На начальном этапе существования компьютерных информационных систем их разработка велась на традиционных языках программирования. Однако по мере возрастания сложности разрабатываемых систем и увеличения запросов пользо­вателей (чему в значительной степени способствовал прогресс в области вычис­лительной техники, а также появление удобного графического интерфейса пользо­вателя в системном программном обеспечении) потребовались новые средства, обеспечивающие значительное сокращение сроков разработки. Это послужило предпосылкой к созданию целого направления в области программного обеспече­ния - инструментальных средств для быстрой разработки приложений. Развитие этого направления привело к появлению на рынке программного обеспечения средств автоматизации практически всех этапов жизненного цикла информаци­онных систем.

Основные особенности методологии RAD

Методология разработки информационных систем, основанная на использовании средств быстрой разработки приложений, получила в последнее время широкое распространение и приобрела название методологии быстрой разработки прило­жений - RAD (Rapid Application Development). Данная методология охватывает все этапы жизненного цикла современных информационных систем.

RAD - это комплекс специальных инструментальных средств быстрой разработки прикладных информационных систем, позволяющих оперировать с определенным набором графических объектов, функционально отображающих отдельные информационные компоненты приложений.

Под методологией быстрой разработки приложений обычно понимается процесс разработки информационных систем, основанный на трех основных элементах:

небольшой команде программистов (обычно от 2 до 10 человек);

тщательно проработанный производственный график работ, рассчитанный на сравнительно короткий срок разработки (от 2 до 6 мес.);

итерационная модель разработки, основанная на тесном взаимодействии с за­казчиком - по мере выполнения проекта разработчики уточняют и реализуют в продукте требования, выдвигаемые заказчиком.

При использовании методологии RAD большое значение имеют опыт и профессионализм разработчиков. Группа разработчиков должна состоять из профессионалов, имеющих опыт в анализе, проектировании, программировании и тестировании программного обеспечения.

Основные принципы методологии RAD можно свести к следующему:

используется итерационная (спиральная) модель разработки;

полное завершение работ на каждом из этапов жизненного цикла не обяза­тельно;

в процессе разработки информационной системы необходимо тесное взаимо­действие с заказчиком и будущими пользователями;

необходимо применение CASE-средств и средств быстрой разработки приложений;

необходимо применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;

необходимо использование прототипов, позволяющее полнее выяснить и реа­лизовать потребности конечного пользователя;

тестирование и развитие проекта осуществляются одновременно с разработкой;

разработка ведется немногочисленной и хорошо управляемой командой про­фессионалов;

необходимы грамотное руководство разработкой системы, четкое планирование и контроль выполнения работ.

Средства RAD дали возможность реализовывать совершенно иную по сравнению с традиционной технологию создания приложений. Информационные объекты формируются как некие действующие модели (прототипы), чье функционирова­ние согласовывается с пользователем, а затем разработчик может переходить не­посредственно к формированию законченных приложений, не теряя из виду общей картины проектируемой системы.

Возможность использования подобного подхода в значительной степени является результатом применения принципов объектно-ориентированного проектирования , Применение объектно-ориентированных методов позволяет преодолеть одну из главных трудностей, возникающих при разработке сложных систем - колоссаль­ный разрыв между реальным миром (предметной областью описываемой пробле­мы) и имитирующей средой.

Использование объектно-ориентированных методов позволяет создать описание (модель) предметной области в виде совокупности объектов - сущностей, объ­единяющих данные и методы обработки этих данных (процедуры). Каждый объект обладает своим собственным поведением и моделирует некоторый объект реаль­ного мира. С этой точки зрения объект является вполне осязаемой вещью, которая демонстрирует определенное поведение.

В объектном подходе акцент переносится на конкретные характеристики физи­ческой или абстрактной системы, являющейся предметом программного модели­рования. Объекты обладают целостностью, которая не может быть нарушена. Та­ким образом, свойства, характеризующие объект и его поведение, остаются неиз­менными. Объект может только менять состояние, управляться или становиться в определенное отношение к другим объектам.

Широкую известность объектно-ориентированное программирование получило с появлением визуальных средств проектирования, когда было обеспечено слия­ние (инкапсуляция) данных с процедурами, описывающими поведение реаль­ных объектов, в объекты программ, которые могут быть отображены определен­ным образом в графической пользовательской среде. Это позволило приступить к созданию программных систем, максимально похожих на реальные, и добивать­ся наивысшего уровня абстракции. В свою очередь, объектно-ориентированное про­граммирование позволяет создавать более надежные коды, так как у объектов про­грамм существует точно определенный и жестко контролируемый интерфейс.

При разработке приложений с помощью инструментов RAD используется множе­ство готовых объектов, сохраняемых в общедоступном хранилище. Однако обес­печивается и возможность разработки новых объектов. При этом новые объекты могут разрабатываться как на основе существующих, так и «с нуля».

Инструментальные средства RAD обладают удобным графическим интерфейсом пользователя и позволяют на основе стандартных объектов формировать простые приложения без написания кода программы. Это является большим преимуще­ством RAD, так как в значительной степени сокращает рутинную работу по разра­ботке интерфейсов пользователя (при использовании обычных средств разработ­ка интерфейсов представляет собой достаточно трудоемкую задачу, отнимающую много времени). Высокая скорость разработки интерфейсной части приложений позволяет быстро создавать прототипы и упрощает взаимодействие с конечными пользователями.

Таким образом, инструменты RAD позволяют разработчикам сконцентрировать усилия на сущности реальных деловых процессов предприятия, для которого со­здается информационная система. В итоге это приводит к повышению качества разрабатываемой системы.

Применение принципов объектно-ориентированного программирования позволи­ло создать принципиально новые средства проектирования приложений, называе­мые средствами визуального программирования . Визуальные инструменты RAD позволяют создавать сложные графические интерфейсы пользователя вообще без написания кода программы. При этом разработчик может на любом этапе наблю­дать то, что закладывается в основу принимаемых решений.

