Ресурсы для обеспечения функциональной пригодности при разработке сложных программных средств

При проектировании ПС необходимо учитывать, что экономические, временные, вычислительные и другие ресурсы на разработку и весь ЖЦ программ всегда ограниченны и используемые затраты для улучшения каждой характеристики должны учитывать эти ограничения. Для рационального распределения этих ресурсов необходимо знать как отражается изменение затрат на улучшении каждой характеристики качества ПС. Эта взаимосвязь затрат ресурсов и значений каждой характеристики зависит от назначения, а также от ряда свойств и других особенностей комплекса программ, что усложняет учет влияния таких связей. Тем не менее, выявлены основные тенденции такого взаимодействия, которые могут служить ориентирами при выборе и установлении требований к определенным характеристикам качества в конкретных проектах ПС.

Обеспечение функциональной пригодности является основной целью при использовании финансовых, трудовых, вычислительных и других ресурсов в жизненном цикле ПС. Однако это не значит, что затраты на решение этой основной задачи всегда являются доминирующими по величине. Необходимость выполнения ряда требований к остальным, конструктивным характеристикам качества, часто приводит к тому, что использование ресурсов на их реализацию может превышать базовые затраты на обеспечение функциональной пригодности. В то же время, затраты на выполнение этих требований, всегда направлены на повышение и совершенствование функциональной пригодности. Поэтому обычно трудно четко выделить и количественно оценить все виды затраты, используемые только на функциональную пригодность.

В любом программном средстве можно выделить компоненты, в которых сосредоточены функциональные алгоритмы и программы, предназначенные для решения основных целевых задач ПС. В некоторые из них органически входят компоненты для повышения качества решения функциональных задач или они построены с учетом требований высокого качества результатов основных функций. Для анализа затрат ресурсов в жизненном цикле ПС при проектировании, их целесообразно разделить на две части:

- затраты на создание программных компонентов, обеспечивающих базовые свойства функциональной пригодности комплекса программ для его применения по прямому назначению пользователями, в соответствии с требованиями контракта и технического задания;

- основные составляющие дополнительных затрат, обеспечивающие требуемые конструктивные характеристики качества для улучшения функциональной пригодности ПС в соответствии с целями и сферой его применения.

Кроме того, следует учитывать совокупность затрат ресурсов на технологию, инструментарий автоматизации разработки и систему качества, обеспечивающие жизненный цикл ПС. Эта составляющая затрат зависит не только от характеристик проектируемого ПС, но и от интенсивности применения технологических средств (см. рис. 9.1).

Затраты на обеспечение функциональной пригодности зависят, в первом приближении, от сложности алгоритмов, объема комплекса программ и баз данных, которые определяют затраты труда и длительность полного цикла их разработки. Основные затраты идут на овеществленный, преимущественно, интеллектуальный труд специалистов различных категорий. Поэтому для их измерения наиболее универсальной единицей стали трудозатраты специалистов в человеко-днях или человеко-месяцах, которые обычно достаточно просто могут преобразовываться в стоимость процесса разработки.

Для учета классов крупномасштабных ПС с позиции затрат на их разработку проведено ранжирование экспериментальных данных и выделены классы (см. ISO 12182), наиболее сильно отличающиеся затратами на функциональную пригодность, при одном и том же общем размере полностью новых программ и информации баз данных, которые характеризуются (см. лекцию 5):

- максимальной трудоемкостью - ПС систем управления динамическими объектами или процессами в реальном времени (СРВ);

- средней трудоемкостью - ПС административных, организационных и информационно-поисковых систем (ИПС);

- минимальной трудоемкостью создания - пакеты автономных расчетных прикладных программ (ППП).

Все остальные типы ПС могут быть упорядочены между выделенными классами и для них получены оценки изменения трудоемкости (стоимости) относительно максимальной для ПС реального времени. Малые проекты, создаваемые небольшими коллективами специалистов характеризуются большим коэффициентом вариации – разбросом значений предполагаемой трудоемкости, вследствие высокой роли индивидуальных способностей отдельных специалистов. Трудоемкость разработки крупномасштабных ПС объемом свыше 100 тыс. строк отражается более определенными закономерностями и стабильными значениями, что обусловлено усреднением творческих возможностей специалистов и условий их труда в больших коллективах, а также возрастанием доли затрат и роли руководящего и вспомогательного персонала в ЖЦ ПС.

