Жизненный цикл программного обеспечения и его модели

1.

Методология программной инженерии
(спецификация требований)
Лекция 1 Жизненный цикл программного
обеспечения и его модели.
Доктор технических наук, профессор Соколов Б.В
С.-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН,
С.-Петербург,
14 линия ВО, 39, СПИИ РАН,
СПИИ РАН
1

2.

Модели ЖЦ ПО
Менеджмент
ERP
Поставщики
Снабжение
Технология
Техобслуживание
оборудования
Управление
документами
Склады продукции
Заказы
Проектирование
Энергопотребление
Загрузка оборудования
Детальное планирование производства
Управление
процессами
Транспорт
Сбыт
Планирование
производства
Склады сырья
НИОКР
Финансы
Бухгалтерия
Кадры
Заказчики
Дилеры
Маркетинг
Диспетчеризация производства
Учёт производства
Контроль
качества
продукции
Контроль
технологии
Сбор и хранение технологических данных
АСУ ТП
SCADA
АСУ ТП
SCADA
АСУ ТП
SCADA
АСУ ТП
ПРОИЗВОДСТВО
2

3.

Модели ЖЦ ПО
Исследование
(маркетинг)
Разработка
Подготовка
Производство
Эксплуатация
производства
CRM
продажа>поставка>поддержка
SCM
выбор>покупка>получение>оценка качества
ERP
заказ>планирование>ресурсы>графики>производство
PLM
план>концепция>проектирование>технологическая подготовка>
планирование производства>испытания>поставка>поддержка>утилизация
3

4. Модели ЖЦ ПО

Период полезной
жизни
Реализационный период
НИОКР
Доход
ОКР
Серийное
производство
Эксплуатация
0
t1
t2 t3
t4 t5
Использование
СОТС I поколения
Использование
Создание
1
Внешнее
проектирование
2
Внутреннее проектирование
3
Производство
4 Использование
1 – принятие решения о разработке СОТС
2 – утверждение технического задания СОТС
3 – принятие решения о серийном производстве СОТС
4 – ввод в эксплуатацию СОТС
5 – решение о модернизации и развитии СОТС
5
Использование
СОТС II поколения
НИР
Использование
СОТС III поколения
НИОКР
ОКР
Расход
(0t1] – исследование и разработка СОТС;
(t1t2] – освоение и организация производства
элементов и подсистем СОТС
(t2t3] – время окупаемости СОТС
(t3t4] – интервал времени, соответствующий
сроку второй наработки на вложения
4

5.

Модели ЖЦ ПО
ERP, SCM, CRM
1.
1.
100
%
PLM
85%
формирование
стоимости
владения
изделием
выполнение
проектных
решений
Принятие
проектных
расходы на
решений
разработку и
производство
1.
15%
изделия
Исследование
(маркетинг)
Разработка
Подготовка
Производство
Эксплуатация
производства
5

6.

Модели ЖЦ ПО
Снятие с производства
Производство
$
Исследования
Разработка
Продажа
c PLM
без PLM
Время
Исследования
Разработка
Производство
Продажа
Снятие с производства
6

7.

Модели ЖЦ ПО
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОДУКЦИИ
1.
Средняя стадия
Начальная стадия (BOL)
Проектирование
(MOL)
Производство
Применение
Конечная стадия
(EOL)
Процесс
Процесс
1.Процесс
Проц
есс
Процесс
Ресурсы
Ресурсы
1.Ресурсы
Ресу
рсы
Ресурсы
Продукт
Продукт
1.Продукт
Прод
укт
Продукт
Сервис
Повторное
использование
Материалы
Полная
модернизация
Повторное
использование
материалов
1.
Ликвидация
7

8.

Модели ЖЦ ПО
Издержки
Внедрение
Капиталовложения на
приобретение
Консалтинг
Qн
Тконс
Производительность ИС
(вклад в бизнес)
Твн
Освоение
Тосв
Время эффективной работы ИС
на полную мощность,
т.е. с максимальным вкладом в бизнес – Тэф пр
Тгот пр
Тдегр
Амортизация
Гарантийный
срок Тгар
Сопровождение, поддержка
Испытания
Сначала испытаний
бывает много, затем их объем может уменьшаться
Обслуживание
На
этапе
приработки интенсивность и объем обслуживания бывают больше
8

9.

Модели ЖЦ ПО
Внедрение и освоение
Издержки
1-я
партия
2-я
партия
3-я
партия и т.д.
Освоение
2-й очереди
Внедрение
3-й очереди
Приобретение оборудования и других покупных компонентов
Освоение
1-й очереди
Внедрение
2-й очереди
и т.д.
Внедрение
1-й очереди
Консалтинг
Проектирование системы
Освоение
3-й очереди
Сопровождение и поддержка
1-я очередь
+2-я очередь
+3-я очередь
Обслуживание
Изготовление (за пределами процесса проектирования)
1-я
очередь
Амортизация
1-я партия
3-я партия+2-я очередь и т.д.
2-я партия+1-я очередь
+2-я
очередь
+3-я
очередь
Испытания
1-я
очередь
+2-я
очередь
+3-я
очередь
9

10.

