Современные проблемы и тенденции в области разработки и использования информационных технологий и программной инженерии

Содержание

Слайд 2

Учебная дисциплина: «Методология программной инженерии (спецификация требований)» Лекции 2. Практические занятия


Учебная дисциплина:
«Методология программной инженерии (спецификация требований)»
Лекции
2. Практические занятия
3. Научно-технический семинар
4.

Лабораторный работы
5. Курсовой проект «Поддержка ЖЗ программного обеспечения (спецификация требований)
Слайд 3

Вводная лекция Тема 1 Жизненный цикл программного обеспечения и его модели.


Вводная лекция
Тема 1 Жизненный цикл программного обеспечения и его модели.

Классификация и специфицирование требований
Тема 2 Методологические и методические основы формирования и многокритериального анализа требований
Тема 3 Качество программного обеспечения и модели его оценивания
Тема 4 Международные и отечественные стандарты качества программного обеспечения
Тема 5 Управление рисками в программном проекте
Тема 6 Формальные методы оценивания качества программного обеспечения. Верификация и валидация требований к программному обеспечению.
Тема 7 Интеллектуальные и информационные технологии формирования и многокритериального анализа требований к программному обеспечению.
Слайд 4

Содержание Современные проблемы и тенденции в области разработки и использования информационных

Содержание
Современные проблемы и тенденции в области разработки и использования информационных технологий

и программной инженерии
Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии
Слайд 5

Современные проблемы и тенденции в области разработки и использования информационных технологий и программной инженерии


Современные проблемы и тенденции в области разработки и использования информационных технологий

и программной инженерии
Слайд 6

Актуальность комплексного моделирования сложных объектов и процессов Структурная сложность объектов Сложность

Актуальность комплексного моделирования сложных объектов и процессов
Структурная сложность объектов
Сложность функционирования объектов
Сложность

принятия решений и выбора сценариев поведения объектов
Сложность модернизации и развития
Сложность моделирования
Слайд 7

Пример сложной технической системы (CTС) Топологическая структура орбитальной системы навигационных космических аппаратов

Пример сложной технической системы (CTС)

Топологическая структура орбитальной системы навигационных космических аппаратов

Слайд 8

Наземный комплекс управления (НКУ) навигационными КА (НКА) ИВЦ потребителей - НКУ

Наземный комплекс управления (НКУ) навигационными КА (НКА)





ИВЦ

потребителей

-



НКУ НКА


ЦУП

Пример сложной технической системы (CTС)

Слайд 9

Пример сложной технической системы (CTС) ЦА целевая аппаратура НКА; ОА обеспечивающая

Пример сложной технической системы (CTС)

ЦА целевая аппаратура НКА; ОА обеспечивающая аппаратура

НКА; РБДЗ распределенная база данных (знаний); ТМА типовой модуль автоматизации; ЛСОД локальная система обмена данными; УМОД унифицированный модуль обмена данными; КИС командно-измерительная система; АРМ автоматизированное рабочее место, БНО баллистическое и навигационное обеспечение; ИТО информационно-телеметрическое обеспечение; КДО контрольно-диагностическое обеспечение; КПО командно-программное обеспечение; РСОД распределенная сеть обмена данными.

Техническая структура НКА, КИС, ЦУП НКА

Слайд 10

Пример сложной технической системы (CTС) Структура технологии автоматизированного управления космическими средствами.

Пример сложной технической системы (CTС)

Структура технологии автоматизированного управления космическими

средствами.
Слайд 11

Комплексное моделирование процессов управления структурной динамикой НКС Пример агрегированной диаграммы макросостояний ОрГ НКС.

Комплексное моделирование процессов управления структурной динамикой НКС

Пример агрегированной диаграммы макросостояний ОрГ

НКС.
Слайд 12

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ СлО

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ СлО

Слайд 13

повышенная сложность и размерность, избыточность, многофункциональность, распределенность, унификация, однородность основных элементов,

повышенная сложность и размерность, избыточность, многофункциональность, распределенность, унификация, однородность основных элементов,

подсистем и связей;
структурная динамика, нелинейность и непредсказуемость поведения; иерархически-сетевая структура;
неравновесность, неопределенность от вмешательства и выбора наблюдателя;
 постоянное изменение правил и технологий функционирования, изменение правил изменения технологий и самих правил функционирования; наличие как контуров отрицательной, так и положительной обратной связи, приводящих к режимам самовозбуждения (режимам с обострением);
наряду с детерминированным и стохастичным поведением, возможно хаотическое поведение;
ни один элемент не обладает полной информацией о системе в целом; избирательная чувствительность на входные воздействия (динамическая робастность и адаптация)
время реагирования на изменения, вызванные возмущающими воздействиями, оказывается больше, чем время проявления последствий этих изменений, чем интервал между этими изменениями;— абсолютную полноту и достоверность информации описания реального объекта получить принципиально невозможно в соответствии с пределом Бремерманна и теоремой Геделя.

