Разработка ПО (программного обеспечения): этапы, подходы, технологии

Первые реальные компьютеры – автоматические вычислители, начали разрабатываться в 1940-х годах. В 1950-х начали выполнять различные прикладные вычисления в специальных центрах. В эти годы уже появились кроме электронных вычислительных машин (ЭВМ), управляющие ЭВМ. Помимо вычислений, могли выдавать сигналы управления на различные устройства. Те машины занимали огромные залы. Их мощность была в сотни раз меньше, чем у современных гаджетов.

Уже тогда требовалась разработка ПО. Они работали по алгоритмам, которые закладывались специальными программами. То были коды, которые преобразовывались в машине в электронные цифровые сигналы. Эти принципы остались заложенными в построение и современного программного обеспечения. Только на языках более высокого уровня. Так же, как электронная начинка. Первыми были электронные лампы, потом микросхемы, сейчас мельчайшие микрочипы. Все технологии в мире работают под управлением программ. От стиральных машин, гаджетов, до огромных производств и космических кораблей.

Что такое ПО, его роль сейчас. Зачем знать, как оно создается

Программное обеспечение современных компьютеров, автоматизированных систем, устройств – это большой набор программ. Они предписывают, как выполнять действия, по заданным алгоритмам, предписанным машинными кодами. Эти коды пишутся на современных языках программирования. Отдельными командами, также циклами, блоками (фреймворками).

ПО в любых компьютерах делится на системное и прикладное. Системное ПО, или операционные системы (ОС), пишутся для самой машины – как действовать под разными командами. Прикладное программное обеспечение – это перечень программ, приложений для пользователей. Они требуют от компьютера выполнять пользователю различные действия.

Роль ПО в мире для человека сейчас – как у воды, электричества, транспорта. Оно обеспечивает комфортное жизнеобеспечение. В быту это – просмотр телевидения, сотовая связь, стирка, игры, поиск товаров. На работе, в бизнесе это – документооборот, выполнение заданий, коммуникации. Еще отчеты, продажи, продвижение, реклама. Производство, станки с ЧПУ. В государственных учреждениях практически все услуги сейчас оказываются населению через компьютеры, интернет с помощью ПО.

Все окружающие нас устройства, транспорт, управляются через программное обеспечение.

Знать, как разрабатывается ПО (софт) нужно тем людям, кто желает связать себя с самой перспективной отраслью. Это направление – IT, или ИТ – информационные технологии. Здесь создают все программы для компьютеров, устройств, интернета. Занимаются этим разработчики с десятками специализаций. Их заработки – одни из самых высоких среди всех отраслей.

Что такое разработка программного обеспечения

Разработка ПО – это комплексное создание алгоритмов для работы компьютеров, автоматизированных систем, и написание по ним программ. В зависимости от целей и сферы использования, они пишутся на разных языках программирования. Формулируется задание заказчика. Согласуются задачи, функции, дизайн интерфейса пользователя. Потом пишется набор программ по функциям, задачам программного комплекса. Таким образом, программирование не отличается от разработки ПО. Оно является его частью, этапом.

Цели разработки ПО:

1. Решить пользовательские задачи.
2. Автоматизировать процессы.
3. Обрабатывать, анализировать информацию.
4. Обеспечить безопасность.
5. UX – создание удобных, привлекательных интерфейсов пользователю.

Общие цели разработок ПО – обеспечить безопасную работу устройств, комфортно решить потребности пользователей.

Когда и почему нужна индивидуальная разработка ПО

Часто требуется создавать кастомное ПО – индивидуально для оригинальных задач, большого проекта. Его преимущества по сравнению с готовыми решениями:

1. Полное соответствие запросам, задачам, целям, параметрам. Настройка под объект.
2. Уникальная функциональность.  Возможности, которых нет в готовых программах.
3. Гибкость к изменениям. Возможность масштабироваться, когда проект растет.
4. Интеграция с любой инфраструктурой. Стандартное ПО не совместимо с уникальными условиями.
5. Обеспечение повышенной безопасности с индивидуальными параметрами.
6. Разработка полностью контролируется. Код под своим правлением. Возможность корректировок.

Кастомное ПО необходимо в таких ситуациях:

1. Готовые программы не реализуют уникальные задачи, нестандартные запросы.
2. Нужна поддержка длительного конкурентного преимущества.
3. Требования роста, масштабируемости, гибкости.
4. Критическая важность безопасности информации. Ведомственная конфиденциальность.
5. Интеграция с другими структурами, программами.

