Применение средств конфигурационного управления (SCM - Software Configuration Management) тесно связано с методиками конфигурационного управления, которые существуют в рамках и определяются организацией процесса разработки ПО. Связь эта очень тесная, другими словами, организация процесса разработки и, главное, ее тенденции выражаются в конфигурационном управлении и его средствах. Вот об этих трех взаимосвязанных вещах и пойдет речь.
Что такое конфигурационное управление
Информация - одна из самых изменчивых вещей в мире. Но более всего изменчива информация на этапе разработки, поскольку эта деятельность как раз и заключается во внесении целенаправленных изменений. Групповая разработка, ставшая уже делом обычным, катастрофически увеличивает непостоянство системы и ее сложность.
Сложность информационных систем делает их недоступными непосредственному представлению. В порядке ли собственный костюм, легко проверить, взглянув в зеркало, но нет возможности охватить взглядом состояние реальных информационных систем, а если бы даже такая возможность была, то человеческое сознание просто не способно воспринимать системы такой сложности.
Сопровождать быстро и неочевидно меняющиеся информационные системы также трудно. Вы никогда не можете быть вполне уверены, что именно вы сопровождаете. Например, если вы сопровождаете некоторый программный продукт и кто-то вам звонит по телефону и сообщает о том, что в программе ошибка, то прежде всего вы спросите, в какой именно версии программы она обнаружена. Из-за непостоянства программного обеспечения пользователи имеют право требовать (и должны получать!) необходимые им изменения.
Основная проблема конфигурационного управления и состоит в управлении изменениями независимо от их сущности, в отличие от содержательной части разработки, где изменения важны именно в связи с их значением.
Проблема изменений для сложной системы может быть описана двояко: с точки зрения действий, совершаемых в процессе изменений, или с точки зрения объектов изменения, т. е. компонентов, составляющих конфигурацию. Я приведу два примера систем управления: управление действиями - бухгалтерский учет и управление компонентами - библиотечное дело.
Бухгалтерский учет как учет изменений. Что учитывает бухгалтерия? Многочисленные операции, состоящие в передаче денег и других материальных ценностей нематериальным способом. Учитываемые в бухгалтерии хозяйственные операции в совокупности образуют финансовое состояние хозяйствующего субъекта, - состояние почти столь же изменчивое, как и состояние в процессе разработки информационной системы. Нет ничего необычного в том, что механизм управления изменениями состояния - бухгалтерский учет - имеет много общего с конфигурационным управлением.
В обыденной жизни мы обычно обходимся без ведения специальных книг (т. е. бухгалтерии), но при мало-мальски усложненных операциях учет становится насущным делом.
Библиотечное дело как контроль компонентов конфигурации. Другая общепонятная аналогия конфигурационного управления - это библиотечное дело. В данном случае значим не учет действий по изменениям, как в бухучете, а контроль изменяемых данных. Подчеркнем, что данная аналогия не охватывает проблему образования конфигурации, т. е. совокупности состояний образующих ее (конфигурацию) объектов, поскольку для библиотеки, в отличие от программной системы, состояние хранилищ не так уж важно.
При работе с многочисленными потоками изменений среду изменений можно представить в виде объектов, временно предоставляемых пользователям (книга в библиотеке). Если в библиотеке книги выдаются не только для чтения, но и для записи (как, например, в Министерстве Правды Оруэлла), то этот образ неплохо отображает систему хранения версий. В действительности аналогия еще шире - в библиотеке могут быть различные залы, книга может быть занята, может выдаваться только через спецхран и т. д. Всему этому есть аналоги в области версионного хранения.
Так что же такое SCM? Наиболее простое и в то же время достаточно полное определение того, что такое конфигурационное управление, содержится в документации к PVCS.
“Конфигурационное управление, - считает фирма Intersolv (разработчик PVCS), - это организация изменений и управления изменением компонентов в процессе разработки программного обеспечения”.
Это некоторая сквозная деятельность (активность, “вспомогательный процесс” в терминологии стандарта ISO 12207-1), выполняемая в течение всего производственного процесса. Определение не учитывает конфигурационного управления на этапе поддержки информационной системы, но оно вполне достаточно для выявления характерных черт SCM.
За этим простым, на первый взгляд, определением стоит достаточно много: во-первых, каждодневная деятельность по контролю и учету изменений; во-вторых, организация деятельности - процедуры, выраженные в методиках и других документах, управляющих конфигурационным управлением; в-третьих, средства автоматизации, реализующие эти методики и процедуры; в-четвертых, отнюдь не простая и не очевидная проблема налаживания учета в рамках данной конкретной разработки; в пятых, процесс разработки в целом, только рассматриваемый с определенной точки зрения.
Проблема автоматизации конфигурационного управления
Конфигурационное управление как проблема учета и контроля в сложных программных системах имеет достаточно богатую историю. Сначала задача управления конфигурацией решалась организационными мерами и технически выглядела таким образом: носители с компонентами конфигурации хранились на специальных полках или копировались в специальные каталоги файловой системы. Однако современные системы настолько сложны, что эти методы не работают. Поэтому была поставлена и успешно решена задача автоматизации основных действий конфигурационного управления в условиях групповой разработки сложных систем. Сейчас при разработке на первый план выходит проблема интеграции средств автоматизации различных действий в рамках конфигурационного управления между собой и проблема интеграции со средствами автоматизации других действий (не конфигурационного управления). В результате, по-видимому, будет создано интегрированное средство автоматизации процесса разработки в целом.