Особенности современных объектов
военно-государственного управления

/40

Слайд 14

Рис.1. Диаграммы структурной динамики ОВГУ. Рис.2. Графики изменения структурных состояний ОВГУ Особенности современных ОВГУ /40

Рис.1. Диаграммы структурной динамики ОВГУ. Рис.2. Графики изменения структурных состояний ОВГУ


Особенности современных ОВГУ

/40

Слайд 15

Датчики состояния сооружений Датчики состояния агрегатов Аэрокос-мические средства ДЗЗ Объект мониторинга

Датчики состояния сооружений

Датчики состояния агрегатов

Аэрокос-мические средства ДЗЗ

Объект
мониторинга

Образ объекта 2

Л П

Р

Проблемы построения систем управления и мониторинга ОВГУ

/40

Слайд 16

Основные понятия и определения Информационные технологии (ИТ), представляют собой совокупность способов

Основные понятия и определения

Информационные технологии (ИТ), представляют собой совокупность способов реализации

информационных процессов в различных областях человеческой деятельности при производстве информационного продукта
Слайд 17

Перспективные интеллектуальные ИТ, внедряемые в современные СУ СлО Перспективные ИИТ: извлечение

Перспективные интеллектуальные ИТ, внедряемые в современные СУ СлО

Перспективные ИИТ:
извлечение знаний из

данных;
машинное обучение;
многоагентные системы;
повсеместные вычисления, коммуникации;
интеллектуальные многомодальные интерфейсы;
глобального позиционирования;
беспроводные технологии локального позиционирования;
стеганография и стеганоанализ;
интеллектуальные сенсорные сети;
мультимедиа-коммуникации и Интернет технологии;
интеллектуальные геоинформационные технологии;
интеллектуальные ИТ защиты компьютерных сетей;
новые технологии компьютерного моделирования и супервычислений
биометрия и телемедицина ….
Слайд 18

Зрелость ИТ 2014 г.

Зрелость ИТ 2014 г.

Слайд 19

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Слайд 20

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Слайд 21

АСУ корпорации OLAP – система (On Line Analytical Processing) Оперативная аналитическая

АСУ корпорации

OLAP – система (On Line Analytical Processing) Оперативная аналитическая обработка

данных в реальном времени

ERP - система (Enterprise Resource Planning System) Система планирования ресурсов предприятия

MES - система (Manufacturing Execution System) Производственная исполнительная система

SCADA – система Система операторского диспетчерского управления

АСУ предприятия

АСУ подразделений

АСУ ТП подразделений

Обобщенная структура современной интегрированной
АСУ СОТО

/40

Слайд 22

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ СлО

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ СлО

Слайд 23

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ СлО

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ СлО

Слайд 24

Основные этапы принятия решений в СУ СОТО /40

Основные этапы принятия решений в СУ СОТО

/40

Слайд 25

СОВРЕМЕННЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ обработки изображений и сигналов; комплексного моделирования; многоагентных

СОВРЕМЕННЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

обработки изображений и сигналов;
комплексного моделирования;
многоагентных систем;
интеллектуального пространства;
RFID;
проактивных рекомендующих

систем;
краудсорсинга;
проактивного мониторинга и управления;
технологии big-data;
защиты информации и информационной безопасности;
разработки надежного и сертифицируемого программного обеспечения;
ГИС-технологии
речевых и многомодальных пользовательских интерфейсов;
облачных вычислений;
иммуноподобные технологии;
биометрические технологии;
извлечения знаний из распределенных данных;
машинного обучения;
интеллектуального анализа данных и управления знаниями;
аддитивные технологии;
информационного мониторинга Интернет;
космические информационные технологии и др.
Слайд 26

ПРИМЕРЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ RFID-ТЕХНОЛОГИИ МЕТКИ РИДЕРЫ стационарный носимые настольный Классифицируются по

ПРИМЕРЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ RFID-ТЕХНОЛОГИИ

МЕТКИ

РИДЕРЫ

стационарный

носимые

настольный

Классифицируются по рабочей частоте, наличию встроенных источников энергии

(пассивные, активные)

Антенна

ЧИП

Классифицируются по рабочей частоте, дальности обнаружения меток (габаритным размерам)

Ридер со встроенным компьютером

Слайд 27

СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНОЛОГИЙ РАДИОЧАСТОТНОЙ ТЕХНОЛОГИЙ (RFID-ТЕХНОЛОГИЙ) И ШТРИХ-КОДОВ В настоящее время

СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНОЛОГИЙ РАДИОЧАСТОТНОЙ
ТЕХНОЛОГИЙ (RFID-ТЕХНОЛОГИЙ) И ШТРИХ-КОДОВ

В настоящее время

стоимость RFID-меток составляет от $1 до $0.15,
что существенно превышает стоимость марок штрих-кодов.
Однако существует устойчивая тенденция к ее снижению
Слайд 28

Концептуальное описание динамических цепей поставок (ЦП) на различных этапах ее жизненного цикла

Концептуальное описание динамических цепей поставок (ЦП) на различных этапах ее жизненного

цикла
Слайд 29

Автоматизированный складской комплекс

Автоматизированный складской комплекс

Слайд 30

Обобщенная схема интегрированной транспортно-логистической подсистемы (ИТЛС) в ЦП (Куренков П.В. журнал Логистика сегодня, №4, 2010 )

Обобщенная схема интегрированной транспортно-логистической подсистемы (ИТЛС) в ЦП
(Куренков П.В. журнал

Логистика сегодня, №4, 2010 )
Слайд 31

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О Кибер Физические

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Кибер Физические системы

(CPS) умные сетевые системы со встроенными датчиками, процессорами и приводами, которые предназначены для распознавания и взаимодействия с физическим миром (в том числе человека пользователей) и для поддержания в реальном времени, гарантированной производительность в критически важных приложениях безопасности. В CPS системах, совместное поведение "кибер" и "физических" элементов системы имеет решающее значение - вычислительная техника, управления, датчики и сети могут быть глубоко интегрированы в каждом компоненте, и действия компонентов и систем должны быть безопасными и совместимыми.
Слайд 32

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О Актуальность появления

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Актуальность появления кибер-физические

