Этапы разработки программы – как создаются и проектируются программы?

Привет, сегодня мы с Вами поговорим о том, как создаются высококачественные программы, а точнее, я расскажу на какие этапы делится этот процесс, поэтому если Вы хотите создавать классные приложения, то Вам обязательно стоит соблюдать все эти этапы, ну или по крайней мере большую их часть.

Зачем нужно проектировать программу и соблюдать этапы разработки?

Вы можете спросить, зачем нужно соблюдать какие-то там этапы, ведь разработка программы — это просто сел и написал код. Однако это не так, с таким подходом создать нормальное приложение не получится.

В зависимости от размера программных проектов этапы разработки могут отличаться, в некоторых случаях это будут очень детализированные и бюрократичные этапы, а в некоторых — просто сформулированные в любом удобном для разработчиков виде.

Так, например, при строительстве сарая у себя на даче Вы не будете что-то там детально планировать, исследовать, инспектировать, но в случае, скажем, со строительством электростанции все будет очень детально спланировано, спроектировано, режим работы рабочих будет расписан поминутно, так как цена ошибки на любом этапе будет значительно выше, чем в случае со строительством простого сарая.

Точно так же происходит и при разработке ПО, если проект крупный и очень важный, который возможно будет влиять на жизни людей или связан с огромными финансовыми рисками, все этапы разработки ПО будут соблюдаться, т.е. детально проработаны и даже будут добавляться новые этапы, микроэтапы и так далее.

Все это делается для того, чтобы не допустить появления ошибок и реализовать тот продукт, который действительно нужен.

Чем раньше будут обнаружены ошибки или выявлен неправильных подход в реализации того или иного действия, тем цена этих ошибок будет меньше. Иными словами, в зависимости от этапа обнаружения ошибки ее цена может меняться от 10 до 100 раз. Например, если на самом начальном этапе цена исправления ошибки будет равняться 100 рублей, то на этапе тестирования она может вылиться в 10000. Поэтому этапы разработки ПО очень важны, и разработчик должен их соблюдать и попытаться донести это видение до менеджеров, которым всегда нужен только результат. Так как они или отводят на это слишком мало времени или и вовсе не считают это необходимым, например, зачем при программировании вырабатывать какие-то требования или что-то там проектировать.

Основные этапы разработки ПО

Вот этапы, которые в большинстве случаев должны соблюдаться при разработке программного обеспечения:

• Этап 1 – Определение проблемы
• Этап 2 – Выработка требований
• Этап 3 – Создание плана разработки
• Этап 4 – Разработка архитектуры системы или высокоуровневое проектирование
• Этап 5 – Детальное проектирование
• Этап 6 – Кодирование и отладка
• Этап 7 – Тестирование компонентов
• Этап 8 – Интеграция компонентов
• Этап 9 – Тестирование всей системы
• Этап 10 – Сопровождение, внесение изменений, оптимизация

Некоторым может показаться, что это слишком сложный план, но если Вы будете работать над крупным проектом, то столкнётесь со всем этим, и даже более детализированным планом.

Сейчас давайте рассмотрим каждый этап, т.е. узнаем, какие действия необходимо выполнять на каждом этапе.

Этап 1 – Определение проблемы

Перед тем как приступать к кодированию, необходимо четко сформулировать проблему, которую Ваша будущая программа должна решать. Так как, не имея хорошего определения проблемы, Вы можете потратить много усилий и времени на решение не той проблемы, которую требуется решить.

На данном этапе проводится простая формулировка сути проблемы без каких-либо намеков на ее возможные решения, при этом формулировать ее следует на языке, понятном пользователю, т.е. она должна быть описана с пользовательской точки зрения.

Определение проблемы – это фундамент всего процесса программирования!

Этап 2 – Выработка требований

Что такое требования и зачем их нужно выработать?

Требования к программе – это подробное описание всех возможностей программы и действий, которые должна выполнять программа. Такие требования иногда также называют «Функциональной спецификацией» или просто «Спецификацией».

Требования вырабатывают для того, чтобы свести к минимуму изменения системы после начала непосредственной разработки. Такие требования должны быть обязательно официальными, т.е. документально оформлены. Так как это гарантирует то, что функциональность системы определяется заказчиком, а не программистом. Даже в случае с внутрикорпоративными разработками такие требования должны быть зафиксированы, например, в виде технического задания, подписанного всеми задействованными лицами, тем самым Вы избежите лишних разговоров и споров, например, о том, что реализованный функционал делает не все или не так.

Выработка требований очень важна, так как она позволяет определить функциональность программы до начала программирования.

Этап 3 – Создание плана разработки

На данном этапе Вы уже должны в формальном виде составить план разработки программного обеспечения с учётом существующей проблемы и выработанных требований. Иными словами, Вы должны составить план того, как Вы будете действовать дальше.

