Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 123
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Метод программной индустрии основан на идее создания моделей ПО с поэтапным преобразованием этих моделей в программу – окончательную модель решаемой задачи. Так, на этапе спецификаций создается модель – описание требований, которая далее преобразуется в модель проекта ПО, проект – в программный код. При этом важно, чтобы модели метода представлялись графически с помощью некоторого языка представления моделей.
Основные концепции программной инженерии сконцентрировались и формализовались в целостном комплексе систематизированных международных стандартов, охватывающих и регламентирующих практически все процессы жизненного цикла сложных программных средств. Несколько десятков стандартов этого комплекса допускают целеустремленный отбор необходимых процессов, в зависимости от характеристик и особенностей конкретного проекта, а также формирование на их базе проблемно-ориентированных профилей стандартов для определенных типов проектов и/или предприятий. Методология программной инженерии и стандарты регламентируют современные процессы управления проектами сложных систем и программных средств. Они обеспечивают организацию, освоение и применение апробированных, высококачественных процессов проектирования, программирования, верификации, тестирования и сопровождения программных средств и их компонентов. Тем самым эти проекты и процессы позволяют получать стабильные, предсказуемые результаты и программные продукты требуемого качества.
Так как область «Программной инженерии» все еще относительно молода по сравнению со своими сестринскими областями инженерии, есть все еще большая работа и дебаты вокруг того, что представляет собой «инженерия программного обеспечения», и удовлетворяет ли оно понятию инженерии.
2. История появления. Определение системной инженерии
Системная инженерия — это научно-методологическая дисциплина, которая изучает вопросы проектирования, создания и эксплуатации структурно сложных, крупномасштабных, человеко-машинных и социотехнических систем, а также предлагает принципы, методы и средства их разработки.
При разработке и конструировании подобных систем, как правило возникают проблемы, относящиеся не только к свойствам их составных частей (элементов, подсистем и связей), но и к закономерностям функционирования системного объекта в целом и обеспечения его жизненного цикла (общесистемные проблемы), а также широкий круг специфических задач, таких как определение общей структуры системы, организация взаимодействия между подсистемами и элементами, учёт влияния внешней среды, выбор оптимальных режимов функционирования, оптимальное управление системой, связанные технологические процессы и так далее. По мере развития и усложнения инженерно-технических и человеко-машинных систем всё более значительное место в этой области отводится общесистемным вопросам, которые и составляют основное содержание научной (главным образом, математической) системной инженерии. Ответственность за систему как целое и связанная c этим междисциплинарность подхода к другим инженериям отличают системную инженерию от всех других инженерных дисциплин.
Теоретическую и методологическую основу системной инженерии составляют системный подход и общая теория систем, а также методы исследований с привлечением математической логики, математической статистики, системного анализа, теории алгоритмов, теории игр, теории ситуаций, теории информации, комбинаторики и ряда других. В системной инженерии тесно переплетены элементы науки и практики. Хотя её основой считают общесистемные теории, системная инженерия, однако, заимствует у них лишь самые общие исходные представления и предпосылки.
Её методологический статус весьма необычен: с одной стороны, системная инженерия располагает методами и процедурами, почерпнутыми из современной науки и созданными специально для неё, что ставит её в ряд с другими прикладными направлениями современной методологии, с другой — в развитии системной инженерии отсутствует тенденция к оформлению его в строгую и законченную теорию. Это связано, прежде всего, с тем, что чрезвычайно высокая сложность и разнообразие крупномасштабных систем существенно затрудняет использование точных формализованных методов при их создании. Поэтому основные концепции, методы и технологии современной системной инженерии формировались, главным образом, в рамках практики успешных разработок. В настоящее время системная инженерия представляет собой междисциплинарный комплекс исследований, подходов и методологий к построению и эксплуатации сложных систем любого масштаба и назначения в различных областях человеческой деятельности.
