Программное обеспечение и его разработка

Стоимость полного комплекта необходимых для разработки инструментальных средств может легко дойти до многих десятков и даже сотен миллионов долларов. Для выполнения инструментальных программ, кроме всего прочего, нужна также и вычислительная машина. Подробнее о средствах обеспечения разработки мы поговорим в разделе, посвященном средствам разработки.

Так же как и все другие программы, инструментальное программное обеспечение может содержать ошибки. Этот не очень очевидный факт вынуждает нас для придания людям уверенности в высоком качестве наших инструментальных средств, для содержания их в рабочем порядке, каталогизации, обеспечения помощи производственным программистам в обучении, для их использования, а также для исправления в случае, если они не дают верных результатов, организовывать специальные группы инструментального сопровождения. Такие группы сопровождения, состоящие из системных программистов, представляют большую ценность. (Кому хочется работать с неисправными инструментами?) Затраты на их создание оправдываются увеличением производительности труда другой части программистов, участвующих в разработке. О необходимости таких групп часто забывают, и статьи в бюджете на них не отводят.

Кроме «обычных» средств разработки мы можем упомянуть некоторые дополнительные вспомогательные области:

Разработка тестового программного обеспечения

имитаторы; моделирующие программы; генераторы.

Обслуживающее тестовое программное обеспечение

диагностика; тесты; помощь при техническом обслуживании.

Обучение с помощью программного обеспечения

помощь в изучении; программированные инструкции; программы-тренажеры.

Стоимость инструментального программного обеспечения

Инструментальное обеспечение может стоить сотни миллионов долларов. Военно-морской флот США принял решение использовать на борту всех кораблей только две различные вычислительные машины, работающие в разных диапазонах производительности. Ремонт и поставка запасных частей в море настолько сильно влияют на систему в целом, что размещение на всех кораблях одинаковых машин значительно облегчает расчеты перевозок и снабжения.

Побочным эффектом этой стандартизации является унификация системы команд, а как следствие огромные запасы инструментальных программ, разработанных за многие годы, могут использоваться при разработке всех без исключения бортовых приложений.

В середине 1979 г. в ВМФ США подсчитали, что на создание инструментального программного обеспечения для этих машин было затрачено около 300 млн. долларов. Такая сумма не является чем-то необычным. Чтобы сопровождение машин происходило хорошо, должно быть создано огромное число различных программных инструментальных средств.

ВМФ США предпринял смелое и успешное начинание, отвергнув создание целой системы нового инструментального обеспечения, когда при заказе новой самолетной бортовой машины потребовал, чтобы ее система команд совпадала с системой команд одной из судовых ЭВМ. Многие считали, что такие действия будут тормозить развитие вычислительной техники, но работы завершились успешно, налогоплательщикам сэкономлены многие миллионы долларов.

Масштаб, сложность, ясность

Все усилия по разработке программного обеспечения можно характеризовать в зависимости от масштабов и сложности этой работы, а также ясности и понятности полученных программ.

Масштаб

Термин «программное обеспечение» имеет очень широкое значение. Это общее обозначение подобно слову «животное», которое одновременно относится и к вашей любимой кошке, и к огромному трехсоткилограммовому белому медведю. Несмотря на это, люди говорят о программном обеспечении как о некой вещи или как об однородной группе вещей. Все что угодно, только не это.

В полном одиночестве за двадцать минут я могу написать программу из 100 команд, которая будет вычислять мои ежемесячные выплаты процентов по ссуде. Это будет разработка программы. За 20 минут.

Я также могу быть одним из нескольких сотен программистов и руководителей проекта создания программы вычисления траектории и управления полетом космического корабля на Луну. Я буду создавать свою часть большой, более 1 млн. команд, программы, причем это может длиться несколько лет.

В обоих случаях я буду выступать в роли разработчика программ. Но усилия мои будут весьма различными. А быть руководителем группы, ответственным за все эти миллионы команд, это абсолютно другой вид деятельности.

Есть «программирование в малом» и «программирование в большом». 100 команд — это просто программа, миллион команд — это уже программное обеспечение.

Давайте поищем (вокруг себя) аналогии, которые помогут нам понять наши технологические проблемы. Строителем моста может быть человек, который строит полутораметровое сооружение из тонких досок над узким ручейком на заднем дворе, или человек, создающий подвесной мост через реку или залив. Нельзя сравнивать такие мосты, они находятся на разных концах масштабной шкалы. Но и тот и другой — мост!

Попробуем теперь разобраться в том, что такое планирование, организация и контроль работ особенно большого объема. Надо изучить требования к мосту, его несущую способность, его местоположение, подъездные пути и еще множество других совсем не очевидных вещей. Теперь пришло время сделать грубую оценку стоимости сооружения. Затем следует еще один просмотр требований и возможных вариантов моста.

Когда место расположения моста определено и его примерные очертания приняты, начинается подлинное планирование работ по его созданию. Проводятся детальные расчеты моста, его вантов, опор, пилонов, его колебательных характеристик, кабельной системы — и еще множества других технических деталей, которые составляют мост как целое. Для хранения чертежей приходится строить отдельные помещения. Только для отыскания нужных чертежей требуется специальная информационно-поисковая система, позволяющая при необходимости получить любой из них.

Создается «рабочий план». Тщательно детализируются и документируются все сведения о том, что, когда и кем должно выполняться, какая между всем этим есть взаимосвязь. Определяется параллельность работ (какие работы могут выполняться параллельно друг другу).

Все это надо распланировать и понять заранее. Только после этого можно приступать к найму строителей, выписывать ордера на материалы, инструменты и доставлять оборудование.

Для начисления рабочим зарплаты создается бухгалтерия. Одна комната заполняется за другой, поскольку для управления созданием такого огромного сооружения требуется огромное количество документов.

Проходят годы. Мост становится реальностью, чудом, воплощенным в жизнь. Его могут видеть миллионы людей, видеть уже построенным, пользоваться им. Это триумф (см. рис. 4.17).

Но никто не видит долгих лет подготовки, тонны документов, сложную и удивительную работу по планированию. Они невидимы для тех, кто ходит по мосту, но абсолютна необходимы для достижения результата.

Урок, который можно извлечь из табл. 4.9, очевиден — для строительства моста стоимостью в 300 млн. долларов нужен тщательно разработавшей «фундамент». Все это с полной уверенностью можно отнести и к программному обеспечению стоимостью в 100 млн. долларов, состоящему из программ размером от 500 тыс. до 2 млн. строк текста.