Примеры кастомных, нестандартных программ: приложения для транспорта YanGo, Uber; программы банков; доставка еды СберМаркет; управление бизнесом через CRM; интернет-магазины; системы умных домов; приложение с ИИ – Flix2mood, предлагающее фильмы по настроению.

Этапы разработки программного обеспечения

Разработка ПО строится из следующих этапов:

1. Детальный план проекта с бюджетом, сроками, задачами, ресурсами.
2. Изучаются требования заказчика по техническому заданию. Собирается необходимая информация. Исследуется объект.
3. Разработка информационной структуры, алгоритма задачи, дизайна интерфейса UI/UX.
4. Создание кодов. Написание программы по алгоритму и проработкам Проектирование (архитектура, UI/UX, документация).
5. Программа тестируется – по модулям и системно. Потом устанавливается на целевом сервере или у пользователей.
6. Когда ПО выпущено, нужна поддержка и периодические обновления. С внедрениями обновлений исправляются ошибки. Предоставляется техподдержка пользователям. Вносятся изменения по их запросам.

Для каждого этапа определяются цели, участники, ключевые задачи.

Методологии в разработках программного обеспечения

Методологии для создания ПО – это практики, процессы, принципы в организации коллектива разработчиков. Распространены популярные:

1. Waterfall – каскадная модель. В ней этапы разработок проходят последовательно.
2. V-модель – это обновленная каскадная версия. Здесь тестирование проводится на всех этапах.
3. Инкрементная – выполнение этапов независимое, но последовательное. Не нужны большие инвестиции, быстрая обратная связь. Разработка этапов разными командами, поэтому координация зависит от руководителя проекта.
4. Agile – гибкий набор практик. Скорость, постоянная обратная связь заказчика. С ней работают многие фреймворки, включая Scrum, ХР, Kanban.
5. Scrum – самый популярный фреймворк Agile. Строит работу на коротких циклах – спринтах. В каждой итерации рабочая версия.
6. Kanban – визуализирует рабочий процесс канбан-досками. Оптимизирует задачи, не вызывая перегрузки.
7. RAD – для быстрых разработок ПО. Использует прототипирование, повторяющиеся итерации.
8. Итерационная модель – проект разбивается на итерации, части. Каждая – законченная сама по себе. Потом объединяются общим проектом.
9. Спиральная модель – здесь разработка в виде спирали. У каждого оборота – одна итерация. Все витки – с четырьмя секторами: определять цели, оценивать риски, разрабатывать и тестировать, планировать следующую итерацию.

Каждая методология помогает в управлении проектом, реализуя поставленную цель.

Какие факторы влияют на разработки

Разработка зависит от технических, человеческих, внешних факторов. Ко всем этим факторам относятся:

1. Требуется четкое понимание требований заказчика.
2. Технологии выбираются исходя из ограничений бюджета.
3. Успех определяется опытом, квалификацией членов команды. Тем, как продуктивно они взаимодействуют.
4. Качество разработок определяется технологиями, инструментами, технологиями, языками программирования. Тем, как тестируются и развертываются программы.
5. При сжатых сроках применяется быстрая разработка. Для гибких сроков пользуются традиционными способами.
6. Для создания конкурентоспособного продукта требуется отслеживание актуальных инноваций.
7. Учет потенциальных уязвимостей, рисков, изменений в законах.

Влияние данных факторов нужно учитывать при планировании разработок. От них зависит успешность проекта.

Инструменты и технологии

Разработка ПО строится на многих технологиях, методах, инструментах. Их набор зависит от структуры проекта, его целей, задач.

Языки программирования

Основной инструмент разработки ПО. Наиболее распространенные сейчас:

1. Python применяется универсально для веб-разработок, аналитики, искусственного интеллекта.
2. JavaScript – для разработки интерактивных элементов на веб-ресурсах, игр, мобильных приложений.
3. Java – на нем пишутся приложения к различным платформам, корпоративным системам, мобильным гаджетам на Андроид.
4. C# – язык от Microsoft для игр, приложений в Windows. Создает графические интерфейсы, базы данных, структурные системы.
5. Swift – язык создает приложения к операционной системе iOS, безопасные мобильные приложения.
6. C++ – с  этим мощным инструментом создаются игры, приложения, операционные системы, сложные программы. Работает быстро, эффективно в низкоуровневом программировании.

Системы контроля версий. Git

Система предназначена для поиска изменений, хранения их вариантов, перехода к любому состоянию. В отличие от других подобных, Git хранит состояние и в снимках. Восстанавливать нужную версию легко, быстро, наглядно.