системы:
Рост числа устройств со встроенными процессорами и средствами хранения данных (более 50 млрд. устройств; более 5 млрд. Smart Phone). 
Интеграция, позволяющая достигнуть наибольшего эффекта путем объединения отдельных компонентов в большие системы: Интернет вещей (IoT), World Wide Sensor Net, произвлодственный Интернет, умные среды обитания (Smart Building Environment), оборонные системы будущего (NetworkCentric Systems) и т.д.
Ограничение когнитивных способностей человека, которые эволюционируют медленнее, чем машины ( человек уже не в состоянии справиться с объемом информации, требуемой для принятия решений).
Администрация первого президентского срока Барака Обамы включила киберфизические системы в приоритетный список инноваций, а после его переизбрания линия развития подтвердилась. В 2013 году была утверждена вторая редакция президентского инновационного партнерства USA Presidential Innovation Fellows, где среди девяти приоритетных направлений присутствует и US Multi-agency funding Cyber-Physical Systems initiative (CPS) .
Слайд 33

ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Слайд 34

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Слайд 35

Перспективы и проблемы развития и взаимодействия ИТ и СУ сложными объектами

Перспективы и проблемы развития и взаимодействия ИТ и СУ сложными объектами

Слайд 36

Потенциальная информационно-технологическая обеспеченность циклов управления СОТО

Потенциальная информационно-технологическая обеспеченность циклов управления СОТО

Слайд 37

Структура типовой СППР /40

Структура типовой СППР

/40

Слайд 38

Основные понятия и определения Космические информационные технологии (КИТ) — это информационные

Основные понятия и определения

Космические информационные технологии (КИТ) — это информационные технологии, обеспечивающие

сбор, хранение, передачу (прием), представление, обработку, анализ и защиту данных на различных этапах жизненного цикла космических средств (КСр).
Слайд 39

Основные понятия и определения Основные особенности КИТ определяются: существенным влиянием многочисленных

Основные понятия и определения
Основные особенности КИТ определяются:
существенным влиянием многочисленных факторов

космического пространства и тех специфических пространственно-временных, технических и технологических ограничений, вызываемых ими, которые не позволяют напрямую использовать стандартные инфотелекоммуникационные методы и средства для эффективного решения фундаментальных и прикладных задач космонавтики;
многоуровневым и циклическим характером решения КСр целевых и обеспечивающих задач;
комплексной интеграцией космических информационных технологий с технологиями автоматизированного (автоматического) управления КСр в рамках соответствующих автоматизированных систем (АС)
Слайд 40

БАЗОВОЕ КОСМИЧЕСКОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПОЛЕ И ЕГО ПОТРЕБИТЕЛИ Дистанционное зондирование Земли

БАЗОВОЕ КОСМИЧЕСКОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПОЛЕ И ЕГО ПОТРЕБИТЕЛИ

Дистанционное зондирование Земли

Навигационные, геодезические
системы

Связные
системы

КОСПАС-SARSAT

ЭКОЛОГИЯ,

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО, ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО, ГЕОДЕЗИЯ, КАРТОГРАФИЯ, МЕДИЦИНА, ТЕЛЕВИДЕНИЕ, СВЯЗЬ, ИНТЕРНЕТ, МЕТЕООБСТАНОВКА, ГЕОЛОГИЯ, СПАСАНИЕ ТЕРПЯЩИХ БЕДСТВИЯ В ВОЗДУХЕ, НА ВОДЕ И НА СУШЕ
МОНИТОРИНГ:
КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ОБЪЕКТОВ И ОПАСНЫХ ГРУЗОВ, ДВИЖЕНИЯ ВСЕХ ВИДОВ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ЧС, И ДР.

Источник: НИИ КС

Слайд 41

Система учета грузов и материалов. Автоматизация процессов складской и транспортной логистики

Система учета грузов и материалов. Автоматизация процессов складской и транспортной логистики

Слайд 42

Концепция адаптивных и самоорганизующихся компьютерных систем

Концепция адаптивных и самоорганизующихся компьютерных систем

Слайд 43

Основные свойства адаптивных и самоорганизующихся компьютерных систем: Самосознание Самоконфигурирование Самосовершенствование Самооптимизация.

Основные свойства адаптивных и самоорганизующихся компьютерных систем:
Самосознание
Самоконфигурирование
Самосовершенствование
Самооптимизация.


Самолечение.
Самосохранение.
Проактивность
Коммуникабельность

Концепция адаптивных и самоорганизующихся компьютерных систем

Слайд 44

Примеры направлений практической реализации концепции адаптивных и самоорганизующихся компьютерных систем: Dell-Dynamic

Примеры направлений практической реализации концепции адаптивных и самоорганизующихся компьютерных систем:
Dell-Dynamic Computing;


Hewlett-Packard-Adaptive Infrastructure (Adaptive Enterprise);
IBM-Computing On Demand; Autonomous Computing;
Microsoft-Dynamic Systems;
Sun Microsystems-N1.

