Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период

1. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период С.В.Зыков, к.т.н., доц. Национальный исследовательский университет Высшая Школа Экономики XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

2. Особенности 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-дисциплинадля 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) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

3. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Сравнение ЖЦ ПО и материального производства • 1967 – Конференция НАТО по программной инженерии • В.: Можно ли строить ПО как физ./материальныйобъект? • 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 XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

4. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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) XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

5. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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). • Причиныприменения методологии (помимо кризиса): • - многообразие гетерогенных классов • - важность ассоциативных отношений между классами • - выводимость классов несмотря на отдельные слабоструктурированные конкретизации XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

6. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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 XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г. ё

7. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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. XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

8. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Новизна: технология объединяет: • Семейство моделей данных для представления и управления ЖЦ объектов предметной области и среды вычислений (ConceptModeller, ИСУК); • Алгоритм интеграции новых компонент в гетерогенные КПК на стадии эксплуатации; • Процедуру персонализированного доступа к данным гетерогенного КПК; • CASE-средства: ConceptModeller, ИСУК XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

9. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Выявленные проблемы и пути их решения XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

10. Технологическая схема поддержки ЖЦ в КПК Особенности жизненного цикла программных систем в 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. 10

11. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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 – ориентированностьна контент; - преемственность с объектно-ориентированным подходомOOAD; - развитие существующих моделей (в т.ч. переменных доменов Д.С.Скотта, КМ В.Э.Вольфенгагена) в направлении Интернет XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

12. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Моделирование классов объектов данных КлассыCобъектов 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 упорядоченныхпар (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 конкретизируетнеозначенные элементы шаблона с детализацией схемы “класс  объект  значение” XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

13. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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}. XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

14. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Семантика языка АМ управления контентом Строится по схеме: • стандартные(наиболее часто используемые) домены; • конечные(с явно перечислимыми элементами) домены; • конструкторыдоменов – 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 : [D1D2]; - декартово произведение : [D1D2…Dn]; - последовательность : D*; - дизъюнктная сумма :[D1+  D2+… +Dn]. XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

15. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период CASE-средство ConceptModeller: реинжиниринг КПК XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

16. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Архитектура программного комплекса XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

17. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Логическая структура ИС управления контентом XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

18. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Структура реализованной программной системы XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

19. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Сравнение технологии с коммерческими аналогами XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

20. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Сравнение функционала реализации с аналогами XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

21. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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% XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

22. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Теоретические и инженерные результаты: Т1) Семейство моделей для представления и манипулирования объектами данных(строгая семантика, поддержка ЖЦ, управление контентом); T2) Алгоритм интеграциикомпонент 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) XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

23. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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. XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

24. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период 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, РПЦи др. Учебные курсы (ВШЭ, МИФИ, МГУПИ, ИНТУИТ, ЛАНИТ, SoftLine, TEKAMA, CareerLab) –более3тыс. выпускников XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.

25. Особенности жизненного цикла программных систем в посткризисный период Благодарю за внимание! Докладчик: Зыков Сергей Викторович, к.т.н., доц. Университет: НИУ ВШЭ Факультет: Бизнес-информатика Отделение: Программная инженерия Кафедра: Управление разработкой программного обеспечения Тел.: +7(495)772-9590 Факс: +7(495)771-3238 e-mail: szykov@hse.ru ВОПРОСЫ? XXXVIII Международная конференция "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе" (IT+SE'11) Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая, 2011 г.