Разработка программного обеспечения
Разработка программного обеспечения (англ. software development) — это процесс проектирования и реализации программных решений для удовлетворения нужд пользователя. Этот процесс шире, чем простое программирование и написание исходного кода: он включает формулирование цели, оценку выполнимости, анализ требований, проектирование, тестирование и выпуск программного продукта. Разработка программного обеспечения является частью программной инженерии, которая также охватывает вопросы организационного и проектного управления, управления конфигурациями и другие сопутствующие аспекты[1].
В процессе разработки программного обеспечения участвуют специалисты различных профилей, включая программистов, тестировщиков, технических писателей, графических дизайнеров, специалистов по пользовательской поддержке, специалистов по маркетингу и по привлечению финансирования.
Разработка программного обеспечения использует различные инструменты, такие как компиляторы, интегрированные среды разработки (IDE), системы управления версиями, средства автоматизации разработки (CASE), а также текстовые редакторы.
Подход к процессу разработки может отличаться в зависимости от выбранной методологии, особенностей проекта и команды. Используемый процесс может опираться на официальные стандарты или быть созданным специально для проекта. Процесс может быть последовательным, когда каждый этап (проектирование, реализация, тестирование) завершается до начала следующего, либо итеративным, что позволяет снижать риски, уменьшать затраты и повышать качество путем постепенной реализации и тестирования компонентов.
Современный процесс разработки характеризуется демократизацией за счёт распространения low-code и no-code платформ, позволяющих создавать приложения без традиционного написания кода. Кроме того, во все этапы жизненного цикла разработки программного обеспечения глубоко интегрируется генеративный искусственный интеллект, трансформирующий рабочие процессы и роли специалистов[2].[3][4][5]
Методологии
Различные методологии разработки оптимально подходят для определённых типов проектов в зависимости от технических, организационных, проектных и командных факторов[7].
- Самая простая методология — «программирование и исправление» (code and fix), обычно используется одним программистом для небольших проектов. Программист кратко формулирует цель, пишет код и сразу запускает программу на выполнение. После завершения работа считается законченной, и продукт выпускается. Такой подход подходит для прототипов, но не может применяться к более сложным проектам[8].
- В последовательной каскадной модели (waterfall model) выполнимость, анализ, проектирование, разработка, обеспечение качества и внедрение происходят последовательно. Для перехода к этапу требуется завершение предыдущего, что может привести к задержкам и усложняет доработки на ранних этапах[9].
- В итеративных моделях (iterative) этапы переплетаются, что повышает гибкость, эффективность и делает планирование реальнее. Проект реализуется по частям. Такой подход позволяет фокусироваться на приоритетных функциях и при необходимости исключать второстепенные[10]. Гибкая методология (англ. agile) изначально предназначалась для небольших и средних проектов, делает акцент на контроле над реализуемыми функциями для снижения рисков превышения сроков или бюджета[11]. Производные от agile — экстремальное программирование и Scrum. Для открытого программного обеспечения характерна совместная проектировка, программирование и тестирование, что обуславливается распределённой структурой участия добровольцев[12].
- Гибридные методологии, сочетающие элементы каскадной модели (Waterfall) и гибкой разработки (Agile), стали стандартом для крупномасштабных и сложных проектов, а также для работы в регулируемых отраслях[13][14]. Этот подход обеспечивает баланс между строгим контролем сроков и бюджета и гибкостью адаптации к изменениям.
- Некоторые организации интегрируют информационные технологии (ИТ) с процессом разработки ПО, что известно как DevOps или DevSecOps (при включении вопросов компьютерной безопасности)[15]. DevOps включает непрерывную разработку, тестирование, интеграцию кода в систему управления версиями, развёртывание и поставку кода клиентам[16]. Цель интеграции — ускорение и повышение эффективности предоставления ИТ-услуг.
- В контексте разработки искусственного интеллекта адаптируется концепция нулевого доверия (Zero Trust), которая включает непрерывную проверку ИИ-агентов, применение наименьших привилегий к моделям и защиту от специфических угроз, таких как внедрение промптов и отравление данных[17][18].
В современных методах также акцентируется раннее выявление и устранение проблем безопасности и ошибок (shift-left testing), что позволяет экономить ресурсы на последующих этапах[19].