Первые разработки в области сложных (преимущественно, инженерно-технических) систем, основанные на системном подходе и системных методах, отмечаются в 1940-х годах в США во время Второй мировой войны. В послевоенное время значительные успехи науки, техники и технологий наряду с быстро возраставшими потребностями в автоматизации процессов и производств на основе стремительно совершенствовавшихся компьютерных технологий стимулировали начало индустриального создания так называемых крупномасштабных систем высокой сложности. Эти системы отличались как количественными показателями (существенным ростом числа составных частей и выполняемых функций, высокой степенью автоматизации, значительно возросшей стоимостью создаваемых систем и важностью решаемых ими задач и так далее), так и качественными показателями (принципиально иным уровнем организации и управления, высокой сложностью функционирования системы в целом и её составных частей, повышением гетерогенности, необходимостью взаимодействия с другими сложными системами и так далее).
В 1957 году в одной из первых работ по системной инженерии Г.Х. Гуд и Р.Э. Макол отмечали, что создаваемые человеком сложные и крупномасштабные системы отличаются следующими признаками:
-
целостностью, или единством системы, что подразумевает наличие каких-либо общих целей и общее назначение; -
большими размерами систем, которые, в частности, являются большими и по числу частей, и по числу выполняемых функций, и по числу входов, и по своей стоимости; -
сложностью поведения системы, например, тем, что изменение одного параметра может повлечь за собой изменение многих других параметров, характеризующих и поведение, и состояние системы; -
высокой степенью автоматизации, что позволяет решать не только технические, но и организационно-управленческие задачи; -
нерегулярностью поступления внешних возмущений, с вытекающей отсюда невозможностью точного предсказания нагрузки; -
наличием (в большинстве случаев) в составе системы конкурирующих сторон; -
усилением внимания к возможностям и функционированию человека-оператора и существенным повышением роли эффективной организации человеко-машинного взаимодействия; -
повышением требований к использованию адекватных методов, облегчающих принятие решений персоналом; -
появлением новых способов организации деятельности по созданию систем с особым акцентом на коллективные методы работы.
В основу работ по созданию подобных систем были положены достижения общей теории систем, а также системного анализа, исследования операций, теории информации, вычислительной техники и кибернетики. Эти достижения стали целенаправленно использоваться при комплексном решении инженерных и организационно-управленческих задач, возникающих при создании таких систем, что в итоге привело к появлению нового междисциплинарного методологического подхода, получившего название «системная инженерия». Как самостоятельная дисциплина системная инженерия начала оформляться в конце 1950-х — начале 1960-х годов в рамках общей теории систем, будучи отнесена создателем этой концепции Л. фон Берталанфи к её прикладной [технической] области, наряду с двумя другими методологическими дисциплинами — исследованием операций и инженерной психологией.
В центре внимания системной инженерии оказались вопросы научного планирования, проектирования, оценки, конструирования и эксплуатации систем, создаваемых человеком для удовлетворения установленных потребностей, а также проблемы организации коллективных методов работы при создании таких систем. В качестве первоочередного результата системная инженерия предложила комплекс пригодных к адаптации и автоматизации методов разработки систем, сущность которых состояла в применении систематизированного, основанного на системном анализе подходе к принятию решений, обеспечивающих эффективный переход от концепции системы к пригодным для успешной реализации проектным решениям и в конечном счёте к пригодной для использования системной продукции. Эти методы особенно быстрыми темпами развивались в 1960–1970-х годах в интересах аэрокосмической и оборонной отраслей промышленности в США и ряда связанных с ними крупных государственных проектов.
В 1965 году А. Д. Холл впервые описал методологию системной инженерии определив её как организованную творческую технологию и выделив в качестве основы три положения:
-
Системная инженерия многоаспектна, и этот факт должен быть обязательно отражён при определении её предмета. -
В основу деятельности системного инженера должно быть положено понимание, что целью всего процесса системной инженерии является оптимальное проведение функциональных границ между человеческими интересами, системой и её окружением. В самом же окружении выделяются три главных составных части: 1) физическое и техническое окружение; 2) деловое и экономическое окружение; 3) социальное окружение. -
Системная инженерия уделяет первостепенное внимание исследованию потребностей, в основе которого должно быть положено использование передовых экономических теорий, учёт потребностей рынка и возможность изменения этих потребностей как в настоящем, так и в будущем.
