Модели оценки зрелости организаций разработчиков программных систем. Модели зрелости процесса тестирования по

Модель зрелости возможностей CMM (Capability Maturity Model) предлагает

различного уровня. Для этого определяются 3 уровня элементов: уровни зрелости организации (maturity levels) , ключевые области процесса (key process areas) и ключевые практики (key practices) . Чаще всего под моделью CMM имеют в виду модель уровней зрелости. В настоящий момент CMM считается устаревающей и сменяется моделью CMMI (см. ниже).

o Уровни зрелости. CMM описывает различные степени зрелости процессов в организациях, определяя 5 уровней организаций.

􀂃 Уровень 1, начальный (initial). Организации, разрабатывающие ПО, но не имеющие осознанного процесса разработки, не производящие планирования и оценок своих возможностей.

􀂃 Уровень 2, повторяемый (repeatable). В таких организациях ведется учет затрат ресурсов и отслеживается ход проектов, установлены правила управления проектами, основанные на имеющемся опыте.

􀂃 Уровень 3, определенный (defined). В таких организациях имеется принятый, полностью документированный, соответствующий реальному положению дел и доступный персоналу процесс разработки и сопровождения ПО. Он должен включать как управленческие, так и технические подпроцессы, а также обучение сотрудников работе с ним.

􀂃 Уровень 4, управляемый (manageable). В этих организациях, помимо установленного и описанного процесса, используются измеримые показатели качества продуктов и результативности процессов, которые позволяют достаточно точно предсказывать объем ресурсов (времени, денег, персонала), необходимый для разработки продукта с определенным качеством.

􀂃 Уровень 5, совершенствующийся (optimizing). В таких организациях, помимо процессов и методов их оценки, имеются методы определения слабых мест, определены процедуры поиска и оценки новых методов и техник разработки, обучения персонала работе с ними и их включения в общий процесс организации в случае повышения эффективности производства.

o Ключевые области процесса. Согласно CMM, уровни зрелости организации можно определять по использованию четко определенных техник и процедур, относящихся к различным ключевым областям процесса. Каждая такая область представляет собой набор связанных видов деятельности, которые нацелены на достижение целей, существенных для общей оценки результативности технологического процесса. Всего выделяется 18 областей. Множество областей, которые должны поддерживаться организацией, расширяется при переходе к более высоким уровням зрелости.

􀂃 К первому уровню не предъявляется никаких требований.

􀂃 Организации второго уровня зрелости должны поддерживать управление требованиями, планирование проектов, надзор за ходом проекта, управление подрядчиками, обеспечение качества ПО, управление конфигурацией.

􀂃 Организации третьего уровня должны, помимо деятельностей второго уровня, поддерживать проведение экспертиз, координацию деятельности отдельных групп, разработку программного продукта, интегрированное управление разработкой и сопровождением, обучение персонала, выработку и поддержку технологического процесса организации, контроль соблюдения технологического процесса организации.

􀂃 К деятельностям организаций четвертого уровня добавляются: управление качеством ПО и управление процессом, основанное на измеримых показателях.

􀂃 Организации пятого уровня зрелости должны дополнительно поддерживать управление изменениями процесса, управление изменениями используемых технологий и предотвращение дефектов.

o Ключевые практики. Ключевые области процесса описываются с помощью наборов ключевых практик. Ключевые практики классифицированы на несколько видов: обязательства (commitments to perform), возможности (abilities to perform), деятельности (activities performed), измерения (measurements and analysis) и проверки (verifying implementations). Например, управление требованиями связано со следующими практиками.

􀂃 Обязательство. Проекты должны следовать определенной политике организации по управлению требованиями.

􀂃 Возможности. В каждом проекте должен определяться ответственный за анализ системных требований и привязку их к аппаратному, программному обеспечению и другим компонентам системы. Требования должны быть документированы. Для управления требованиями должны быть выделены адекватные ресурсы и бюджет. Персонал должен проходить обучение в области управления требованиями.

􀂃 Деятельности. Прежде чем быть включенными в проект, требования подвергаются анализу на полноту, адекватность, непротиворечивость и пр. Выделенные требования используются в качестве основы для планирования и выполнения других работ. Изменения в требованиях анализируются и включаются в проект.

􀂃 Измерение. Производится периодическое определение статуса требований и статуса деятельности по управлению ими.

􀂃 Проверки. Деятельность по управлению требованиями периодически анализируется старшими менеджерами. Деятельность по управлению требованиями периодически и на основании значимых событий анализируется менеджером проекта. Группа обеспечения качества проводит анализ и аудит деятельности по управлению требованиями и отчитывается по результатам этого анализа.

Таблица 4 суммирует информацию о количестве практик различных видов, приписанных к разным ключевым областям процесса.

Таблица 4. Количество ключевых практик в разных областях процесса по CMM версии 1.1.

Модели жизненного цикла

Все обсуждаемые стандарты так или иначе пытаются описать, как должен выглядеть любой процесс разработки ПО. При этом они вынуждены вводить слишком общие модели жизненного цикла ПО, которые тяжело использовать при организации конкретного проекта.

В рамках специфических моделей жизненного цикла, которые предписывают правила организации разработки ПО в рамках данной отрасли или организации, определяются более конкретные процессы разработки. Отличаются они от стандартов, прежде всего, большей детальностью и четким описанием связей между отдельными видами деятельности, определением потоков данных (документов и артефактов) в ходе жизненного цикла. Таких моделей довольно много, ведь фактически каждый раз, когда некоторая организация определяет собственный процесс разработки, в качестве основы этого процесса разрабатывается некоторая модель жизненного цикла ПО. В рамках данной лекции мы рассмотрим лишь несколько моделей. К сожалению, очень тяжело выбрать критерии, по которым можно было бы дать хоть сколько-нибудь полезную классификацию известных моделей жизненного цикла.

