Реинжениринг Программной инженерии Петренко А.К., ИСП РАН, www.ispras.ru/~petrenko. - презентация

1 Реинжениринг Программной инженерии Петренко А.К., ИСП РАН,

2 План «Программная инженерия» Возникновение термина, наука/техническая дисциплина/отрасль промышленности,описание области исследований, «сопредельные территории» Успехи и нерешенные проблемы Конструктивные ответы на вызовы Выводы

3 Определения (Wikipedia:)Software engineering (SE) is a profession dedicated to designing, implementing, and modifying software so that it is of higher quality, more affordable, maintainable, and faster to build. It is a "systematic approach to the analysis, design, assessment, implementation, test, maintenance and reengineering of software, that is, the application of engineering to software."

4 Определения (Wikipedia:)Software engineering (SE) is a profession dedicated to designing, implementing, and modifying software so that it is of higher quality, more affordable, maintainable, and faster to build. It is a "systematic approach to the analysis, design, assessment, implementation, test, maintenance and reengineering of software, that is, the application of engineering to software."

5 Определения (Википедия:) Программная инженерия это интегрирование принципов математики, информатики и компьютерных наук с инженерными подходами, разработанными для производства осязаемых материальных артефактов. (Curricula Recommendations Software Engineering SE 2004: Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in Software Engineering).математикиинформатикикомпьютерных наук инженерными подходамиCurricula Recommendations

6 Программная инженерия Управление производством (management) Computer Science (Информатика / Технологии)

7 Computer Science и прочие науки Бизнес ….. Маркетинг Управление персоналом Управление производством Программная инжениерия – управление программистами

8 Управление производством (management) Computer Science (Информатика / Технологии) ….. Компиляторы Информационные системы Программная инженерия

9 Управление производством (management) Computer Science (Информатика / Технологии)

10 Миры программной инженерии Научная дисциплина Общие закономерности, методы изучения, фундаментальные знания Инженерная дисциплина Технологии, методы адаптации, внедрения общих подходов в практику, вопросы организации и управления Отрасль промышленности Организация бизнеса (анализ рынка) Область профессиональной деятельности Профессиональные союзы и общества, сертификация инженеров

11 Motivation. Парадоксы в развитии компьютерных/программных систем Безудержный рост размеров и сложности, при этом: Достаточно высокий уровень надежности Беспомощность перед проблемами создания программных систем без дефектов, в частности, гарантирующих информационную безопасность при полной доступности всей имеющейся информации о программах, данных и устройствах обработки и передачи информации (в отличие, например, от физики, химии, биологии – где многое еще не известно). Нет научной методики оценки и прогнозов Множество технологий разрабатываются и лишь единицы оказываются востребованными

12 Уточнение рамок рассмотрения Технические аспекты программной инженерии – методы и инструменты разработки и анализа программных систем Общецелевые и специализированные (domain specific) технологии программирования. Вне зоны рассмотрения: компиляторы, интегрированные среды разработки, СУБД, операционные системы, ПО промежуточного слоя, машинная графика, разработка игр, системы распознавания изображений, вычислительная математика и проч.

13 Направления развития Сквозная инструментальная поддержка жизненного цикла создания и эксплуатации программных систем (ALM) Собственно технологии Средства разработки и исследования программных систем. Model driven/Model based подходы. Полярные трактовки моделирования: Модель отделена от реализации (от программы) Программа во всех фазах ее развития сама по себе является моделью. «Идеологический» (мотивационный) фундамент С чего начинать? «курица или яйцо». В программной инженерии роль «курицы и яйца» выполняет треугольник «требование- реализация-тест» Интероперабельность, совместимость программных систем, стандартизация интерфейсов Корректность программ. Статический и динамический анализ программ Проверка корректности использования машинных и языковых конструкций, стандартных интерфейсов аппаратуры и ОС Проверка функциональных спецификаций

14 Актуальные инициативы SEMAT (OMG) - Software Engineering Method and Theory OSEE (Boeing) – Open System Engineering Environmet ALM (IBM, HP, Borland) - Application lifecycle management Microsoft: Verifying Compiler, RiSE, Interoperability Bridges and Labs Center (Microsoft), Microsoft ALM MDA, MDE, CESAR, ModelBus, MODELPLEX OSLC (IBM) - Open Services for Lifecycle Collaboration Еще раз о SEMAT