Этап 4 – Разработка архитектуры системы или высокоуровневое проектирование

Архитектура системы – это каркас программы, это высокоуровневое проектирование программы.

Данный этап также очень важный, так как, не имея хорошей архитектуры, Вы можете решать правильную проблему, но прийти к неправильному решению. Хорошая архитектура программы упрощает программирование, а плохая архитектура усложняет его.

Архитектура системы обычно включает:

• Общее описание системы;
• Основные компоненты;
• Формат и способ хранения данных;
• Специфические бизнес-правила;
• Способ организации пользовательского интерфейса;
• Подход к безопасности системы;
• Оценки производительности;
• Возможности масштабирования;
• Моменты, связанные с интернациональностью, т.е. будет ли система интернациональной.

Кроме того, в архитектуру необходимо включить подтверждение того, что при разработке этой архитектуры рассматривались альтернативные варианты в каждом из вышеперечисленных направлений, с обоснованием окончательного выбора и подхода.

Этап 5 – Детальное проектирование

На этом этапе проводится проектирование программы на низком уровне, иными словами, здесь проектируются классы и методы, рассматриваются, оцениваются и сравниваются различные варианты и причины выбора окончательных подходов и способов реализации.

При разработке небольших программ программисты обычно сами проектируют программу на таком уровне, это выглядит как написание псевдокода или рисование схем, поэтому часто этот этап рассматривается как часть непосредственного кодирования и в таких случаях итоговый документ (если того требует формальность) состоит преимущественно из различных набросков и заметок программистов.

Но при реализации крупных проектов данному процессу отводится отдельный этап и проектирование в этом случае проводится с очень высокой степенью детальности.

Этап 6 – Кодирование и отладка

Это как раз тот этап, который все знают и, наверное, думают, что это единственный этап в процессе разработке программного обеспечения – это непосредственное написание кода и его отладка. Но, как видите, это далеко не первый и не единственный этап разработки ПО.

Если все вышеперечисленные этапы выполнены, то данный этап подразумевает чисто механическую работу, т.е. кодинг. Программисту в этом случае не нужно что-то выдумывать и самостоятельно разрабатывать, ему нужно просто написать код, который реализует заданный, очень детально описанный в проекте, алгоритм.

После того как код написан, программисту необходимо отладить этот код, чтобы в нем не было никаких ошибок.

Этап 7 – Тестирование компонентов

После того, как код написан, и проведена отладка, необходимо провести тестирование реализованного функционала. Если программа состоит из нескольких компонентов, сначала тестируют каждый компонент в отдельности, так как очень крупные программы включают огромный функционал, который часто разделяют на отдельные компоненты, разработка которых осуществляется по отдельности. В менее крупных проектах этот этап может включать просто тестирование отдельных классов.

Этап 8 – Интеграция компонентов

Когда тестирование всех компонентов закончено, можно переходить к интеграции всех компонентов в единый программный комплекс, этот этап как раз и подразумевает процесс интеграции, т.е. слияния всех компонентов в единую систему.

В небольших проектах этот этап может заключаться в объединении нескольких классов, на что будет затрачено не больше одного дня, но в крупных проектах этот этап может длиться не один месяц.

Этап 9 – Тестирование всей системы

На данном этапе проводится тестирование всей системы, уже с учётом интеграции всех компонентов. На этом этапе можно выявить проблемы взаимодействия компонентов и устранить их. Также на этом этапе основным предметом тестирования является безопасность, производительность, утечка ресурсов и другие моменты, которые невозможно протестировать на более низких уровнях тестирования.

Этап 10 – Сопровождение, внесение изменений, оптимизация

После запуска программы в промышленную эксплуатацию осуществляется сопровождение этой программы, т.е. внесение изменений на основе выявленных недочетов в процессе эксплуатации системы, а также проводится оптимизация функционала или добавление нового.

Если Вы хотите погрузиться глубже в мир проектирования и конструирования программного обеспечения, то рекомендую почитать книгу Стива Макконнелла «Совершенный код», в которой очень детально рассказывается о том, как нужно разрабатывать программу, и как правильно писать код. С помощью нее Вы не научитесь какому-нибудь языку программирования, но Вы научитесь писать правильный код, иными словами, она для тех, кто уже владеет базовыми знаниями в программировании.

Если Вы еще не умеете программировать, и даже не знаете, с чего начать, то в этом случае я рекомендую Вам начать с книги «Как стать программистом? 14 советов по достижению поставленной цели», в ней приведены советы и рассмотрен конкретный план действий, которые помогут Вам стать программистом.

У меня на этом все, надеюсь, статья была Вам интересна. Пока!