Наиболее широко известной и применяемой долгое время оставалась так называемая каскадная или водопадная (waterfall) модель жизненного цикла, которая, как считается, была впервые четко сформулирована в работе и впоследствии запечатлена в стандартах министерства обороны США в семидесятых-восьмидесятых годах XX века. Эта модель предполагает последовательное выполнение различных видов деятельности, начиная с выработки требований и заканчивая сопровождением, с четким определением границ между этапами, на которых набор документов, созданный на предыдущей стадии, передается в качестве входных данных для следующей. Таким образом, каждый вид деятельности выполняется на какой-то одной фазе жизненного цикла. «Классическая» каскадная модель предполагает только движение вперед по этой схеме: все необходимое для проведения очередной деятельности должно быть подготовлено в ходе предшествующих работ. Выработка системных требований Выработка требований к ПО Эксплуатация

Тестирование

Кодирование

Проектирование

Однако, если внимательно прочитать статью , оказывается, что она не предписывает следование именно этому порядку работ, а, скорее, представляет модель итеративного процесса - в ее последовательном виде эта модель закрепилась, по-видимому, в представлении чиновников из министерств и управленцев компаний, работающих с этими министерствами по контрактам. При реальной работе в соответствии с моделью, допускающей движение только в одну сторону, обычно возникают проблемы при обнаружении недоработок и ошибок, сделанных на ранних этапах. Но еще более тяжело иметь дело с изменениями окружения, в котором разрабатывается ПО (это могут быть изменения требований, смена подрядчиков, изменения политик разрабатывающей или эксплуатирующей организации, изменения отраслевых стандартов, появление конкурирующих продуктов и пр.).

Работать в соответствии с этой моделью можно, только если удается предвидеть заранее возможные перипетии хода проекта и тщательно собирать и интегрировать информацию на первых этапах, с тем, чтобы впоследствии можно было пользоваться их результатами без оглядки на возможные изменения. Выработка системных требований Выработка требований к ПО

Эксплуатация

Тестирование

Кодирование

Проектирование

Среди разработчиков и исследователей, имевших дело с разработкой сложного ПО, практически с самого зарождения индустрии производства программ (см., например, )

Рис. 6.1. Примерная архитектура авиасимулятора

Рис. 6.1 показывает набросок архитектуры такого авиасимулятора. Каждый из указанных компонентов решает свои задачи, которые необходимы для работы всей системы. В совокупности они решают все задачи системы в целом. Стрелками показаны потоки данных и управления между компонентами. Пунктирные стрелки изображают потоки данных, передаваемых для протоколирования.

Архитектура определяет большинство характеристик качества ПО в целом. Архитектура служит также основным средством общения между разработчиками, а также между разработчиками и всеми остальными лицами, заинтересованными в данном ПО.

Выбор архитектуры задает способ реализации требований на высоком уровне абстракции. Именно архитектура почти полностью определяет такие характеристики ПО как надежность, переносимость и удобство сопровождения. Она также значительно влияет на удобство использования и эффективность ПО, которые, однако, сильно зависят и от реализации отдельных компонентов. Значительно меньше влияние архитектуры на функциональность - обычно заданную функциональность можно реализовать, использовав совершенно различные архитектуры.

Поэтому выбор между той или иной архитектурой определяется в большей степени именно нефункциональными требованиями и необходимыми свойствами ПО с точки зрения удобства сопровождения и переносимости. При этом для построения хорошей архитектуры надо учитывать возможные противоречия между требованиями к различным характеристикам и уметь выбирать компромиссные решения, дающие приемлемые значения по всем показателям.

Так, для повышения эффективности в общем случае выгоднее использовать монолитные архитектуры, в которых выделено небольшое число компонентов (в пределе - единственный компонент). Этим обеспечивается экономия как памяти, поскольку каждый компонент обычно имеет свои данные, а здесь число компонентов минимально, так и времени работы, поскольку возможность оптимизировать работу алгоритмов обработки данных имеется также только в рамках одного компонента.

С другой стороны, для повышения удобства сопровождения, наоборот, лучше разбить систему на большое число отдельных маленьких компонентов, с тем чтобы каждый из них решал свою небольшую, но четко определенную часть общей задачи. При этом, если возникают изменения в требованиях или проекте, их обычно можно свести к изменению в постановке одной, реже двух или трех таких подзадач и, соответственно, изменять только отвечающие за решение этих подзадач компоненты.

С третьей стороны, для повышения надежности лучше использовать либо небольшой набор простых компонентов, либо дублирование функций, т.е. сделать несколько компонентов ответственными за решение одной подзадачи. Заметим, однако, что ошибки в ПО чаще всего носят неслучайный характер. Они повторяемы, в отличие от аппаратного обеспечения, где ошибки связаны часто со случайными изменениями характеристик среды и могут быть преодолены простым дублированием компонентов без изменения их внутренней реализации. Поэтому при таком обеспечении надежности надо использовать достаточно сильно отличающиеся способы решения одной и той же задачи в разных компонентах.

Другим примером противоречивых требований служат характеристики удобства использования и защищенности. Чем сильнее защищена система, тем больше проверок, процедур идентификации и пр. нужно проходить пользователям. Соответственно, тем менее удобна для них работа с такой системой. При разработке реальных систем приходится искать некоторый разумный компромисс, чтобы сделать систему достаточно защищенной и способной поставить ощутимую преграду для несанкционированного доступа к ее данным и, в то же время, не отпугнуть пользователей сложностью работы с ней. Список стандартов, регламентирующих описание архитектуры, которое является основной составляющей проектной документации на ПО, выглядит так:

· IEEE 1016-1998 Recommended Practice for Software Design Descriptions (рекомендуемые методы описаний проектных решений для ПО).

