Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

Разработка требований к программному обеспечению на основе закономерностей системогенеза

Гхош К.П. 1 Бутенко Л.Н. 1
1 ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет», Волгоград
Главной тенденцией в проектной деятельности инженера является интенсивное использование электронно-вычислительной техники. Это значительно ускоряет процесс получения, оценки и выбора решения из большого массива альтернативных вариантов расчетов технических объектов. В последнее время большое внимание уделяется вопросам эффективности обработки информации. Это напрямую связано с качеством проектирования автоматизированных систем (АС). Главной гипотезой проведенного исследования является формирование требований к АС в техническом задании на основе закономерностей системогенеза. Для обеспечения новизны для вновь создаваемых технических решений в области информационных технологий предлагается предварительно проводить анализ систем-прототипов на соответствие их закономерностям развития технических систем. Результаты анализа предлагается формулировать в виде требований в техническом задании на проектирование этой системы.
системогенез
автоматизации
1. Анохин П.К. Системогенез как общая закономерность эволюционного процесса// Бюлл. экспер. биол. - М., 1948. - Т. 26, Вып. 2, № 8. - С. 81-99.
2. Бутенко Л.Н., Гхош К.П. Формирование требований к автоматизированным системам обработки информации на основе закономерностей системогенеза // Современные проблемы науки и образования. - 2011. - № 5. - URL: www.science-education.ru/99-4792 (дата обращения: 05.12.2011).
3. Гхош К.П. Формирование требований к системе / К.П. Гхош, Л.Н. Бутенко // Научная перспектива. - 2010. - № 12. - C. 89-90.
4. Гхош К.П. Тенденции совершенствования программного обеспечения / К.П. Гхош, Л.Н. Бутенко // Инновационные технологии в обучении и производстве: материалы VI всерос. науч.-практ. конф., г. Камышин, 15-16 дек. 2009 г. В 6 т. Т. 4 / ГОУ ВПО ВолгГТУ, КТИ (филиал) ВолгГТУ. - Волгоград, 2010. - C. 44-47.
5. Заболеева-Зотова А.В. Атрибутная грамматика формального документа «Техническое задание» / А.В. Заболеева-Зотова, Ю.А. Орлова // Известия ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах»: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2008. - Вып. 4, № 2. - C. 39-43.
6. Камаев В.А. Автоматизированное поисковое проектирование // Наука - производству. - 2000. - № 1. - С. 3.
7. Норенков И.П. Основы автоматического проектирования. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. - 336 с.
8. Олейников Д.П. Новые возможности методов вербального анализа решений / Д.П. Олейников, Л.Н. Бутенко, С.П. Олейников// Фундаментальные исследования. - 2005. - №7. - С. 80-81.

Целью исследования является разработка рекомендаций на основе закономерностей системогенеза по переходу АС в другое состояние на линиях системогенеза. Для достижения данной цели нами поставлены следующие задачи:

а) определение тенденций совершенствования данного вида обеспечения с целью определения точек на линии системогенеза;

b) построение линии системогенеза для данного вида обеспечения;

с) определение положения на линии системогенеза с помощью системы вопросов;

d) разработка рекомендаций по переходу АС в другое состояние на линиях системогенеза.

Актуальность темы исследования определяется тем, что применение системного подхода продолжает оставаться весьма важным во всех сферах знания, особенно в области автоматизации и компьютеризации, где сам объект изначально проектируется как информационная система. Новейшие разработки в теории систем направлены на объяснение развития систем, что делает актуальным применение теории системогенеза к автоматизированным системам обработки информации.

Системогенез - это закономерности, которые указывают на устойчивые качественные и количественные причинно-следственные связи и отношения, имеющие место у класса технических объектов, а также на изменение во времени этих связей и отношений. Законы и закономерности по характеру и определенности описания объектов и явлений техники должны быть близки к законам и закономерностям, известным в биологии, физике, химии, т.е. законы техники должны формулироваться на уровне законов природы [1].

Требования к АС обработки информации подразделяются на требования к программному, аппаратному, информационному, лингвистическому и математическому обеспечению [2, 3]. Далее рассмотрим построение линии системогенеза в общем виде (представлены на рис. 1):

 

Рис. 1. Линия системогенеза

Чтобы определить состояние АС на линиях системогенеза, сформулируем ряд вопросов о её качестве. Начальное положение АС на линии системогенеза может быть определено через совокупность вопросов [4]. Аналогичные вопросы задаются для каждой точки на линии системогенеза (рис. 2).

