Стандарты процесса управления конфигурациями

При разработке программных систем создается множество взаимосвязанных объектов: требований, исходных текстов, объектных файлов, описаний тестов и т. п. — согласованные совокупности которых принято называть конфигурациями, а процесс поддержки их изменений и целостности в течение жизненного цикла проекта — управлением конфигурациями. Основная цель введения в проект процесса управления конфигурациями — предотвратить неконтролируемое развитие проекта и дать гарантии того, что все вносимые изменения будут учитываться и санкционироваться. Управление конфигурациями включает в себя процедуры по идентификации элементов проекта, по управлению изменениями и поддержке трассируемости объектов, а также деятельность по поддержке аудитов состояния и контролю статуса конфигурации.

Объект конфигурации (Configuration Item, CI): исходные тексты, скомпилированные программы, исходные коды программ, документация, элементы аппаратуры, процедуры и материалы обучения и т.п. — базовое понятие процесса управления конфигурациями Однако обычно под управление конфигурациями попадают только результаты проектной деятельности: программное обеспечение и сопутствующая документация, требования к интерфейсам и документация, выходные файлы, полученные при использовании инструментов проекта, технико-экономические документы и записи пользовательских требований, планы управления проектом, инструменты и руководства пользователя, записи об истории проекта, тест-планы, процедуры и отдельные тестовые примеры.

При объединении объектов конфигурации образуется их конфигурация — любая структурированная совокупность объектов разработки программной системы, представленных в виде CI, или совокупность процессов и технологических цепочек проекта по разработке программной системы, описания которых также могут быть представлены в виде CI. Процесс управления конфигурациями в различных отраслях регламентируется международными и национальными стандартами: ГОСТ Р 51904, DO-178, AS9100, AS9006, ISO10007, ISO/IEC TR 15846, ISO/IEC 15408, IEEE 1042 и пр. При разработке высококритичных систем применение процесса управления конфигурациями строго обязательно — цена исправления дефектов в таких системах может быть очень высока.

Стандарт ГОСТ Р 51904 был принят Госстандартом России в 2002 году и регламентирует требования к разработке и документированию встроенных систем. В нем процесс управления конфигурациями отнесен к группе интегральных процессов, необходимых для обеспечения качества выполнения процессов разработки и их выходных данных. Интегральные процессы выполняются одновременно с процессами разработки и обеспечивают непрерывную поддержку разработки. Основные цели процесса управления конфигурациями согласно ГОСТ 51904 состоят в том, чтобы обеспечить:

определяемую и управляемую конфигурацию ПО на протяжении всего жизненного цикла;
целостность при тиражировании исполняемого объектного кода для производства ПО или, в случае необходимости, его повторной генерации для проведения исследований или модификации;
управление входными и выходными данными процесса в течение жизненного цикла, что гарантирует непротиворечивость и повторяемость работ в процессах;
контрольную точку для проверки, оценки состояния и контроля изменений посредством управления элементами конфигурации и определения базовой линии;
контроль над тем, чтобы дефектам и ошибкам было уделено внимание, а изменения были зарегистрированы, утверждены и реализованы;
оценку соответствия программного средства требованиям;
надежное физическое архивирование, восстановление и сопровождение элементов конфигурации.

Процесс при этом разбит на несколько подпроцессов. При идентификации происходит однозначная маркировка каждого элемента конфигурации и последующих версий с целью установки базиса для управления и ссылок на элементы конфигурации. Для этого принимается схема идентификации, определяющая правила маркировки различных типов элементов конфигурации, их версии, ревизии, статуса. Подпроцесс контроля конфигурации состоит в установлении набора правил, регламентирующих доступ к элементам конфигурации различных групп пользователей, а также в протоколировании всех действий по доступу к элементам конфигурации и их изменению.

Следующим подпроцессом является определение базовой линии разработки с целью создания «моментального снимка» состояния конфигурации в заданный момент времени. Базовая линия может использоваться далее либо как отправная точка для создания новых конфигураций, либо для определения элементов системы, передаваемых для сертификации в сертифицирующий орган.

В процессе управления конфигурациями силами коллектива разработчиков и другими участниками проекта составляются отчеты о дефектах, содержащие описания несоответствий разрабатываемой системы требованиям либо несоответствия процессов разработки принятым стандартам. Управление отчетами о дефектах должно гарантировать, что качественно и в срок будут выполнены корректирующие действия, устраняющие дефекты.