Визуальные средства разработки оперируют в первую очередь со стандартными интерфейсными объектами - окнами, списками, текстами, которые легко можно связать с данными из базы данных и отобразить на экране монитора. Другая группа объектов представляет собой стандартные элементы управления - кнопки, переключатели, флажки, меню и т.п., с помощью которых осуществляется управление отображаемыми данными. Все эти объекты могут быть стандартным образом описаны средствами языка, а сами описания сохранены для дальнейшего повторного использования.

В настоящее время существует довольно много различных визуальных средств разработки приложений. Но все они могут быть разделены на две группы - универсальные и специализированные.

Среди универсальных систем визуального программирования сейчас наиболее распространены такие, как Borland Delphi и Visual Basic. Универсальными мы их называем потому, что они не ориентированы на разработку только приложений баз данных - с их помощью могут быть разработаны приложения почти любого типа, в том числе и информационные приложения. Причем программы, разраба­тываемые с помощью универсальных систем, могут взаимодействовать практически с любыми системами управления базами данных. Это обеспечивается как исполь­зованием драйверов ODBC или OLE DB, так и применением специализирован­ных средств (компонентов).

Специализированные средства разработки ориентированы только на создание приложений баз данных. Причем, как правило, они привязаны к вполне определен­ным системам управления базами данных. В качестве примера таких систем мож­но привести Power Builder фирмы Sybase (естественно, предназначенный для работы с СУБД Sybase Anywhere Server) и Visual FoxPro фирмы Microsoft.

Поскольку задачи создания прототипов и разработки пользовательского интерфейса, по существу, слились, программист получил непрерывную обратную связь с конечными пользователями, которые могут не только наблюдать за созданием приложения, но и активно участвовать в нем, корректировать результаты и свои требования. Это также способствует сокращению сроков разработки и является важным психологическим аспектом, который привлекает к RAD все большее число пользователей.

Визуальные инструменты RAD позволяют максимально сблизить этапы создания информационных систем; анализ исходных условий, проектирование системы, раз­работка прототипов и окончательное формирование приложений становятся сход­ными, так как на каждом этапе разработчики оперируют визуальными объектами.

Логика приложения, построенного с помощью RAD, является событийно-ориен­тированной . Это означает следующее: каждый объект, входящий в состав прило­жения, может генерировать события и реагировать на события, генерируемые дру­гими объектами. Примерами событий могут быть: открытие и закрытие окон, нажатие кнопки, нажатие клавиши клавиатуры, движение мыши, изменение дан­ных в базе данных и т. п.

Разработчик реализует логику приложения путем определения обработчика каж­дого события - процедуры, выполняемой объектом при наступлении соответству­ющего события. Например, обработчик события «нажатие кнопки» может открыть диалоговое окно. Таким образом, управление объектами осуществляется с помо­щью событий.

Обработчики событий, связанных с управлением базой данных (DELETE, INSERT, UPDATE), могут реализовываться в виде триггеров на клиентском или серверном узле. Такие обработчики позволяют обеспечить ссылочную целостность базы дан­ных при операциях удаления, вставки и обновления, а также автоматическую ге­нерацию первичных ключей.

При использовании методологии быстрой разработки приложений жизненный цикл информационной системы состоит из четырех фаз :

фаза анализа и планирования требований;

фаза проектирования;

фаза построения;

фаза внедрения.

На фазе анализа и планирования требований выполняются следующие работы:

определяются функции, которые должна выполнять разрабатываемая инфор­мационная система;

определяются наиболее приоритетные функции, требующие разработки в пер­вую очередь;

проводится описание информационных потребностей;

ограничивается масштаб проекта;

определяются временные рамки для каждой из последующих фаз;

в заключение, определяется сама возможность реализации данного проекта в установленных рамках финансирования, на имеющихся аппаратных и про­граммных средствах.

Если реализация проекта принципиально возможна, то результатом фазы анализа и планирования требований будет список функций разрабатываемой информационной системы с указанием их приоритетов и предварительные функциональные и информационные модели системы.

На фазе проектирования необходимым инструментом являются CASE-средства, используемые для быстрого получения работающих прототипов приложений.

Прототипы, созданные с помощью CASE-средств, анализируются пользователя­ми, которые уточняют и дополняют те требования к системе, которые не были вы­явлены на предыдущей фазе. Таким образом, на данной фазе также необходимо участие будущих пользователей в техническом проектировании системы.

При необходимости для каждого элементарного процесса создается частичный про­тотип: экран, диалог или отчет (это позволяет устранить неясности или неоднознач­ности). Затем определяются требования разграничения доступа к данным.

После детального рассмотрения процессов определяется количество функциональ­ных элементов разрабатываемой системы. Это позволяет разделить информаци­онную систему на ряд подсистем, каждая из которых реализуется одной командой разработчиков за приемлемое для RAD-проектов время (порядка полутора меся­цев). С использованием CASE-средств проект распределяется между различными командами - делится функциональная модель.

На этой же фазе происходит определение набора необходимой документации.

Результатами данной фазы являются:

общая информационная модель системы;

функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдель­ными командами разработчиков;

точно определенные с помощью CASE-средства интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами;

построенные прототипы экранов, диалогов и отчетов.

Одной из особенностей применения методологии RAD на данной фазе является то, что каждый созданный прототип развивается в часть будущей системы. Таким обра­зом, на следующую фазу передается более полная и полезная информация. При тра­диционном подходе использовались средства прототипирования, не предназначен­ные для построения реальных приложений, поэтому разработанные прототипы не могли быть использованы на последующих фазах и просто «выбрасывались» после того, как выполняли задачу устранения неясностей в проекте.

На фазе построения выполняется собственно быстрая разработка приложения. На данной фазе разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных ранее моделей, а также требований нефункционального ха­рактера. Разработка приложения ведется с использованием визуальных средств программирования. Формирование программного кода частично выполняется с помощью автоматических генераторов кода, входящих в состав CASE-средств. Код генерируется на основе разработанных моделей.