· IEEE 1471-2000 Recommended Practice for Architectural Description of Software-Intensive Systems (рекомендуемые методы описания архитектуры программных систем).

Это, прежде всего, само понятие архитектуры как набора основополагающих принципов организации системы, воплощенных в наборе ее компонентов, связях их друг с другом и между ними и окружением системы, а также принципов проектирования и развития системы.

Это определение, в отличие от данного в начале этой лекции, делает акцент не на наборе структур в основе архитектуры, а на принципах ее построения. Стандарт IEEE 1471 определяет также представление архитектуры (architectural description) как согласованный набор документов, описывающий архитектуру с точки зрения определенной группы заинтересованных лиц с помощью набора моделей. Архитектура может иметь несколько представлений, отражающих интересы различных групп заинтересованных лиц.

Стандарт рекомендует для каждого представления фиксировать отраженные в нем взгляды и интересы, роли лиц, которые заинтересованы в таком взгляде на систему, причины, обуславливающие необходимость такого рассмотрения системы, несоответствия между элементами одного представления или между различными представлениями, а также различную служебную информацию об источниках информации, датах создания документов и пр.

Стандарт IEEE 1471 отмечает необходимость использования архитектуры системы для решения таких задач, как следующие.

Аннотация: Подробно изучается круг идей, лежащих в основе, самой, вероятно, известной методологии улучшения процессов разработки программного обеспечения - СММ. Анализируется логика и структура СММ. Показывается связь СММ с изученными ранее процессными моделями.

Замечательный практический инструмент, созданный в рамках процессного подхода к описанию деятельности проектной организации , в частности, организации, разрабатывающей информационные системы , демонстрирует методология СММ. CMM расшифровывается как Capability Maturity Model , что по смыслу означает примерно "модель зрелости системы управления". В литературе CMM чаще называют моделью зрелости организации, и я тоже буду следовать этой традиции.

История возникновения СММ такова. В конце 80-х гг. прошлого века Министерство обороны США заказало Институту программной инженерии 1англ. SEI - Software Engineering Institute Университета Карнеги-Меллон работу по созданию системы критериев для выбора субподрядчиков в проектах разработки программного обеспечения. Работа была закончена в 1991 г., и результатом ее стала модель CMM . Нужно сразу оговориться, что модель не содержит никаких финансово-экономических, политических, организационных критериев выбора субподрядчика, равно как и критериев возможности допуска к секретным работам (вероятно, такие задачи и не ставились). Речь идет только о критериях, описывающих способности потенциального субподрядчика в части разработки программных систем.

Структура CMM

За основу при оценке способности организации качественно выполнять работу, которая (способность) была названа зрелостью, создатели модели взяли процессы организации. Дальше они сделали несколько нетривиальных предположений, которые впоследствии были приняты и признаны справедливыми многими ИТ-специалистами (а может быть, и большинством из них).

Предположение 1 . Существуют качественно отличающиеся уровни зрелости проектной организации , разрабатывающей информационные системы (в модели СММ таких уровней пять).

Предположение 2 . Всякая организация-разработчик заинтересована в переходе на более высокий уровень зрелости (не только для того, чтобы повысить свои шансы в борьбе за контракты Министерства обороны, но и в целях собственного совершенствования).

Предположение 3 . Переход возможен только на следующий по порядку уровень. "Перескочить" через уровень нельзя (точнее, риски для организации при этом резко возрастают).

Таким образом, уровни образуют "лесенку", по которой подымается организация по мере собственного развития. Каждый уровень характеризуется определенными составом и свойствами процессов организации. "Лесенка уровней" СММ получила широкое признание и распространение. Вот как она выглядит.

Уровень 1 "Начальный" . Производственный процесс в целом характеризуется как создаваемый каждый раз под конкретный проект, а иногда даже как хаотический. Определены лишь некоторые процессы, и успех проекта зависит от усилий индивидуумов.

Уровень 2 "Повторяемый" . Установлены основные процессы управления проектом, позволяющие отслеживать затраты , следить за графиком работ и функциональностью создаваемого программного решения. Установлена дисциплина процесса, необходимая для повторения достигнутых ранее успехов в проектах разработки подобных приложений.

Уровень 3 "Определенный" . Производственный процесс документирован и стандартизован как для управленческих работ , так и для проектирования. Этот процесс интегрирован в стандартный производственный процесс организации. Во всех проектах используется утвержденная адаптированная версия стандартного производственного процесса организации.

Уровень 4 "Управляемый" . Собираются подробные количественные показатели производственного процесса и качества создаваемого продукта. Как производственный процесс, так и продукты оцениваются и контролируются с количественной точки зрения.

Уровень 5 "Оптимизирующий" . Постоянное совершенствование процесса достигается благодаря количественной обратной связи с процессом и реализации в нем передовых идей и технологий.

Несмотря на нестрогость, приведенное определение интуитивно чаще всего не вызывает возражений. Более того, опытным специалистам понятно, почему переходы возможны только на соседний уровень, как понятно и то, почему вообще стоит стремиться к такому переходу. В то же время никакого количественного или хотя бы формального обоснования такого подхода модель СММ не содержит, что, впрочем, нисколько не умаляет ее достоинств.