Концепция адаптивных и самоорганизующихся компьютерных систем

Слайд 45

Основные элементы интеллектуальных транспортных систем ЦЕНТРЫ МОНИТОРИНГА И ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Основные элементы интеллектуальных транспортных систем

ЦЕНТРЫ МОНИТОРИНГА И
ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО
СОСТАВА И

ИНФРАСТРУКТУРЫ
НА ХОДУ ПОЕЗДА

СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ВАГОНОВ, ЛОКОМОТИВОВ И
ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ПЕРСОНАЛА
С ИХ АВТОМАТИЧЕСКОЙ
ИДЕНТИФИКАЦИЕЙ

СПУТНИКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА ОБЪЕКТОВ И РАДИОЛОКАЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

ЕДИНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРОСТРАНСТВО ТРАНСПОРТА
С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ НА ОСНОВЕ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ ЦИФРОВОЙ РАДИОСВЯЗИ (ГЛОНАСС)

ЦЕНТРЫ СИТУАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КРИТИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАБОТОЙ

СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ РАДИОСВЯЗИ СО ВСЕМИ ОБЪЕКТАМИ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

СИСТЕМЫ
ФИНАНСОВОГО МОНИТОРИНГА И ОПТИМИЗАЦИИ РАСХОДОВ

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ЛОГИСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Слайд 46

В современных условиях интеллектуализация железных дорог становится насущной задачей Беспроводные системы

В современных условиях интеллектуализация железных дорог становится насущной задачей

Беспроводные системы мониторинга

подвижного состава.
Системы оплаты проезда с использованием единых транспортных карт.
Аналитические средства для динамического управления расписанием и движением.
Интегрированные сервисы для пассажиров и посетителей вокзальных комплексов.
Средства интеллектуального видеонаблюдения на вокзалах и станциях.

Интеллектуальные решения успешно используются в железнодорожных компаниях ряда стран:

Интеллектуальные железные дороги – это технологически оснащенная интегрированная система, позволяющая улучшать операции и осуществлять проактивное управление деятельностью.
Интеллектуальные железные дороги – это центральное звено экосистемы, в которую входят различные транспортные операторы и их инфраструктура, интермодальные перевозчики, клиенты и представительства власти.

Слайд 47

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О

Слайд 48

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О происходит дальнейшая

Основные направления и факторы влияния ИТ на СУ Сл.О
происходит дальнейшая глобализация,

интеграция и комплексирование ИТ на базе новейших прорывных технологий, создаваемых в настоящее время в сфере информационных и телекоммуникационных технологий. Характерными особенностями современных и создаваемых автоматизированных систем (АС) является:
избыточность основных элементов и подсистем АС;
структурное подобие элементов и подсистем АС, находящихся на различных уровнях;
много вариантность реализации функций управления на каждом уровне АС,
использование гибких технологий управления; наличие унифицированных технических средств АС, объединенных в типовые вычислительные модули, комплексы средств автоматизации;
наличие пространственно–распределенной многоконтурной интегральной сети обмена данными
создание АС, базирующихся на концепции самоорганизующихся вычислений
Слайд 49

Проблема Компьютеры – повсюду Ubiquitous computing (вездесущие вычисления) ИТ проникли во

Проблема

Компьютеры – повсюду Ubiquitous computing (вездесущие вычисления) ИТ проникли во все

сферы жизни современного общества.
Раньше компьютер был компьютером, а телефон – телефоном, и любой мог отличить одно от другого. Cейчас и компьютер – не только компьютер, и телефон – не только телефон (A.Tanenbaum)
Эра параллельного программирования Последовательные программы имеют очень узкое применение Многоядерные чипы, встроенные бортовые СУ -> требуются технологии разработки параллельного ПО, чтобы оно выполняло нужные функции Multicore processors are bringing parallelism to mainstream of computing
Параллельные программы полны ошибок Параллельные программы непостижимы для человеческого мозга: они очень часто неправильны, содержат ошибки
Слайд 50

Ошибки параллельных управляющих программ Параллельные программы могут годами сохранять ошибки, проявляющиеся

Ошибки параллельных управляющих программ

Параллельные программы могут годами сохранять ошибки, проявляющиеся после

долгой эксплуатации
Такие ошибки возникают как реакция на возникшую специфическую комбинацию многочисленных факторов, в частности, непредсказуемых скоростей выполнения отдельных процессов в параллельных программах
Параллельные программы работают правильно “почти всегда”
Системы программного управления обычно строятся из параллельных взаимодействующих модулей и являются параллельными по своей сути. Ошибки в них часто являются критическими

Ю.Г.Карпов

Семинар "Наука и общество"

Слайд 51

Примеры ошибок В 1994 INTEL выпущен чип с ошибкой во встроенной

Примеры ошибок

В 1994 INTEL выпущен чип с ошибкой во встроенной программе.

Замена миллионов дефектных процессоров ⇒ потери ~$500 млн.
4.06.96 ракета Ариан 5 взорвалась через 39 с. Ошибка в бортовой программе при преобразовании 64-битового вещ в 16-бит целое. Ущерб > $600 млн.
Конец 80-х: Therac-25 прибор лучевой терапии. Встроенная программа управления прибором допускала перевод в режимы с огромной дозой облучения. При некоторых (редких) действиях персонала пациенты получали передозировку. Двое умерли, несколько человек стали инвалидами.
23.03.2003. Война в Ираке. Ошибка в программе ⇒ система Patriot определила свой бомбардировщик Tornado как приближающуюся ракету и его сбили. Два пилота погибли. До 24% потерь в живой силе в I Иракской войне – “Friendly Fire”.
Boeing 757, 1995 г (рейс из Майами в Колумбию ). Ошибка в Flight Management System привела к катастрофе. Погибли 159 человек. Фирма-разработчик ПО выплатила $300 млн родственникам жертв
Бортовой компьютер на израильском истребителе в районе Мёртвого моря отказал: деление на 0. Высота над уровнем моря там является отрицательной величиной

Ю.Г.Карпов

Семинар "Наука и общество"

Слайд 52

СМИ о программных ошибках – каждый день Апрель, 2010. Авария в

СМИ о программных ошибках – каждый день

Апрель, 2010. Авария в Мексиканском

заливе: возможна ли программная ошибка? Don Shafer, Phillip Laplante. The BP Oil Spill: Could Software be a Culprit? IEEE IT Pro September/October 2010, IEEE, 2010. ... Не могла ли одной из причин бедствия стать ошибка в программном обеспечении?