На фазе построения также требуется участие пользователей системы, которые оце­нивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирова­ние системы осуществляется непосредственно в процессе разработки.

После окончания работ каждой отдельной команды разработчиков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется пол­ный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной ча­сти приложения с остальными, а затем тестирование системы в целом.

Завершается физическое проектирование системы, а именно:

определяется необходимость распределения данных;

производится анализ использования данных;

производится физическое проектирование базы данных;

определяются требования к аппаратным ресурсам;

определяются способы увеличения производительности;

завершается разработка документации проекта.

Результатом данной фазы является готовая информационная система, удовлетво­ряющая всем требованиям пользователей.

Фаза внедрения в основном сводится к обучению пользователей разработанной информационной системы.

Так как фаза построения достаточно непродолжительна, планирование и подготовка к внедрению должны начинаться заранее, еще на этапе проектирования системы.

Приведенная схема разработки информационной системы не является универсальной. Вполне возможны различные отклонения от нее. Это связано с зависимостью схемы выполнения проекта от начальных условий, при которых начинается разработка (например, разрабатывается совершенно новая система или на предприятии уже существует некоторая информационная система). Во втором случае существующая система может либо использоваться в качестве прототипа новой системы, либо интегрироваться в новую разработку в качестве одной из подсистем.

Несмотря на все свои достоинства, методология RAD тем не менее (как, впрочем, и любая другая методология) не может претендовать на универсальность. Ее при­менение наиболее эффективно при выполнении сравнительно небольших систем, разрабатываемых для вполне определенного предприятия.

При разработке же типовых систем, не являющихся законченным продуктом, а представляющих собой совокупность типовых элементов информационной системы, большое значение имеют такие показатели проекта, как управляемость и качество, которые могут войти в противоречие с простотой и скоростью разработки. Это свя­зано с тем, что типовые системы обычно централизованно сопровождаются и могут быть адаптированы к различным программно-аппаратным платформам, системам управления базами данных, коммуникационным средствам, а также интегрировать­ся с существующими разработками. Поэтому для такого рода проектов необходим высокий уровень планирования и жесткая дисциплина проектирования, строгое следование заранее разработанным протоколам и интерфейсам, что снижает скорость разработки.

Методология RAD неприменима не только для создания типовых информацион­ных систем, но и для построения сложных расчетных программ, операционных систем или программ управления сложными инженерно-техническими объекта­ми - программ, требующих написания большого объема уникального кода.

Методология RAD не может быть использована для разработки приложений, в ко­торых интерфейс пользователя является вторичным, то есть отсутствует нагляд­ное определение логики работы системы. Примерами таких приложений могут служить приложения реального времени, драйверы или службы.

Совершенно неприемлема методология RAD для разработки систем, от которых зависит безопасность людей, - например, систем управления транспортом или атомных электростанций. Это обусловлено тем, что итеративный подход, являю­щийся одной из основ RAD, предполагает, что первые версии системы не будут полностью работоспособны, что в данном случае может привести к серьезнейшим катастрофам.

Разработка программного продукта знает много достойных методологий - иначе говоря, устоявшихся best practices. Выбор зависит от специфики проекта, системы бюджетирования, субъективных предпочтений и даже темперамента руководителя. В статье описаны методологии, с которыми мы регулярно сталкиваемся в Эдисоне .

1. «Waterfall Model» (каскадная модель или «водопад»)

Одна из самых старых, подразумевает последовательное прохождение стадий, каждая из которых должна завершиться полностью до начала следующей. В модели Waterfall легко управлять проектом. Благодаря её жесткости, разработка проходит быстро, стоимость и срок заранее определены. Но это палка о двух концах. Каскадная модель будет давать отличный результат только в проектах с четко и заранее определенными требованиями и способами их реализации. Нет возможности сделать шаг назад, тестирование начинается только после того, как разработка завершена или почти завершена. Продукты, разработанные по данной модели без обоснованного ее выбора, могут иметь недочеты (список требований нельзя скорректировать в любой момент), о которых становится известно лишь в конце из-за строгой последовательности действий. Стоимость внесения изменений высока, так как для ее инициализации приходится ждать завершения всего проекта. Тем не менее, фиксированная стоимость часто перевешивает минусы подхода. Исправление осознанных в процессе создания недостатков возможно, и, по нашему опыту, требует от одного до трех дополнительных соглашений к контракту с небольшим ТЗ.

С помощью каскадной модели мы создали множество проектов «с нуля», включая разработку только ТЗ. Проекты, о которых написано на Хабре: средний - рентгеновский микротомограф , мелкий - автообновление службы Windows на AWS .

Когда использовать каскадную методологию?

• Только тогда, когда требования известны, понятны и зафиксированы. Противоречивых требований не имеется.
• Нет проблем с доступностью программистов нужной квалификации.
• В относительно небольших проектах.

2. «V-Model»

Унаследовала структуру «шаг за шагом» от каскадной модели. V-образная модель применима к системам, которым особенно важно бесперебойное функционирование. Например, прикладные программы в клиниках для наблюдения за пациентами, интегрированное ПО для механизмов управления аварийными подушками безопасности в транспортных средствах и так далее. Особенностью модели можно считать то, что она направлена на тщательную проверку и тестирование продукта , находящегося уже на первоначальных стадиях проектирования. Стадия тестирования проводится одновременно с соответствующей стадией разработки, например, во время кодирования пишутся модульные тесты.

Пример нашей работы на основе V-методологии - мобильное приложение для европейского сотового оператора, который экономит расходы на роуминг во время путешествий. Проект выполняется по четкому ТЗ, но в него включен значительный этап тестирования: удобства интерфейса, функционального, нагрузочного и в том числе интеграционного, которое должно подтверждать, что несколько компонентов от различных производителей вместе работают стабильно, невозможна кража денег и кредитов.