Дальнейшее, как говорится, - дело техники. Определяется структура модели ( рис. 7.1), даются определения и начинается кропотливая работа по точному описанию каждого процесса на каждом уровне. Для того чтобы оценить практическую ценность сделанного, пройдем часть этого пути.

Рис. 7.1.

На рис. 7.1 присутствуют следующие понятия.

Группа ключевых процессов . Как говорится в (Paulk, и др., 1995), "каждая группа ключевых процессов определяет блок связанных работ , в результате выполнения которых достигается совокупность целей, значимых для повышения продуктивности производственного процесса. Например, для группы ключевых процессов " Управление требованиями " (см. рис. 7.2) цель состоит в том, чтобы согласовать требования, выдвигаемые к проекту разработки ПО заказчиком и разработчиком".

В CMM нет индивидуальных процессов. Вместо этого существуют отдельные работы, называемые ключевыми практиками (см. далее), связанные по входам-выходам друг с другом и служащие исходным материалом для построения процессов. CMM не дает указаний относительно способа построения процессов, т. е. связывания ключевых практик в логические последовательности. Наборы ключевых практик называются группами ключевых процессов.

Группы ключевых процессов в CMM сопоставляются уровням зрелости ( рис. 7.2), т. е. все практики на уровне взаимодействуют только друг с другом и не взаимодействуют с практиками других уровней. Это позволяет гарантировать полную работоспособность всех процессов на конкретном уровне и, значит, соотносить уровень с законченным этапом развития организации.

Прилагательное "ключевые" подразумевает, что существуют группы процессов (т. е. совокупности практик), которые не являются ключевыми с точки зрения конкретного уровня зрелости , т. е. не связаны с достижением целей этого уровня (см. ниже). Модель СММ не описывает все группы процессов , касающиеся разработки и сопровождения ПО . В ней описаны лишь те группы, которые определены в качестве ключевых определяющих факторов продуктивности производственного процесса.

Цели . Цели в СММ связываются не с процессами, а с группами ключевых процессов. Как уже говорилось выше, цели достигаются за счет выполнения ключевых практик. В CMM достижение цели означает что, во-первых, после выполнения ключевых практик получается нужный результат, и, во-вторых, он получается достаточно стабильно. Способ достижения целей группы ключевых процессов может различаться от проекта к проекту в зависимости от различий в предметной области или среде.

Если эти цели реализуются для всех проектов, то это означает, что организация достигла того уровня зрелости производственного процесса, которому соотнесена данная группа ключевых процессов.

Раздел . Разделы (их на каждом уровне пять и они всегда одни и те же) представляют собой свойства групп ключевых процессов, которые должны быть реализованы на соответствующем уровне. Эти свойства описывают, как процессы реализованы и насколько они легализованы в организации, т. е. официально утверждены и согласованы с корпоративными процедурами, политиками, другими процессами. Вот эти пять разделов.

Обязательства по выполнению

Описывают действия, которые должна выполнить организация, чтобы обеспечить установление и стабильность процесса. Обязательства по выполнению обычно касаются установления организационных политик и поддержки со стороны высшего руководства.

Необходимые предпосылки

Описывают предварительные условия, которые должны выполняться в проекте или организации для компетентного внедрения производственного процесса; обычно касаются ресурсов, организационных структур и требуемого обучения.

Выполняемые операции

В разделе "Выполняемые операции " описаны содержательные работы, которые должны выполняться на данном уровне. Выполняемые операции обычно включают в себя создание планов и реализацию конкретных операций, выполнение и отслеживание работ , а также, по мере необходимости, выполнение корректирующих действий.

Измерения и анализ

Раздел "Измерения и

"Каждая группа ключевых процессов выражается ключевыми практиками, выполнение которых способствует достижению целей группы. Ключевые практики описывают инфраструктуру и операции, которые дают наибольший вклад в эффективное внедрение и установление группы ключевых процессов.

Каждая ключевая практика состоит из одного предложения, часто раскрываемого более подробным описанием, в которое могут входить примеры и уточнения. Ключевые практики, иногда называемые ключевыми практиками верхнего уровня, устанавливают основные политики, процедуры и операции для группы ключевых процессов. Компоненты подробного описания часто называются субпрактиками".

Ключевые практики описывают, ЧТО необходимо сделать, но их не следует воспринимать в виде догм, устанавливающих, КАК нужно достигать целей. Цели группы ключевых процессов можно реализовать с помощью альтернативных практик. Интерпретация ключевых практик должна быть разумной, допускающей достижение целей группы ключевых процессов эффективным способом, хотя, возможно, формально и отличающимся от рекомендованного CMM .

Взгляд на деятельность по управлению ИТ, при котором вместо процессов рассматриваются их составляющие - ключевые практики, а процессы присутствуют только виртуально, как что-то, что может быть построено из ключевых практик, выглядит на первый взгляд несколько экзотично. До сих пор задача совершенствования управления ИТ решалась внедрением готовых процессов из эталонной процессной модели. Теперь же возникает множество уровней, содержащих разрозненные (т. е. не объединенные в процессы) ключевые практики, и рекомендуемая последовательность продвижения по уровням. Управление ИТ, согласно CMM , совершенствуется по мере продвижения на более высокий уровень зрелости. Что же происходит при таком продвижении?

В определениях уровней (см. рис. 7.2) появилось такое понятие, как "производственный процесс". Оно же присутствует и в определении группы ключевых процессов, и это не случайное совпадение. Производственный процесс, или, как он точно называется в СММ, Стандартный Производственный Процесс Организации (СППО), - одно из центральных понятий всей модели.

