Список принятых сокращений

АСУ — автоматизированная система управления БД — база данных ГоР — готовые ресурсы ЖЦ — жизненный цикл И С — информационная система КП — комплексы программ КИИ — компоненты повторного использования.

MX — модель характеристик ОКМ — объектно-компонентный метод ООП — объектно ориентированные программы ОС — операционная система ПИ — программная инженерия ПО — программное обеспечение ПП — программный продукт ППП — пакет прикладных программ ППр — программирующая программа ПрО — предметная область ПС — программная система СП — система программирования СПС — семейство программных систем ТД — тип данных ТЛ — технологическая линия ТП — технология программирования ТПР — технология подготовки разработки ЭВМ — электронно-вычислительная машина ЯП — язык программирования.

ACM — Association for Computing Machinery.

CS — Computere Science.

DE — Domain Engineering.

DSL — Domain Specific Language.

FM — Feature Model.

GDM — Generative Domain Model.

PIM — Platform Independed Model.

PLE — Product Line Engineering.

PSM — Platform System Model.

SE — Software Engineering.

SWEBOK — Software Engineering Body Knowledge.

От автора

Теоретическими и прикладными аспектами автоматизации создания разных систем обработки информации на отечественных ЭВМ и на современных компьютерах автор занимается с самого начала своей научной деятельности. Исследования и разработки систем относятся к ТП и ПИ.

В период появления ЭВМ и разработки систем программирования для них в отделе Е. Л. Ющенко с 1960 г. проводились семинары по изучению синтаксического анализа ЯП в работах И. Хомского, К. Самельсона, Ф. Бауэр, Р. Флойд и др. Стояла задача создать системы программирования для новых ЭВМ («Проминь», «М-20», «Днепр-1», «Днепр-2» и др.). В результате сформировался метод синтаксического контроля программ в разных ЯП. Метод реализован в технологических комплексах и системах программирования с языков Алгол, Кобол, Фортран, Автокод и др. Аналогичные разработки проводились в стране для других машин («МЭСМ», «БЭСМ», «Стрела», «Урал», «М-50» и др.). Созданы отечественные трансляторы ТА1—ТА4, которые вошли в состав системного математического обеспечения первых ЭВМ. Трансляторы с языков Алгамс и Кобол реализованы на машине «Днепр-2» и внедрены в ГДР в 1970;е гг. На их основе совместно со специалистами из Киева реализована АСУ ТП металлургической промышленности ГДР, которая проработала до 1992 г.

В 1970;х гг. в стране развернулись работы по автоматизации разного рода систем из программ (АПРОП, ПРОЕКТ, АЛЬФА и др.). Автор реализовала метод сборки модулей, записанных в разных ЯП (Алгол-60, Кобол, Фортран, PL/1, Assebler и др.), на единой системе ЭВМ. Подобные работы проводились специалистами в Москве, Ленинграде, Таллине и др. и в США. В АПРОП впервые реализована связь модулей в разных ЯП с помощью интерфейса (межмодульного и межъязыкового), осуществляющего обмен данными и их преобразование посредством интерфейсных функций (64) библиотеки в ОС ЕС. Система вошла в состав комплекса ПРОТВА и передана 52 организациям ВПК, а также в организации Прибалтики и Средней Азии. В результате сформировался новый вид программирования — сборочный. В составе специалистов комплекса ПРОТВА по технологии создания бортовых систем автор получила звание лауреата премии Кабинета министров СССР (1985).

Дальнейшим развитием сборочного программирования является метатехнология (ТПР) создания ТЛ производства программ в системе АИС «Юпитер» для Военно-морского флота СССР (1982—1991) в АН УССР. По пяти созданным линиям было изготовлено в АИС более 500 научных программ и программ обработки данных. Среди программ были такие, которые обеспечивали надежность технических и программных средств АИС. Система передана заказчику. Идея линий получила развитие в проекте института SE USA (2001, http://www.sei.com/productline) и положила начало созданию вариабельных (изменяемых) продуктов семейств СИП (2004). Эти работы развиваются и в нашей стране рамках проекта Российского фонда фундаментальних исследований (РФФИ).

А. П. Ершов предвосхитил развитие сборочного программирования как доказательного (1986). В рамках фундаментальных проектов в отделе «Программная инженерия» Национальной академии наук Украины проведено изучение и развитие теории генерирующего (К. Чернецки), объектного (Г. Буч) и компонентного программирования (1992—2013). Создана теория объектно-компонентного моделирования объектных систем, которая апробирована в проекте информатизации НАН Украины (В. Н. Грищенко). Разработаны новые идеи и концепции верификации, тестирования и оценивания качества объектов и ПС (Г. И. Коваль, Т. М. Коротун). По ним защищено пять диссертаций сотрудников отдела и шесть магистерских работ Московского физико-технического института (МФТИ) и Киевского национального университета имени Тараса Шевченко (КНУ). Дальнейшее развитие этого метода состоит в создании разных вариантов систем и продуктов, в проведении стандартизации ГоР и reuses — КП И в языке WSDL, в исследовании основных положений веб-семантики, веб-сервисов и онтологического представления ряда предметных областей (ЖЦ ПС, КПИ и вычислительная геометрия) с участием студентов КНУ, где автор преподавала ТП и ПИ с 1967 г., а также в МФТИ (2001—2016).