Модели ЖЦ ПО
Производительность
(вклад в основную
деятельность)
Приобретение
Qпроект
Создание
своими
силами
1-й вариант
Создание
своими силами
2-й вариант
Qн
t0
Тгот пр
Тгот сс
Тдегр
10

11.

СПИИ РАН
11

12.

СПИИ РАН
12

13.

СПИИ РАН
13

14.

СПИИ РАН
14

15.

СПИИ РАН
15

16.

СПИИ РАН
16

17.

СПИИ РАН
17

18.

СПИИ РАН
18

19.

СПИИ РАН
19

20.

СПИИ РАН
20

21.

СПИИ РАН
21

22.

СПИИ РАН
22

23.

СПИИ РАН
23

24.

СПИИ РАН
24

25.

СПИИ РАН
25

26.

СПИИ РАН
26

27. Инструментальные средства моделирования ЖЦ ПО

Под комплексным (системным) моделированием (КМ)
сложных объектов (СлО) любой природы
(естественных, искусственных, реально существующих и
виртуальных и т.п.) будем понимать методологию и
технологии полимодельного описания указанных
объектов, а также комбинированного использования
методов, алгоритмов и методик многокритериального
анализа, синтеза и выбора наиболее предпочтительных
управленческих решений, связанных с созданием,
использованием и развитием рассматриваемых объектов
в различных условиях динамически изменяющейся
внешней и внутренней обстановок
СПИИ РАН
27

28. Инструментальные средства моделирования ЖЦ ПО

• проблема структурно-функционального синтеза облика
полимодельного комплекса;
• проблема глубинного (интегративного) согласования
используемых при комплексном моделировании СлО
методов, моделей и алгоритмов;
• проблема параметрической и структурной адаптации
полимодельного комплекса
• проблема верификации и валидации полимодельного
комплекса;
• проблема автоматизации процесса комплексного
моделирования СлО.
СПИИ РАН
28

29. Инструментальные средства моделирования ЖЦ ПО

Цели
Цели
Модель стратегии
Стратегии
Стратегии
1
2
3
4
1.продукты
2.функции
3.менеджмент
4.ресурсы
блок «перечень продуктов»
Стратегическое моделирование
Функциональная
модель
Структурная
модель
Организационная модель
функции
кто?
звенья
что?
блок «функции подразделения»
Организационное моделирование (orgware)
Процессная
модель
Процессно-ролевая модель
процессы
что? кому?
когда?
кто?
роли
кто? что? кому? когда?
Операционные
бюджеты
Штатное
расписание
Финансовая модель
Процессное моделирование (workflow)
Бюджет накладных
расходов
БДДС
БДР
ББЛ
что? кому? когда?
сколько?
кто? что? кому? когда? сколько?
кто? сколько?
Количественное моделирование
СПИИ РАН
29

30. Инструментальные средства моделирования ЖЦ ПО

Система модельного проектирования КИС
Система внешних моделей
Система внешних моделей «Как должно быть»
Система внешних моделей «Как есть»
Модели функциональных
процессов
Модель жизненного цикла КИС
Функционально-стоимостные
модели
Метод ABC (Activity Based
Costing), оптимизационные
модели
Модели информационных
потоков
Технология структурного
анализа потоков данных – DFD
(Нотация Гейна-Сарсона)
Технология структурного
анализа и проектирования
– SADT (в рамках нотации
IDEF0)
Модели понятий и категорий
Онтологические диаграммы
(в рамках нотации IDEF 5
Модели данных
Технология анализа данных и
структурного проектирования –
ERD (в рамках IDEF1Х)
Модели взаимосвязи открытых
систем
Технология открытых
информационных систем
Модели организационных
структур
Иерархические
организационные
диаграммы,
топологические схемы
Модели требований
Система внутренних моделей
СПИИ РАН
30