05.07.2010. Apple: ошибка связи iPhone 4 — программная. Компания Apple признала существование в iPhone 4 проблем, касающихся качества связи.

08.12.2010 — Японский зонд «Акацуки» не смог выйти на орбиту Венеры
Космический исследовательский аппарат «Акацуки», запущенный Японией для исследования Венеры, не смог выйти на орбиту планеты, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на специалистов Японского аэрокосмического агентства JAXA

06.12.2010. Cпутники ГЛОНАСС и ракету “Протон-М” утопили программисты. Ракета-носитель «Протон-М» со спутниками «Глонасс-М» отклонились от заданного курса из-за допущенных ошибок в математическом обеспечении (основная причина - неправильно написанная формула в документации на заправку кислородом разгонного блока)

Слайд 53

Конфуз с голосованием на выборах в Думу 4 декабря 2011: Ростовская

Конфуз с голосованием на выборах в Думу 4 декабря 2011: Ростовская

область 146.47%

58.99%
32.96%
23.74%
19.41%
9.32%
1.46%
0.59%

Σ 146.47%

Слайд 54

Тестирование не гарантирует отсутствия ошибок Основным методом повышения надежности программ при

Тестирование не гарантирует отсутствия ошибок

Основным методом повышения надежности программ при традиционных

методах разработки является тестирование
Эдсгер Дейкстра: “Тестирование не может доказать отсутствия ошибок в программе”

В среднем современные программные системы имеют 10 ошибок на 1000 строк кода, ПО высокого качества 1-3 ошибки на 1000 строк кода

Современное ПО содержит миллионы строк кода Уже сданные работающие программы наполнены ошибками

В ОС Windows 95 ~ 5000 ошибок «Good enough software» недопустимо для критических применений

Слайд 55

Рост сложности бортового встраиваемого ПО Boeing и Airbus

Рост сложности бортового встраиваемого ПО Boeing и Airbus

Слайд 56

Несет ли профессионал ответственность за человеческие жизни? Программирование является единственной областью

Несет ли профессионал ответственность за человеческие жизни?

Программирование является единственной областью инженерной

деятельности, где разработчик не отвечает за качество своей работы

Программист обычно НЕ ЗНАЕТ (и не хочет знать!) как определить требования к результату своей работы? как проверить, что эти требования выполняются?

Слайд 57

5 декабря 2010. Старт ‘Протона-М’ со спутниками ГЛОНАСС: ~ $200 млн

5 декабря 2010. Старт ‘Протона-М’ со спутниками ГЛОНАСС: ~ $200 млн

-> в океан

Важность проблемы валидации

До 80% средств при разработке встроенного ПО тратится на валидацию – проверку соответствия ПО тому, что нужно потребителю ($60 billion annually for US economy – данные 2005 г.)
При оставшихся в системах ошибках:
Огромные материальные потери
Потери жизней
КТО БУДЕТ ОТВЕЧАТЬ? Страховка?
низкая надежность продукта ⇒ падает прибыль
увеличивается время разработки (time-to-market)
иски после аварии ⇒ компания разоряется

В последнее десятилетие сложность разрабатываемых компьютерных систем дошла до критического уровня: требуются все более сложные программы, а технология программирования не может их разрабатывать с требуемым качеством

ЧТО ДЕЛАТЬ?

Слайд 58

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии


Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

Слайд 59

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии Программное обеспечение автоматизированной системы

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии
Программное обеспечение автоматизированной системы (АС)

(Automated system software) по ГОСТ 34.003-90 – это совокупность программ на носителях данных и программных документов, предназначенная для отладки, функционирования и проверки работоспособности АС [из п. 2.7 ГОСТ 34.003-90]
Программное обеспечение автоматизированной системы включает в свой состав общее программное обеспечение (ОПО) и специальное программное обеспечение (СПО).
Общее программное обеспечение (ОПО) автоматизированной системы (АС) (Automated system heave-duty software) по ГОСТ 34.003-90 –это часть программного обеспечения АС, представляющая собой совокупность программных средств (ГОСТ 28806-90), разработанных вне связи с созданием данной АС. Примечание - Обычно ОПО АС представляет собой совокупность программ общего назначения, предназначенных для организации вычислительного процесса и решения часто встречающихся задач обработки информации [из п. 6.2 ГОСТ 34.003-90]
Слайд 60

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии Общее программное обеспечение, как

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии
Общее программное обеспечение, как правило,

представлено операционной системой с набором стандартных пользовательских приложений (прикладных программ), именуемых аксессуарами и обладающих некоторым минимальным набором функций для решения часто встречающихся задач обработки информации, например, для работы с текстом.
Слайд 61

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии Специальное программное обеспечение (СПО)

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии
Специальное программное обеспечение (СПО) автоматизированной

системы (АС) (Automated system application software) по ГОСТ 34.003-90 – это часть программного обеспечения АС, представляющая собой совокупность программ, разработанных при создании данной АС [из п. 6.3 ГОСТ 34.003-90]
Специальное программное обеспечение, как правило, работает «поверх» общего ПО (т.е. под управлением операционной системы) и обычно является клиентской частью, взаимодействующей с серверной частью, установленной на удаленном (или не очень) сервере, по локальной или глобальной компьютерной сети. Если серверная часть СПО представляет собой веб-приложение, то в качестве клиентской части применяется браузер, входящий в состав общего программного обеспечения («тонкий» клиент).
Слайд 62

