Спиральная модель. 
Компьютерные технологии обучения

Спиральная модель процесса создания программного обеспечения была предложена в середине 1980;х г. Барри Боэмом и описана в его статье [93]. В настоящее время модель получила широкую известность. В отличие от рассмотренных выше моделей, где процесс создания программного обеспечения выражается в виде последовательности отдельных процессов с возможной обратной связью между ними, здесь процесс разработки представлен в виде спирали (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Спиральная модель процесса разработки программного обеспечения.

По сути, спиральная модель является вариантом итерационной модели. Каждый виток спирали соответствует одной стадии (итерации) процесса создания программного обеспечения и разбит на четыре следующих сектора.

• 1. Определение целей. Определяются цели каждой итерации проекта. Кроме того, устанавливаются ограничения на процесс создания ПО и на сам программный продукт, уточняются планы производства компонентов. Определяются проектные риски (например, риск превышения сроков или риск превышения стоимости проекта). В зависимости от выявленных рисков, могут планироваться альтернативные стратегии разработки программного обеспечения.
• 2. Оценка и разрешение рисков. Для каждого определенного проектного риска проводится его детальный анализ. Планируются мероприятия для уменьшения (разрешения) рисков. Например, если существует риск неверного определения системных требований, планируется разработка прототипа системы.
• 3. Разработка и тестирование. После оценки рисков выбирается модель процесса создания системы. Например, если доминируют риски, связанные с разработкой интерфейсов, наиболее подходящей будет эволюционная модель разработки программного обеспечения с прототипированием. Если основные риски связаны с соответствием системы и спецификации, скорее всего, следует применить модель формальных преобразований. Каскадная модель может быть применена в том случае, если основные риски определены как ошибки, которые могут проявиться на этапе сборки системы.
• 4. Планирование. Здесь пересматривается проект и принимается решение о том, начинать ли следующий виток спирали. Если принимается решение о продолжении работы, разрабатывается план на следующую стадию проекта.

В зависимости от заданных целей и масштабов проекта результаты каждой итерации могут быть различными. Например, для небольших проектов в конце первого витка спирали может быть создан прототип, фрагмент или версия программного обеспечения.

Для сложных проектов на первой итерации может осуществляться обзор и исследование программных аналогов в конкретной отрасли, а также анализ рисков при внесении изменений в выбранный аналог. Если позитивный риск значительно превышает негативный (т. е. значительно преобладают обстоятельства, свидетельствующие в пользу продолжения работы), то на следующей итерации будет осуществляться определение системных требований и т. д.

Существенное отличие спиральной модели от других моделей процесса создания программного обеспечения заключается в точном определении и оценке рисков. Например, если при написании программного кода используется новый язык программирования, то риск может заключаться в том, что компилятор этого языка окажется ненадежным или что результирующий код может быть недостаточно эффективным.

Риски могут также заключаться в превышении сроков или стоимости проекта. Таким образом, уменьшение (разрешение) рисков — важный элемент управления системным проектом. Акцент на анализе рисков — главное достоинство спиральной модели.

Как правило, первая итерация создания программного обеспечения по спиральной модели начинается с тщательной проработки системных показателей (целей системы), таких как эксплуатационные показатели и функциональные возможности системы. Затем формируются и анализируются альтернативные пути достижения этих показателей или целей и стоимость альтернатив.

На второй итерации спиральной модели результаты анализа возможных альтернатив служат источником оценки проектного риска. Причем для оценки рисков используются более детальный анализ альтернатив, прототипирование, имитационное моделирование и т. п. С учетом полученных оценок риска выбирается тот или иной подход к разработке системных компонентов, далее он реализуется, затем осуществляется планирование следующего этапа (итерации) процесса создания программного обеспечения.

В спиральной модели нет фиксированных этапов, таких как разработка спецификации или проектирование. Эта модель может включать в себя любые другие модели разработки систем. Например, на одном витке спирали может использоваться прототипирование для более четкого определения требований (и, следовательно, для уменьшения соответствующих рисков). Но на следующем витке может применяться каскадная модель.

Подробный анализ недостатков и области использования спиральной модели содержится в работе А. Вендрова [20]. Отмстим, что основная проблема спирального цикла — определение момента перехода на следующую стадию. Для ее решения необходимо вводить временные ограничения на каждую итерацию.