Основные составляющие дополнительных затрат, обеспечивающие требуемые характеристики качества ПС целесообразно структурировать в соответствии с их номенклатурой в стандарте ISO 9126 (см. лекцию 11). Однако желательно эти затраты связать с процессами ЖЦ ПС. Важнейшее значение имеет установление и формализация исходных требований к характеристикам ПС. Поэтому целесообразно выделять значительные ресурсы на системный анализ и проектирование требований ко всему комплексу характеристик и их атрибуты на начальных этапах проекта ПС (см. рис. 9.1). На этих этапах неопределенность оценки влияния факторов наибольшая, тем не менее даже приблизительный их учет позволяет избегать грубых ошибок (в несколько раз) при оценке затрат на разработку, которые делаются экспертами без детального анализа влияния различных факторов на требуемое качество ПС. Подобный анализ может быть базой для рационального, первичного распределения ограниченных ресурсов разработки и для управления их использованием по мере развития проекта. Учет возможного изменения затрат в зависимости от основных параметров проекта способствует упорядочению процесса разработки ПС и концентрации усилий на тех факторах и затратах, которые могут дать максимальный эффект в повышении качества, при конкретных условиях создания программ и реальных ограничениях ресурсов.

После проведения системного проектирования, а также предварительного распределения ресурсов, возможна ошибка в оценке совокупных затрат на разработку ПС с требуемым качеством, приблизительно в полтора-два раза. Разработка архитектуры комплекса программ на основе прототипов и подготовка к программированию готовых апробированных алгоритмов позволяет ее уменьшить до 20-30%. Такую достоверность можно получить, конечно, только при подробном анализе и оценке влияния важнейших факторов и требований к качеству конкретного ПС (см. лекцию 5).

Крупные затраты, достигающие 30% от полных затрат на разработку сложных ПС, могут приходиться на верификацию и тестирование программных компонентов, что должно обеспечивать корректность и надежность ПС в целом. Хотя эти характеристики и их атрибуты принципиально различаются, ресурсы на их реализацию полностью разделить невозможно. Поэтому оценивание и выделение ресурсов на решение этих задач целесообразно анализировать совместно.

Затраты на квалификационное тестирование и испытания ПС в целом обычно могут быть достаточно четко выделены из остальных ресурсов, так как в этих процессах непосредственно участвуют заказчик и пользователи. Величина этих затрат, без учета ресурсов, необходимых для имитации внешней среды, может составлять около 10% от общих затрат на разработку. При этом практически невозможно разделять затраты на оценивание отдельных стандартизированных характеристик и их атрибутов.

Затраты на обеспечение безопасности и надежности функционирования ПС определяются требуемым уровнем защищенности и сложностью (размером) программ для ее реализации (см. лекцию 11). При наличии особенно высоких требований к безопасности критических ПС эти затраты могут даже в 2 – 4 раза превышать затраты на решение базовых, функциональных задач. Для типовых административных систем трудоемкость создания программных средств защиты обычно составляет 20 – 40% затрат на решение основных, функциональных задач. В более простых случаях, доля таких затрат может снижаться до 5 – 10%. Затраты на обеспечение высокой надежности в составе разработки ПС могут достигать 2 – 3 кратного увеличения общих затрат, при высоких требованиях наработки на отказ. Для минимального обеспечения автоматического рестарта в ординарных системах они составляют порядка 10 – 20%. Однако практически, в любых системах должен присутствовать минимум программных компонентов, обеспечивающих надежность и защиту от преднамеренных и случайных угроз.

Затраты на создание достаточно полного комплекта докумен-
тации практически пропорциональны размеру комплекса программ.
Удельные затраты на документацию зависят от класса, назначения
и широты применения программ, что трудно учесть в достаточно
общем виде. Эти затраты сопутствуют в некоторой степени всем
этапам разработки, однако, оформление эксплуатационных доку-
ментов обычно локализуется в специ-альном этапе работ. Затраты
на разработку комплекта эксплуатационной документации для сложных программных продуктов
,
подлежащих дли-тельному сопровождению, обычно определяются
затратами ориентир-овочно 5 – 10 страниц на тысячу строк
текста программы.

Дата добавления: 2014-01-13