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии Требования – это исходные

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

Требования – это

исходные данные, на основании которых проектируются и создаются автоматизированные информационные системы. Первичные данные поступают из различных источников, характеризуются противоречивостью, неполнотой, нечёткостью, изменчивостью. Требования нужны в частности для того, чтобы Разработчик мог определить и согласовать с Заказчиком временные и финансовые перспективы проекта автоматизации. Поэтому значительная часть требований должна быть собрана и обработана на ранних этапах создания АИС. Однако собрать на ранних стадиях все данные, необходимые для реализации АИС, удаётся только в исключительных случаях. На практике процесс сбора, анализа и обработки растянут во времени на протяжении всего жизненного цикла АИС, зачастую нетривиален и содержит множество подводных камней.
Слайд 63

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

Слайд 64

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

Слайд 65

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии В IEEE Standard Glossary

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

В IEEE Standard Glossary

of Software Engineering Terminology (1990) понятие требование к ИС ((ПО) трактуется следующим образом. Требование – это:
1. Условия или возможности, необходимые пользователю для решения проблем или достижения целей;
2. Условия или возможности, которыми должна обладать система или системные компоненты, чтобы выполнить контракт или удовлетворять стандартам, спецификациям или другим формальным документам;
3. Документированное представление условий или возможностей для пунктов 1 и 2.
В нотации RUP приводит следующее определение: «Требование – это условие или возможность, которой должна соответствовать система».
Слайд 66

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии Требования к продукту. В

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

Требования к продукту. В

своей основе требования – это то, что формулирует заказчик. Цель, которую он преследует – получить хороший конечный продукт: функциональный и удобный в использовании. Поэтому требования к продукту являются основополагающим классом требований. Более подробно требования к продукту детализируются в следующих ниже классификациях.
Требования к проекту. Вопросы формулирования требований к проекту, т.е. к тому, как Разработчик будет выполнять работы по созданию целевой системы, казалось бы, не лежат в компетенции Заказчика. Без регламентации процесса Заказчиком легко можно было бы обойтись, если бы все проекты всегда выполнялись точно и в срок. Однако, к сожалению, мировая статистика результатов программных проектов говорит об обратном. Заказчик, вступая в договорные отношения с Разработчиком, несёт различные риски, главными из которых является риск получить продукт с опозданием, либо ненадлежащего качества. Основные мероприятия по контролю и снижению риска – регламентация процесса создания программного обеспечения и его аудит.
Слайд 67

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии В качестве требований к

Основные понятия, определения и стандарты программной инженерии

В качестве требований к

проекту могут быть внесён регламент отчётов Разработчика, совместных семинаров по оценке промежуточных результатов, определены характеристики компетенций участников рабочей группы, исполняющих проект, их количество, указана методология управления проектом. Ниже сформулирован пример формулировки требования к оффшорному проекту (Заказчик и Разработчик физически находятся в разных государствах) – в этой ситуации Заказчику требуется жёсткий контроль над Разработчиком.
1) Разработчик представляет Заказчику согласованный план работ c детализацией (WorkBreakdownStructure - WBS) с точностью до конкретных исполнителей.
2) Разработчик осуществляет ежедневные сборки, регрессионное тестирование компонент разрабатываемого продукта и тестирование продукта в целом.
3) Все управленческие и проектные артефакты, исходные коды и тестовые примеры размещаются в режиме online в интегрированной среде разработки Rational ClearCase® с возможностью для Заказчика осуществления online-мониторинга на базе web-технологий.
Слайд 68

Уровни требований (1) Обычно выделяют три уровня требований. На верхнем уровне

Уровни требований (1)
Обычно выделяют три уровня требований.
На верхнем уровне представлены

так называемые бизнес-требования (business requirements). Примеры бизнес-требования: система должна сократить срок оборачиваемости обрабатываемых на предприятии заказов в три раза. Бизнес-требования обычно формулируются топ-менеджерами, либо акционерами предприятия.
Следующий уровень – уровень требований пользователей (user requirements). Пример требования пользователя: система должна представлять диалоговые средства для ввода исчерпывающей информации о заказе, последующей фиксации информации в базе данных и маршрутизации информации о заказе к сотруднику, отвечающему за его планирование и исполнение. Требования пользователей часто бывают плохо структурированными, дублирующимися, противоречивыми. Поэтому для создания системы важен третий уровень, в котором осуществляется формализация требований.
Третий уровень – функциональный (functional requirements). Пример функциональных требований (или просто функций) по работе с электронным заказом: заказ может быть создан, отредактирован, удалён и перемещён с участка на участок.
Слайд 69

Уровни требований (2) К. Вигерс формулирует данный термин, как «высокоуровневые требования

Уровни требований (2)

К. Вигерс формулирует данный термин, как «высокоуровневые требования к

продукту, которые содержат многие подсистемы, то есть системе». При этом под системой понимается программная, программно-аппаратная, либо человеко-машинная система. Данная система является сложной, структурированной системой и системные требования являются подмножеством функциональных требований к продукту. В данное подмножество целесообразно относить наиболее важные, существенные требования, которые относятся в целом к системе и не содержат избыточной детализации.
Слайд 70

Уровни требований (3) INCOSE (International Council on Systems Engineering) даёт более

Уровни требований (3)

