Что значит разработка программного обеспечения

Разработка программного обеспечения

Разрабо́тка програ́ммного обеспе́чения (англ. software engineering , software development) — это род деятельности (профессия) и процесс, направленный на создание и поддержание работоспособности, качества и надежности программного обеспечения, используя технологии, методологию и практики из информатики, управления проектами, математики, инженерии и других областей знания.

Содержание

Сложность разработки ПО

Как и другие традиционные инженерные дисциплины, разработка программного обеспечения имеет дело с проблемами качества, стоимости и надёжности. Некоторые программы содержат миллионы строк исходного кода, которые, как ожидается, должны правильно исполняться в изменяющихся условиях. Сложность ПО сравнима со сложностью наиболее сложных из современных машин, таких как самолеты.

Разделы дисциплины

Разработка программного обеспечения может быть разделена на несколько разделов. Это:

1. Требования к программному обеспечению: извлечение, анализ, спецификация и ратификация требований для программного обеспечения.
2. Проектирование программного обеспечения: проектирование программного обеспечения средствами Автоматизированной Разработки Программного Обеспечения (CASE) и стандарты формата описаний, такие как Унифицированный Язык Моделирования (UML), использую различные подходы: проблемно-ориентированное проектирование и т.д..
3. Инженерия программного обеспечения: создание программного обеспечения с помощью языков программирования.
4. Тестирование программного обеспечения: поиск и исправление ошибок в программе.
5. Обслуживание программного обеспечения: программные системы часто имеют проблемы совместимости и переносимости, а также нуждаются в последующих модификациях в течение долгого времени после того, как закончена их первая версия. Подобласть имеет дело с этими проблемами.
6. Управление конфигурацией программного обеспечения: так как системы программного обеспечения очень сложны и модифицируются в процессе эксплуатации, их конфигурации должны управляться стандартизированным и структурированным методом.
7. Управление разработкой программного обеспечения: управление системами программного обеспечения имеет заимствования из управления проектами, но есть нюансы, не встречающиеся в других дисциплинах управления.
8. Процесс разработки программного обеспечения: процесс построения программного обеспечения горячо обсуждается среди практиков, основными парадигмами считаются agile или waterfall.
9. Инструменты разработки программного обеспечения, см. CASE: методика оценки сложности системы, выбора средств разработки и применения программной системы.
10. Качество программного обеспечения: методика оценки критериев качества программного продукта и требований к надёжности.
11. Локализация программного обеспечения, ветвь языковой промышленности.

Процесс и методология

На протяжении нескольких десятилетий стоит задача поиска повторяемого, предсказуемого процесса или методологии, которая бы улучшила продуктивность, качество и надёжность разработки. Одни пытались систематизировать и формализовать этот, по-видимому, малопредсказуемый процесс. Другие применяли к нему методы управления проектами и методы программной инженерии. Третьи считали, что без постоянного контроля со стороны заказчика разработка ПО выходит из-под контроля, съедая лишнее время и средства.

Опыт управления разработкой программ отражается в соответствующих руководствах, обычаях и стандартах. Если при разработке используется несколько стандартов и нормативных документов, то имеет смысл составить профиль.

Информатика как научная дисциплина предлагает и использует на базе методов структурного программирования технологию надежной разработки программного обеспечения, используя тестирование программ и их верификацию на основе методов доказательного программирования для систематического анализа правильности алгоритмов и разработки программ без алгоритмических ошибок.

Данная методология направлена на решение задач на ЭВМ, аналогичной технологии разработки алгоритмов и программ, используемой на олимпиадах по программированию отечественными студентами и программистами с использованием тестирования и структурного псевдокода для документирования программ в корпорации IBM с 70-х годов.

Методология структурного проектирования программного обеспечения может использоваться с применением самых различных языков и средств программирования для разработки надёжных программ самого различного назначения. Одним из таких проектов была разработка бортового программного обеспечения для космического корабля «Буран», в котором впервые использовался бортовой компьютер для автоматического управления аппарата, совершившего успешный старт и посадку космического корабля.

При выборе методологии разработки программного обеспечения следует руководствоваться тем, что сложность методологии сравнима со сложностью структуры программного продукта, и неоправданная для продукта данной сложности сложность методологии только неоправданно увеличит стоимость разработки. Примером современной методологии проектирования может быть проблемно-ориентированное проектирование.