Согласно данным за 2024–2026 годы, около 29 % программных проектов признаются полностью успешными (завершены вовремя, в рамках бюджета и с требуемыми функциями). Ещё 52 % проектов завершаются с превышением ресурсов или отсутствием части функций, а 19 % отменяются до поставки. По альтернативным оценкам Института управления проектами (PMI), доля успешных проектов составляет 48–50 %, что обусловлено иными критериями оценки[20].[21][22]
Этапы
Жизненный цикл разработки программного обеспечения — это систематизированный процесс создания программных приложений[23]. Жизненный цикл разработки программного обеспечения эволюционирует от последовательных этапов к гибкой модели непрерывного конвейера, управляемого искусственным интеллектом и автоматизацией. Согласно стандарту ISO/IEC/IEEE 12207:2026, процессы жизненного цикла могут применяться параллельно, итеративно и рекурсивно, обеспечивая непрерывное взаимодействие между инженерией, эксплуатацией и пользователями, а также глубокую интеграцию с методологиями Agile и DevOps[24].[25][26]
Оценка выполнимости
Идеи для программных продуктов часто берутся из маркетинговых исследований, анализа демографических данных потенциальных и существующих клиентов, откликов клиентов, предложений других сотрудников или внешних консультантов. Идеи обычно предварительно оцениваются специалистами по маркетингу на предмет экономической целесообразности, каналов сбыта, влияния на другие продукты, нужных функций и соответствия маркетинговой стратегии компании. Для этого производятся оценка затрат и времени реализации проекта[27]. Анализ выполнимости оценивает прибыльность проекта, его стоимость и сроки. По итогам анализа компания принимает решение о дальнейшем инвестировании[28]. После одобрения проект реализуется с расчётом на достижение сроков, бюджета, высокого качества и требуемой функциональности. Однако большинство проектов выходят за рамки сроков или бюджета, а иногда часть функций или качество жертвуется ради соблюдения графика[29].
Анализ
Анализ начинается с формализации требований (requirements analysis), чтобы выяснить бизнес-цели разрабатываемого программного продукта[30]. Сбор требований осложняется тем, что у пользователей могут быть несовместимые или изменяющиеся запросы[10]. Результатом анализа становится спецификация, согласно которой ведётся разработка. Для повышения эффективности и повторного использования проект обычно декомпозируется на объекты и компоненты[30]. Такая декомпозиция позволяет, например, реализовать многопоточные программы, эффективные для многопроцессорных систем[31].
Для описания требований часто применяют структурный анализ, строят диаграммы потоков данных, словарь данных, псевдокод, диаграммы состояний или диаграммы «сущность-связь»[32]. Если проект включает в себя устаревшее ПО из ранее не смоделированных компонентов, для него также разрабатывается модель[33].
Проектирование
Проектирование включает в себя выбор языков программирования, базы данных, организацию аппаратного и сетевого взаимодействия. Проектирование может быть итеративным и сопровождаться обратной связью с пользователями. К разработке зачастую привлекаются специалисты по архитектуре баз данных, разработке интерфейсов, оптимизации серверов и оборудования[30]. Проектировщики стремятся выявлять повторяющиеся паттерны для создания переиспользуемых модулей, например, используя объектно-ориентированное программирование. Обычный пример — архитектура «модель–представление–контроллер» (model–view–controller), разделяющая графический интерфейс и серверную часть[34]. Для обеспечения слабой связанности (англ. loose coupling) компонентов применяются такие современные архитектурные подходы, как клеточно-ориентированная архитектура (англ. cell-based architecture), предметно-ориентированное проектирование (англ. Domain-Driven Design) и контракты данных (англ. data contracts)[35][36].
Программирование
Основная задача — создание и понимание программной составляющей, реализующей нужную функциональность[37]. Существует множество стратегий написания кода. Хорошее ПО состоит из независимых компонентов, а избыточная связанность затрудняет сопровождение[38]. Несоблюдение стандартов приводит к запутанному, неэффективному и плохо документированному коду, особенно под давлением сроков[39]. Это усложняет тестирование, отладку и доработку. Рефакторинг кода (например, добавление комментариев) используется для повышения читабельности[40]. Современные стратегии разработки включают AI-native программирование и архитектурное управление ИИ-системами. Это направление предполагает делегирование задач автономным агентам и написание логики с помощью естественного языка, при котором роль разработчика смещается к архитектурному контролю и критическому ревью. Важной частью процесса стал продвинутый Prompt Engineering, включающий программную структуризацию промптов, управление рассуждениями моделей и версионирование запросов[41][42]. При этом бесконтрольная ИИ-генерация кода усугубляет проблему технического долга и создаёт риски появления «спагетти-кода». Возникает новая категория рисков — «долг понимания» (или «долг знаний»), обусловленный тем, что нейросети генерируют код быстрее, чем человек способен его осмыслить и проверить. Хотя сгенерированный код часто выглядит синтаксически корректным, он может содержать скрытые ошибки и неявные допущения, что требует строгой архитектурной дисциплины и тщательного контроля со стороны разработчиков[43][44].
