Программное обеспечение и его разработка - Фокс Джозеф М.

Тип использования. Существуют диалоговые и автономные системы использования вычислительных машин. Попробуем провести различия между «пользователем» и «заказчиком». Пользователь — это человек, который сидит у терминала и ведет диалог с вычислительной машиной. Пользователь управляет ею, он «приводит» ее в действие. Служащий трансагентства, занимающийся резервированием авиационных билетов, является пользователем. Заказчик же — это главный бухгалтер фирмы. Ему не нужно вести никакого диалога с вычислительной системой, когда она производит расчет зарплаты для сотрудников фирмы.

Если мы готовимся к диалоговому использованию системы, мы должны так писать программное обеспечение, чтобы пользователю было легко взаимодействовать с машиной. Это гораздо больше, чем просто справочная система; такая система должна быть настолько удобной для работы, чтобы человек, работающий с машиной, охотно ею пользовался и работал с полной отдачей сил. Программы должны быть написаны так, чтобы система подсказывала пользователю, что сделать, если полученные ею инструкции не очень ясны.

Последствия отказов при разных типах использования.

В некоторых системах многочасовой отказ вычислительной машины хотя и неприятен, но все же приемлем. В других же отказ вычислительной машины всего лишь на несколько минут чреват катастрофой. В последнем случае нам приходится ставить дополнительную аппаратуру. Но дополнительная аппаратура это еще полбеды. Нам приходится еще писать программы для сохранения критических данных и передачи их с одного процессора на другой. Часто это должно делаться не за минуты, а всего лишь за секунды. Это весьма сложное программное обеспечение. Программа, управляющая переключением светофоров в городе, не представляет собой ничего сложного; однако если эта программа должна всегда работать правильно, то сложность программного обеспечения возрастает по крайней мере втрое.

Диапазон сложного программного обеспечения простирается от научного центра (годовой) стоимостью 50 млн. долларов, обеспечивающий диалоговую работу 460 ученых, где 90 % всех программ выполняется один-единственный раз, до управляющей системы, в которой программное обеспечение работает по 365 дней в году, по 24 ч. в сутки, не имеет права на малейший отказ и изменяется крайне редко — один раз в год.

Фаза разработки, входящая в жизненный цикл программного обеспечения, может быть разбита на шесть отдельных этапов:

— Определение требований

— Проектирование

— Написание команд

— Компоновка

— Тестирование или верификация

— Документирование

Поскольку разработка на обозримое будущее представляет собой основную проблему в области программного обеспечения, оставшаяся часть книги в основном будет посвящена рассмотрению этих шести этапов.

Как мы уже видели, эту фазу часто называют обслуживанием. Это наиболее часто игнорируемый элемент жизненного цикла, оставляемый на попечение какой-нибудь новой, часто неизвестной заранее группы. Наша ключевая идея состоит в том, что эта часть цикла должна приниматься во внимание с самого начала работ по разработке.

Задачи продолжающейся разработки. Продолжающейся разработкой занимается группа сопровождения. Ее задачи таковы:

1. Включение новых функций. В уже существующие программы добавляются новые функции. Например, если служащие фирмы вступили в профсоюз, мы должны начать удержания членских взносов и внести дополнение в программу составления платежных ведомостей.

2. Модификация функций. Существующие функции расширяются или видоизменяются. Например, принимается закон, изменяющий государственные налоги, и в ту часть программы, которая правильно работала для старого закона, надо вносить новые параметры, учитывающие новые налоговые положения. Случается также, что при первой сдаче программного обеспечения мы не успели выполнить все требования пользователей; нам приходится добавлять эти функции, выпуская новые модификации, или «версии», системы.

3. Модификация оборудования. В систему включается новая аппаратура. Например, ставятся новые терминалы с большим разрешением. Функции при этом не изменяются, но для управления новыми дисплеями нам нужны новые программы.

4. Исправление ошибок. Пользователь обнаруживает в программе «ошибки», и их нужно исправлять. Например, в случае когда страховые вычеты из зарплаты прекращаются в тот же день, когда начинаются выплаты за лечение в больнице, обе эти суммы оказываются напечатанными в обеих графах корешка платежной ведомости.

Усилия при продолжающейся разработке затрачиваются на:

1. Исправление программ, чтобы неправильно реализованные функции работали теперь правильно.

2. Модификацию или создание нового программного обеспечения для добавления функций, необходимость которых была заранее известна, но которые были отложены при разработке.

3. Модификацию или создание нового программного обеспечения для добавления функций, соответствующих новым требованиям, не отраженным в исходной документации.

Различие между пунктами 2 и 3 едва уловимо, но весьма важно. В пункте 2 говорится о том, что группа сопровождения должна всего лишь соблюдать первоначально документированные требования. В пункте 3 от группы сопровождения требуется фактическое определение новых требований. Это существенно отличается от простого следования требованиям. Для выполнения этой функции продолжающейся разработки требуются и другие люди, и другая их квалификация, и другая организация их труда, чем для выполнения других функций.

Все программное обеспечение может быть разделено на три всеохватывающих типа:

1. Прикладное обеспечение.

2. Системное обеспечение.

3. Инструментальное обеспечение.

Первые два типа обеспечения работают в период использования, а третье, инструментальное, используется в фазе разработки. В фазе разработки может также использоваться и системное обеспечение.

1. Прикладное программное обеспечение. Программы, фактически выполняющие поставленную перед ними задачу, на пример печать платежных ведомостей, инвентаризацию, коммутацию сообщений, резервирование билетов, прокладку маршрутов.

2. Системное программное обеспечение. Программы, которые выполняются в фазе использования наряду с прикладными программами. Системное обеспечение управляет ресурсами вычислительной машины, т. е. дисками, оперативной памятью, лентами, центральным процессором. Программное обеспечение, известное под названием операционной системы, также попадает в эту категорию, сюда же попадают и системы управления базами данных (СУБД). И то и другое будет несколько позднее рассмотрено нами в этом же разделе.

3. Инструментальное программное обеспечение. Программы, которые помогают программистам и администрации создавать программное обеспечение фазы использования. Наиболее известными представителями программ этой категории являются ассемблеры и трансляторы.

Чтобы вычислительная машина выполнила вашу работу, вам необходимо создать прикладное программное обеспечение.

Чтобы вычислительная машина эффективно справлялась со многими приложениями и была хорошо приспособлена к окружению, необходимо создать системное программное обеспечение.

Чтобы легче было разрабатывать программное обеспечение, необходимо использовать инструментальное программное обеспечение.

Прикладные программы являются наиболее видимой частью программного обеспечения. Платежные ведомости, инвентарные списки, проектирование мостов, управление ракетами, расчет напряжений, вычисление траекторий, предсказание погоды, бухгалтерский учет — все это лишь несколько примеров из тысяч прикладных программ.