование проводится на протяжении всего жизненного цикла.

FDD

FDD - процесс для обеспечения масштабируемости и повторяемости, при этом поощряющий творчество и инновации. Вот основные принципы:

• Разработка каждого крупного проекта должна иметь системность.
• Процессы должны быть простыми и проработанными.
• Ценность и логичность процесса должна быть ясна каждому члену команды.
• Предпочтение отдаётся коротким итеративным циклам разработки. Это уменьшает количество ошибок и позволяет быстрее наращивать функциональность.

FDD регламентирует время, которое должно затрачиваться на каждый из процессов. Организационной деятельности в цикле должна занимать не более 23−25%, в то время как на непосредственную разработку, сборку и тестирование функций необходимо тратить 75−77% времени.

JAD

JAD - это методология, нацеленная на максимальную занятость в разработке конечного пользователя. Происходит это посредством встреч и проведения совместных семинаров. JAD была придумана в 1970-х годах сотрудниками IBM и нацелена на бизнес в целом. Однако со временем данная концепция стала успешно применяться и для разработки программного обеспечения.

В отличие от подхода Waterfall, JAD приводит к сокращению времени разработки, большей удовлетворенности клиентов и экономии средств на изучении рынка. С другой стороны, это требует большой клиентской выборки и необходимости разработчиков работать не со строгими требованиями ТЗ, а с постоянно меняющимся мнением.

RAD

RAD - методология, которая во главу угла ставит скорость и удобство разработки. Одно из главных условий - использование языка быстрой разработки. Это название абстрактного языка программирования, с помощью которого программист способен решать задачи быстрее, чем с представителями третьего поколения (C / C ++, Pascal или Fortran). Вот ещё несколько пунктов концепции:

• Использование фокус-групп для сбора требований.
• Прототипирование и пользовательское тестирование конструкций.
• Повторное использование программных компонентов.
• Использование плана, не включающего переработку, или дизайн следующей версии продукта.
• Проведение неформальных совещаний по запросу одной из сторон.

RAD предполагает использование целого комплекса инструментов помимо языка быстрой разработки: системы сбора требований, среды разработки, фреймворки, программы для группового общения, ПО для тестирования.

Scrum

Scrum - гибкий метод управления проектами, целью которого является повышение производительности труда в командах, ранее парализованных более тяжелыми методологическими процессами. В основе концепции лежат «спринты». Спринт - короткая итерация, строго ограниченная по времени (обычно 2−4 недели). В это время минимизируется длительность совещаний, но увеличивается их частота (они называются «схватками»).

Благодаря этому контроль за выполнением становится более гибким, а разработчики быстрее реагируют на возникающие проблемы. Традиционное планирование отходит на второй план, его место занимает журнал спринтов.

XP

Экстремальное программирование - возможность вести разработку в условиях постоянно меняющихся требований. Вот несколько признаков:

• Игра в планирование. В начале проекта есть только приблизительный план, после каждой итерации его чёткость возрастает.
• Высокая частота релизов. Новая версия продукта имеет незначительные изменения по сравнению с предыдущей, но время на выпуск при этом минимально.
• Контакт с клиентом. Для удовлетворения требований конечной аудитории необходимо оперативное реагирование на замечания и пожелания.
• Рефакторинг. Улучшение качества кода без уменьшения функциональности.
• Стандарт выполнения кода. Или применяются общие правила, или разногласия в оформлении не подлежат обсуждению и критике.
• Коллективная ответственность. Несмотря на то, что каждый член команды выполняет свой участок работ, за код в целом отвечает весь коллектив.

LD

Бережливая разработка ПО - ещё одно ответвление гибкой методологии, предполагающее сохранение высокого морально-функционального состояния разработчиков. Это выражается в:

• Поощрении сотрудников за успешную работу.
• Изменении текущих задач только по мере необходимости или по запросу заказчика.
• Строгом выполнении плана: всё, что сверх - считается потерями времени и ресурсов.
• Внедрении общей концепции «Мыслить широко, делать мало, ошибаться быстро, учиться стремительно».

В условиях короткого дайджеста трудно раскрыть все преимущества и недостатки методологий, показать эффективные области применения. О наиболее актуальных на сегодняшний день концепциях мы поговорим отдельно. О каких именно? Оставляйте свои пожелания в комментариях.