Участники процесса разработки ПО

• Пользователь
• Заказчик
• Разработчик
• Руководитель проекта
• Аналитик
• Тестировщик
• Поставщик

Проблемы разработки ПО

Наиболее распространёнными проблемами, возникающими в процессе разработки ПО, считают:

• Недостаток прозрачности. В любой момент времени сложно сказать, в каком состоянии находится проект и каков процент его завершения.
  Данная проблема возникает при недостаточном планировании структуры (или архитектуры) будущего программного продукта, что чаще всего является следствием отсутствия достаточного финансирования проекта: программа нужна, сколько времени займёт разработка, каковы этапы, можно ли какие-то этапы исключить или сэкономить — следствием этого процесса является то, что этап проектирования сокращается.
• Недостаток контроля. Без точной оценки процесса разработки срываются графики выполнения работ и превышаются установленные бюджеты. Сложно оценить объём выполненной и оставшейся работы.
  Данная проблема возникает на этапе, когда проект, завершённый более чем наполовину, продолжает разрабатываться после дополнительного финансирования без оценки степени завершённости проекта.
• Недостаток трассировки.
• Недостаток мониторинга. Невозможность наблюдать ход развития проекта не позволяет контролировать ход разработки в реальном времени. С помощью инструментальных средств менеджеры проектов принимают решения на основе данных, поступающих в реальном времени.
  Данная проблема возникает в условиях, когда стоимость обучения менеджмента владению инструментальными средствами сравнима со стоимостью разработки самой программы.
• Неконтролируемые изменения. У потребителей постоянно возникают новые идеи относительно разрабатываемого программного обеспечения. Влияние изменений может быть существенным для успеха проекта, поэтому важно оценивать предлагаемые изменения и реализовывать только одобренные, контролируя этот процесс с помощью программных средств.
  Данная проблема возникает вследствие нежелания конечного потребителя использовать те или иные программные среды. Например, когда при создании клиент-серверной системы потребитель предъявляет требования не только к операционной системе на компьютерах-клиентах, но и на компьютере-сервере.
• Недостаточная надёжность. Самый сложный процесс — поиск и исправление ошибок в программах на ЭВМ. Поскольку число ошибок в программах заранее неизвестно, то заранее неизвестна и продолжительность отладки программ и отсутствие гарантий отсутствия ошибок в программах. Следует отметить, что привлечение доказательного подхода к проектированию ПО позволяет обнаружить ошибки в программе до её выполнения. В этом направлении много работали Кнут, Дейкстра и Вирт. Профессор Вирт при разработке Паскаля и Оберона за счет строгости их синтаксиса добился математической доказуемости завершаемости и правильности программ, написанной на этих языках.
  Данная проблема возникает при неправильном выборе средств разработки. Например, при попытке создать программу, требующую средств высокого уровня, с помощью средств низкого уровня. Например, при попытке создать средства автоматизации с СУБД на ассемблере. В результате исходный код программы получается слишком сложным и плохо поддающимся структурированию.
• Отсутствие гарантий качества и надежности программ из-за отсутствия гарантий отсутствия ошибок в программах вплоть до формальной сдачи программ заказчикам.
  Данная проблема не является проблемой, относящейся исключительно к разработке ПО. Гарантия качества — это проблема выбора поставщика товара (не продукта).

Источник

Разработка программного обеспечения. Что нужно знать

Понятно, что программированием считают написание компьютерных программ при помощи языков программирования. Возможно, вам достаточно и такого поверхностного представления об этой деятельности, чтобы определиться с выбором профессии, но прочитав эту статью, вы поймете, что под программированием понимают нечто большее.В чем главная сложность?

В основе программирования лежит преобразование одних данных в другие посредством алгоритмов. Поэтому считается, что высокая оценка по математике как-то способствует успеху программиста. Это так, но отчасти.Алгоритмы действительно бывают очень сложными, построение некоторых из них требует глубокого математического анализа, и простая арифметика здесь бессильна. Их разрабатывают с целью обеспечения производительности в конкретных узлах программы (функции, методы), однако разработка самой программной архитектуры с математикой почти не связана.Большинство необходимых для работы алгоритмов уже реализованы в рамках библиотечных функций, а вот архитектурные каркасы всего приложения часто приходится разрабатывать самостоятельно, так как имеющиеся в свободном доступе не всегда решают поставленные задачи.

Этим и занимается среднестатистический программист.Постоянно думать о пользователяхЦенность программы в том, что она взаимодействует с конечным пользователем, предоставляя ему обработанные данные в ответ на его запрос. Но так как потребности и умыслы пользователей бывают самые разные, на программиста ложится ответственность за предвидение всевозможных их вариантов.Потребитель работает с ПО через интерфейс, который позволяет передавать обрабатывающей программе некие данные, а затем, получив от нее ответ, отображает его в удобном для визуального восприятия виде. Интерфейс помогает понимать программу, он дает пользователю достаточный уровень абстракции для работы с ней, избавляя от погружения в технические детали. Программист должен уметь мыслить, как простой пользователь, чтобы создать такую абстракцию.В программу могут быть переданы данные, которые нарушат ее работу, в результате чего злоумышленник получит доступ к базе данных, и конфиденциальные сведения окажутся под угрозой. Программист должен предусмотреть и это, ведь безопасность ПО является одним из главных критериев его оценки.На что уходит много сил?