Эволюцию моделей обеспечения качества рассмотрим на основе "модели зрелости процесса", или "модели совершенствования возможностей" СММ (Capability Maturity Model). Несмотря на то что модель СММ направлена на обеспечение качества программного обеспечения, ее методологические аспекты применимы к моделям обеспечения качества любой продукции (товаров, работ, услуг).

Главным в модели СММ является понятие зрелости организации.

Незрелой считается организация, в которой процесс разработки программного обеспечения зависит только от конкретных исполнителей и менеджеров и решения зачастую принимаются "на ходу". В этом случае велика вероятность превышения бюджета или срыва сроков сдачи проекта, и потому менеджеры вынуждены заниматься только разрешением ближайших проблем.

Зрелой считается организация, в которой выполняются следующие условия:

• – имеются четко определенные процедуры создания программных продуктов и управления проектами, которые уточняются и совершенствуются в пилотных проектах с помощью анализа составляющих "себестоимость - прибыль";
• – оценки времени и стоимости выполнения работ основываются на накопленном опыте и поэтому достаточно точны;
• – в компании существуют стандарты на процессы разработки, тестирования и внедрения программного обеспечения, правила оформления конечного программного кода, компонент, интерфейсов и т.д. Все это составляет инфраструктуру и корпоративную культуру, поддерживающую процесс разработки программного обеспечения.

Итак, стандарт СММ – это модель обеспечения качества, которая состоит из критериев оценки зрелости организации и рецептов улучшения существующих процессов. В модели СММ определено пять уровней зрелости организаций, характеристики которых представлены на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Пять уровней зрелости модели СММ

Начальный уровень (initial level) является основой для развития предприятия на следующих уровнях. Считается, что на предприятии начального уровня организации не существует стабильных условий для создания качественного программного обеспечения. Следовательно, результат любого проекта целиком и полностью зависит от личных качеств менеджера и опыта программистов. Это означает, что успех в одном проекте может быть повторен только в случае назначения тех же менеджеров и программистов на следующий проект. Если же получившие в проектах опыт менеджеры или программисты уходят с предприятия, то с их уходом резко падает качество производимого программного обеспечения.

Следует признать, что на начальном уровне в стрессовых ситуациях большой зависимости от человеческого фактора процесс разработки сводится к написанию кода и его минимальному тестированию.

Достижение второго, повторяемого уровня (repeatable level ) определяется внедрением на предприятии технологии управления проектами. Планирование и управление проектами на предприятии основывается на накопленном опыте, существуют и используются стандарты на разрабатываемое программное обеспечение, соблюдение которых контролируется специальной группой обеспечения качества. Считается, что второй уровень может как обеспечить возможности для дальнейшего совершенствования (перехода на третий уровень), так и не исключает вероятность в критических условиях регрессивного возврата качества процесса создания программного обеспечения на начальный уровень.

Третий, определенный уровень (defined levet) характеризуется тем, что стандартный процесс создания и сопровождения программного обеспечения полностью задокументирован, начиная от разработки программного обеспечения и заканчивая управлением проектами. Гипотеза внедрения этого уровня состоит в том, что в процессе стандартизации происходит переход предприятия на наиболее эффективные практики и технологии. Для создания и поддержания функционирования стандартов разработки программного обеспечения и управления проектами в организации должна быть создана специальная группа. Обязательным условием для достижения третьего уровня является наличие на предприятии программы постоянного повышения квалификации и обучения сотрудников. Считается, что начиная с этого уровня организация перестает зависеть от качеств конкретных разработчиков и не имеет тенденции скатываться на уровень ниже в стрессовых ситуациях.

На четвертом, управляемом уровне (managed level) на предприятии устанавливаются количественные показатели качества – как на программные продукты, так и на процессы их создания в целом. Таким образом, более совершенное управление проектами достигается за счет уменьшения отклонений различных проектных показателей. При этом разделяются осмысленные (сигнальные) вариации реализуемых процессов создания программного обеспечения и случайные (шумовые) вариации процесса.

Пятый (высший), оптимизирующий уровень (optimizing level) характеризуется тем, что мероприятия по улучшению применяются не только к уже существующим процессам, но и для оценки эффективности ввода новых технологий. Основной задачей предприятия на этом уровне является постоянное улучшение существующих процессов. При этом улучшение процессов должно способствовать предупреждению возможных ошибок и дефектов. Одновременно должны вестись работы по сокращению себестоимости разработки программного обеспечения.

Используя определенный процесс разработки ПО, организации получают последовательную схему этого процесса, которую они могут адаптировать под определенные потребности. С несовместимыми потребностями в адаптации и стандартизации можно справиться, построив структуру процесса как состоящую из стандартных модулей или "основных" этапов, а также правил, используемых для описания и установки взаимоотношений между этими этапами. В таком случае адаптация достигается путем их объединения в модели процесса.

Как правило, менеджмент качества программных проектов основывается на знаниях из трех источников:

Программный инжиниринг (ACM, IEEE);

Менеджмент проекта (PMI);

Качество (ASQ).

Институт программного инжиниринга (SEI, Software Engineering Institute) в Университете Карнеги Мэллон объединяет все эти три источника.

Модель зрелости функциональных возможностей (Capability Maturity Model, СММ) , служит "каркасом" процесса разработки ПО. Эта модель основана на практических действиях, и отображает лучшие результаты индивидов, работающих над усовершенствованием процесса разработки ПО и выполняющих оценочный анализ этого процесса. В дальнейшем мы будем ссылаться на то, каким образом менеджмент качества программных проектов соответствует модели СММ SEI. Поскольку модель СММ хорошо известна в сообществах разработчиков ПО, нет особой потребности приводить ее определение. Мы представим лишь краткое ее описание, чтобы продемонстрировать необходимость использования жизненного цикла в процессе разработки. Ниже приведена краткая обобщенная характеристика уровней развития функциональных возможностей модели СММ.

