Введение. 
Программная инженерия и технологии программирования сложных систем

Программирование возникло в связи с появлением первых ЭВМ как способ задания последовательности операций для решения математических и физических задач на ЭВМ. Первоначально программы описывались в языках, близким к машинному языку. Потом появились ЯП (Адресный, Автокод, Алгол, Кобол, Фортран, ПЛ/1 и др.), с помощью которых описывались разного рода программы. Для того чтобы программу понимала машина, необходимо было ее переводить на язык машины. Их перевод осуществлялся с помощью появившихся средств автоматизации — программирующих систем (трансляторов и интерпретаторов).

Отрабатывалась новая техника описания алгоритмов математических, физических и других задач в виде некоторой формальной схемы программы. Сформировались теории А. А. Ляпунова, В. М. Глушкова, А. П. Ершова, Е. Л. Ющенко и др. Эти теории были ориентированы на формализацию логических схем программ и машин и их переписывание в ЯП, для которых были разработаны программирующие программы (трансляторы, интерпретаторы, генераторы) на ЭВМ.

Разработкой трансляторов с разных ЯП для отечественных ЭВМ занимались научные школы программирования (ИПМ, М. Р. Шура-Бура, Москва; ЛГУ, С. С. Лавров, Ленинград; СОАН, А. П. Ершов, Новосибирск; ИК, В. М. Глушков, Киев и др.). Позже такие школы были созданы в Риге, Таллине, Минске, Кишиневе, Ереване и др. В этих школах сформированы направления отечественной ТП, основу которых составляли ЯП, методы и средства автоматизации программ на разных ЭВМ. ТП охватывала не только трансляцию программ, но и их отладку и организацию вычислений под управлением специально созданных программ операционных систем для каждой ЭВМ.

Для координации и финансирования работ по ТП в СССР были создан Госкомитет по науке и технике (ГКНТ). Он поддерживал разработки и развитие научных основ вычислительной техники и ТП. В рамках ГКНТ создавались государственные комиссии с привлечением известных специалистов страны для приемки новых средств вычислительной техники и технологий программирования, изготовленных в разных организациях страны.

В 1970;х гг. проводилась массовая разработка программных модулей для решения разных задач на ЭВМ. ГКНТ ставит задачи автоматизации разных отраслей промышленности, крупных военно-промышленных комплексов (ВПК), АСУ, АСУ ТП, САПР и др. ГКНТ финансировал системы автоматизации модульного программирования («АПРОП», «ПРОЕКТ», «АЛЬФА», «СИРИУС» и др.), технологический комплекс «РТК» с P-графическим языком задания программ и документов АСУ, систем «ПРОТВА», «РУЗА» (В. В. Липаев) по изготовлению больших программ для ВПК и др. Главным элементом разработки систем стал модуль, выполняющий некоторую функцию и описанный в стандартном виде. По решению ГКНТ для хранения готовых отдельных модулей и программ общего назначения созданы государственные и республиканские Фонды алгоритмов и программ (1970—1992). В стране был создан в Калинине (ныне Тверь, 1980) первый завод для сборки ПО АСУ из готовых программ разных фондов. После двух лет работы этот завод перестал существовать из-за отсутствия необходимого набора готовых программ и КП И.

Созданные системы автоматизации «АПРОП», «ПРОТВА», «РТК» и др. внедрялись в разные организации страны и служили способом автоматизации разных задач. Кроме того, были созданы системы АСУ в нашей стране, а также в Болгарии, ГДР и др.

Для обсуждения проблем автоматизации разных систем в стране ГКНТ проводил всесоюзные конференции по ТП. Первая Всесоюзная конференция по программированию прошла в Киеве (1965), вторая — в Новосибирске (1978) и последующие конференции по ТП проводились в 1979, 1982—1992 гг. В работе каждой конференции принимали участие тысячи специалистов, вовлеченных в автоматизацию разных задач. В организации этих конференций принимали участие видные специалисты страны в ТП:

В. М. Глушков, А. П. Ершов, Е. А. Жоголев, С. С. Лавров, Л. Н. Королев, Э. X. Тыугу, М. Р. Шура-Бура, Е. Л. Ющенко, и др.

Инженерия ПО (Software Engineering; SE) сформировалась для первых зарубежных ЭВМ, аналогично ТП, и была представлена П. Науром на конференции НАТО (1968). В США проводились разработки ПО систем общего назначения для разных ЭВМ (IBM, Intel, Apple, Sun и Microsoft), а также прикладных систем в ЯП для этих ЭВМ.

Были созданы международные комитеты ISO/IEC, ACM и IEEE для проведения работ, но созданию средств автоматизации ПО ЭВМ и систем. Комитет выпустил стандарт разработки систем: SWEBOK (2001, 2004, 2007, 2014); ISO/IEC 12 207 — ЖЦ ПО, оценки качества ПО, стандарт описания многоразовых КПИ (Reusebility, 1987—2012) и др.

SWEBOK (Software Engineering Body Knowledge) сформировался в США (www.swcbok.com). Это процесс разработки ПО в виде областей знаний, отражающих последовательность процессов проектирования ПО систем. Для поддержки областей знаний разработаны специальные CASEинструменты (Rational Rose, COM, CORBA, UML и др.), а также стандарт ISO/IEC ЖЦ 12 207, регламентирующий процессы разработки систем согласно областям знаний SWEBOK. В его последних версиях определены новые дисциплины SE (теория, экономика, менежмент и др.) и новые парадигмы программирования: объектно ориентированные; клиент-серверные, компонентные, сервисные, системы реального времени, бизнес-системы и др.

Начиная с 2000 г. многие крупные фирмы и отдельные специалисты за рубежом проводят работы по обеспечению изменяемости (вариабельности) систем и ПП. Так, в SEI USA разработан метод производства ПП —.

Product Line/ Product Family со сборкой КИИ (компонентов, reuses, assets и др.) по заказу потребителей. Теоретическую основу концепции вариабельности сформулировали зарубежные специалисты (К. Похл, К. Чернецки, Т. Бёгнер и др.). Определена модель характеристик FM (Feature Model), включающая внешние характеристики (свойства) создаваемого ПП. Разработаны новые методы верификации FM и конфигурационной сборки ПП из КИИ и других ГоР. Представлены отдельные аспекты Semantic Web и создания ПП с помощью сервисов Интернет.

Основные разработчики SE постоянно развивали новые теоретические методы изготовления ПО систем. В 2009 г. вышел новый стандарт SEMAT, ориентированный на дальнейшее развитие теории и методов изготовления ПП и систем, в том числе логического и математического моделирования систем и моделей (http://www.semat.org). Для формального доказательства этих моделей необходимы математический аппарат и формальные языки спецификации типа VDM, RSL, Z, UML и доказательства программ методами верификации моделей и систем. Появились новые методы анализа характеристик систем средствами иерархических и байесовских сетей, а также методы анализа и извлечения знаний Minning.

Развитию теории проектирования ПС из КПИ и ГоР способствовали сформулированные автором формальные дисциплины SE (теория, инженерия, экономика, менеджмент и производство), теория ОКМ, а также стандарт ICO/IEC РМВОК, нацеленный на управление программными проектами и обнаружение рисков в разработке качественных систем.