Современные ИТ-технологии Всемирной паутины и системы Skype ставят задачу, но обеспечению взаимодействия программ, расположенных в разных точках планеты. В перспективе в информационном сообществе разрабатываются научные сервисы для поддержки^{-коммерции,} е-науки,^{-обучения} и т. п.

Развитие технических ресурсов ЭВМ идет быстрыми темпами по пути совершенствования и стандартизации микроэлементов (диоды, триоды, транзисторы и др.). Методом сборки из них изготавливают большие и малые компьютеры, очень малые настольные и карманные, а также мобильные телефоны и приборы для применения в медицине, космосе, авиации и т. п.

Такого прогресса еще не достигнуто в области изготовления сложных программных и информационных систем. ТП и ПИ находятся на стадии формирования готовых многоразовых ресурсов типа модуль, объект, компонент для конфигурационной сборки сложных систем. Эти объекты будут минимизироваться подобно техническим наноэлементам, и из них будут собираться большие системы в миниатюрном виде.

В данном учебнике нашли отражение основные положения ТП, сформировавшейся в СССР, и ПИ изготовления ПО и продуктов в разных вариантах. В нем более углубленно и с теоретической точки зрения рассматриваются методы проектирования отдельных компонентов систем, их верификация и тестирование, а также сборки готовых КПИ, ГоР в сложные структуры с обеспечением их правильности и качества ПП в конфигурационные варианты систем семейства. Проблема изменяемости/вариабельности нашла отражение в отечественной технологии объектно-компонентного моделирования вариантов сложных систем из артефактов, reuses и КИИ.

Отдельные разделы учебника апробированы автором при чтении лекций в МФТИ (2001—2016) и И. В. Лаврищевой в КПУ. Новые теоретические результаты в SE отображены в ряде дипломных работ студентов на сайте (http://www.sestudy.ua-univ.net, 2011), студенческой фабрики программ КНУ (http://www.programsfactory.univ.kiev.ua, 2012) и в статьях и докладах учеников автора на международных конференциях ICTERY (2011—2013), УкрПрог (1998;2014), TAAPSD'2008;2015, Science and Information — 2015, ЛИСПИ — 2015 и др.

На практических занятиях студенты изучают линии Product Line/ Product Family, Streaming assembly and conveyor К. Чернецки, Дж. Гринфилд, К. Ленц и др. С участием студентов и сотрудников отдела «Программная инженерия» реализована веб-онтология таких доменов, как вычислительная геометрия, КИИ и ЖЦ стандарта ISO/IEC 12 207. Разработаны методы экспортирования, верификации и тестирования систем, предложен математический аппарат оценки характеристик качества продуктов. Ряд результатов исследований и разработок отражен на модифицированном сайте http://www.ispras.ru/lavrischeva/SE.

Автор глубоко благодарна сотрудникам отдела (В. Н. Грищенко, Н. В. Лаврищева, Л. Г. Усенко, Е. И. Гришкевич, Т. В. Соколова, М. В. Семенюк, А. Т. Вишня, Д. С. Хоролец, Г. И. Коваль, Т. М. Коротун, Л. И. Бабенко, О. А. Слабоспитская, Н. Т. Задорожная, В. М. Зинькович, Е. И. Моренцов, Л. И. Куцаченко и др.), которые долгие годы развивали и реализовывали отдельные новые идеи в области ТП и SE. Семь сотрудников защитили кандидатские диссертации.

Выражаю признательность многим студентам (А. Островский, А. Аронов, А. Диденко, И. Радецкий, В. Бураков, В. Черный, Е. Гриценко, Т. Гончаренко, А. Поляченко, А. Колесник, А. Мороз, А. Бондаренко, М. Тарановский, Е. Баборико и др.), которые принимали активное участие в реализации иоставленнях мною задач в области ТП и SE, писали, но ним дипломы и магистерские работы. Особенно хочу поблагодарить студентов А. Колесник, А. Стеняшина, А. Шевченко, которые защитили кандидатские диссертации по современным вопросам создания изменяемых систем.

Хочу выразить благодарность В. II. Иванникову, А. К. Петренко, А. Н. Томилину, Л. Е. Карпову за признание моих работ в области ТП и ПИ, поддержавших проведение исследований и разработок вариабельных прикладных и операционных систем в рамках фундаментального проекта РФФИ.