Разработка программного обеспечения может быть разбита на шесть этапов:
Определение требований и заданий
Проектирование
Написание команд — программирование
Компоновка
Тестирование
Документирование
Относительно новым термином «программно-аппаратное обеспечение» часто обозначается программное обеспечение или просто программа, которая всегда находится в постоянной памяти, работающей только на чтение (ПЗУ), и выполняется непосредственно оттуда. Хотя тот факт, что запись в память исключается, и создает некоторые трудности проектирования и создания программного обеспечения, однако программно-аппаратное обеспечение не столь уж сильно отличается от программного обеспечения, работающего с обычной памятью, чтобы его нужно было выделять и рассматривать отдельно. Здесь применяются те же правила и практические приемы. Таким образом, мы будем рассматривать программно-аппаратное обеспечение как часть программного обеспечения. Мы еще столкнемся с программами, располагающимися в постоянных запоминающих устройствах.
Обзор программного обеспечения
Наметившийся кризис программного обеспечения в настоящее время продолжает углубляться. Частично этот процесс происходит из-за того, что лишь немногие из людей, не занимающихся программированием профессионально, разбираются в том, что такое программное обеспечение. Программное обеспечение представляет собой обособленное, замкнутое в себе поле деятельности, семантика которого неоднозначна, а терминология бедна. Практикующиеся в этой области слишком часто концентрируют свое внимание на самом программном обеспечении, в то время как надо больше внимания уделять системной стороне дела.
Очень часто разработчики программного обеспечения не успевают выдать надежный продукт точно в назначенный срок или просто выходят из бюджета. Какая-либо помощь этим разработчикам практически не увеличивается, и разумного решения тут вообще не видно. Неудачи на поприще программного обеспечения постигают не только начинающих программистов. Случается, что даже самые крупные, самые солидные, самые технологически передовые организации страдают из-за серьезных препятствий, возникающих перед ними. За несколько недель до намеченной сдачи в эксплуатацию новой системы 138 фирма IBM объявила о годовой отсрочке, вызванной трудностями с программным обеспечением. За год до назначенного ввода в действие усовершенствованной системы связи фирма АТТ объявила о 18-месячной задержке.
Пользоваться программным обеспечением легко, разрабатывать его намного сложнее. Разработка программного обеспечения — это выпущенный из «волшебной» (электронной) лампы джинн, который скитается по свету и повсюду отравляет жизнь разработчикам систем.
Одной из главных причин такого большого числа трудностей в деле разработки стал постоянный значительный рост сложности и масштабов работ, проводимых (и доводимых до успешного конца) программистами. Постоянно находятся все новые, неожиданные области применения «старого» инструмента — вычислительной машины. Прогресс электронной техники в скорости, размерах, надежности, в экономических показателях кажется просто фантастическим.
Если мы оглянемся на проделанное нами, то увидим, каких гигантских успехов мы добились. Системы резервирования авиационных билетов работают — и работают прекрасно. Американская система авиалиний к весне 1979 г. обслуживала 13 500 присоединенных терминалов, через которые поступало до 10,6 млн. сообщений в день. Система управления транспортными авиалиниями работает и в США, и за их пределами. Работает спутниковая система. И эти успехи не случайны. На них было затрачено огромное количество ресурсов и усилий, но они работают.
Какие же уроки можно извлечь из прежних успехов и неудач? На какой стадии находится «техника программирования»? Следует ли нам относиться к программному обеспечению так же, как мы относимся к аппаратному?
Эта книга посвящена в первую очередь разработке больших систем программного обеспечения, которые встречаются все чаще. Мы исследуем, почему многие крупные разработки столкнулись с большими трудностями, вызвавшими незапланированные затраты бессчетных миллионов долларов, многолетние отсрочки и даже откровенные неудачи, а также немало судебных процессов.
Разработка программного обеспечения умеренных масштабов представляет собой по большей части историю успехов со счастливым исходом. Многие рассматриваемые нами в дальнейшем определения и приемы, использованные при построении больших систем, заимствованы из более ранних попыток реализации небольших систем или применимы к ним. Мы еще будем обсуждать эти вопросы.
Приведем теперь некоторые не очень очевидные факты, связанные с программным обеспечением, а затем коротко обсудим их. Оставшаяся часть книги будет посвящена более подробному их описанию.
Факты о программном обеспечении
Развитие программного обеспечения происходит одновременно в двух противоположных направлениях.
Жизнь любой программы обычно проходит три стадии, и в своей работе разработчики и проектировщики должны принимать во внимание все эти три стадии. Обычно рассматриваются только стадия разработки и стадия использования. Однако уже на ранних этапах разработки нужно иметь в виду и стадию поддержки (сопровождения) или продолжающейся разработки.
Разработка программного обеспечения проходит следящие шесть этапов: определение требований, проектирование, написание команд, компоновка, тестирование и документирование.
Разработка больших систем программного обеспечения часто зависит от наличной аппаратуры.
Любой процесс может быть выражен несколькими различными «правильными» последовательностями команд.
Программное обеспечение носит абстрактный характер, что усложняет процесс его разработки.
Основным инструментом создания нового программного обеспечения являются вычислительная машина и ее программное обеспечение.
При разработке программного обеспечения основную трудность обычно представляет собой не та функция, которую должна выполнять данная система, а методика взаимодействия с пользователем, которой должна подчиняться эта система.
Некоторые виды программного обеспечения можно разрабатывать теми же методами, что и аппаратуру, другие же так разрабатывать нельзя.
Правильное программное обеспечение не подвержено никаким сбоям. Термин «поддержка» по отношению к программному обеспечению является, следовательно, неправильным.
Разработка больших программ — это весьма многогранная деятельность, отнюдь не связанная только с работой на вычислительной машине.
Большая система программного обеспечения никогда не может быть отлажена до конца, даже после нескольких лет тестирования и использования.
Разработка программного обеспечения часто весьма трудоемкий и дорогостоящий процесс.
Программное обеспечение это не цель, а средство.
Развитие программного обеспечения происходит одновременно в двух противоположных направлениях. В середине 30-х гг. XX столетия английский математик Ален Тьюринг доказал, что любой процесс, который можно описать каким-либо алгоритмом, может быть реализован с помощью простейшей машины, которая выполняет всего шесть различных команд, хотя это может занимать весьма значительное время. Из этого принципа логически следует тот факт, что вычислительная машина — любая вычислительная машина общего назначения — может выполнить все, что только может быть описано с помощью алгоритма. Современное программное обеспечение становится все более сложным, находит все более широкие и сложные приложения и в то же время делается «обыкновенной» продукцией повседневного пользования обывателей.
Огромный прогресс технологии производства интегральных схем драматически понизил цены на аппаратуру, и этот процесс будет еще продолжаться. То, что казалось недоступным еще несколько лет назад из-за цены или нехватки времени, вполне достижимо сегодня.
