6. Модели жизненного цикла ас и их анализ.
В основе деятельности по созданию и использованию автоматизированных систем (АС) лежит понятие ее жизненного цикла (ЖЦ), который отражает различные состояния АС, начиная с момента возникновения необходимости в данной системе и заканчивая моментом ее снятия с эксплуатации.
Модель ЖЦ – это некоторая структура, определяющая последовательность осуществления процессов, действий и решения задач, возникающих на протяжении ЖЦ, а также взаимосвязи между этими процессами, действиями и задачами. Она не зависит от специфики АС и условий, в которых она будет разрабатывается и эксплуатироваться, поэтому не существует общих моделей для любого случая. Выбор модели ЖЦ определяется сложностью АС, ее масштабом, желанием заказчика, предпочтениями разработчика и другими условиями. При этом все работы на этапах должны быть обеспечены необходимым программным инструментарием.
Существует около 30 моделей ЖЦ АС, которые отличаются количеством этапов и содержанием работ на этих этапах: каскадная (водопадная), спиралевидная и др.
Каскадная (водопадная) модель ЖЦ.
Данная модель представляет последовательное выполнение работ. Вся последовательность разработки делится на этапы, причем переход с одного этапа на другой осуществляется только после полного завершения работ на предыдущем этапе. Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации.
О
сновные
этапы разработки.
Анализ требований заказчика.
На данном этапе проводится детальное исследование проблемы, и четко формулируются требования заказчика. На выходе формируется техническое задание (ТЗ), согласованное всеми сторонами.
Проектирование.
На этом этапе разрабатываются проектные решения, удовлетворяющие требованиям ТЗ. Если разрабатывается устройство, то определяется перечень комплектующих устройств, типы микросхем и схемные реализации. Если разр. инф. система, то на этом этапе определяются все объекты или таблицы БД, связи между таблицами, перечень атрибутов и список ключевых атрибутов для каждой таблицы. Определяются тип и правила запросов в БД и формы представления входных и выходных жокументов и определяются формы отчетов и вся эта инф. оформляется в виде технического проекта.
Разработка.
На этом этапе осуществляется разработка конкретного программного обеспечения в соответствие с техническим проектом. Выходом этапа явл. готовая система с документацией кот. наз. эскизным проектом.
Тестирование и опытная эксплуатация.
Здесь осуществляется проверка разработанного программного обеспечения на соответствие требованиям ТЗ и требованиям заказчика. Выходом явл. протокол тестирования о соответствии разработанной системе техническому заданию.
Сдача готового продукта.
На данном этапе происходит сдача готового продукта. Также подготавливаются инструкции пользователя, излагаются требования к организации АС и др.
Достоинства:
на каждом этапе формируется полный комплект проектной документации, а на заключительном – пользовательская документация;
выполнение работ в логической последовательности позволяет планировать сроки завершения работ и затраты на них.
Но, существуют исследования по срокам разработок каскадной системы и считается 31% работ не выполняется; 53% перерасходуют бюджет и только 16% укладываются в бюджет и в сроки.
Недостатки:
длительное ожидание результатов. В процессе разработки могут устаревать модели автоматизируемого объекта;
ошибки и недоработки на любом из этапов, как правило, выявляются на последующих этапах, следовательно, необходим возврат на предыдущий этап работ, из-за чего срываются сроки работ;
сложность распараллеливания работ. Даже если проект можно разбить на подсистемы, то необходимо постоянное согласование разрабатываемых частей;
чрезмерная информационная перенасыщенность каждого из этапов;
сложность управления проектом. Необходимо хорошее административное управление для соблюдения сроков сдачи этапа и контроля полноты передаваемой документации;
высокий уровень риска и ненадежность инвестиций. Риск возникает из-за того, что при выявлении ошибки приходится возвращаться на предыдущие этапы. Также может измениться предметная область или требования заказчика, поэтому приходится возвращаться на начальные этапы проектирования. То есть процесс может зациклиться.
На практике обычно применяют эту модель в виде циклической, когда можно вернуться на предыдущие этапы и выполнить необходимые доработки с учетом измененных требований или желаний заказчика.
Спиральная модель ЖЦ.
Даная модель представляет собой итерационный процесс (последовательное приближение) разработки АС.
В этой схеме возрастает роль этапов анализа и проектирования, т.к. именно на этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений.
Итерация – это законченный цикл разработки, приводящий к выпуску внутренней или внешней версии изделия. Версии от итерации к итерации совершенствуются, чтобы, в конце концов, стать законченным продуктом.
Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии программного продукта, где уточняются цели и характеристики объекта, определяется его качество и планируются работы на следующий виток спирали.
Здесь можно переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работ на предыдущем. Недоделанная работа выполняется на следующей итерации.
Основная задача итерации – быстрое создание работоспособного продукта с целью демонстрации его пользователю, активизируя тем самым процесс уточнения и дополнения требований.
Окончание работ по такой схеме осуществляется после того как заказчик полностью удовлетворен работой системы. При такой схеме легко вносить изменения в документацию каждого из этапов.
Достоинства:
упрощение внесения изменений в проект при изменении требований заказчика;
отдельные элементы системы соединяются в единую систему постепенно. Т.к. интеграция идет при малом количестве соединяемых элементов, то и проблем при ее проведении меньше;
уменьшение уровня риска. Риск максимален в начале разработки и уменьшается в конце;
гибкость в управлении проектом. Можно вносить изменения в разрабатываемое изделие;
упрощается повторное использование компонентов. Общие компоненты выявляются на первых витках спирали и в дальнейшем могут усовершенствоваться;
получается более надежная и устойчивая система, т.к. по мере ее развития ошибки и слабые места обнаруживаются и исправляются на каждой итерации.
Недостатки:
необходимо точно определять моменты перехода на следующий этап, поэтому должны существовать временные ограничения на каждый этап ЖЦ.
В
настоящее время достаточно популярна
модель
непрерывной разработки («продолжающейся
разработки») (рис.
5).
Особенностью такого подхода является непрерывный процесс разработки и развития больших ИС с планируемыми точками передачи в эксплуатацию новых версий и новых функциональных блоков (подсистем, задач).
В последнее время модель ЖЦ «продолжающейся разработки» с целью еще более ускоренного внедрения разработки трансформировалась в несколько моделей ЖЦ, получивших название «быстрого прототипирования»: fast track, lite и др. В них исключаются некоторые этапы, но добавляются новые: разработка макета-прототипа фрагмента будущей ИС совместно с будущим пользователем; апробирование макета-прототипа, его доработка до работающего фрагмента ИС.
Для определения успешности модели ЖЦ следует руководствоваться 4-мя критериями:
стоимость;
время, затраченное на создание системы;
качество системы;
степень риска сбоев.
Эти критерии взаимосвязаны и нельзя достичь 4-х целей одновременно. Например, если стоимость работ ограничена, а это бывает почти всегда, то мы имеем две альтернативы: или не будет четкой даты окончания работы, или нужно соглашаться с менее качественной системой.