Чтобы создать современное приложение, обойти стороной библиотеки программного кода вряд ли удастся. Не получится и самому себе ответить на все вопросы, а в работе их возникает очень много, поэтому огромную часть своего времени программист ищет ответы в интернете. Без знания английского языка все усложняется в несколько раз.Программист должен хорошо понимать задачу, которую ему поручено автоматизировать. Задача исходит от заказчика, а тот, как правило, не может изъясняться техническими терминами, поэтому программист должен уметь найти общий язык с простым человеком. Это важно. Недопонимание с обеих сторон приводит к лишним временным и финансовым затратам.

Используя тот или иной язык программирования, можно научить машину выполнять определенные операции, но чтобы это сделать, надо отчетливо понимать смысл всех инструкций, передаваемых машине. С помощью кода выражают лишь требования, а требования нужно вначале сформулировать, да так, чтобы не запутать самого себя. На тестирование и исправление ошибок тоже уходит много времени.Получается, что под программированием, в широком смысле, надо понимать не только кодирование, но и ряд подготовительных мер, а также тестирование. Программист постоянно борется со сложностью, он словно мост между машинной и человеческой логикой.Программист испытывает невероятное удовольствие, когда ему удается из набора хаотичных данных собрать работающий механизм.

Подобных ощущений не может дать ни одно занятие, поэтому для многих программирование становится не только профессией, но и пожизненным увлечением. С какими бы сложностями ни приходилось сталкиваться.

Источник

Разработка программного обеспечения для начинающих

Разработка программного обеспечения интересна как программистам, так и тем, кто таковыми хочет стать. В статье затронуты концепции, необходимые для старта.

Статья разделена на 4 части. Обратите внимание, что важные слова или словосочетания, введенные в этой серии, выделены жирным шрифтом. В конце каждого из четырех разделов будет приведена короткая викторина, проверяющая знания и подробно объясняющая некоторые моменты.

Часть 1 – Что такое программирование?

Самый простой и точный вариант ответа: «Программирование – это акт инструктирования компьютеров для выполнения задач». Еще его называют разработкой или кодингом.

Итак, что такое компьютерная программа? ПО представляет собой последовательность инструкций, выполняемых ПК. Компьютер же – это любое устройство, способное обрабатывать код. Сюда относятся стационарные ПК, ноутбуки, планшеты, банкоматы, Raspberry Pi, серверы etc.

Разработка программного обеспечения и аналогия

Во-первых, примеры программирования есть даже в повседневной жизни. Вселенная довольно предсказуема: день и ночь, времена года, восход и закат. Люди проходят через такие этапы, как встреча нового дня, посещение школы, университета или работа. Мы получаем инструкции от начальников и учителей. Также существуют рецепты, следуя которым можно приготовить блюдо.

Во-вторых, каждый раз, когда мы используем девайсы, встроенный в них код уже работает в фоновом режиме. Перемещение курсора с одной части экрана в другую может показаться простой задачей, но на самом деле за данный процесс отвечает немало строк написанного кода. Акт, столь же простой, как ввод букв в Google Docs, приводит к тому, что код выполняется в фоновом режиме. Это нормальные повседневные процессы, свойственные всем IT-устройствам.

Компьютерные программы также являются кодом. Однако лучше не использовать слово «коды»: это непрофессионально.

Естественный язык компьютера

Машины пользуются своим собственным языком. Они не понимают русский, английский или испанский. Естественным языком электронного оборудования является двоичный код — 1 и 0. Он представляют собой два состояния: on (1), off (0).

Осваивайте языки программирования

Чтобы общаться с машинами, которые говорят на двоичном языке, мы осваиваем такие языки, которые максимально близки к нашему собственному, а именно – языки программирования. Они четко структурированы и должны быть тщательно изучены.

Существуют высокий и низкий уровни. Языки программирования высокого уровня находятся дальше от машинного, чем языки низкого уровня. Это «дальше» обычно называют абстракцией.

Компьютер нуждается в понимании нашего человеческого языка. Для этого понадобится переводчик.

Определение переводчиков

Исходный код относится к коду, написанному на выбранном языке программирования. Переводчики же несут ответственность за преобразование исходного кода в машинный язык (те самые единицы и нули). Мы можем ссылаться на двоичные файлы, такие как код объекта, программу или общепринятый сегодня термин – приложение.

Переводчики могут быть любыми:

• интерпретаторы;
• компиляторы;
• гибриды интерпретаторов и компиляторов;
• ассемблеры.

