БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
КАФЕДРА МЕНЕДЖМЕНТА
РЕФЕРАТ
на тему:
"ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВЫПУСКАЕМОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ"
МИНСК, 2009
Программное обеспечение разрабатывают уже больше пятидесяти лет, но до сих пор программы, изобилующие ошибками, остаются нормой, а качественные решения - редчайшим исключением. Разнообразие дефектов поразительно: от проблемы 2000 года "Все программное обеспечение содержит ошибки, и каждый должен с этим смириться" до изъянов защиты, не говоря уж о множестве катастрофических программных ошибок. Нам следует обратиться к прошлому и понять, почему до сих пор не существует общих технологий, которые позволили бы всем разработчикам писать надежное программное обеспечение с приемлемыми затратами и в разумное время.
Можно выделить следующие существующие проблемы в разработке программного обеспечения:
Несоответствие процессов разработки ПО международным стандартам.
Наличие ошибок в инструментах, используемых для разработки программных продуктов.
Сжатые сроки выполнения проекта.
Недостаточно опытные разработчики ПО.
Различные среды разработки ПО на стороне разработчиков и заказчика.
Плохо организованные процессы разработки ПО.
Недопонимание функциональности программы, которую желает видеть заказчик (общение происходит на иностранном языке, т.к большинство заказов поступает из-за рубежа, это зачастую приводит к двусмысленному пониманию вещей).
Разработка и/или тестирование происходит и на стороне аутсорсинговой компании, и на стороне заказчика. Может привести к затрудненному понимаю или потере кода как со стороны разработчиков, так и со стороны заказчика.
Невозможно разобраться в проблеме не зная ее истоков. Поэтому исследуем период зарождения и развития программного обеспечения, что поможет понять существующие проблемы в области совершенствования процесса написания программ. В начале XXI века есть смысл проанализировать прошедшие 50 лет. Первые эксперименты, которые можно отнести к современному программированию, проводились еще во время Второй мировой войны. Но именно 50-е годы стали первым десятилетием развития программирования как отрасли. За этот период, включая начало нового тысячелетия, буквально на наших глазах кардинально изменился круг задач, которые способно решать программное обеспечение, и формы представления таких решений.
В не меньшей степени изменились методы работы и отношение к программированию самих разработчиков. Технологические достижения в аппаратном обеспечении, операционных системах и языках программирования помогли сформировать среду разработки. Однако социальные и экономические факторы сыграли, пожалуй, более важную роль, поскольку именно они определяли, каким образом отрасль адаптировала эти достижения, кто, в конечном итоге, стал их использовать, и как они влияют (если влияют) на возможность создавать качественное программное обеспечение.
Хотя полно описать последние 50 лет развития программного обеспечения сложно, можно попытаться кратко изложить суть каждого десятилетия, анализируя теорию и практику разработки программного обеспечения, сосредотачиваясь на принципах и тенденциях, которые сформировали современные методы создания программ. Возможно, изучая решения из прошлого, как успешные, так и неудачные, мы обнаружим путеводную нить, которая позволит найти способ улучшить программные системы в будущем.
Программируемые компьютеры впервые начали использовать для решения военных задач, стоявших перед США во Второй мировой войне. Такие устройства требовались для самых разных целей, от вычисления траекторий бомб до дешифровки вражеских радиопередач. Именно война стимулировала создание более качественных и быстрых способов вычислений. К решению этой проблемы были привлечены самые блестящие специалисты. Первыми "компьютерами" были люди, главным образом женщины, которых в 40-х годах не брали в армию США. Они составляли длинные "конвейеры" из механических счетных машин. Представьте себе "работу" программы следующим образом: каждая из сидящих в ряд женщин, работает на своей станции, выполняя определенную часть вычислений траектории бомбы, и передает ответ своей соседке для выполнения следующего шага.
Но в военных условиях скорость и точность одинаково важны, а компьютер ENIAC Дж. Преспера Эккерта и Джона Мочли гарантировал и то, и другое. Кроме того, война открывает финансовые возможности, которых в других условиях может и не представиться. ENIAC был в большей степени электрической, нежели механической машиной, используя электричество не только для управления механическими компонентами, но и для самих вычислений. Эта машина могла не только порождать результаты, но и автоматически использовать эти результаты для других вычислений. Однако ENIAC опоздал, не успев решить ни одной задачи для военных целей (Scott McCartney, ENIAC: The Triumphs and Tragedies of the World’s First Computer, Walker and Company, New York, 1999).