Когда использовать V-модель?

• Если требуется тщательное тестирование продукта, то V-модель оправдает заложенную в себя идею: validation and verification.
• Для малых и средних проектов, где требования четко определены и фиксированы.
• В условиях доступности инженеров необходимой квалификации, особенно тестировщиков.

3. «Incremental Model» (инкрементная модель)

В инкрементной модели полные требования к системе делятся на различные сборки. Терминология часто используется для описания поэтапной сборки ПО. Имеют место несколько циклов разработки, и вместе они составляют жизненный цикл «мульти-водопад». Цикл разделен на более мелкие легко создаваемые модули. Каждый модуль проходит через фазы определения требований, проектирования, кодирования, внедрения и тестирования. Процедура разработки по инкрементной модели предполагает выпуск на первом большом этапе продукта в базовой функциональности, а затем уже последовательное добавление новых функций, так называемых «инкрементов». Процесс продолжается до тех пор, пока не будет создана полная система.

Инкрементные модели используются там, где отдельные запросы на изменение ясны, могут быть легко формализованы и реализованы. В наших проектах мы применяли ее для создания читалки DefView, а следом и сети электронных библиотек Vivaldi.

Как пример опишем cуть одного инкремента. Сеть электронных библиотек Vivaldi пришла на смену DefView. DefView подключалась к одному серверу документов, а теперь может подключаться ко многим. На площадку учреждения, желающего транслировать свой контент определенной аудитории, устанавливается сервер хранения, который напрямую обращается к документам и преобразует их в нужный формат. Появился корневой элемент архитектуры - центральный сервер Vivaldi, выступающий в роли единой поисковой системы по всем серверам хранения, установленным в различных учреждениях.

Когда использовать инкрементную модель?

• Когда основные требования к системе четко определены и понятны. В то же время некоторые детали могут дорабатываться с течением времени.
• Требуется ранний вывод продукта на рынок.
• Есть несколько рисковых фич или целей.

4. «RAD Model» (rapid application development model или быстрая разработка приложений)

RAD-модель - разновидность инкрементной модели. В RAD-модели компоненты или функции разрабатываются несколькими высококвалифицированными командами параллельно, будто несколько мини-проектов. Временные рамки одного цикла жестко ограничены. Созданные модули затем интегрируются в один рабочий прототип. Синергия позволяет очень быстро предоставить клиенту для обозрения что-то рабочее с целью получения обратной связи и внесения изменений.

Модель быстрой разработки приложений включает следующие фазы:

• Бизнес-моделирование: определение списка информационных потоков между различными подразделениями.
• Моделирование данных: информация, собранная на предыдущем этапе, используется для определения объектов и иных сущностей, необходимых для циркуляции информации.
• Моделирование процесса: информационные потоки связывают объекты для достижения целей разработки.
• Сборка приложения: используются средства автоматической сборки для преобразования моделей системы автоматического проектирования в код.
• Тестирование: тестируются новые компоненты и интерфейсы.

Когда используется RAD-модель?

Может использоваться только при наличии высококвалифицированных и узкоспециализированных архитекторов. Бюджет проекта большой, чтобы оплатить этих специалистов вместе со стоимостью готовых инструментов автоматизированной сборки. RAD-модель может быть выбрана при уверенном знании целевого бизнеса и необходимости срочного производства системы в течение 2-3 месяцев.

5. «Agile Model» (гибкая методология разработки)

В «гибкой» методологии разработки после каждой итерации заказчик может наблюдать результат и понимать, удовлетворяет он его или нет. Это одно из преимуществ гибкой модели. К ее недостаткам относят то, что из-за отсутствия конкретных формулировок результатов сложно оценить трудозатраты и стоимость, требуемые на разработку. Экстремальное программирование (XP) является одним из наиболее известных применений гибкой модели на практике.

В основе такого типа - непродолжительные ежедневные встречи - «Scrum» и регулярно повторяющиеся собрания (раз в неделю, раз в две недели или раз в месяц), которые называются «Sprint». На ежедневных совещаниях участники команды обсуждают:

• отчёт о проделанной работе с момента последнего Scrum’a;
• список задач, которые сотрудник должен выполнить до следующего собрания;
• затруднения, возникшие в ходе работы.

Методология подходит для больших или нацеленных на длительный жизненный цикл проектов, постоянно адаптируемых к условиям рынка. Соответственно, в процессе реализации требования изменяются. Стоит вспомнить класс творческих людей, которым свойственно генерировать, выдавать и опробовать новые идеи еженедельно или даже ежедневно. Гибкая разработка лучше всего подходит для этого психотипа руководителей. Внутренние стартапы компании мы разрабатываем по Agile. Примером клиентских проектов является Электронная Система Медицинских Осмотров , созданная для проведения массовых медосмотров в считанные минуты. Во втором абзаце этого отзыва , наши американские партнеры описали очень важную вещь, принципиальную для успеха на Agile.

Когда использовать Agile?

• Когда потребности пользователей постоянно меняются в динамическом бизнесе.
• Изменения на Agile реализуются за меньшую цену из-за частых инкрементов.
• В отличие от модели водопада, в гибкой модели для старта проекта достаточно лишь небольшого планирования.

6. «Iterative Model» (итеративная или итерационная модель)

Итерационная модель жизненного цикла не требует для начала полной спецификации требований. Вместо этого, создание начинается с реализации части функционала, становящейся базой для определения дальнейших требований. Этот процесс повторяется. Версия может быть неидеальна, главное, чтобы она работала. Понимая конечную цель, мы стремимся к ней так, чтобы каждый шаг был результативен, а каждая версия - работоспособна.

На диаграмме показана итерационная «разработка» Мона Лизы. Как видно, в первой итерации есть лишь набросок Джоконды, во второй - появляются цвета, а третья итерация добавляет деталей, насыщенности и завершает процесс. В инкрементной же модели функционал продукта наращивается по кусочкам, продукт составляется из частей. В отличие от итерационной модели, каждый кусочек представляет собой целостный элемент.