Дисциплина конфигурационного управления. Прежде всего, конфигурационное управление существует как дисциплина, изложенная в стандартах. Из них можно отметить следующие:
- стандарт IEEE Std-828 и заменивший его IEEE Std-1042;
- стандарт ANSI, основанный на IEEE Std-828.
- стандарт ISO 12207, основанный на IEEE Std-828.
На основании упомянутых (или иных - например, корпоративных) стандартов для каждого проекта разрабатываются документы, содержащие в себе методику конфигурационного управления. Эти стандарты и методики учитывают сложный характер современной групповой разработки программных проектов. В SCMP (SoftWare Configuration Management Plan) детально расписываются все действия, обязанности и ответственность участников проекта по отношению к SCM.
Действующие в России стандарты (19-я и 34-я серии ГОСТов) не содержат предписаний, касающихся конфигурационного управления, хотя советская программная инженерия выработала оригинальные подходы - достаточно упомянуть сборочное программирование, представляющее собой систему как проектирования, так и конфигурационного управления. В отсутствие национальных стандартов должны применяться стандарты международные, в частности, по отношению к конфигурационному управлению документом прямого действия является ISO 12207-2.
Организация процесса разработки. Современные способы организации разработки ПО далеки от наивного представления о программе, как о результате того, что программист что-то пишет.
Принято считать, что разработка состоит из ряда этапов жизненного цикла. Иногда эти этапы как бы накладываются один на другой и сливаются, но чаще всего существуют в виде различных действий, выполняемых в разное время или разными членами коллектива разработчиков. Кроме действий, соответствующих основным этапам жизненного цикла, в разработке будут существовать и другие - контроль качества, планирование и конфигурационное управление.
Это разделение процесса разработки на “действия” (терминология ISO 12207-1), соответствующее этапам жизненного цикла, дополняется распределением задач по отдельным исполнителям и группам. Разнообразие действий, задач и исполнителей образует среду современной организации разработки.
Средства автоматизации конфигурационного управления. Для автоматизации многих действий конфигурационного управления разработаны многочисленные программные средства.
Ниже мы будем рассматривать почти исключительно PVCS. Средства PVCS очень широко распространены и фактически стали стандартом в области конфигурационного управления. Мне даже приходилось слышать, как SourceSafe (средство версионного хранения фирмы Microsoft) называли PVCS’ом.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ ПО И КОНФИГУРАЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ
С точки зрения конфигурационного управления разработка ПО выглядит как непрерывный поток коллективно совершаемых изменений. Чтобы описать такую ситуацию, нужно ответить на следующие вопросы:
- куда вносятся изменения?
- кто вносит изменения?
- какова процедура внесения изменений?
- как процедура внесения изменений связана с объектом изменения, этапом разработки, лицом, вносящим изменения?
Жизненный цикл. Жизненный цикл современной разработки состоит из ряда стадий (фаз), на которых могут изменяться не только исходные коды, но и другие объекты.
Рассмотрим вначале каскадный жизненный цикл разработки ПО. В нем выделяют обычно следующие этапы:
- анализ требований (на этом этапе создаются и изменяются текстовые документы, содержащие требования к системе, часто эти документы могут содержать диаграммы той или иной методики анализа);
- проектирование (на этом этапе создается и/или изменяется представление о создаваемой программной системе в виде тех или иных методик проектирования; также на этапе детального проектирования (дизайна) могут создаваться первоначальные версии исходных текстов;
- кодирование (на этом этапе создаются и изменяются исходные тексты, а также исполняемые, т. е. коды, непосредственно используемые для исполнения машиной [если они отличны от исходных кодов]);
- тестирование (на этом этапе создаются тестовые процедуры, включая тестовые данные, а также результаты их выполнения);
- сопровождение (на этом этапе изменения как таковые не вносятся [внесение изменений здесь можно рассматривать как кратковременный откат к предшествующим этапам], основной рассматриваемый объект - выпускаемые версии).
При переходе от этапа к этапу могут появляться новые объекты SCM, поэтому именно в этих точках (baselines) особенно важны процедуры идентификации, которые выявляют объекты SCM, обозначают их уникальным образом и тем самым вводят в систему конфигурационного управления.
В действительности жизненный цикл разработки может весьма отличаться от каскадного, но в нем всегда можно выделить действия, которые соответствуют рассмотренным этапам.
Изменения. На каждом этапе жизненного цикла могут возникать запросы на изменения. Обычно считается, что эти запросы не формализуются в отношении тех объектов, которые массово изменяются на этом этапе (за одним исключением, которое будет описано в разделе “Метрики и управление проектом”). Так, изменения в исходном коде на этапе кодирования будут вноситься непосредственно. Если же на этапе кодирования возникнет запрос на изменение в дизайне, то этот запрос оформляется принятой процедурой регистрации и прохождения изменения.
Процедура прохождения изменения обычно документируется в методике конфигурационного управления (SCMP) и зависит от масштаба вносимых изменений.
Изменяемые данные. Объекты конфигурационного управления мы рассматриваем как логически выделенные части системы. Физическая их реализация может быть разнообразной - файлы, группы файлов (соответствующих одному объекту конфигурационного управления), содержимое базы данных, репозитория или даже бумажные документы.
Организация хранения объектов конфигурационного управления - один из важнейших вопросов конфигурационного управления. Исторически именно его решали методики конфигурационного управления. Ядром большинства средств SCM являются средства хранения версий.
С автором статьи можно связаться по телефону: (095) 288-3603 и адресу: george@arguss.msk.su.
Георгий Серяков
(Окончание следует)
