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

• технологические инструктивно-методические материалы, включающие методики и правила разработки комплекса программ, разработки спецификаций требований, программирования, контроля, тестирования, комплексирования модулей.

Система позволяла создавать сложные комплексы программ размером до 1000 программных модулей (до нескольких сотен тысяч команд), функционирующих в реальном времени, разрабатываемых большими коллективами специалистов и эксплуатируемых много лет. САРПО ПРОТВА функционировала на универсальных ЕС ЭВМ моделях не ниже ЕС10ЗЗ, имеющих в своем составе комплекс терминалов ЕС7906 или ЕС7920, под управлением операционной системы ОС ЕС версии 6.1, в режиме МУТ. Система поставлялась с 1984-го года.

3.7. Первая отечественная монография по проектированию крупных программных продуктов

Накопленный опыт создания программных продуктов в 1960-е – 70-е годы позволил выявить и сформулировать проблемы формирования и развития программной инженерии. Наметился перелом в ряде сфер от программирования и «художественного творчества» при индивидуальной разработке небольших программ к систематизированному, коллективному проектированию больших комплексов программ для систем управления и обработки информации в реальном времени. В 60-е годы происходил быстрый рост доступных ресурсов для реализации крупных программных продуктов, для различных областей применения ЭВМ и размеров комплексов программ. Резко повышались требований к качеству, ответственности и срокам создания крупных комплексов программ. Наиболее четко это проявилось в оборонных отраслях промышленности в стране и во всем мире. Тем самым эти отрасли стали «двигателями» развития и совершенствования программной инженерии. Проявилась необходимость осознать, сформулировать и опубликовать основные проблемы и характеристики развития этой индустрии, и ее роли в экономике страны. Для промышленного производства сложных программных средств следовало проанализировать недостатки применяемых технологий программирования небольших программ и определить основные направления их коренного совершенствования.

Одной из первых отечественных монографий, в которой обобщены проблемы программной инженерии, была опубликована В.В. Липаевым 1977-м году (18 тыс. экз.) [16]. В этой книге, по существу, сконцентрирована методология программной инженерии на уровне знаний и опыта некоторых предприятий оборонной промышленности страны в то время. Утверждалось, что низкое качество комплексов программ и низкая производительность труда алгоритмистов и программистов определялись в 60-е годы недостатками всего технологического процесса проектирования комплексов программ.

В некорректной оценке и в неправильном распределении ресурсов на начальных этапах проектирования, прежде всего памяти и производительности ЭВМ, необходимых для решения частных задач и общей целевой задачи создаваемой системы;

• в отсутствии или в недостаточном качестве планирования процессов разработки отдельных компонентов и всего комплекса программ;

• в плохом управлении коллективами специалистов и в слабом текущем контроле за состоянием комплекса программ, что объяснялось отсутствием методов, технических средств и возможностей для такого управления;

• в отсутствии достаточно определенной ответственности конкретных специалистов за разработку отдельных компонентов и всего комплекса программ на различных этапах проектирования;

• в низком уровне автоматизации технологического процесса проектирования и производства программ, в простоях алгоритмистов и программистов в ожидании результатов тестирования некоторых программных компонентов;

• в отсутствии четких критериев достижения успеха и завершения этапов разработки с оценкой количества и качества программного продукта и проделанной работы;

• в неравномерности реализации процессов жизненного цикла комплекса программ, с неторопливостью на начальных этапах и попыткой резкого форсирования работ на завершающих фазах.

Для их устранения необходимо было решать ряд общих проблем технологии проектирования комплексов программ, среди которых выделились [16]:

• организационные проблемы;

• методологические проблемы;

• структурные проблемы;

• технологические проблемы.

Организационные проблемы заключались, прежде всего, в создании методов и технологии эффективного и качественного производства комплексов программ различного назначения. Разработка и внедрение систем управления и информационно-справочных систем должны были оцениваться не только количеством систем, но и размером функционирующих в них различных программ. Программный продукт должен был выделен в дополнительную характеристику систем, которая отражала бы степень проведенной автоматизации. Полукустарное, дорогое и медленное создание комплексов программ должно было поднято на уровень автоматизированного производства сложных систем.

Важная организационная задача состояла также в разработке и внедрении стандартов и методик, определяющих обязанности заказчиков по формализации требований технических заданий и спецификаций на заказываемые системы управления и входящие в них комплексы программ и их компоненты. Должны были созданы методы и средства, обеспечивающие разработчику и заказчику однозначное понимание характеристик систем и комплексов программ, подлежащих разработке, как в начале проектирования, так и при корректировках на последовательных фазах разработки.

Увеличение объема промышленного производства программного продукта требовало резкого увеличения выпуска программистов и системотехников вузами и техникумами. В то время вузы страны готовили специалистов по прикладной математике в количестве, не превышающем 5 тыс. человек в год, преимущественно для инженерно-исследовательских задач и информационно-справочных систем. Практически полностью отсутствовала подготовка системных аналитиков и математиков-программистов для проектирования и эксплуатации крупных программных систем управления объектами и технологическими процессами в реальном времени.

Метолологические проблемы состояли в исследовании характеристик процессов создания комплексов программ, и в выявлении этапов, в наибольшей степени влияющих на технико-экономические показатели программных продуктов. Необходимо было создать унифицированные методы измерения количества программного продукта и определения его качества, разработать методики расчета и прогнозирования трудоемкости и длительности разработки комплексов программ различного назначения с учетом их сложности, размеров, ограничений ресурсов, управляющих ЭВМ и других параметров. Особое внимание должно было обращено на создание методов оценки производительности труда коллективов, и отдельных разработчиков программ, с учетом этапов проектирования и неполной завершенности изготовления продуктов и их компонентов. Детальное исследование методических и программных ошибок, допускаемых при создании комплексов программ, должно было послужить основой для рационального распределения ресурсов при разработке технологий и инструментальных средств автоматизации проектирования.

Структурные проблемы заключались в создании унифицированных методов структурного проектирования сложных комплексов программ, эффективных по использованию ресурсов ЭВМ. Необходимо было разработать методы оптимального распределения ограниченных ресурсов ЭВМ в части использования внешней и оперативной памяти, производительности в реальном масштабе времени и взаимодействия компонентов в многомашинных и многопроцессорных системах в зависимости от характера решаемых задач и параметров комплекса программ. Комплексы программ должны были строиться по модульно-иерархическому принципу с четкой унификацией правил оформления компонентов и их взаимного сопряжения (интерфейса) по управлению и по информации.

Увеличение размеров комплексов программ до десятков и сотен тысяч команд выдвинуло проблему надежности и безопасности применения таких комплексов при наличии искажений внешней информации, сбоев аппаратуры и не выявленных ошибок в программах. Структура комплексов программ непосредственно влияла на надежность функционирования и помехоустойчивость программ к различным возмущениям. Необходимо было исследовать факторы, влияющие на надежность функционирования крупных комплексов программ, и разработать методы создания структуры и компонентов программ, устойчивых к различным искажениям вычислительного процесса, а также методы оптимального распределения аппаратных и программных ресурсов ЭВМ, обеспечивающие безопасность программ.