Примером итерационной разработки может служить распознавание голоса. Первые исследования и подготовка научного аппарата начались давно, в начале - в мыслях, затем - на бумаге. С каждой новой итерацией качество распознавания улучшалось. Тем не менее, идеальное распознавание еще не достигнуто, следовательно, задача еще не решена полностью.

Когда оптимально использовать итеративную модель?

• Требования к конечной системе заранее четко определены и понятны.
• Проект большой или очень большой.
• Основная задача должна быть определена, но детали реализации могут эволюционировать с течением времени.

7. «Spiral Model» (спиральная модель)

«Спиральная модель» похожа на инкрементную, но с акцентом на анализ рисков. Она хорошо работает для решения критически важных бизнес-задач, когда неудача несовместима с деятельностью компании, в условиях выпуска новых продуктовых линеек, при необходимости научных исследований и практической апробации.

Спиральная модель предполагает 4 этапа для каждого витка:

1. планирование;
2. анализ рисков;
3. конструирование;
4. оценка результата и при удовлетворительном качестве переход к новому витку.

Эта модель не подойдет для малых проектов, она резонна для сложных и дорогих, например, таких, как разработка системы документооборота для банка, когда каждый следующий шаг требует большего анализа для оценки последствий, чем программирование. На проекте по разработке СЭД для ОДУ Сибири СО ЕЭС два совещания об изменении кодификации разделов электронного архива занимают в 10 раз больше времени, чем объединение двух папок программистом. Государственные проекты, в которых мы участвовали, начинались с подготовки экспертным сообществом дорогостоящей концепции, которая отнюдь не всегда бесполезна, поскольку окупается в масштабах страны.

Подытожим

На слайде продемонстрированы различия двух наиболее распространенных методологий.

В современной практике модели разработки программного обеспечения многовариантны. Нет единственно верной для всех проектов, стартовых условий и моделей оплаты. Даже столь любимая всеми нами Agile не может применяться повсеместно из-за неготовности некоторых заказчиков или невозможности гибкого финансирования. Методологии частично пересекаются в средствах и отчасти похожи друг на друга. Некоторые другие концепции использовались лишь для пропаганды собственных компиляторов и не привносили в практику ничего нового.

О технологиях разработки:
Ещё раз про семь основных методологий разработки .
10 главных ошибок масштабирования систем .
8 принципов планирования разработки, упрощающих жизнь .
5 главных рисков при заказной разработке ПО .

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. , пожалуйста.

RAD-технология (Rapid Application Development ) – это технология бы­строго создания приложений на основе прототипирования и использо­вания графического пользовательского интерфейса GUI (Graphical User Interface ).

RAD-технология не в состоянии обеспечивать разработку сложных продуктов, содержащих много фрагментов, программирование кото­рых занимает более двух недель. Эта технология ориентирована ско­рее на разработку достаточно простого заказного программного обес­печения, чем на индустриальное проектирование ИС.

Решения почти всех проблем, связанных с разработкой небольших ИС, достигаются с применением признанной во всем мире RAD-технологии. Она заключается в том, что организуется так называемая RAD-группа из 6-7 человек, состоящая из руководите­ля, системного аналитика и 4-5 программистов, которым даются четкие планы на весь период разработки проекта со сроками от 1 до 2 недель.

Основой этой технологии является спиральная модель создания ИС (рис. 6.1). Как видно на рисунке, разработка идет по спирали, проходя не­однократно все 4 стадии разработки ИС.

Рисунок 6.1 – Спиральная модель проектирования на основе RAD-технологии

На стадии анализа пользователи осуществляют следующие действия:

определяют функции, которые должна выполнять система;

выделяют наиболее приоритетные функции, требующие проработки в первую очередь;

описывают информационные потребности. Формулирование требований к системе осуществляется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Кроме того, на данной стадии решаются следующие задачи:

ограничивается масштаб проекта;

устанавливаются временные рамки для каждой из последующих стадий;

определяется сама возможность реализации проекта в заданных раз­мерах финансирования, на имеющихся аппаратных средствах и т.п. Результатом стадии должны быть:

список расставленных по приоритету функций будущего ПО ИС;

предварительные модели ПО.

На стадии проектирования часть пользователей принимает учас­тие в техническом проектировании системы под руководством спе­циалистов-разработчиков. Для быстрого получения работающих прототипов приложений используются соответствующие инструмен­тальные средства (CASE-средства). Пользователи, непосредственно взаимодействуя с разработчиками, уточняют и дополняют требова­ния к системе, которые не были выявлены на предыдущей стадии. На данной стадии выполняются следующие действия:

более детально рассматриваются процессы системы;

при необходимости для каждого элементарного процесса созда­ется частичный прототип: экранная форма, диалог, отчет, устра­няющий неясности или неоднозначности;

устанавливаются требования разграничения доступа к данным;

определяется состав необходимой документации.

После детального определения состава процессов оценивается количество так называемых функциональных точек (function point) разрабатываемой системы и принимается решение о разделении ИС на подсистемы, поддающиеся реализации одной командой разработ­чиков за приемлемое для RAD-проектов время (до 3 месяцев).

Функциональная точка – это любой из элемен­тов разрабатываемой системы:

входной элемент приложения (входной документ или экранная форма);

выходной элемент приложения (отчет, документ, экранная форма);

запрос (пара «вопрос/ответ»);

логический файл (совокупность записей данных, используемых внутри приложения);

интерфейс приложения (совокупность записей данных, переда­ваемых другому приложению или получаемых от него).

Далее проект распределяется между различными командами раз­работчиков. Опыт разработки крупных ИС показывает, что для повышения эффективности работ необходимо разбить проект на отдельные слабо связанные по данным и функциям подсистемы. Реализация подсистем должна выполняться отдельными группами специалистов. При этом необходимо обеспечить координацию веде­ния общего проекта и исключить дублирование результатов работ каждой проектной группы, которое может возникнуть в силу нали­чия общих данных и функций.