31. Инструментальные средства моделирования ЖЦ ПО

Этап 1
Обследование функциональной
деятельности и взаимодействия
элементов и подсистем СОТС
Design/IDEF
Design/CPN
Критерии оценки:
стоимость;
длительность;
дублирование;
противоречивость
EasyABC
Design/IDE
Этап 2
Обследование и анализ внутреннего
документоооборота и информационного взаимодействия СОТС
Этап 3
Разработка функционально-информационных моделей технологий («как
есть») работы СОТС
Этап 4
Оценка эффективности
деятельности СОТС и разработка
Этап 5
Разработка функционально-информационных моделей рациональных технологий («как должно
быть»)
Этап 6
Разработка положений о СОТС
и инструкций
должностных
лиц СОТС
Этап 7
Разработка системного
проекта (эскизнотехнического и рабочего
проекта) корпоративной
СОТС
Этап 8
Разработка процедур
автоматизации документооборота в
СОТС и организации
в целом
Этап 9
Design/IDE
Staffwarw
Разработка прикладного
программного обеспечения
автономных систем
Предложения по совершенствованию деятельности
Рациональные технологии работы и документоооборот их поддержки
Состав, структура, функциональные и информационные спецификации автоматизированных
рабочих мест.
Состав и структура аппаратных средств, программного и информационного обеспечения.
Технические решения по построению программного и информационного обеспечения.
Алгоритмы, модели форм
Этап 10
Разработка информационного обеспечения СОТС
(классификаторов, баз
данных, баз прецедентов,
докуметарных баз данных)
Excalibur EFS
PowerBuilder
Design/IDE
СПИИ РАН
CDRExpress
31

32.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
РАСЧЕТА И МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОГО ОЦЕНИВАНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И
ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АСУ КА В ШТАТНЫХ И ЗАДАННЫХ
УСЛОВИЯХ РАБОТЫ
Программный
модуль 3
«Расписание»
Программный
Программный
Программный
модуль 4
модуль 5
модуль 6
«Устойчивость»
«Пропускная
«Эффективность»
Программный модуль
1
«Многокритериальность»
Программный
модуль 2
«Надежность»
Программный модуль
Программный
Программный
Программный
Программный
Программный
многокритериального
модуль расчета и
модуль расчета
модуль расчета и
модуль расчета
модуль расчета
анализа и
многокритериального
расписания
оптимизации
показателей
показателей
упорядочения
анализа показателей
функционирования
показателей
пропускной
эффективности
вариантов
структурной
НКУ КА, а также
робастности и
способности и
применения АСУ КА
функционирования АСУ
надежности и
расчета показателей
динамической
ресурсоемкости АСУ
для стохастических
КА при различных
устойчивости АСУ
пропускной
устойчивости
КА для
сценариев
сценариях изменения
КА
способности и
программ
стохастических
изменения внешних
обстановки и
ресурсоемкости АСУ
функционирования
сценариев
воздействий
воздействий
КА для
АСУ КА для
изменения внешних
детерминированных
интервально
воздействий
сценариев
заданных сценариев
изменения внешних
изменения внешних
воздействий
воздействий
способность»
32

33. Реализация комплекса аналитико-имитационных моделей подсистем АСУ КА в разработанных программных модулях

№
п/п
Наименование
Реализованные модели в составе программных модулей
моделей
подсистем
Модуль
Модуль
Модуль
Модуль
Модуль
«Надежность» «Расписание «Устойчивость
«Пропускная
«ЭффективАСУ КА
»
»
способность»
ность»
АМ
ИМ
АМ
ИМ
АМ
ИМ
АМ
ИМ
АМ
ИМ
1.
АИМ тракта ТМИ
+
-
+
-
+
-
-
+
+
-
2.
АИМ тракта ИТНП
+
+
+
-
+
-
-
+
+
-
3.
АИМ тракта КПИ
+
-
+
-
+
-
-
+
+
-
4.
АИМ тракта СпИ
+
-
+
-
+
-
-
+
+
-
5.
АИМ ЦУП КА
+
-
+
-
+
+
-
+
+
-
6.
АИМ ИП ОД
+
-
+
-
+
-
-
+
+
-
7.
АИМ внешней
среды
+
+
-
-
+
+
-
+
+
-
33

34.

Бизнес
процессы
Показатели
эффективности
бизнес
процессов
ИТ Сервисы
Качественные
показатели
сервисов
ИТ Сервисы
Ресурсы
Бизнес процессы
Концепутальная модель взаимодействия Бизнеса с ИТ службой
на основе сервисно-ориентированного подхода
Ресурсы
Стоимость ИТ
Сервисов
Финансовые
показатели
компании
Источники данных:
1С Бухгалтерия.
Плановые
финансовые
показатели компании.
Стоимость
Ресурса
34

35.

ИТ Сервисы
Бизнес процессы
Схема взаимосвязи Бизнеса с ИТ сервисами: На примере системы управления складом
Прием новой
поставки
Получение
данных о новом
поступлении
Проверка
документов
поставщика
Размещение на
складе
Получение
данных о месте
размещения
поступления
Инвентаризация
Печать
документов
Получение
данных о новой
отгрузке
Отгрузка товаров
Информация о
месте
размещения и
остатке товаров
Создание
документов
отгрузки
Ресурсы
с
Система управления
закупками
Принтер
Система управления
складом
Аппаратные
средства (сервера,
рабоч. Станц.,
терминалы, сканеры
штрих-кодов)
Терминалы
35

36.

18. Conclusion
СПИИ РАН
36

37. Обобщенная схема повторяемого процесса разработки

СПИИ РАН
37

38.

СПИИ РАН
38