Интерпретаторы

Чтобы разработка программного обеспечения прошла успешно, нужно понимать, что языки могут интерпретироваться. В таком случае переводчик обрабатывает исходный код по строкам и в готовой программе (приложении) также запускает каждую строку. Это означает, что интерпретируемый исходный код запускается до тех пор, пока не встретит ошибку. Затем интерпретатор перестает сообщать о таких ошибках.

Python – хороший пример интерпретируемого языка программирования.

Компиляторы

Компиляторы работают по-разному. Они полностью конвертируют исходный код с помощью компиляции в двоичный файл. Затем выполняется двоичный код. Если в исходном варианте были ошибки, они обнаруживаются и помечаются во время компиляции. Это прерывает процесс генерации двоичного кода.

Интерпретаторы работают построчно и выполняют одну линию перед тем, как перейти к следующей. Компилятор же переводит все строки программы в файл (двоичный) и выполняет его целиком.

Помните определение компьютерной программы? Это последовательность инструкций для компьютера. Выполнение программы обычно называется процессом. Такие ПО используют определенные ресурсы в компьютерной системе или любом другом девайсе. К ресурсам относятся память, дисковое пространство и файловая система.

Мы используем слово «run» при выполнении компьютерной программы. Время, затрачиваемое на запуск, называется временем выполнения программы.

Обычно рассматриваются продукты, известные как приложения. Еще мы ассоциируем программы с платформами или средами, в которых они работают или для которых предназначены. Существуют веб-приложения, запускаемые в браузерах, есть мобильные ПО, работающие на смартфонах, а также настольные, такие как Evernote.

Интерпретируемый исходный код выполняется из исходного файла, скомпилированный – преобразовывается в двоичный файл. Затем этот файл выполняется. Скомпилированный код может завершиться неудачно во время выполнения даже после успешной компиляции.

Гибридные переводчики

Гибридный переводчик представляет собой комбинацию интерпретатора и компилятора. Популярным гибридным языком программирования является Java.

Разработка программного обеспечения на Java удобна. Сначала исходный код компилируется в промежуточный формат, известный как Bytecode. Затем Bytecode интерпретируется и выполняется с помощью виртуальной машины. Это позволяет гибридным переводчикам запускать байт-код в различных операционных системах, делать его кроссплатформенным.

Ассемблеры

Ассемблер также используется для перевода низкоуровневого языка Ассемблер в двоичный, но мы сосредоточимся на языках высокого уровня.

Хороший способ понять различия переводчиков – лично увидеть их работу. Просто загрузите необходимые и установите на компьютер.

Часто задаваемый вопрос

Вот вопрос, который обычно задают начинающие: «С какого языка начать?»

Существуют сотни ЯП. Они оцениваются по популярности, комьюнити, долгосрочной поддержке, педагогике и использованию. Они также могут быть оценены по техническим параметрам. Например, являются ли они функциональными, императивными, статическими, сильными или слабо типизированными.

Некоторые языки программирования предназначены исключительно для образовательных целей, а не для использования в бизнесе. Хороший пример – ЯП для детей. Также существуют мощные языки, которые легко настроить и изучить. Python – один из них. Обычно его и рекомендуют начинающим.

Если вы заинтересованы в более подробном изучении вопроса, вот несколько хороших исследований.

Когда вы захотите изучить новый язык, понадобится переводчик языка. Это программа, которая устанавливается и настраивается в компьютерной системе.

Рекомендуем начать осваивать работу с командной строкой (CLI). Подумайте о терминале как об альтернативе графическому интерфейсу (GUI). Работая с компьютером посредством GUI, вы зависите от визуальных представлений каталогов и всего, что делаете. Но при использовании CLI вы взаимодействуете с компьютером напрямую, с помощью терминала и специальных команд.

В Windows встроенный терминал представляет собой командную строку. Для пользователей Mac и Linux по умолчанию установлен терминал Bash. Чтобы использовать его в Windows, установите Git Bash или PowerShell.

Двигаемся дальше

Приготовьтесь, ведь разработка программного обеспечения началась! Подготовимся к написанию первой строки кода. Для этого потребуется следующее:

1. Компьютерная система. Необязательно сложный или очень дорогой ПК. Подойдет просто компьютер, который хорошо работает.
2. Установка CLI. Вот хороший курс для начала работы.
3. Установка текстового редактора (например, Notepad++).
4. Понимание хотя бы одного языка программирования. Из статьи вы узнаете основные элементы, которые составляют фундамент большинства ЯП.

Резюмируя вышесказанное, мы изучили основы с введением в переводчики. Слово «исходный код» уже не странно для вас. Более подробно мы рассмотрим его дальше.

Источник