В случае использования CASE-средств это означает деление функциональной модели системы (ди­аграммы потоков данных для структурного подхода или диаграммы вариантов использования для объектно-ориентированно­го подхода.

Результатом данной стадии должны быть:

общая информационная модель системы;

функциональные модели системы в целом и подсистем, реализу­емых отдельными командами разработчиков;

точно определенные интерфейсы между автономно разрабаты­ваемыми подсистемами;

построенные прототипы экранных форм, отчетов, диалогов.

Все модели и прототипы должны быть получены с применением тех CASE-средств, которые будут использоваться в дальнейшем при построении системы. Данное требование обусловлено необходимо­стью избежать неконтролируемого искажения данных при передаче информации о проекте со стадии на стадию.

В отличие от имевшего место ранее подхода, при котором ис­пользовались специфические средства прототипирования, не пред­назначенные для построения реальных приложений, а прототипы выбрасывались после того, как выполняли задачу устранения неяс­ностей в проекте, в подходе RAD каждый прототип развивается в часть будущей системы. Таким образом, на следующую стадию пере­дается более полная и полезная информация.

На стадии реализации выполняется непосредственно сама быст­рая разработка приложения:

разработчики производят итеративное построение реальной си­стемы на основе полученных на предыдущей стадии моделей, а также требований нефункционального характера (требований к надежности, производительности и т.п.);

пользователи оценивают получаемые результаты и вносят кор­рективы, если в процессе разработки система перестает удовлет­ворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется в процессе разработки.

После окончания работ каждой отдельной команды разработчи­ков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной части приложения, а затем тестирование системы в целом. Реализация системы завершается выполнением следующих работ:

осуществляется анализ использования данных и определяется не­обходимость их распределения;

производится физическое проектирование базы данных;

формулируются требования к аппаратным ресурсам;

устанавливаются способы увеличения производительности;

завершается разработка документации проекта.

Выбор методик разработки приложений становится задачей № 1 в условиях стремительного роста рынка. Согласно исследованию на программное обеспечение для предприятий в 2015 году по миру было затрачено 310 млрд. долларов США. Разработка концепции RAD (Rapid Application Development) стало основой для создания гибкой, адаптивной системы разработки приложений, которая была бы противовесом жёсткой «водопадной» модели.

RAD — модель быстрой разработки приложений, ключевыми для которой является скорость и удобство программирования.

Появление RAD

За появление быстрой разработки приложения стоит благодарить неидеальность модели семейства Waterfall при создании ПО. Всё дело в том, что изначально водопадная система разработки была основана на традиционной инженерной модели, используемой для проектирования и возведения зданий и мостов.

Если Waterfall за основу использовала жесткую структуру последовательных действий по разработке, то появление RAD стало попыткой создания гибкого процесса, в рамках которого могли быть использованы знания, полученные в течении жизненного цикла проекта.

Первую версию RAD создал Барри Боэм в 1986 году, который назвал её «спиральная модель». Каждый виток спирали разбит на 4 сектора и соответствует разработке фрагмента или версии ПО. С каждым новым витком идёт углубление и уточнение целей, спецификаций проекта. В результате появляется возможность выбрать обоснованный вариант.

Использовав идеи Барри, британец Джеймс Мартин разработал свою систему RAD на протяжении работы в 80-ых в IBM, и окончательно сформулировал их в «Быстрая разработка приложений» в 1991 г.

Правда не обошлось без путаницы в значении слова «RAD» даже среди IT-специалистов. Ведь речь шла о двух концепциях: RAD как эффективной альтернативе Waterfall и RAD как специфическому методу, разработанному Мартином. Последний был адаптирован к бизнес-системам с интенсивным использованием UI.

В дальнейшем идеи были развиты и улучшены пионерами RAD Джеймсом Керром и Ричардом Хантером в совместной «Внутри RAD», которая описывала путешествие проектного менеджера в процессе изучения и внедрения методологии быстрой разработки приложений в реальной жизни для реального проекта.

Спиральная модель — процесс разработки ПО, комбинирующий проектирование и постадийное прототипирование.

Основы (принципы) быстрой разработки приложений

Принципы RAD сосредоточены на том, чтобы обеспечить основные преимущества методики быстрой разработки приложений:

• повышенная скорость разработки
• низкая стоимость
• высокое качество.

С последним пунктом возникает больше всего проблем, потому что разработчик и заказчик видят предмет разработки по-разному.

Для устранения этой и других проблем Джеймсом Мартином и его последователями были выделены следующие принципы RAD:

• минимизация временных затрат — инструментарий должен быть нацелен на уменьшение времени разработки
• прототипирование — создание прототипов для конкретизации требований заказчика
• цикличность разработки — каждая новая версия продукта основывается на оценке результата работы предыдущей версии заказчиком
• сотрудничество — команда разработчиков должна тесно взаимодействовать друг с другом, каждый участник должен быть готов выполнять несколько обязанностей
• итерационный подход к разработке
• комбинирование тестирования и разработки системы.

Принципы RAD используются не только при реализации, а и распространяются на все этапы жизненного цикла, в частности, на стадию обследования организации, построения требований, анализ и дизайн.

Жизненный цикл программного обеспечения по RAD

В процессе RAD приложение проходит четыре фазы.

Фаза анализа и планирования требований

Определяются требования, функции приложения и их приоритетность, описываются информационные потребности. Фаза выполняется преимущественно пользователями при участии разработчиков. На этой стадии также обозначаются масштаб проекта, временные и финансовые рамки, платформы для запуска ПО.

, компании «Beverly Flowers» нужно приложение для онлайн-заказа цветов на дом. На создание отводится 50 дней, бюджет — 3 000 долларов.