INCOSE (International Council on Systems Engineering) даёт более детальное

определение системы: «комбинация взаимодействующих элементов, созданная для достижения определенных целей; может включать аппаратные средства, программное обеспечение, встроенное ПО, другие средства, людей, информацию, техники (подходы), службы и другие поддерживающие элементы». Таким образом, происходит разделение между системными требованиями, как обобщающему понятию и требованиями к программному обеспечению, как выделенному подмножеству системных требований, направленных исключительно на программные компоненты системы. Этот же подход прослеживается в стандарте ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207/99 [14]: работы, связанные с системой в целом и с программным обеспечением выделяются в отдельные группы в целях удобства оперирования.
Слайд 71

Уровни требований (4) В практике компьютерной инженерии бытует другой, более узкий

Уровни требований (4)

В практике компьютерной инженерии бытует другой, более узкий контекст

использования данного понятия: под системными требованиями в узком смысле понимается требования, выдвигаемые прикладной программной системой (в частности – информационной) к среде своего функционирования (системной, аппаратной). Пример таких требований – тактовая частота процессора, объём памяти, требования к выбору операционной системы.
Слайд 72

Функциональные, нефункциональные требования и характеристики продукта (1) Функциональные требования регламентируют функционирование

Функциональные, нефункциональные требования и характеристики продукта (1)

Функциональные требования регламентируют функционирование или

поведение системы (behavioral requirements). Функциональные требования отвечают на вопрос «что должна делать система» в тех или иных ситуациях. Функциональные требования определяют основной «фронт работ» Разработчика, и устанавливают цели, задачи и сервисы, предоставляемые системой Заказчику.
Нефункциональные требования, соответственно, регламентируют внутренние и внешние условия или атрибуты функционирования системы. К. Вигерс выделяет следующие основные группы нефункциональных требований:
Внешние интерфейсы (External Interfaces),
Атрибуты качества (Quality Attributes),
Ограничения (Constraints).
Слайд 73

Функциональные, нефункциональные требования и характеристики продукта (2) Среди внешних интерфейсов в

Функциональные, нефункциональные требования и характеристики продукта (2)

Среди внешних интерфейсов в большинстве

современных АИС наиболее важным является интерфейс пользователя (User Interface, UI). Кроме того, выделяются интерфейсы с внешними устройствами (аппаратные интерфейсы), программные интерфейсы и интерфейсы передачи информации (коммуникационные интерфейсы).
Основные атрибуты качества:
Применимость.
Надежность.
Производительность.
Эксплуатационная пригодность, достаточно хорошо раскрыты в модели FURPS.
Ограничения - формулировки условий, модифицирующих требования или наборы требований, сужая выбор возможных решений по их реализации. выбор платформы реализации и/или развертывания (протоколы, серверы приложений, баз данных, ...), которые, в свою очередь, могут относиться, например, к внешним интерфейсам (конец цитаты).
Слайд 74

Классификация RUP В спецификациях Rational Unified Process при классификации требований используется

Классификация RUP

В спецификациях Rational Unified Process при классификации требований используется модель

FURPS+ со ссылкой на стандарт IEEE Std 610.12.1990.
Акроним FURPS обозначает следующие категории требований:
Functionality (Функциональность).
Usability (Применимость).
Reliability (Надёжность).
Performance (Производительность).
Supportability (эксплуатационная пригодность).
Символ «+» расширяет FURPS-модель, добавляя к ней:
ограничения проекта,
требования выполнения,
требования к интерфейсу,
физические требования, часть из которых уже была рассмотрена выше.
Кроме того, в спецификациях RUP выделяются такие категории требований, как
требования, указывающие на необходимость согласованности с некоторыми юридическими и нормативными актами;
требования к лицензированию,
требования к документированию.
Слайд 75

Методологии и стандарты, регламентирующие работу с требованиями Среди основополагающих нормативных документов

Методологии и стандарты, регламентирующие работу с требованиями

Среди основополагающих нормативных документов в

области работы с требованиями можно выделить следующие.
1. Разработки IEEE:
IEEE 1362 “Concept of Operations Document”.
IEEE 1233 «Guide for Developing System Requirements Specifications».
IEEE Standard 830-1998, «IEEE Recommended Practice for Software Requirements Specifications»
IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology/IEEE Std 610.12-1990
IEEE Guide to the Software Engineering Body of Knowledge (1) - SWEBOK®, 2004.
2. Отечественные ГОСТ:
ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Автоматизированные системы. Стадии создания.  ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Техническое задание на создание автоматизированной системы
ГОСТ 19.201-78. Единая система программной документации. Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению.
Слайд 76

Литература к лекции (1) 1. Макарова Н.В. Информатика: Учебник. - М.:

Литература к лекции (1)

1. Макарова Н.В. Информатика: Учебник. - М.: Финансы

и статистика, 2003. - 768 с.
2. ERP системы. Современное планирование и управление ресурсами предприятия. Выбор, внедрение, эксплуатация/Дэниел О’Лири;[Пер. с англ. Ю.И.Водопьяновой]. – М.: ООО «Вершина», 2004. – 272 с.
3. Меняев М.Ф. Информационные технологии управления: Учебное пособие: В 3 кн.: Книга 3: Системы управления организацией. – М.: Омега-Л, 2003. – 464 с.
4. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс: Учебное пособие. – М.: Гелиос АРВ, 2002. – 368 с., ил.
5. Б.Н. Гайфуллин, И.А. Обухов. Автоматизированные системы управления предприятиями стандарта ERP/MRPII. Производственное издание. – М. «Богородский печатник», 2001, 104 с.
6. Петров В. Н. Информационные системы. – СПб.: Питер, 2002. - 688 с.
7. IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology/IEEE Std 610.12-1990
8. Вигерс Карл Разработка требований к программному обеспечению/Пер, с англ. — М.:Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2004. —576с.: ил.
9. Леффингуелл Д., Уидриг Д. Принципы работы с требованиями к программному обеспечению. М.: ИД “Вильямс”, 2002.
Слайд 77