После войны компьютеры стали применяться в первую очередь именно для оборонных задач. Они создавались для решения серьезных математических проблем, и первыми программистами в большинстве своем были люди, которые составляли и выводили уравнения. Физики и математики тщательно разрабатывали алгоритмы. Они готовили подробную и точную документацию, анализировали решения своих коллег и искали математические доказательства. Никогда больше в истории разработки программного обеспечения к решению задачи программирования не подходили столь методично.
Однако по современным меркам, проблемы, которые решали эти талантливые первопроходцы, были относительно простыми. С другой стороны, нельзя сказать, что алгоритмы и математические вычисления были тривиальными. Но в ту эпоху применялись только самые базовые команды и операции. Современных операционных систем с тысячами встроенных функций и служб тогда не существовало.
Таким образом, в 50-е годы сверхталантливые люди решали проблемы, которые они хорошо себе представляли, в несложных программных средах. Другими словами, это было десятилетие умнейших людей, решавших хорошо понятые задачи: залог успеха и прекрасный путь для формирования дисциплины программирования.
К концу 50-х годов компьютеров было довольно мало, а в 60-е программирование становится общедоступным. Университеты начали предлагать учебные программы по новой технологии, и число производителей аппаратного обеспечения быстро росло. Внезапно компьютеры, и посвященные им учебные курсы, стали доступны всем, или, по крайней мере, тем, кто посещал колледж.
В то же время, компьютеры стали значительно эффективнее и функциональнее. Круг проблем, которые они могли решать, серьезно изменился как по уровню, так и по сложности. Языки программирования также становились мощнее и проще в использовании.60-е годы были периодом феноменального роста компьютерных технологий и задали тон оставшейся части столетия.
Между тем, в эти годы развитие отрасли могло пойти по тупиковому пути. Менее талантливые люди брались за решение более сложных задач. Ситуация располагала к катастрофе, но катастрофы не произошло. Программное обеспечение, написанное в 60-х годах, отличается столь же высоким качеством, что и программы, созданные десятилетием раньше.
Этот кажущийся парадокс имеет простое, хотя и неочевидное, объяснение. Программисты в 60-е годы были добросовестными, а качество программ высочайшим благодаря отсутствию персональных средств компиляции.
Компиляция в 60-е годы была делом не из легких. По большей части компания или университет имели только один огромный компьютер. Компилятор на этом компьютере, во-первых, находился довольно далеко от рабочего места программиста, во-вторых, был настолько загружен, что время работы на нем приходилось резервировать заранее, а, в-третьих, он был крайне восприимчив к ошибкам в синтаксисе и конструкциях языка программирования.
Другими словами, компиляция недостаточно совершенной программы требовала огромных непроизводительных затрат времени и сил, и, в результате, могла потребовать значительных переделок. Представьте, что вам нужно пройти несколько сот метров, неся в руках стопку перфокарт высотой 20 см только для того, чтобы машина выдала обратно эту пачку с сообщением о "несогласовании типов" на 30-й перфокарте. И могло оказаться так, что к компилятору в следующий раз вас допустят только через несколько дней, а то и недель.
Мучительный процесс компиляции заставлял программистов часами просиживать за рабочими столами с карандашом в руках, тщательно проверяя свои программы, обращаться за помощью к коллегам и снова читать, читать и читать свои перфокарты до тех пор, пока не будут исчерпаны все возможные средства их проверки. Никакие меры не казались излишними, поскольку цена небрежности была слишком высока.
70-е годы оказались далеко не лучшими для поборников качества программного обеспечения. Проблемы 60-х годов - более сложные задачи и менее квалифицированные программисты - в 70-х годах только усугубились. С другой стороны, недоступная и трудоемкая компиляция ушла в прошлое. Появление ПК изменило правила игры, сняв ограничения, которые заставляли добиваться высокого качества программ в 60-е годы.
Настольные вычисления превратили компьютер в инструментарий, действительно доступный для всех, а не только для математиков, университетских ученых и военных. Никому больше не приходилось часами, днями и неделями ждать, пока представится возможность воспользоваться компилятором, поскольку встроенный компилятор имел каждый ПК. Компилятор можно было запустить в любое время, когда программист хотел быстро проверить синтаксис. Зачем, сидя за столом, тщательно анализировать каждую строку, когда можно запустить компилятор?
Возможно подобную "лень" программистов стимулировал тот факт, что изменился и вид задач, для которых создавалось программное обеспечение. Программисты больше не занимались кодированием математических алгоритмов. Они создавали системы, которые позволяли работать быстрее и эффективнее. Они писали программы, о которых раньше не приходилось и мечтать.