Фаза проектирования

Часть пользователей участвует в техническом проектировании системы под руководством разработчиков. Группы или подгруппы RAD на этой фазе обычно используют комбинацию техник с овместной разработки приложений (JAD) и CASE-инструменты для воплощения потребностей пользователей в рабочих моделях.

JAD (Joint Application Development) — концепция совместной разработки приложений, в рамках которой происходит тесное взаимодействие между заказчиком и исполнителями для максимально эффективного решения вопросов, касающихся разрабатываемого ПО.

Case — комплект инструментов и методов для проектирования ПО для обеспечения высокого качества программ, отсутствия ошибок и простоты в обслуживании программных продуктов.

На фазе проектирования пользователи могут понять, модифицировать и определить рабочую модель системы, которая соответствует их нуждам. Каждый процесс рассматривается детально и, при необходимости, создаётся частичный прототип .

В результате фазы создаются:

• общая информационная модель приложения
• функциональные модели системы и подсистем
• рабочие прототипы экранов, отчётов и диалогов.

Если в предыдущих моделях средства разработки прототипов не соответствовали реальным приложениям, и они в дальнейшем не использовались, то в RAD каждый прототип становится частью будущей системы.

Так, в приложении «Beverly Flowers» пользователи должны иметь доступ к возможностям: «Домашняя страница», «Поиск цветов», «Посмотреть список цветов».

В качестве платформы разработки выбрали freeware SpringToolSuite, для которой доступно большое количество сэмплов — прописанных кусочков кода.
В роли сервера — Apache Tomcat 6.0.

Фаза построения

На этой стадии происходит непосредственно быстрая разработка на основе полученных по предыдущим фазам результатов. При этом пользователи продолжают участвовать в развитии системы, предлагая изменения и улучшения приложения. Тестирование приложения тоже происходит во время разработки.

Приложение «Beverly Flowers» собирается из трёх функциональных компонентов — перехода пользователя на «Домашнюю страницу», «Поиск цветов» и «Просмотреть список цветов».
Для разработки рабочей модели понадобился 1 специалист и 8 дней.

Фаза внедрения

Охватывает обучение пользователей, тестирование и замену старой системы на новую . Подготовка к этой фазе начинается с этапа проектирования.

Ранее компания «Beverly Flowers» принимала заказы непосредственно в точках сбыта и по телефону.

Записав сообщение о возможности заказа через специальное приложение и разместив информационные стенды в точках продажи, за 2 недели удалось переключить часть покупателей на новый канал сбыта.

При этом доля заказов по телефону пропорционально снизилась, а значит удалось сократить штат менеджеров по работе с клиентами.

Стоит отметить, что в отличии от Waterfall, жизненный цикл проекта по методологии RAD не является жёстким. Зависимо от стартовых условий, количество фаз может уменьшаться, как и их наполнение.

Плюсы и минусы быстрой разработки приложений в вашей компании

Использовать Rapid Application Development или нет, во многом зависит от стартовых условий, требований заказчика и вида приложения.

К однозначным преимуществам RAD относятся:

1. высокое качество. Взаимодействие пользователей с прототипами повышает функциональность проектов, выполненных в рамках быстрой разработки приложений. Такое программное обеспечение может больше отвечать потребностям заказчика (конечного пользователя), чем при использовании методик Agile/Waterfall.
2. контроль рисков — несмотря на то, что львиная часть материалов о RAD фокусируется на скорости и вовлечении пользователей как ключевым особенностям модели, нельзя исключать третье важное преимущество — снижение рисков . Интересно, но Боэм, создавший первую версию RAD, охарактеризовал спиральную модель как основанную на риске.
   Использование rapid application development позволяет уже на ранних стадиях сосредоточиться на главных факторах риска и приспособиться к ним.
3. за единицу времени выполняется больше проектов в рамках бюджета — так как RAD подразумевает инкрементную модель разработки , шансы на критические ошибки, которые часто случаются в больших проектах по системе Waterfall, снижены.
   Если в проектах по водопадной системе реализация проекта была возможна после шести и более месяцев анализа и разработки, то в RAD вся необходима информация открывается раньше, во время самого процесса создания приложения.

Инкрементная модель разработки — формат разработки программного обеспечения, которая предусматривает деление продукта на относительно независимые компоненты. Последние разрабатываются и вводятся в эксплуатацию по отдельности.

Не обошлось и без недостатков.

К минусам rapid application development можно отнести:

1. риск «новизны» — для большинства IT-компаний RAD было новинкой, требующей переосмысления привычных методик работы. Сопротивление новому, необходимость изучения с нуля инструментов и техник приводят к ошибкам во время первых внедрений rapid application development.
2. если пользователи не могут постоянно брать участие в процессе разработки на протяжении всего жизненного цикла, это может негативно повлиять на конечный продукт — особенностью RAD является увеличенное взаимодействие пользователей и разработчиков в отличии от моделей Waterfall, в которых роль пользователей сводится к определению требований. Далее разработчики сами создают систему.
3. уменьшенный контроль — гибкость, адаптивность процесса как одно из преимуществ RAD в идеале означает возможность быстро адаптироваться как к проблемам, так и возможностям.
   К сожалению, придётся отдать предпочтение чему-то одному — гибкости или контролю. В последнем случае методика быстрой разработки приложений не будет жизнеспособной.
4. скудный дизайн — фокусирование на прототипах в некоторых случаях приводит к методике «взлом и тестирование», по которой разработчики постоянно вносят мелкие изменения в отдельные элементы и игнорируют проблемы системной архитектуры.
5. отсутствие масштабируемости — преимущественно RAD используется маленькими и средними проектными командами. Недостатки методологии rapid application development особенно ярко проявляются при использовании быстрой разработки приложений в работе над крупными проектами.

Методология RAD подойдет вашему проекту, если:

• для него важна скорость и простота разработки
• четко определены приоритетные направления разработки проекта
• разработать приложение нужно в сжатые сроки
• проект выполняется в условиях ограниченного бюджета
• главный критерий — интерфейс пользователя
• есть возможность разбить проект на функциональные компоненты.