В течение 1960–1970-х годов системная инженерия на основе объединения достижений различных дисциплин и групп специальностей предоставила методологический базис и средства для успешной реализации согласованных, командных усилий по формированию и реализации деятельности по созданию систем различных классов, отвечающих установленным требованиям, деятельности, которая охватывает все стадии жизненного цикла системы — от замысла до изготовления, эксплуатации и прекращения применения.
Системная инженерия использовала достижения других дисциплин таким образом, чтобы в результате коллективных усилий был сформирован и успешно реализован исчерпывающий набор процессов, необходимых для построения системы в её развитии. На основе сбалансированного рассмотрения и всестороннего учёта как деловых, так и технических потребностей заинтересованных сторон системная инженерия, используя достижения инженерных дисциплин в целях определения технических решений и создания архитектуры систем, оказалась нацелена на формирование таких процессов разработки и жизненного цикла систем, которые позволяют сбалансировать затраты времени и средств в интересах достижения необходимого качества продукции и услуг, обеспечивая тем самым конкурентоспособность создаваемых систем.
Основания системной инженерии. В основании системной инженерии лежит ряд концепций — общих абстрактных представлений, связанных с пониманием её предмета, а также совокупность принципов, то есть исходных, принимаемых за истину правил, которые используются в качестве основы для рассуждений и/или для принятия решений. Концепции системной инженерии направляют мышление системного инженера, а принципы предоставляют необходимые для этого правила и нормы. Концепции и принципы предоставляют знания и навыки, необходимые для развития совокупности приёмов и операций практической деятельности системного инженера, то есть для обоснования метода системной инженерии. Метод системной инженерии является руководством и практическим инструментом для достижения цели, то есть для создания успешной системы, а также для достижения состояния стабильного, устойчивого развития посредством принятия непротиворечивых решений на протяжении жизненного цикла системы.
Основные концепции системной инженерии включают следующие понятия:
-
Система; -
Жизненныйцикл; -
Заинтересованные стороны.
Система – в системной инженерии рассматриваются не любые, а именно большие (крупномасштабные) и сложные системы. Общепризнанной границы, разделяющей большие и сложные системы, нет. Однако отмечается, что термин «большая система» характеризует многокомпонентные системы, включающие значительное число элементов с однотипными многоуровневыми связями.
Большие системы — это пространственно-распределённые системы высокой степени сложности, в которых подсистемы (их составные части) также относятся к категориям сложных. Дополнительными признаками, характеризующими большую систему, являются:
-
большие размеры; -
сложная иерархическая структура; -
циркуляция в системе больших информационных, энергетических и материальных потоков; -
высокий уровень неопределённости в описании системы.
В свою очередь, термин «сложная система» характеризует структурно и функционально сложные многокомпонентные системы с большим числом взаимосвязанных и взаимодействующих элементов различного типа и с многочисленными и разнородными связями между ними. Сложные системы отличаются многомерностью, разнородностью структуры, многообразием природы элементов и связей, организационной разной сопротивляемостью и чувствительностью к воздействиям, асимметричностью потенциальных возможностей осуществления функциональных и дисфункциональных изменений. При этом каждый из элементов подобной системы может быть также представлен в виде системы (подсистемы). К сложной можно отнести систему, обладающую по крайней мере одним из следующих признаков:
-
система в целом обладает свойствами, которыми не обладает ни один из составляющих её элементов; -
систему можно разделить на подсистемы и изучать каждую из них отдельно; -
система функционирует в условиях существенной неопределённости и воздействия среды на неё, что обусловливает случайный характер изменения её показателей; -
система осуществляет целенаправленный выбор своего поведения.
Концепция системы в системной инженерии тесно связана с понятиями системного мышления и системного подхода. На начальных этапах развития в центре внимания системной инженерии находились инженерно-технические системы — машины, механизмы, сооружения, в дальнейшем в поле её зрения были включены социотехнические системы, системы предприятий, а также системы систем. В современной системной инженерии система определяется как совокупность взаимодействующих элементов, организованная для достижения одной или нескольких установленных целей. Восприятие и определение конкретной системы, её архитектуры и элементов зависит от интересов и обязанностей наблюдателя, то есть в системной инженерии для описания архитектуры системы обязательно используется одновременно несколько точек зрения.