Некоторые виды программного обеспечения могут разрабатываться теми же методами, что и аппаратура, другие же так разрабатывать нельзя. Программное обеспечение состоит из отдельных команд, а мы можем написать команды, чтобы выполнить почти все что угодно, да еще массой различных способов. Команда не является физической «вещью». Аппаратура же — вещь физически реальная, и поэтому переставлять и комбинировать ее так свободно нельзя. Мы выделяем те отдельные случаи, когда программы становятся похожими на аппаратуру и должны разрабатываться теми же методами. Однако в больших системах аппаратура и программы имеют существенные различия. Аппаратуру можно здесь сравнивать с роялем, а программное обеспечение с музыкой. Аппаратура это словарь, а программное обеспечение — роман. Итак, несмотря на большое количество сходного в аппаратуре и программах, при разработке больших систем на первый план выступает их принципиальное различие. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен далее.
Правильное программное обеспечение не подвержено никаким отказам. Оно, следовательно, не нуждается в техническом обслуживании. Подобный процесс нужно называть не обслуживанием, а продолжающейся разработкой. Если команды написаны правильно, они не могут вдруг стать неправильными. Они могут устареть, но происходит это по другим причинам. Они могут также быть неверными с самого начала, что, однако, не было обнаружено при тестировании. Обслуживание программы, иначе говоря продолжающаяся разработка, состоит в выявлении ранее не обнаруженных ошибок, добавлении новых функций, модификации некоторых функций, повышении производительности.
Этот факт чрезвычайно важен! Многие программисты считают, что обслуживание — это дело не интересное и не такое престижное, как разработка программ. Однако продолжающаяся разработка часто оказывается делом более сложным, чем первоначальная разработка. Мы должны называть этот процесс более точно — именно продолжающейся разработкой — и тем содействовать стиранию позорного и незаслуженного пятна, лежащего на тех, кто занимается обслуживанием.
Разработка программного обеспечения — это многогранная деятельность, связанная не только с работой на вычислительной машине. При работе над проектом большой программной системы обычно необходимо быть компетентным и в общих инженерных вопросах, и в математике, нужно разбираться в различных видах вооружения, знать законы небесной механики, разбираться в военной логистике, знать методы экономического планирования, понимать, что такое резервирование; необходимо ориентироваться в теории межпланетных полетов и в аэродинамике, а также еще в огромном количестве различных областей знаний. Руководитель разработки программного обеспечения должен в своем проекте все это учитывать. Это означает, что этот руководитель должен обладать способностью управлять группой специалистов из различных областей.
Большая программная система никогда не может быть отлажена до конца, даже после многих лет тестирования и использовании. До конца могут быть отлажены только маленькие программы, большие же и сложные не могут. Слишком много путей предусматривает общий алгоритм программы, слишком много возможных вариантов вводимых данных или действий пользователей.
Даже сотни лет продолжающегося тестирования — если бы, конечно, это стало возможно — не хватило бы для проверки всех возможных ветвей большой, сложной программы. И несмотря на это, находятся люди, всерьез говорящие о «программном обеспечении, свободном от ошибок»!
Разработка программного обеспечения часто весьма трудоемкий и дорогостоящий процесс. В Соединенных Штатах Америки каждый год вкладывается в разработку программного обеспечения больше 20 млрд. долларов. Это очень много, а ведь имеется устойчивая тенденция роста таких вкладов. И не все капиталовложения окупаются.
В начале 1970-х гг. две основные авиакомпании возбудили судебное дело против своих подрядчиков, поскольку созданная ими система стоимостью 40 млн. долларов не только не работала, но и вообще не подавала никаких признаков жизни. Крупный европейский банк направил в суд иск о взыскании 70 млн. долларов, выплаченных за программное обеспечение. Военно-воздушные силы США затратили более 300 млн. долларов на тщетную попытку автоматизировать комплексную систему перевозок и снабжения.
Программное обеспечение — это средство, а не цель. Одна из замечательных технических групп работает в National Security Agency (NSA). Она специализируется в области защиты и разгадывания шифров и привлекает в свои ряды и воспитывает знатоков различных технологических методов.
Недавно один человек, занимающийся вычислительными машинами и средствами связи, поведал мне о событиях, происшедших несколько лет назад, когда он был председателем Комитета определения стандартов для приобретаемого программного обеспечения.
Один из членов его комиссии, страшный зануда, постоянно настаивал на том, чтобы методика «сверху — вниз», весьма популярная среди разработчиков программного обеспечения, использовалась и в их комитете. Это означало, что им нельзя проводить совещания по программному обеспечению, пока не обсуждены системы, для которых необходимо это обеспечение и частью которых оно должно стать.
Наконец председатель был вынужден сходить к главе NSA и заявить ему, что указанный член комиссии был прав — сначала комитет должен разработать стандарты и руководства на приобретение систем, а уж затем переходить к программному обеспечению.
Хотя глава NSA чувствовал, что им известно, как нужно производить приобретение систем, первым документом, изданным комитетом, был документ под названием «Политика приобретения систем». Лишь затем удалось заняться программным обеспечением!
Программное обеспечение это продукция «третьего порядка», оно помогает работать всей системе, а система уже достигает нужных результатов.
Само по себе программное обеспечение никогда нельзя рассматривать как конечную продукцию. Даже как рыночный товар оно имеет вспомогательный характер и должно разрабатываться и продаваться с учетом этого.
Что мы имеем в виду под «третьим порядком»? На первом месте, безусловно, находится желаемый результат. Например, увеличение продажи билетов, происшедшее из-за введения в действие системы предварительного заказа. Результат — это то, к чему мы стремимся, он является целью первостепенной. На втором плане находится система, достигающая данного результата, а программное обеспечение, как часть этой системы, занимает лишь третье место. Важное, это верно. Может быть, самое важное, но все же лишь третье.
Зачем заострять внимание на этом очевидном факте? Уинстон Черчилль определял фанатика как человека, который не изменяет своего решения и не переводит разговор на другую тему. Нам же постоянно приходится сталкиваться с «программистами-фанатиками», которые считают, что важнее программного обеспечения нет ничего на свете. Этим фанатикам нельзя доверять руководство системами или проектами, поскольку у них искаженное представление об окружающем мире и извращенное суждение о программном обеспечении, системе и результате.
Определение требований — это наиболее неразработанная область, связанная с созданием программного обеспечения. Эта область связана отнюдь не только с программным обеспечением; здесь поднимаются вопросы, связанные и с всевозможными типами аппаратуры, и с людьми, и с технологией! Если программное обеспечение рассматривать как вспомогательный механизм, получающаяся в результате продукция будет значительно лучше, чем в том случае, если считать его первостепенным и наиважнейшим фактором.
Две роли программного обеспечения
Очевидная роль программного обеспечения — заставить работать аппаратуру! Но давайте заглянем поглубже. Этим роль программного обеспечения не ограничивается. Оно еще должно быть легко модифицируемым.
Никто без серьезных оснований не станет ломать антенну радиолокатора или новый спутник (ценой около 50 млн. долларов). Однако руководители различных систем с легкостью идут на изменения в программном обеспечении! Они должны даже заранее планировать эти изменения. Такая роль была уготована программному обеспечению с самого его возникновения. Изучение истории этого вопроса возвращает нас к понятию запоминаемой программы.