Контроль изменений необходим для предотвращения спонтанной эволюции системы — все вносимые в нее изменения должны быть зарегистрированы, оценены, рассмотрены и утверждены. Такие изменения не нарушают целостности системы и конфигурации. Одновременно осуществляется архивирование конфигурации — это основной подпроцесс, гарантирующий, что все CI в конфигурации утверждены, а изменения в них — санкционированы. Это обеспечивается за счет разграничения прав доступа к CI и определения правил их изменения различными группами разработчиков. Разработчик не сможет получить доступ к CI, если этот доступ не был санкционирован.

Кроме этого, имеются еще подпроцессы ведения отчетности о состоянии конфигурации, необходимые

для определения планов разработки, узких мест, установления сроков;
контроля загрузки ПО, в результате чего из CI создается конфигурация, предназначенная для выпуска и/или для загрузки во встраиваемую систему (этой конфигурации присваивается регистрационный номер и определяется аппаратура, на которой должна работать система);
контроля среды жизненного цикла, дающего гарантию того, что все инструменты проекта идентифицируются, управляются, контролируются и могут быть получены из базы данных проекта.

Практически все процессы управления конфигурациями, определенные стандартом ГОСТ Р 51904, требуют отслеживания состояний жизненного цикла объектов, помещенных в конфигурацию. Так, контроль конфигурации подразумевает, что режим доступа к CI может изменяться в зависимости от их состояния. Создание базовых линий происходит только по достижении всех входящих в нее CI определенного состояния. Управление отчетностью о дефектах производится на основании информации о том, в каком состоянии находится отчет о дефекте и сам дефект, устранен ли он. Отчет о состоянии конфигурации в обязательном порядке включает в себя информацию о состояниях CI. Архивирование конфигураций также может изменять их состояние. Процесс контроля загрузки ПО автоматизируется при помощи создания базовой линии из CI, достигших определенного состояния. Контроль среды жизненного цикла производится на основании информации о том, в каком состоянии находятся инструменты проекта, не требуется ли их обновление.

По своей сути ГОСТ Р 51904, область применения которого — любые встроенные системы, базируется на международном стандарте DO-178, используемом при разработке авиационных систем. Системы, разработанные в соответствии с этим стандартом, могут быть сертифицированы согласно требованиям летной годности.

В целом процесс управления конфигурациями, охватываемый стандартом DO-178, направлен на поддержку целостности данных, создаваемых в ходе всех стадий жизненного цикла продукции. Основная специфика процесса управления конфигурациями, регламентируемого данным стандартом, состоит в учете аспектов сертификации на летную годность, которую должно проходить все программное обеспечение, используемое в бортовых авиационных системах. Данные процесса управления конфигурациями используются в качестве основных данных, интересующих сертифицирующие органы, которым предоставляются индексы конфигураций — списки уникальным образом идентифицированных элементов (исходных текстов, файлов данных, объектного и исполняемого кода), входящих в программное обеспечение. Для подтверждения соответствия качества программного обеспечения заданному уровню критичности бортового ПО, представляются результаты его тестирования, проведенного в соответствии с требованиями к данному уровню. Конфигурация включает в себя связи между требованиями, исходными текстами, тестами, их результатами и другими объектами разработки, чем обеспечивается их трассируемость.

Для проведения сертификации все элементы конфигурации должны иметь статус, свидетельствующий об их готовности к сертификации, а все проблемы, возникающие в ходе разработки, должны быть тем или иным образом закрыты. Данный аспект сертификации обеспечивается предоставлением информации о ведении проблем и включением сообщений о проблемах и связанных с ними запросов на изменение в индекс конфигурации.

С точки зрения стандарта ISO 10007 управление конфигурациями — это управленческая дисциплина, применяемая на протяжении всего жизненного цикла изделия для обеспечения наглядности функциональных и физических характеристик и управления ими. Данная деятельность является способом удовлетворения определенных требований, содержащихся в других международных стандартах серии ИСО 9000. Согласно данному стандарту, процесс управления конфигурациями включает в себя следующие виды деятельности: идентификацию конфигураций, контроль конфигураций, представление отчетности о статусе конфигураций, проверку конфигураций. Охват данного стандарта шире, чем у предыдущих двух, — это не только разработка программного обеспечения, но и все результаты деятельности компании, управление которыми может вестись в соответствии с принципами управления конфигурациями.

Существуют также стандарты AS 9100/AS9006, специально адаптирующие требования системы менеджмента качества ISO к авиационной отрасли.

Все перечисленные стандарты (представлены в таблице) предъявляют практически одинаковые требования к идентификации CI, трассируемости и вычислению статусов. В целом же можно отметить тенденцию к ужесточению предписанных ими требований, прежде всего касающихся интеграции процессов разработки и управленческой деятельности.

Таблица. Требования различных стандартов к процессу управления конфигурациями

Никита Налютин (Nikita.Nalyutin@experian.com) — менеджер по обеспечению качества, компания Experian (Москва).