Литература к лекции (2) 10. Алистер Коберн. Современные методы описания функциональных

Литература к лекции (2)

10. Алистер Коберн. Современные методы описания функциональных требований

к системам. М.: издательство «Лори», 2002. – 263 с.
11. Мацяшек Лешек. Анализ требований и проектирование систем. Разработка информационных :с Диалектика-Вильямс
12. Орлик С., Булуй Ю. Введение в программную инженерию и управление жизненным циклом ПО Программная инженерия. Программные требования. Copyright © Сергей Орлик, 2004-2005. http://www.sorlik.ru/swebok/3-1-software_engineering_requirements.pdf
13. IEEE Guide to the Software Engineering Body of Knowledge (1) - SWEBOK®, 2004. – http://www.swebok.org
14. ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207/99. Государственный стандарт РФ. Информационная технология. Процессы жизненного цикла информационных систем. Издание официальное. – М., 1999.
15. Л.Новиков. Введение в Rational Unified Process. http://www.interface.ru/rational/interface/151199/rup/main.htm
16. Белые страницы MSF. http://www.microsoft.com/rus/msdn/msf
17. Analyzing requirements and defining Microsoft .Net solution architectures 2000 г. 491 стр. Microsoft Press.
Слайд 78

Литература к лекции (3) 18. Введение в Rational Unified Process/ Ф.

Литература к лекции (3)

18. Введение в Rational Unified Process/ Ф. Кратчен

– СПб.: Вильямс, 2002. – 240 с.
19. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения/ А. Якобсон, Г. Буч, Дж. Рамбо – СПб.: Питер , 2002. – 496 с .
20. IEEE 1362 - Concept of Operations Document
21. IEEE 1233 - Guide for Developing System Requirements Specifications.
22. IEEE Standard 830-1998, «IEEE Recommended Practice for Software Requirements Specifications»
Слайд 79

Программное обеспечение информационных (автоматизированных) систем Программное обеспечение автоматизированной системы (АС) (Automated

Программное обеспечение информационных (автоматизированных) систем

Программное обеспечение автоматизированной системы (АС) (Automated

system software) по ГОСТ 34.003-90 – это совокупность программ на носителях данных и программных документов, предназначенная для отладки, функционирования и проверки работоспособности АС [из п. 2.7 ГОСТ 34.003-90]
Программное обеспечение автоматизированной системы включает в свой состав общее программное обеспечение (ОПО) и специальное программное обеспечение (СПО).
Общее программное обеспечение (ОПО) автоматизированной системы (АС) (Automated system heave-duty software) по ГОСТ 34.003-90 –это часть программного обеспечения АС, представляющая собой совокупность программных средств (ГОСТ 28806-90), разработанных вне связи с созданием данной АС.

Ю.Г.Карпов

Семинар "Наука и общество"

Слайд 80

Программное обеспечение информационных (автоматизированных) систем Примечание - Обычно ОПО АС представляет

Программное обеспечение информационных (автоматизированных) систем

Примечание - Обычно ОПО АС представляет

собой совокупность программ общего назначения, предназначенных для организации вычислительного процесса и решения часто встречающихся задач обработки информации [из п. 6.2 ГОСТ 34.003-90]
Общее программное обеспечение, как правило, представлено операционной системой с набором стандартных пользовательских приложений (прикладных программ), именуемых аксессуарами и обладающих некоторым минимимальным набором функций для решения часто встречающихся задач обработки информации, например, для работы с текстом.

Ю.Г.Карпов

Семинар "Наука и общество"

- Предыдущая
大学生
Следующая -
Аттестационная работа. Проектная деятельность учащихся на уроках технологии

Похожие презентации

Программирование на языке С++. Лекция 7. Указатели, ссылки и массивы
Презентация "ИНФОРМАЦИОННЫЙ КАЛЕЙДОСКОП" - скачать презентации по Информатике
Работа_в_REDMINE_
Теория кодирования
Программирование на языке Python
AngularJS - Javascript библиотека
Сервер вычислений и web-интерфейс для работы с математическими и статистическими пакетами д-т Чичкарев Е.А. Стариков И.В.
Програмне забезпечення
Способы подключения к Интернету
Классификация ЭВМ
Модели жизненного цикла информационной системы. Каскадная модель
Классификация ЭВМ по поколениям
Социальные сети. Нехимические виды зависимости. Первичная профилактика. Межведомственный подход
Интеллект-карты
Основные типы запросов
Интернет - мошенничество вчера, сегодня, завтра. Взаимодействие компетентных организаций и регистраторов доменных имен
Влияние на здоровье беспроводных сетей
Аудит Сайта
Технология цифровых подписей
Поиск информации в сети
Кейс технологии. методология и содержание
Роль государства в развитии информационного общества
Введение в информатику
Криптографическая защита информации. Классические криптоалгоритмы – моноалфавитные подстановки
Microsoft Office Еxcel
Микросервисы. Лекция 11
Сетевые службы. Кластеры
Разработка программ с графическим интерфейсом. Интерфейс программы и событийное программирование (тема 8)
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть