Владимир Липаев - Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы

Первая цель состояла в определении реальных затрат на разработку определенных компонентов и программных продуктов в целом, с учетом их сложности и требуемого качества. Для этого должна была изучена существующая практика разработки программ и обобщены ТЭП успешно завершенных проектов. Такие обобщения должны были выявить трудоемкость (стоимость) и производительность труда при разработке реальных программ определенных классов и назначения, а также основные факторы, влияющие на эти показатели при создании конкретных комплексов программ. Кроме того, необходимо было определить длительность всего процесса разработки программ и его отдельных этапов. Для этого должны быть разработаны и внедрены методики сбора первичных техникоэкономических данных и их обработки, по завершенным или находящимся в процессе разработки проектам. В результате могли быть получены опорные значения основных ТЭП создания комплексов программ разных классов.

Вторая цель – создание методов и методик прогнозирования затрат и длительности разработки комплексов программ. Методики должны были учитывать полученные значения ТЭП, основные характеристики создаваемых комплексов программ, а также технологию, оснащенность и организацию их разработки. Получаемые прогнозы должны позволять эффективно планировать разработки, управлять созданием программ и осуществлять проекты в соответствии с заданными требованиями, сроками и затратами на основе анализа аналогов – прототипов.

Третьей целью анализа являлось обоснование и создание методов и средств снижения совокупных затрат и сроков разработки сложных программных продуктов. При этом возникали задачи:

• эффективного распределения общих трудовых ресурсов, используемых при производстве программ;

• развития и повышения экономической эффективности технологий, применяемых для создания программ различных классов;

• рационального повышения комплексной автоматизации технологий разработки программных продуктов;

• выбора методов и инструментальных средств, в наибольшей степени способствующих снижению длительности создания и совокупных затрат на программные продукты, а также повышению их качества.

Четвертой целью технико-экономического исследования процессов разработки программ являлось создание методических и нормативных документов, как основы планирования промышленной разработки аналогичных программных продуктов. Наличие нормативов могло коренным образом изменить характер разработки и приблизить его к отрасли современного регламентированного промышленного проектирования и производства. В результате появлялась возможность управления затратами на разработку, количеством и качеством создаваемых комплексов и их компонентов на различных этапах.

На практике классы систем при анализе обычно имеют ряд близких по значимости целей применения, и соответствующих им характеристик качества. В результате эффективность технологических решений приходится оценивать одновременно по нескольким показателям. Для этого следует стремиться сформулировать обобщенную скалярную функцию эффекта и затрат или строить нормированный вектор показателей качества. Во многих случаях эффективность сложной новой техники и комплексов программ в процессе проектирования приходилось прогнозировать в условиях неопределенности целей, различных факторов и характеристик. Обычно бывали недостаточно известны перспективы внедрения и эксплуатации объектов разработки – новых программных продуктов. Трудно формализуемыми и оцениваемыми являются размеры (масштабы) и структура систем, взаимодействие основных подсистем, цели, функции и критерии оценки эффективности их функционирования. Значительные неопределенности содержались также в технико-экономических характеристиках технологий, а также инструментальных средств автоматизации проектирования и изготовления программ.

Достаточно обычными в 1970-е – 80-е годы стали комплексы программ размером 100 и более тыс. строк текста. Возникла проблема декомпозиции комплексов программ на компоненты меньшего размера и сложности, а также упорядоченного структурно-иерархического построения таких программ. Известные методы снижения суммарной сложности систем путем декомпозиции, структурирования, локализации функций и упрощения компонентов нашли дальнейшее развитие при создании современных методов разработки сложных программных продуктов. Такие сложные программы в разумные сроки (1–5 лет) могли быть созданы только организованными коллективами специалистов под единым руководством. Размеры коллективов разработчиков и их структура в значительной степени диктуются структурой, функциональными задачами и характеристиками комплексов программ. Коллективность разработки привела к необходимости строгого планирования и формализации процесса разработки аналогично процессу проектирования других сложных промышленных изделий.

Программы реального времени обычно длительно функционируют во многих экземплярах системы. Это приводит к необходимости эффективного использования ограниченных вычислительных ресурсов, памяти и производительности реализующих (объектных) ЭВМ для функциональных программ, которые предназначены для решения основных задач по обработке информации или управлению. Включение комплексов программ в контур управления производством или динамическими объектами приводило к необходимости обеспечения ими высокого качества решения задач, безопасности и надежности их функционирования не ниже, чем у аппаратных компонентов соответствующих систем. Поэтому программы должны были тщательно отлаживаться и проходить контрольные испытания для определения уровня отлаженности, безопасности и надежности их функционирования. Отладка программ на технологических ЭВМ позволяла в ряде случаев значительно сокращать сроки разработки и проводить ее независимо от разработки, реализующей ЭВМ, для которой предназначен комплекс программ. Комплексное использование универсальных ЭВМ в качестве технологических и моделирующих позволяло успешно решать задачу создания надежных отлаженных программ для систем реального времени.

На базе выполненных исследований было разработано методическое руководство для оценки и согласования с заказчиками ТЭП и стоимости разработки крупных комплексов программ, что позволило сократить конфликты при подготовке договоров на создание программных продуктов в конце 80-х годов. Методика прогнозирования технико-экономических показателей разработки программных средств была, одобрена в 1990 году Ученым советом Центрального бюро нормативов по труду Госкомтруда СССР и рекомендована для применения в научно-производственных объединениях, на предприятиях и в организациях науки и научно-технического обслуживания отраслей народного хозяйства. На основе этой методики был разработан технологический пакет прикладных программ ПЛАПС, предназначенный для автоматизированного прогнозирования технико-экономических показателей разработки программных средств, а также обеспечивающий функции планирования и методической поддержки проектов.