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

Технологические проблемы включали создание унифицированной технологической схемы проектирования комплексов программ, четкого определения этапов производства, лиц, ответственных за их выполнение, и способов контроля количества и качества выполненной работы. Должны были предусмотрены методы и средства для корректировки и модернизации комплексов программ в течение всего времени их жизни и эксплуатации порядка 10–20 лет. Задача состояла в максимальной автоматизации единого технологического процесса с резким сокращением трудоемкого и рутинного, ручного труда при подготовке различного рода исходных данных, управляющих заданий, выходных документов.

Необходимо было разработать методы и программные средства для баз данных, обеспечивающих многолетнее надежное хранение и корректировку больших объемов информации, содержащих данные о разрабатываемых программных продуктах на различных уровнях описания: модели, алгоритмы, тексты программ на языках, машинные программы, испытательные модели, тесты, технологические и эксплуатационные документы.

Для получения программ с допустимым минимумом не выявленных ошибок следовало создать средства автоматизации автономной и комплексной отладки, унифицированные методы и средства для имитации информации внешних абонентов и для обработки результатов в процессе отладки и испытаний программ динамического управления. Выходной программный продукт должен был снабжаться подробной документацией, характеризующей его количество и качество, позволяющей познавать, эксплуатировать, модернизировать и заменять управляющие программы частично или полностью без непосредственного участия специалистов, осуществивших их первичную разработку. Технология должна была поддерживаться группой связанных стандартов, методик и инструкций на технологические процессы жизненного цикла комплексов программ, на правила использования средств автоматизации, на типовую документацию, на правила контроля и приемки заказчиком готовых программных продуктов.

Эта книга имели хороший отклик в организациях оборонной промышленности и военных вузах. Материалы, изложенные в книге, были использованы профессором В.В. Липаевым в двухсеместровом курсе лекций «Технология программирования», которые читались в Московском инженерно-физическом институте на факультете «Кибернетика» в 1970 – м – 85-м годах. Однако в других вузах отсутствовал интерес и понимание проблем программной инженерии и создания крупных распределенных комплексов программ реального времени. Обучение студентов долго сводилось к программированию небольших относительно простых вычислительных программок. Также до конца 70-х годов очень слабыми были контакты со специалистами АН СССР и с вузами в значительной степени вследствие проблем секретности. В результате опыт и достижения организаций оборонной промышленности СССР по методам и технологиям разработки крупных комплексов программ реального времени сильно опережали (почти на десяток лет) академические разработки и, в то время не находили применения в гражданских отраслях народного хозяйства.

Глава 4. История формирования основных компонентов программной инженерии в 1960-е – 70-е годы

4.1. Особенности крупных заказных функциональных задач для ЭВМ в 1950-е – 60-е годы

В 60-е годы заказчики оборонных систем непрерывно расширяли номенклатуру задач, возлагаемых на вычислительные средства, и повышали требования к качеству их решения. Этому сопутствовал быстрый рост объема и сложности комплексов программ, подлежащих реализации на ЭВМ. Принципиально изменялись объемы комплексов программ — происходил переход от индивидуального программирования «в малом» к индустриальному программированию «в большом», то есть к коллективному созданию крупномасштабных программных продуктов высокого качества и надежности. Разработка таких комплексов программ в гражданских областях применения ЭВМ в эти годы не была востребована. Это определило ориентацию научных и учебных учреждений и предприятий гражданской промышленности на создание относительно небольших программ и способствовало их отставанию в индустрии проектирования крупных комплексов программ более чем на десяток лет

Появление в конце 50-х годов принципиально нового вида промышленных изделий – программных продуктов, в которых сосредоточивалась основная, интеллектуальная сущность методов и процессов обработки информации и управления, а также значительная доля факторов, определяющих качество и эффективность систем в целом, для многих руководителей предприятий и проектов было непривычно и непонятно. Традиционно внимание руководителей проектов технических систем было сосредоточено на разработке аппаратуры – «железа», в том числе вычислительных средств. Видимая и осязаемая аппаратура ЭВМ, высокая стоимость ее разработки и производства создавали впечатление у многих руководителей проектов что, когда есть вычислительная техника – основное дело сделано, и далее предстоят небольшие затраты на программирование. Поэтому к разработке программ они первично не относились серьезно, почти не выделяли на это специалистов и время для проектирования, не оценивали необходимые затраты и ресурсы. Многие руководители считали, что сделать «бумагу» – программы можно без особой технологии и силами одного или нескольких «художников-умельцев». Труд программистов считался простым, дешевым и не требующим специального технологического оснащения. Заказчики и руководители с удивлением и возмущением обнаруживали к концу разработки проекта, что комплексы программ не готовы и на их создание необходимого качества требуются затраты, соизмеримые с затратами на аппаратуру. Это зачастую приводило к острым конфликтам в коллективах разработчиков и с заказчиками, вследствие низкого качества или неготовности программных средств, что затягивало сроки завершения проектов систем в целом.

К концу 50-х годов в оборонных отраслях промышленности и в организациях министерства обороны страны быстро рос интерес к применению цифровых вычислительных машин для решения задач обработки информации и управления в системах военного назначения. Начались активные работы по освоению применения цифровой вычислительной техники для систем противовоздушной и противоракетной обороны, для контроля космического пространства и управления полетом в авиации и в космосе, для управления войсками и средствами вооружения разных видов. Многие из этих задач принципиально отличались по своему характеру, от ставших к тому времени традиционными, вычислительных задач в гражданских областях. В них преобладали логические операции, большая размерность, реальный масштаб времени и ряд других специфических свойств и требований. Очень быстро увеличивались номенклатура и объем функций систем, которые требовалось автоматизировать. Для реализации таких функций были необходимы значительные ресурсы памяти и производительности ЭВМ, а также большие коллективы специалистов, способные создавать крупные комплексы алгоритмов и программ в допустимые сроки. Уже первые комплексы программ военного назначения достигали нескольких десятков тысяч команд. В результате начало активно развиваться специфическое направление вычислительной техники для систем военного назначения [2, 3, 11].

Это направление развития ЭВМ почти одновременно начало формироваться в оборонных отраслях промышленности и на предприятиях, в нескольких проблемно-ориентированных областях для сухопутных, авиационных, морских, ракетных и других систем. Для последующего развития вычислительной техники, существенными оказались особые требования заказчиков различных областей применения. В результате, эти ЭВМ разделились на два класса: на стационарные, работающие в помещениях, и на мобильные, размещаемые на подвижных (транспортабельные) или движущихся (бортовые), в том числе, необслуживаемых объектах. Этот фактор определил большие принципиальные различия в архитектуре, технических, климатических и массогабаритных характеристиках этих двух классов специализированных ЭВМ военного назначения (см. главу 2). Первый класс тяготел к архитектурам и конструктивам стационарных, универсальных ЭВМ с необходимыми расширениями и модификациями для специализированного применения. Машины второго класса – мобильные, отличались наибольшей спецификой свойств задач и характеристик внешней среды применения, от остальных типов ЭВМ. При появлении цифровых вычислительных машин открылись широкие возможности для автоматизированного решения на них новых сложных вычислительных и логических задач обработки информации и управления, которые были недоступны ранее.