Модель СММ представляет собой схему, по которой этапы разработки соответствуют пяти уровням развития функциональных возможностей, на основе которых осуществляется непрерывное усовершенствование процесса разработки. Говоря об уровне развития функциональных возможностей, обычно подразумевают строго определенную стадию развития, направленного на получение законченного процесса разработки ПО. При разделении модели СММ на пять уровней, первостепенное внимание уделяется направленным на усовершенствование действиям, необходимым для завершения работы над развитием функциональных возможностей процесса. Эти пять уровней можно кратко описать, присвоив им следующие характеристики.

Исходный. Процесс разработки ПО можно охарактеризовать как специальный, подобранный для определенного случая процесс, а иногда и как хаотический. Определить можно лишь небольшое количество процессов, и успех зависит от приложенных индивидуальных усилий и предпринимаемых решительных действий.

Повторяющийся. Основные процессы управления проектом создаются для того, чтобы отслеживать затраты, график работы и функциональные возможности. Здесь соблюдается необходимый порядок выполнения процесса, предназначенный для повторения достижений, полученных ранее при выполнении подобных проектов.

Определенный. Во всех проектах используется испытанная, адаптированная версия стандартного процесса разработки ПО данной организации.

Управляемый. Собираются детальные показатели процесса разработки ПО и качественные характеристики продукта. Управление процессом разработки программных продуктов осуществляется на количественном уровне.

Уровень оптимизации. Непрерывное усовершенствование процесса разработки достигается с помощью количественной обратной связи.

Эта связь достигается при осуществлении самого процесса, а также на базе новаторских идей и технологий. Каждый уровень зрелости разбивается на несколько ключевых областей процесса, указывающих на то, какие действия еще необходимо предпринять для усовершенствования процесса разработки ПО. Каждая ключевая область процесса (Key process area, KPA ) определяет набор взаимосвязанных действий, необходимых для оптимизации этого процесса.

Области КРА на уровне 2 относятся к возникающим при выполнении программного проекта вопросам, которые связаны с созданием базовых средств управления менеджментом проекта. На данном этапе обсуждения нам необходимо знать, что повторяющийся процесс (уровень 2) позволяет оптимизировать структуризацию и управление в организации. При наличии такого определения формируется единый язык, и облегчаются переходные периоды при включении в процесс разработчиков, особенно если у них недостаточно опыта в этой области.

Однако наличие повторяющегося процесса (уровень 2) заведомо не приводит к хорошо разработанному процессу. В общем, усовершенствование процессов происходит тогда, когда организация достигает уровня 3. Уровень 3 относится к решению как связанных с выполнением проекта, так и организационных вопросов, поскольку организация создает инфраструктуру, обеспечивающую эффективный программный инжиниринг и менеджмент по всем проектам. Две области КРА, определение организации процесса и интегрированный программный менеджмент, относятся к предметной области жизненных циклов.

Цель определения организационной структуры процесса области КРА на уровне 3 заключается в разработке и сопровождении удобной в употреблении совокупности полезных свойств процесса разработки ПО, которые улучшают эффективность процесса при выполнении ряда проектов. Определение процесса включает в себя разработку и сопровождение стандартного процесса разработки определенной организации, а также относящиеся к нему ценные свойства процесса. Цель определения организационной структуры процесса заключается в разработке и сопровождении стандартного процесса разработки ПО для данной организации.

Действия, формирующие процесс построения организационной структуры, включают документирование и сопровождение описательных характеристик жизненных циклов разработки ПО. Цель интегрированного программного менеджмента области КРА на уровне 3 заключается в том, чтобы объединить программный инжиниринг и управленческую деятельность в логически последовательный определенный процесс разработки ПО, полученный в результате адаптации стандартного процесса разработки ПО в данной организации и связанных с ним ценных свойств процесса, описанных в "Определении процесса на уровне его структуры".

Модель СММ имеет отношение к группе моделей программных процессов, разработанных на широкой базе, поддерживаемой сообществом разработчиков ПО. Поскольку мы имеем дело с моделью, наблюдается упрощение реального процесса инжиниринга. Представляя собой норматив, модель СММ идентифицирует возможности организации, относящейся к категории той или иной степени зрелости.

Организации, применяющие эту модель в качестве механизма измерения и совершенствования процессов, должны использовать приемлемую интерпретацию областей знаний процесса в аспекте деловых целей. При использовании этой модели в качестве средства оценки процессов и инструмента измерения, она становится своего рода "дорожной картой", обеспечивающей успешное улучшение процесса. Вообще говоря, модель СММ можно рассматривать в качестве совокупности четко сформулированных концепций инжиниринга и менеджмента, основанных на проверенных принципах обеспечения. В процессе разработки ПО, когда знания требуется должным образом оценивать и защищать, следует уделять немалое внимание принципам обеспечения качества. Модель СММ не является сборником предписаний на все случаи жизни. Здесь не указывается, каким образом организация должна устанавливать атрибуты процесса. Также ее применение не гарантирует немедленный успех. Процесс внедрения улучшений требует времени и непрерывных усилий в масштабах всей организации. При этом особое значение приобретает исполнительный менеджмент и выделенные средства. Модель СММ трудно отнести к разряду универсальных методологий, когда "один размер пригоден на все случаи жизни". Первый шаг, который требуется сделать на пути использования этой модели, заключается в настройке приложений уровней зрелости в соответствии с конкретной организацией и имеющимся набором проектов. Институтом SEI были разработаны другие модели зрелости возможностей, которые применимы к персоналу организации, процессу приобретения ПО, инжинирингу систем, интегрированному процессу разработки программного продукта, а также по отношению к персональному программному процессу.

