Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период

1

Особенности жизненного цикла Особенности жизненного цикла программных систем программных систем

в посткризисный периодв посткризисный период

XXXVIII Международная конференция

"Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11)

Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

С.В.Зыков, к.т.н., доц.Национальный исследовательский университет

Высшая Школа Экономики

2

Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный периодОсобенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период

Кризис разработки ПО, начало эры программной инженерии

1960-е: начало кризиса разработки ПО Проблемы / диспропорции: - анархичный ЖЦ ПО при возрастающей сложности систем - отсутствие методологий ЖЦ (искл. подход “проб и ошибок”) - кризис в нашем сознании, а не только в экономике - нужна адекватная(адаптивная ,на базе НИР)методологияЖЦ! Программная инженерия – НТ-дисциплина для выхода из

кризиса Стадии становления/развития программной инженерии: - 1960-е: “ручное” искусство – уникальные, ценные шедевры - 1970-е: “мануфактура” – бизнес-критичные системы - 1990-е: “конвейеры” – CASE + командная разработка

XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11)


3


Сравнение ЖЦ ПО и материального производства 1967 – Конференция НАТО по программной инженерии В.: Можно ли строить ПО как физ./материальный объект? Анализ: - пошаговое уточнение - сопровождение (мосты могут годами стоить 0, но не ПО) - “моральное старение” (быстрая смена сложных платформ) - надежность прототипа - метод“грубой силы”/“пуленепробиваемый“(мост в2р. толще) - остаточные ошибки (моделирование полета в NASA) Выводы: - производство ПО во многом подобно материальному, но - производство ПО в корне отличается во многих аспектах О.: НЕТ, в ЖЦ имеются радикальные различия



4


Оптимизация ЖЦ: наш ответ кризису Каждая стадия ЖЦ ПО (анализ, требования, проектирование,

реализация , сопровождение, и т.д.) оптимизируема Документирование также оптимизируемо Базис оптимизации = интеграция(модели+методы+средства): - дискретные метрики (ост. ошибки, KLOC, и т.д.) + эвристики - практическая пригодность vs. математически opt. решение Основные хар-ки модели ЖЦ ПО: - итеративность - последовательное уточнение - инкрементальная разработка - анализ рисков - модифицированная инкрементальная /спиральная модель - соответствие корпоративному уровню ПО (CASE + риски)



5


Инженерия гетерогенных КПК: проблема + кризис Методология объединяет модели (в т.ч. модиф.спиральную) и

CASE для построения ассоциативных отношений над классами

Особенности предметных областей: Большие объемы данных – в 2005 в Intel Corp. свыше 3Пбайт

(свыше120 тыс. сотрудников в 57 странах) - высокая сложность объектов данных - неполная определенность отдельных конкретизаций классов; - строгость структуры классов (атрибуты, операции). Причины применения методологии (помимо кризиса): - многообразие гетерогенных классов - важность ассоциативных отношений между классами - выводимость классов несмотря на отдельные

слабоструктурированные конкретизацииXXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании,

телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11)


6


Сравнение технологии с онтологическими подходами:

Эффективность ОП (Cyc и др.) сравнима лишь при неопр-сти на уровне классов, т.е. в других предметных областях чем КПК

Для обеспечения необх.точности в ОП требуется тезаурус

Технология использует близкие ОП модели и инструменты (UML/XML, исчисление предикатов, как и в CycL, “концептуальные модели” и др.) для интеграции данных

в ОП недостаточно сбалансирована поддержка моделей «индустриальными» средствами (в т.ч. визуальными) для управления ЖЦ КПК (в т.ч. контента), => низкая масштабируемость и несоответствие уровню качества КПК



ё

7

Цель, задачи, методы исследования

Цель: создание технологической схемы разработки ПО, которая поддерживает полный ЖЦ гетерогенных КПК и их контента

Задачи : - разработка общей технологической схемы; - разработка математических моделей представления и

манипулирования объектами данными КПК; - разработка CASE-средств для поддержки моделей; - апробация/реализация технологии (прототип, КПК).

Методы: конечные последовательности, теория категорий, теория вычислений (D.Scott), семантические сети.




8

Новизна: технология объединяет:

1. Семейство моделей данных для представления и управления ЖЦ объектов предметной области и среды вычислений (ConceptModeller, ИСУК);

2. Алгоритм интеграции новых компонент в гетерогенные КПК на стадии эксплуатации;

3. Процедуру персонализированного доступа к данным гетерогенного КПК;

4. CASE-средства: ConceptModeller, ИСУК




9

Выявленные проблемы и пути их решения




10

Технологическая схема поддержки ЖЦ в КПК




11

Контент-ориентированный комплекс моделей

В основе модели представления данных – 2-кратное свертывание (абстракция) по схеме “класс объект значение”

Класс - семейство ОД интегрированной предметной области КПК; Объект - конкретизация класса с частичным означиванием

метаданных [при помощи шаблона ИСУК]; Значение - конкретизация класса с полным означиванием данных и

метаданных [веб-страница, строится ИСУК];

Преимущества: - впервые – ориентированность на контент; - преемственность с объектно-ориентированным подходом OOAD; - развитие существующих моделей (в т.ч. переменных доменов

Д.С.Скотта, КМ В.Э.Вольфенгагена) в направлении Интернет




12

Моделирование классов объектов данных

Классы C объектов контента ПрО D моделируются доменами: C = w:[D] v:D (w(v) ) = {v:D|}, где: 1) C и D находятся в отношении частичного порядка (C ISA D); 2) – критерий принадлежности ОД v к классу C с точки зрения предметного эксперта.3) – квантор единственности (оператор опред. дескрипции)Класс – семейство упорядоченных пар (vi,Vi), где vi – i-й его атрибут (данные или метаданные); Vi – тип атрибута.При конкретизации класса C в соотнесении с шаблоном веб-страницы

ИСУК означивание семейства шаблонов устанавливает в значение «истинно» его элемент, совпадающий по номеру с номером шаблона. Второе соотнесение конкретизирует неозначенные элементы шаблона с детализацией схемы “класс объект значение”




13

Синтаксис языка АМ управления контентом Модель манипулирования контентом КПК поддержана

инструментальным средством ИСУК

Для ИСУК разработана модель – АМУК, включающая язык с формальным синтаксисом и семантикой в терминах семантических доменов (в развитие теории вычислений Д.Скотта).

Синтаксис языка АМУК содержит домены идентификаторов (Ide), команд (Com) и выражений (Exp):

Ide ={I | I – идентификатор}; Com ={C | C – команда}; Exp ={E | E – выражение}.




14

Семантика языка АМ управления контентомСтроится по схеме:

– стандартные (наиболее часто используемые) домены;– конечные (с явно перечислимыми элементами) домены;– конструкторы доменов – операции построения новых

доменов на основе существующих;– формализация агрегированных доменов (произвольной

сложности) на основе стандартных доменов и конструкторов.В качестве конструкторов доменов отобраны операции:

- функциональное пространство : [D1D2];

- декартово произведение : [D1D2…Dn]; - последовательность : D*;

- дизъюнктная сумма :[D1+ D2+… +Dn].




15

CASE-средство ConceptModeller:

реинжиниринг КПК




16


Архитектура программного комплекса



17


Логическая структура ИС управления контентом



Ключевые слова

IM

ИзображенияСсылки, ключевые слова

Параметры изображений

Параметры спец. разделов,

состояния сообщений

Ключевые словаПресс-

релизы

Модуль

НовостиСМИ

Модуль

NCЛенты новостей

Меню

МодульСтраницы

Модуль

CMУправление

конфигурацией

СобытияМодуль

Выступ-ления

Модуль

SSСпециальные разделы

Синхрони-зация

МодульРедакторский

цикл

Модуль

ADАдминистрирование

Параметрырубрикации



Права ред. цикла,

состояние страниц

Параметры и состояния

страницновостей

Права ред. цикла,состояние страниц

Ссылки, ключевые

слова

Параметры рубрикацииПараметры

лент новостей(рубрикация и др.)


Параметры и состояния изображений

Параметры спец. разделов

(рубрикация и др.)

Состояние страниц,

права ред.цикла

Состояние страниц,

права ред.цикла

Параметры и состояния

меню и страниц

18


Структура реализованной программной системы



19


Сравнение технологии с коммерческими аналогами



20


Сравнение функционала реализации с аналогами



21


Результаты сравнения TCO, ROI и сроков внедрения



Качественные оценки функциональных возможностей технологии подтверждены сравнением ключевых показателей реализаций.

Оценка проводилась на базе методики Gartner Group и The Radicati Group с учетом нормирования затрат на одного пользователя.

По перечисленным показателям результаты внедрения превзошли аналоги Oracle, MS и IBM ~ на 30-40%

22

Теоретические и инженерные результаты:

Т1) Семейство моделей для представления и манипулирования объектами данных (строгая семантика, поддержка ЖЦ, управление контентом);

T2) Алгоритм интеграции компонент в гетерогенный КПК;

И1) CASE-средства: a) ConceptModeller: строгая семантика; CASE-совместимость,

поддержка ERP- и унаследованных систем; реинжениринг; соответствие стандартам XML/UML;

b) ИСУК: строгая семантика; быстрое размещение сложного контента; интерфейс WYSIWYG; интеграция с офисным ПО

И2) Архитектура (унификация среды гетерогенных КПК; ролевая персонализация с ситуативной динамикой)




23

Практическая значимость результатов:

1) Снижение сроков и стоимости внедрения (TCO, ROI) по сравнению с коммерческими

аналогами на 30% (в среднем);

2) Сохранение/улучшение эксплуатационных показателей:- масштабируемость; - надежность; - эргономика.




24


Апробация результатов:

Свыше 30 докладов на международных конференциях,4 монографии, более 50 печатных работ

Гранты: Microsoft Research (2002-03), РФФИ(1996-2006) ,ВШЭ (2008-2011).

Внедрения в МГК «ИТЕРА» (150 компаний, 10тыс.чел.): ИСУК(2002); Интернет- (2003); Интранет-портал (2004)

Другие внедрения: ИПУ РАН, Фонд «Стерх», Ассоциация Ашихара Каратэ, РПЦ и др.

Учебные курсы (ВШЭ, МИФИ, МГУПИ, ИНТУИТ, ЛАНИТ, SoftLine, TEKAMA, CareerLab) – более 3тыс. выпускников



25


Благодарю за внимание!

Докладчик: Зыков Сергей Викторович, к.т.н., доц.Университет: НИУ ВШЭФакультет: Бизнес-информатикаОтделение: Программная инженерияКафедра: Управление разработкой

программного обеспеченияТел.: +7(495)772-9590Факс: +7(495)771-3238e-mail: [email protected]

ВОПРОСЫ?



Documents

Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период