IDE – интегрированные среды для разработок

В систему входят многочисленные инструменты, которые объединены одним графическим интерфейсом. Позволяет не переключаться в другие приложения, анализировать код в одном месте. Среда VS Code с мощным редактором кода, поддержкой многих языков, фреймворков. Среда IntelliJ – многофункциональная IDE с мощным отладчиком, поддерживает много языков.

Системы управления проектами

Инструмент Jira с обширным функционалом работает с Проджект Менеджером. Применяется при разработке ПО, выполняет расширенный поиск ошибок в программах. Интегрируется с инструментами CRM. Помогает делать крупномасштабные проекты.

Trello выполняет постановку, контроль задач. Гибкость с карточками, интерфейсом перетаскивания. На одной доске собирает любое число участников. Простой, удобный инструмент делать небольшие задачи.

Средства тестирования

Инструменты позволяют собирать, тестировать и развертывать приложения.

Программа CI/CD ускоряет написание, запуск кода. Тестирует его модули на выполнение. Проверяет взаимосвязь компонентов. Использует фреймфорки для автоматизации тестов. Интегрируется с серверами.

Программные платформы

Различаются три вида платформ.

1. Мобильные – ряд приложений в мобильные устройства. Их работа оптимизирована под сенсорное управление, небольшие экраны, с простым интерфейсом.
2. Десктопные приложения – для установки на компьютерах, работают в их ОС. Имеют большую функциональность, производительность.
3. Облачные приложения доступны из интернета от удаленных серверов. Через них ведется работа онлайн с обработкой и передачей информации.

Современные тенденции в разработке ПО

Процессы разработки совершенствуются, появляются технологии высокого уровня. Главными трендами 2025 года будут:

1. Присутствие искусственного интеллекта в разработках и продуктах. Автоматизация проектирования. Умные системы.
2. Переход к микросервисным архитектурам с возможностями масштабирования.
3. Обязательное включение элементов кибербезопасности.
4. Дальнейшее развитие облачных технологий. Контейнеризация – упаковка ПО с полными пакетами для запуска. Библиотеками, настройками, кодами.
5. Кросс-браузерная адаптация – отображение сайтов любыми браузерами, платформами.
6. Персонализация программ. Уход от универсальных массовых решений на индивидуальные продукты

Рассматриваются переходы к инфраструктурным кодам, гибридным моделям управления проектом.

Типичные ошибки при разработке и как их избежать

Когда разрабатывается, внедряется ПО, важно минимизировать ошибки. Тогда запуск станет успешным, программы будут работать без сбоев. В числе ошибок могут быть следующие:

1. Игнорировать документацию, или она плохая. В таком случае будет недопонимание функционала, неправильная реализация.
2. Тестирование слабое, или его недостаточно. Если тестирование пропущено на этапах разработки, обнаружатся ошибки при запуске. Нужна широкая программа тестов.
3. Игнорируются требования заказчика, пользователя. Не учтены полностью его потребности. Так продукт может оказаться ненужным.
4. Переоценка возможностей команды. Также плохая коммуникация коллектива. Недопонимания ведут к конфликтам. Необходимо общение, обмен информацией.
5. Игнорирование безопасности. Может быть утечка данных, система станет уязвимой.
6. Программы избыточно оптимизируются. При небольших улучшениях, тратится лишнее время. Сначала необходимо настроить функциональность, заниматься оптимизацией.

Чтобы избежать ошибок, необходимы детальные ревью (проверки кода, аудит). Внедрять автоматизацию тестирования CI/CD. Доставлять новые модули проекта всем сторонам для тестирования. Организовать обучение персонала разработчиков, и пользователей.

Заключение

Разработка ПО требуется во всех отраслях. Чтобы программные продукты были конкурентоспособными, необходимо применять современные инструменты разработки и тестирования. Внимательно согласовывать требования заказчика. Налаживать коммуникации в команде, с пользователями. Проводить обучение лиц, причастных к продукту. Тогда появится осознанность у разработчиков, ясное понимание процессов у пользователей.

Тем пользователям, кто хочет заказать ПО, следует детально согласовать его с разработчиками заранее. Тем людям, которые желают изучить процесс разработки ПО, полезно ознакомиться с бесплатными курсами у ведущих онлайн-школ. Понять суть, выбрать понравившееся направление. Оценить, подойдут ли режимы, скорость обучения, объем материалов, стоимость. После этого так же осознанно приступить к обучению.

Информация и материалы, представленные на сайте: skolkovo-resident.ru взяты из открытых источников, расположенных в сети «Интернет». Администрация сайта не имеет какого — либо отношения к Федеральному государственному бюджетному учреждению «Фонд Сколково» и иным институтам развития, а также не является аффилированным лицом по отношению к данным организациям и / или к их сотрудникам.