Поскольку ПО, как и любой другой капитал, можно представлять в виде материализованных знаний, а также в силу того, что знания изначально являются несистематизированными, неопределенными и, по большому счету, незавершенными, любую программу можно представить в виде процесса социального обучения. Этот процесс реализуется в форме диалога, в процессе осуществления которого необходимые знания материализуются в виде готового программного продукта. При этом осуществляется общение между пользователями и разработчиками, реализуется взаимодействие между пользователями и требуемыми инструментами (технология). Этот процесс является итеративным, причем используемые инструменты образуют среду, в которой осуществляются коммуникации. Каждый новый раунд диалога способствует получению все более полезных знаний со стороны привлеченных специалистов.

Одним из основных применений модели СММ является определение того, что означает процесс, достигший определенной степени зрелости. В применении к ПО можно сказать, что зрелому процессу присущи следующие атрибуты:

Определенный - указывается "способ, требуемый для выполнения дела";

Документированный - разработан таким образом, что может быть известным и используемым в дальнейшем;

Изученный - обучение на основе документации;

Практичный - может применяться на практике, а не откладываться в "долгий ящик";

Поддерживаемый - доступный, пересмотренный и улучшенный;

Контролируемый - изменения одобрены "участниками совместного дела";

Верифицирован - процесс выполняется корректно;

Проверен - выполняется именно тот процесс, который необходим;

Измеренный - оцененная производительность применяется в качестве базиса для контроля и улучшения процесса;

Способность к улучшению - гибкость и способность к изменениям.

Инжиниринг программных продуктов относится к области ключевых процессов для уровня 3, т.е. "определенного". До 1968 года термин "программный инжиниринг" вообще не применялся. Программный инжиниринг представляет собой практическое приложение научных знаний к процессу проектирования и разработки компьютерных программ. Этот процесс также называется разработкой ПО или производством программ.

Первое появление широко распространенного ПО датируется 1890 годом. Именно в это время в Американских центрах по проведению переписи населения появились перфокарты Германа Холерита (1860-1929 гг.), Массачусетский технологический институт, Кембридж, штат Массачусетс.

В это же время произошел первый перерасход средств по вине "компьютеров". Результаты центров по проведению переписи населения США изначально были протабулированы с помощью вспомогательных механических средств; механических табуляторов Германа Холлерита. В это же время и начало развиваться производство перфокарт. Средства, затраченные на табуляцию данных центров переписи населения, на 98 % превышали аналогичные затраты, понесенные в прошлом. Отчасти это объясняется тем, что шаблон, используемый при табуляции данных, был разработан весьма подробно и объем табулированных данных превышал минимально необходимое количество. Хотя и сам процесс табуляции был значительно ускорен. В это же время появились перфокарты, считывание которых выполнялось электрическим способом.

Возвращаясь к модели СММ, отметим, что на уровне 2 процесс разработки ПО можно представить в виде набора "черных ящиков" с определенными контрольными точками (стадиями). Как показано на рис. 2.1, требования включаются в состав процесса и плавно "перетекают" в набор из "черных ящиков".

Рис. 2.1. Процесс уровня 2

Для каждого ящика генерируются результаты вычислений, а стадии и контрольные точки применяются с целью мониторинга процесса разработки программного продукта. Затем следует стадия внедрения политик, стандартов и процедур. Количественная оценка этого опыта производится с помощью элементарной метрической системы, применяемой в данном проекте. Контроль производится посредством применения формальных практик, задействованных в процессе менеджмента проектов. Также отслеживаются затраты, графики и набор функциональных свойств. Основными субъектами процесса являются требования к ПО и рабочие продукты, а их целостность контролируется с помощью системы менеджмента конфигурации. Для проектов характерны тесные взаимосвязи со службой поддержки заказчиков. Также вырабатывается способность к осуществлению программных процессов.

На уровне 3, т.е. "определенном", документируется и последовательно используется стандартный процесс, применяемый для разработки и сопровождения ПО в организации, что схематически изображено на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Процесс уровня 3

В рамках проектов происходит подгонка стандартных программных процессов организации для их конкретизации. Также интегрируются процессы менеджмента и программного инжиниринга. Возможности по выполнению стандартного процесса являются стандартными, а группа разработчиков несет ответственность за действия, выполняемые в программном проекте. Ниже перечислены области КРА для третьего уровня зрелости:

1) область действия организационного процесса;

2) определение организационного процесса;

3) инжиниринг программных продуктов;

4) комплексный менеджмент ПО;

5) взаимодействие между группами;

6) экспертные оценки;

7) учебная программа.

На уровне 3 процесс разработки ПО осуществляется на основе хорошо определенного процесса. Требуется осознание ролей и ответственности в ходе осуществления процесса. Процесс производства программного продукта отображается в ходе выполнения программного процесса.

Уровень 4 (рис. 2.3), т.е. "управляемый", включает две области КРА: количественный менеджмент процессов и управление качеством ПО.

Рис. 2.3. Процесс уровня 4

Благодаря использованию расширенной метрической системы происходит накопление результатов детализированных оценок процесса разработки ПО и обеспечения качества программного продукта. Производится количественная оценка и контроль программных процессов и продуктов. Процесс менеджмента основывается на объективных критериях, формулируемых для принятия решений и оценки производительности внутри заданных границ.