15 - Software Engineering Method and Theory Semat seeks to develop a rigorous, theoretically sound basis for software engineering practice, and its wide adoption by industry and academia. Troika - Bertrand Meyer, Ivar Jacobson & Richard Soley

16 SEМAT манифест Software engineering is gravely hampered today by immature practices. Specific problems include: The prevalence of fads more typical of fashion industry than of an engineering discipline. The lack of a sound, widely accepted theoretical basis. The huge number of methods and method variants, with differences little understood and artificially magnified. The lack of credible experimental evaluation and validation. The split between industry practice and academic research. We support a process to refound software engineering based on a solid theory, proven principles and best practices that: Include a kernel of widely-agreed elements, extensible for specific uses Addresses both technology and people issues Are supported by industry, academia, researchers and users Support extension in the face of changing requirements and technology

17 Semat tracks Architecture Track (led by Paul McMahon) Requirements Track (led by Dave Cuningham) Theory Track (led by Michael Goedicke) Kernel Language Track (led by Michael Goedicke) Universal Track (led by Ian Spence) Assessment Track (led by Paul McMahon) Definition Track (led by Mira Kajko-Mattsson)

18 OSEE - Среда разработки Open System Engineering Environment Инициатор: Boeing База (framework): Eclipse Состав Framework ATS (Action Tracking System) Coverage (Оценка полноты тестового покрытия) OTE (Open Test Environment) 18

19 19 The Open System Engineering Environment is an integrated, extensible tool environment for large engineering projects Extensible Data Model All project data is stored in OSEE's user-definable data model, which offers revision control, bidirectional traceability, project status reporting, and metrics. Full Lifecycle Support A Potent Framework In addition to excelling as a stand-alone application, OSEE offers a full-featured API, enabling developers to harness OSEE's powerful data management capabilities for their own applications. Version and Variant Management

20 ALM - Application lifecycle management - IBM Requirements management Project, process, and portfolio management Architecture management Software change, configuration, and release management Quality management

21 ALM - Application lifecycle management - HP HP Application Lifecycle Management HP Business Process Testing software HP Change Impact Testing for SAP Applications software HP Functional Testing software HP Quality Center software HP Requirements Management module HP Service Test Management module HP Service Test software HP Sprinter software HP Test Data Management Software HP Unified Functional Testing software Performance Validation Quality Assurance

22 ALM - Application lifecycle management - Borland Requirements Definition & Management Testing and ASQ Change Management

23 ALM - Application lifecycle management - Microsoft Architecture Explorer TFS -- Team Foundation Server Microsoft Test Manager Microsoft Test Runner

24 ALM - Application lifecycle management – Microsoft Research Research in Software Engineering team (RiSE). Professional Developer Tools AjaxView Profiler for AJAX web sites. AjaxView CHESS Systematic Concurrency Testing for.NET and Win32. CHESS Code Contracts Design by Contract for.NET. Code Contracts Doloto Time optimizer for web 2.0 applications. Doloto MolesIsolation Framework for unit testing for.NET. Moles Pex Automated Whitebox Testing for.NET. Pex Open Source Boogie Intermediate procedural Verification Language that produces verification conditions. Boogie CCI API that allows applications to efficiently analyze or modify.NET assemblies, modules, and debugging (PDB) files. CCI Nmodel Source of Model-based Software Testing and Analysis Tool with C#. Nmodel Academic Tools and Open Source Spec# Mechanical verifier and runtime checker for C#. Spec# VCC Mechanical verifier for concurrent C programs. VCC Academic Tools and Closed Source Z3 High-performance automatic (SMT) theorem prover. Z3

25 MDA, MDE, CESAR, ModelBus, MODELPLEX MDA – Model Driven Architecture MDE – Model Driven Engineering CESAR, ModelBus, MODELPLEX – проекты FP7 OSLC - Open Services for Lifecycle Collaboration (IBM)

26 SEMAT – еще раз Начинать с анализа реальных практик

27 Выводы. Современные тенденции Унифицировать и механизировать процессы Отказ от однонаправленных моделей жизненного цикла («водопадная» модель) Средства интеграции разнородных инструментов поддержки ЖЦ «Три источника» разработки ПО Требования Дизайн Тесты «Три составные части» ?

28 Мы в начале пути