Рис. 2. Система вопросов для выявления точки на линии системогенеза

Система вопросов для выявления точки на линии системогенеза определяется по формуле (1):

Gx = ∑Qy (a, b, c, ..., n), (1)

где G - точки по линиям системогенеза; x - номера точки по линиям системогенеза; Q - вопросы (или сегменты) по линиям системогенеза; y - номер вопросов (сегментов) по линиям системогенеза; a, b, c, ..., n - варианты ответов для вопросов (сегментов) по линиям системогенеза.

Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ системы обработки информации и программных документов [ГОСТ 19.101-77], необходимых для эксплуатации этих программ. Кроме того, ПО определяют как совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных [ГОСТ 19781-90].

В настоящее время проектирование программного обеспечения представляет собой трудоемкий процесс, требующий от пользователя глубокого знания предметной области и навыков в проектировании [5, 6]. Для построения линии системогенеза для ПО определим этапы развития ПО (которые выступают как точки линии системогенеза) [1]:

  1. Этап I (1950-1960): программирование выполняли в кодах машины, доступ к которой имели только специалисты-профессионалы.
  2. Этап II (1960-1970): появились языки программирования высокого уровня и программное обеспечение. В программном обеспечении были заранее разработанные программы решения наиболее типичных задач.
  3. Этап III (1970-1980): развиваются графические интерфейсы, программирование графики, операционные системы. Появляются фундаментальные парадигмы современных языков программирования.
  4. Этап IV (1980-1990): развиваются графические операционные системы с оконным интерфейсом (Windows, Макинтош и т.д.) и системы программирования, как правило, на основе объектной парадигмы.
  5. Этап V (1990-2000): наступает эпоха Интернета, программного обеспечения, интегрированного в Интернет. Появляются и доминируют системы RAD и скриптовые языки. Распространение реляционных баз данных.
  6. Этап VI (до 2010): современный период - интеграция с базами данных, компонентно-ориентированное программирование, акцент на мобильность и дистрибутивность приложений [9].

Построим линии системогенеза для ПО рис. 3.

 

Рис. 3. Линия системогенеза для ПО

Сформулируем ряд вопросов о качестве ПО, например, какие технологии программирования используются, какие языки используются для программирования, каковы типы пользовательского интерфейса ПО, каковы типы интегрированной среды разработки и так далее. Это позволяет кодировать состояние системы в виде однозначных кодов типа «вопрос-ответ». Рассмотрим ответы на некоторые вопросы в виде табли- цы [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]:

Таблица 1 Качества каждой точки на линии системогенеза

Состояния

Вопросы

Этап I

Этап II

Этап III

Этап IV

Этап V

Этап VI

1. Какие технологии программирования ПО?

a) период «стихийного» программирования

b) структур-ное программирование

c) модульное программирование

d) объектно-ориентированное программирование

d) объектно-ориентированное программирование

e) компонентный подход

2. Какие языки используются для программирования ПО?

a) язык машинных кодов и низкого уровня

b) язык ассемблер

c) императивные языки

d) языки функционального программирования

e) языки логического программирования,

-

f) языки ООП

g) языки сценариев

3. Каковы типы пользовательского интерфейса ПО?

a) интерфейс командной строки

b) графический интерфейс пользователя

b) графический интерфейс пользователя

c) Web-ориентированный интерфейс

-

d) голосовой интерфейс

4. Каковы типы интегрированной среды разработки ПО?

a) поддерживает один язык программирования

b) поддерживает несколько языков программирования

5. Каковы основные способы записи алгоритмов?

a) на естественном языке

b) блок-схема

c) на алгоритмическом языке

d) на алгоритмическом языке программирования высокого уровня

Где a, b, c, d, e, f, g означают варианты ответов на вопросы для определения состояния ПО на линии системогенеза.