На уровне 5 ("оптимизация") области КРА сосредоточены на стадиях менеджмента изменений технологии, менеджмента изменений процесса и предотвращении дефектов. Благодаря непрерывному улучшению процесса осуществляется количественная обратная связь по отношению к процессу разработки программ. На этом уровне в организации могут апробироваться новые идеи и технологии, позволяющие улучшить качество программного продукта, что схематически изображено на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Процесс уровня 5

Благодаря управляемым изменениям существующего процесса внедряется организационный подход, позволяющий реализовать непрерывное улучшение процесса. Придание этим изменениям организованного характера важно в силу следующих причин:

1) процесс должен соответствовать культурным традициям организации;

2) менеджмент обязан способствовать повышению степени культуры;

3) культура должна способствовать внедрению ролевых моделей и наград.

Подводя итоги, можно отметить, что модель СММ является своего рода "дорожной картой", гарантирующей успешное улучшение процесса. Ее интерпретация и применение осуществляются в контексте бизнес-целей организации. В настоящее время в организациях, занимающихся разработкой ПО, в качестве наиболее распространенного метода выступает именно модель СММ (причем эта тенденция характерна для многих стран и великого множества областей применения). Эта модель является нормативной, не предписывающей, а также характеризуется большим запасом устойчивости. Ее разработка и поддержка осуществляется многими разработчиками, объединенными в сообщество профессионалов.

Помимо государственных и международных стандартов, существует несколько подходов к сертификации процесса разработки. Наиболее известными из них в России являются, по-видимому, CMM и CMMI.

CMM (Capability Maturity Model) - модель зрелости процессов создания ПО, которая предназначена для оценки уровня зрелости процесса разработки в конкретной компании. В соответствии с этой моделью имеется пять уровней зрелости процесса разработки. Первый уровень соответствует разработке «как получится», когда на каждый проект разработчики идут как на подвиг. Второй соответствует более-менее налаженным процессам, когда можно с достаточной уверенностью рассчитывать на положительный исход проекта. Третий соответствует наличию разработанных и хорошо описанных процессов, используемых при разработке, а четвертый - активному использованию метрик в процессе управления для постановки целей и контроля их достижения. И наконец, пятый уровень означает способность компании оптимизировать процесс по мере необходимости.

Требования CMM и CMMI

После появления CMM стали разрабатываться специализированные модели зрелости для создания информационных систем, для процесса выбора поставщиков и некоторые другие. На их основе была разработана интегрированная модель CMMI (Capability Maturity Model Integration). Кроме того, в CMMI была предпринята попытка преодолеть проявившиеся к тому времени недостатки CMM - преувеличение роли формальных описаний процессов, когда наличие определенной документации оценивалось значительно выше, чем просто хорошо налаженный, но не описанный процесс. Тем не менее CMMI также ориентирован на использование весьма формализованного процесса.

Таким образом, основой моделей CMM и CMMI является формализация процесса разработки. Они нацеливают разработчиков на внедрение детально описанного в регламентах и инструкциях процесса, который, в свою очередь, не может не требовать разработки большого объема проектной документации для соответствующего контроля и отчетности.

Связь CMM и CMMI с итеративной разработкой более опосредованная. Формально ни та ни другая не выдвигают конкретных требований к тому, чтобы придерживаться каскадного или итеративного подхода. Однако, по мнению ряда специалистов, CMM в большей степени совместима с каскадным подходом, в то время как CMMI допускает также и применение итеративного подхода.

Безусловно, RUP - это итеративная методология. Хотя формально обязательность выполнения всех фаз или какого-то минимального числа итераций нигде в RUP не обозначена, весь подход ориентирован на то, что их достаточно много. Ограниченное количество итераций не позволяет в полной мере использовать все преимущества RUP. Вместе с тем RUP можно применять и в практически каскадных проектах, включающих реально всего пару итераций: одну в фазе «Построение», а другую в фазе «Передача». Кстати говоря, в каскадных проектах реально используется именно такое количество итераций. Ведь проведение испытаний и опытной эксплуатации системы предполагает внесение исправлений, которые могут подразумевать определенные действия, связанные с анализом, проектированием и разработкой, то есть фактически являются еще одним проходом через все фазы разработки.

Методология RUP

Что касается формальности методологии, то здесь RUP представляет пользователю весьма широкий диапазон возможностей. Если выполнять все работы и задачи, создавать все артефакты и достаточно формально (с официальным рецензентом, с подготовкой полной рецензии в виде электронного или бумажного документа и т.д.) проводить все рецензирования, RUP может оказаться крайне формальной, тяжеловесной методологией. В то же время RUP позволяет разрабатывать только те артефакты и выполнять только те работы и задачи, которые необходимы в конкретном проекте. А выбранные артефакты могут выполняться и рецензироваться с произвольной степенью формальности. Можно требовать детальной проработки и тщательного оформления каждого документа, предоставления столь же тщательно выполненной и оформленной рецензии и даже, следуя старой практике, утверждать каждую такую рецензию на научно-техническом совете предприятия. А можно ограничиться электронным письмом или наброском на бумаге. Кроме того, всегда остается еще одна возможность: сформировать документ в голове, то есть обдумать соответствующий вопрос и принять конструктивное решение. И если это решение касается только вас, то ограничиться, например, комментарием в коде программы.

Таким образом, RUP - итеративная методология с очень широким диапазоном возможных решений в части формализации процесса разработки.

Подведем итоги второй части статьи. RUP, в отличие от большинства других методологий, позволяет в широком диапазоне выбирать степень формализации и итеративности процесса разработки в зависимости от особенностей проектов и разрабатывающей организации.

А почему это так важно - мы обсудим в следующей части.