Методология rapid application development не подойдёт вашему проекту, если:

• для него важно качество и контроль
• идет речь о создании крупномасштабного проекта — предполагаемое максимальное время разработки приложения составляет 60-90 дней, а при написании сотни тысяч строк программного кода соблюсти такое ограничение практически невозможно
• критически важным для реализации является высокий уровень планирования и жесткая дисциплина проектирования , строгое следование заранее разработанным протоколам и интерфейсам
• от приложения в определенной степени зависит безопасность людей.

Вердикт

Концепция быстрой разработки приложений (сокращённо RAD от Rapid Application Development) — разновидность инкреметных моделей разработки ПО.

Ключевые параметры, которыми оперирует RAD —
скорость и удобство программирования.

Методология станет отличным выбором для реализации небольших проектов с ограниченным бюджетом , разработать которые нужно в сжатые сроки . Для масштабных же систем, с высокими требованиями по контролю и планированию лучше выбрать другие модели разработки программного обеспечения.

Rapid Application Development (RAD) - это жизненный цикл процесса проектирования, созданный для достижения более высоких скорости разработки и качества ПО, чем это возможно при традиционном подходе к проектированию.

Концепция RAD стала ответом на методы разработки программ 1970-х и начала 1980-х годов, такие как «модель водопада». Эти методы предусматривали настолько медленный процесс создания программы, что зачастую даже требования к программе успевали измениться до окончания разработки. Основателем RAD считается сотрудник IBM Джеймс Мартин, который в 1980-х годах сформулировал основные принципы RAD, основываясь на идеях Барри Бойма и Скотта Шульца. А в 1991 году Мартин опубликовал известную книгу, в которой детально изложил концепцию RAD и возможности её применения. В настоящее время RAD становится общепринятой схемой для создания средств разработки программных продуктов.

RAD предполагает, что разработка ПО осуществляется небольшой командой разработчиков за срок порядка трех-четырех с применением инструментальных средств визуального моделирования и разработки. Технология RAD предусматривает активное привлечение заказчика уже на ранних стадиях - обследование организации, выработка требований к системе. Методология RAD является одним из подходов к разработке ПО в рамках спиральной модели ЖЦ.

Жизненный цикл ПО по методологии RAD состоит из четырех фаз:

фаза анализа и планирования требований;

фаза проектирования;

фаза построения;

фаза внедрения.

На стадии анализа и планирования требований пользователи осуществляют следующие действия:

определение функций, которые должна выполнять система;

выделение наиболее приоритетных функций, требующих проработки в первую очередь;

описание информационных потребностей.

Формулирование требований к системе осуществляется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Кроме того, на данной стадии решаются следующие задачи:

ограничивается масштаб проекта;

устанавливаются временные рамки для каждой из последующих стадий;

определяется сама возможность реализации проекта в заданных размерах финансирования на имеющихся аппаратных средствах и т.п. Результатом стадии должны быть:

список расположенных по приоритету функций будущего ПО ИС;

предварительные модели ПО.

На стадии проектирования часть пользователей принимает участие в техническом проектировании системы под руководством специалистов-разработчиков. Для быстрого получения работающих прототипов приложений используются соответствующие инструментальные средства (CASE-средства). Пользователи, непосредственно взаимодействуя с разработчиками, уточняют и дополняют требования к системе, которые не были выявлены на предыдущей стадии. На данной стадии выполняются следующие действия:

более детально рассматриваются процессы системы;

при необходимости для каждого элементарного процесса создается частичный прототип (экранная форма, диалог, отчет, устраняющий неясности или неоднозначности);

устанавливаются требования разграничения доступа к данным;

определяется состав необходимой документации.

Далее проект распределяется между различными командами разработчиков. В случае использования CASE-средств это означает деление функциональной модели системы (диаграммы потоков данных для структурного подхода или диаграммы вариантов использования для объектно-ориентированного подхода). Результатом данной стадии должны быть:

общая информационная модель системы;

функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков;

точно определенные интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами;

построенные прототипы экранных форм, отчетов, диалогов.

Все модели и прототипы должны быть получены с применением тех CASE-средств, которые будут использоваться в дальнейшем при построении системы. Данное требование обусловлено необходимостью избежать неконтролируемого искажения данных при передаче информации о проекте со стадии на стадию.

На стадии реализации выполняется быстрая разработка приложения:

Разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных на предыдущей стадии моделей, а также требований нефункционального характера (требований к надежности, производительности и т.п.).

Пользователи оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется в процессе разработки.

После окончания работ каждой отдельной команды разработчиков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной части приложения, а затем тестирование системы в целом. Реализация системы завершается выполнением следующих работ:

осуществляется анализ использования данных и определяется необходимость их распределения;

производится физическое проектирование базы данных;

формулируются требования к аппаратным ресурсам;

устанавливаются способы увеличения производительности;

завершается разработка документации проекта. Результатом стадии является готовая система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.

На стадии внедрения производится обучение пользователей и организационные изменения.

Применение технологии RAD целесообразно, когда:

требуется выполнение проекта в сжатые сроки (90 дней);

нечетко определены требования к ПО;

проект выполняется в условиях ограниченности бюджета;

интерфейс пользователя (GUI) есть главный фактор;

проект большой, но поддается разделению на более мелкие функциональные компоненты;

ПО не обладает большой вычислительной сложностью.

RAD-технология не является универсальной, то есть ее применение целесообразно не всегда. Например, в проектах, где требования к программному продукту четко определены и не должны меняться, вовлечение заказчика в процесс разработки не требуется и более эффективной может быть иерархическая разработка (каскадный метод). То же касается проектов, ПО, сложность которых определяется необходимостью реализации сложных алгоритмов, а роль и объем пользовательского интерфейса невелик.

Рисунок 1 - Сравнение RAD и Каскадного метода