Построим линии системогенеза по альтернативе (по сегментам) линий системогенеза для ПО. Рассмотрим построение линии системогенеза для ПО, в данной работе точки по линиям системогенеза будут представлять совокупность вариантов ответов на вопросы, нижеперечис- ленные:

П1 = 1a + 2a + 3a + 4a + 5a (где Gx = П1, Qy = 1, 2, 3, ..., m),

далее

П2 = 1a + 2b + 2c + 3a + 4a + 5a;

П3 = 1b + 2d + 2e + 3b + 4a + 5b;

П4 = 1c + 1d + 2d + 2e + 3c + 3d + 4b + 5c;

П5 = 1c + 1d + 2d + 2e + 3c + 3d + 4b + 5d;

П6 = 1d + 1e + 2d + 2e + 2f + 2g + 3c + 3d + 3e + 4b + 5d

Рис. 4. Линия по альтернативе: 1 - по технологии программирования; 2 - по языкам программирования; 3 - по типам пользовательского интерфейса; 4 - по типам интегрированной среды разработки; 5 - по способам записи алгоритмов

Если при определении точки по линиям системогенеза обнаружится, что ПО наличествует с качествами разных точек, то ПО относится к более раннему уровню, например, с качествами (1b + 2e + 3b + 4a + 5с), значит ПО находится на точке П3, а не на П4, П5 или П6.

Переход АС в другое состояние может происходить как последовательно, так и скачкообразно. Для каждого из переходов может быть дана серия рекомендаций, например в данном случае рассмотрим переход с первой точки к пятой по линиям системогенеза для ПО:

а) появляются многочисленные языки программирования в Интернет, включая мультиплатформенные, поэтому язык должен поддерживать программирование в Интернет;

b) интегрирование в Интернет офисных приложений, баз данных, развитие ПО для поиска информации и работы в Интернете. Очевидно, что ПО должно быть интегрировано в Интернете,

с) появление и развитие визуальных языков и систем программирования.

Требования к технике программирования - должны быстро проектироваться визуальные приложения.

Рассмотрим ещё рекомендации по переходу с пятой точки к шестой по линиям системогенеза для ПО:

а) переход к компонентно-ориентированному программированию. Требования к ПО: ряд решений, разработанных на предыдущем этапе, должны быть реализованы как отдельные переносимые компоненты;

b) интеграция имеющегося графического приложения, интегрированного на предыдущем этапе с Интернетом, с БД. В ПО должны быть реализованы стандартные базы, совместимые с PhP и SQL, для интеграции их с сайтами.

Нами разработаны формулировки требований в техническом задании (ТЗ), далее рассмотрим оформление Требований в ТЗ по примеру ПО [2, 3, 4]:

1. Требования к программному обеспечению - операционная система, поддерживающая платформу Win32 (Microsoft® Windows® NT/2000, Microsoft® Windows® XP и т.п.), и также обладающий следующими свойствами:

a) поддерживаюший несколько языков программирования;

b) технологии программирования должны быть модульными или объектно-ориентированными;

c) интерфейс пользователя должен быть графический, Web-ориентированный или голосовой.

2. Требования к лингвистическому обеспечению системы - в качестве языка программирования должен быть выбран язык, обладающий следующими свойствами: алгоритмический язык программирования высокого уровня; языки функционального программирования, языки логического программирования; интеграция имеющегося графического приложения, интегрированного с интернетом, с БД.

3. Требования к организационному обеспечению - заказчиком должны быть определены должностные лица, ответственные за обработку информации АС, администрирование АС, обеспечение безопасности информации АС и управление работой персонала по обслуживанию АС.

К работе с системой должны допускаться сотрудники, имеющие навыки работы на персональном компьютере, ознакомленные с правилами эксплуатации. Таким образом, нами были построены линии системогенеза для видов обеспечения, предложена методика определения состояния АС на точках линии системогенеза и разработаны рекомендации по переходу АС в другое состояние на линиях, а также приведен пример переходов для программного обеспечения.

Рецензенты:

  • Камаев В.А., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «САПР и ПК», Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград;
  • Воронин Ю.Ф., д.т.н., профессор кафедры «САПР и ПК», Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград.

Работа поступила в редакцию 31.01.2012.


Библиографическая ссылка

Гхош К.П., Бутенко Л.Н. Разработка требований к программному обеспечению на основе закономерностей системогенеза // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 3-2. – С. 387-390;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29614 (дата обращения: 19.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074