Программное обеспечение и его разработка
Шрифт:
7. Необходимо действовать по методологии определения требований.
Это слово одновременно означает и некоторое понятие, и самый процесс. Переходный глагол «проектировать» означает 1) «готовить предварительный набросок или план (для работ, которые нужно в дальнейшем выполнить)», в особенности это относится к составлению схем некоторых структур и форм, например, можно проектировать новый мост; 2) в последнее время этот глагол стали использовать в значении «планировать и моделировать с особым искусством и художественным вкусом» [12] .
12
В
Область эта трудна именно потому, что она в большой степени связана с искусством. Проектирование подразумевает возможность выбора. Выбирается форма, очертания, последовательность, схема цветовых сочетаний или другие компоненты, и из них составляется некоторое единство.
Проектирование может быть очень хорошим и очень плохим. В архитектуре проектирование имеет функциональное и эстетическое назначение. В смысле функциональности мы можем говорить о том, «хорошо используется» пространство или нет. С точки зрения эстетики речь идет о том, «хорошо ли выглядит» объект или нет. Для оценки функционального проектирования существуют специальные меры или критерии. Во сколько обходится застройка 1 м^2 площади, или обогрев, или охлаждение? Сколько уже построено «работающих устройств»? Сколько времени потребуется для конструирования? Вообще может использоваться огромное множество разных критериев.
В искусстве же то, что кажется прекрасным одному, может не нравиться другому. Только в тех случаях, когда что-то уж очень хорошо или безобразно, мы можем встретить некоторое подобие единодушия.
Ну а что же мы проектируем при разработке программного обеспечения? Это весьма нетривиальный вопрос. Какие части или куски, формы или цвета, связи и образы можем мы выбирать?
В своих «Заметках о синтезе форм» Кристофер Александер [13] указывает несколько наиболее важных моментов проектирования. Самым интересным является то, что измерять качество проектирования с позитивной точки зрения невозможно, но следует убедиться в отсутствии отрицательных черт, и это дает представление о том, насколько хорошо проект соответствует (его собственные слова) данной ситуации. На идее соответствия автор подробно останавливается, подразумевая под этим применимость проекта к данной ситуации, к данным обстоятельствам.
13
Alexander Chr., Notes on the Synthesis of Form (Cambridge Harvard University Press, 1964).
Александер различает «сознательное» и «бессознательное» проектирование. Бессознательное проектирование длится целые столетия, так что дома и хижины всех местных жителей полностью соответствуют окружению, в котором они используются. Изменения вносятся медленно и постепенно, каждое всесторонне изучается в течение нескольких десятилетий и лишь затем принимается. Проектирование превращается в адаптацию жилища к нуждам жителей.
Сознательное проектирование — это то, чем мы сейчас занимаемся. Со всех сторон на нас обрушиваются различные изменения, мы используем новые инструменты и методы, у нас появляются все новые и новые обязанности. Проектирование становится безотлагательным и специфическим. Качество проектирования оценивается по его соответствию условиям, сравнением его с конкурентными предложениями, если таковые имеются, по его работоспособности.
Чтобы получить необходимую нам систему, мы должны в определенном порядке пройти по разным уровням проектирования: система, подсистема, программное обеспечение, программа и, наконец, рабочая программа — код.
Система как целое состоит из подсистем, и самый выбор этих подсистем уже является проектированием. К примеру, для общенациональной спутниковой системы мы можем остановиться на нескольких различных наборах подсистем.
План № 1 Спутник; система связи космос — Земля; наземная система и т. д.
План № 2 Спутник; микроволновая система; вычислительная система и т. д.
План № 3 Спутник; система связи; система сообщений; управляющая система и т. д.
Этот самый верхний уровень проектирования является самым критическим. Именно он определяет главные черты построения системы, ее работу и обслуживание.
Подсистема программного обеспечения входит
в состав подсистемы обработки данных, которая в свою очередь может являться подсистемой одной, двух или даже всех основных подсистем. Конечно, вычислительные машины есть и на спутнике, следовательно, и на спутнике есть программное обеспечение. Вероятнее всего, программное обеспечение есть в каждой большой подсистеме.Подсистемы обработки данных (ОД) состоят из вычислительных машин и программного обеспечения. Программное обеспечение должно «соответствовать» аппаратуре, оно должно быть спроектировано так, чтобы увеличивать производительность как этой аппаратуры, так и всей системы в целом.
Звучит это просто; однако чаще всего ответственный за аппаратуру ОД мало знает о программном обеспечении, он выбирает машину, только исходя из ее стоимости и скорости работы. Разработка программного обеспечения игнорируется. Я видел, как подобные ошибки допускают даже в тех случаях, когда всеми признавалось, что разработка программного обеспечения будет ключевой во всей схеме разработки системы.
При проектировании систем нужно делать обоснования выбора как аппаратуры, так и программного обеспечения. Проектировщики программного обеспечения должны обязательно поставлять информацию, необходимую для правильного выбора.
Существуют десятки и даже сотни методов, которые позволяют производить проектирование параллельно. Иллюстрации этого утверждения приведены на рис. 5.11 — 5.17.
По мере хода работ по проектированию разработчики снова и снова возвращаются к выработанным ранее требованиям, переоценивают их или даже модифицируют в соответствии с тем, как они влияют на усилия проектировщиков.
Одним из наиболее важных результатов проектирования систем является расслоение целой системы на отдельные подсистемы. Выбор подсистем в наибольшей степени определяет природу системы и влияет на ее разработку. Необходимо выработать требования ко всем подсистемам, причем эти требования должны быть согласованы с требованиями верхнего уровня.
На рис. 5.15 показано, что все подсистемы можно разрабатывать параллельно. Очевидно, что разные люди проводят свое собственное проектирование, результаты их труда должны быть проверены и проконтролированы проектировщиком системы (или группой системных инженеров).
Такой процесс все большей и большей детализации верхнего уровня продолжается непрерывно. Начиная с этого места мы будем изучать только одну подсистему. Так как в наибольшей степени нас интересует программное обеспечение, мы будем исследовать подсистему обработки данных (рис. 5.16), в которую входит большая часть всего программного обеспечения. Отметим тут же, что программное обеспечение может в той или иной степени входить в любую подсистему. Итак, подсистема обработки данных должна быть в свою очередь разделена на составные части.
И конечно, каждая из этих подсистем тоже может подразделяться. Чтобы изобразить «окончательное» разбиение на отдельные части, нам нужно построить целое «дерево» проектирования, что и сделано на рис. 5.17.