Тестирование
Тестирование предназначено для проверки корректности исполнения и отсутствия ошибок. Отладка проводится каждым разработчиком для проверки собственного кода. Программное обеспечение должно корректно исполняться на всех входных данных, даже если ответ ошибочен[45]. Ревью кода другими разработчиками существенно снижает количество последующих ошибок[46], при этом автоматизированное ИИ-ревью стало стандартным предварительным этапом, однако финальное решение всегда остаётся за человеком[47][48]. Вместо отдельных подразделений контроля качества современным стандартом является непрерывное тестирование (Continuous Testing), интегрированное в DevOps-команды[49]. Для комплексного тестирования[45] используются приёмочные тесты, стресс-тесты, интеграционное тестирование и тестирование совместимости (например, с разными ОС и браузерами). Тестирование перед написанием кода известно как разработка через тестирование (test-driven development)[50].
Ввод в эксплуатацию
На этом этапе ПО внедряется у конечного пользователя[51]. Разработчик может создавать ресурсы для технической поддержки[52], или организовывать процесс устранения ошибок, выявленных пользователями. Иногда, если выявляются изменившиеся либо преждевременно понятые требования, проект возвращается к предыдущим фазам[51].
Специалисты
Разработку программного обеспечения осуществляют компоненты команды — разработчики программного обеспечения, обычно работающие вместе. Важна эффективная коммуникация между участниками; при этом, если ранее особое значение придавалось совместному расположению небольших команд с опытом совместной работы[53], то современный стандарт сместился в сторону асинхронности и распределённых команд[54][55]. Грамотно выстроенное взаимодействие облегчает выявление проблем и предотвращает дублирование усилий. Для минимизации риска потери знаний проекты организуют так, чтобы несколько человек разбирались в каждом компоненте[56]. Помимо программистов, в проекте участвуют менеджеры продуктов, определяющие стратегию и дорожную карту решения, тестировщики, технические писатели, дизайнеры, специалисты по поддержке, маркетологи и специалисты по привлечению средств. Разработчики коммерческого ПО, как правило, работают за плату, в то время как участники открытых проектов чаще всего — волонтёры[57]. Реже участие оплачивается за счёт иных моделей монетизации, например, оказания услуг и модификаций. С развитием технологий искусственного интеллекта массовой стала роль AI-инженера, в задачи которого входит проектирование, создание, оценка и эксплуатация ИИ-систем[58][59]. Под влиянием ИИ изменились и требования к начинающим разработчикам (Junior): от них ожидается ИИ-грамотность, умение продуктивно использовать ИИ-ассистентов, а также навыки код-ревью для валидации и улучшения сгенерированного кода вместо написания шаблонных решений[60]. Значительно выросла роль непрофессиональных разработчиков (citizen developers), использующих low-code и no-code платформы. Бизнес-пользователи самостоятельно создают рутинные приложения и автоматизируют процессы, дополняя работу профессиональных программистов и позволяя им сосредоточиться на сложной архитектуре и интеграциях[61][62].
Модели и инструменты
Стандартом индустрии разработки программного обеспечения стали следующие категории инструментов:
- ИИ-кодинг-ассистенты и автономные агенты (Cursor, Claude Code, Devin, GitHub Copilot, Codex, Windsurf, Qodo, Tabnine, Cline), способные дополнять код, автономно создавать модули, писать тесты и выполнять рефакторинг[63][64];
- платформы оркестрации ИИ-моделей и мультиагентные системы (Claude Fable 5, GPT-5.6 Sol, Claude Opus 5), в рамках которых различные ИИ-агенты сотрудничают между собой для делегирования и решения сложных архитектурных задач[63][64];
- облачные среды разработки и AI-native IDE (Cursor, Replit Agent, Devin, GitHub Copilot Workspace)[63][64];
- облачные платформы и облачно-нейтральная архитектура (AWS, Azure, Google Cloud)[65];
- контейнеризация и Kubernetes-экосистема[65];
- API-first и контрактная разработка (OpenAPI, AsyncAPI, gRPC, GraphQL)[65];
- event-driven архитектура и стриминг[65];
- базы данных и кэширование (современные SQL и NoSQL решения, Redis-паттерны)[65];
- инструменты наблюдаемости (для работы с метриками, логами, трассировкой и SLO)[65];
- DevSecOps и Zero Trust (решения для интеграции безопасности в пайплайн разработки)[65].
Средства автоматизации проектирования
Компьютерная поддержка проектирования программного обеспечения (англ. computer-aided software engineering, CASE) — инструменты для частичной автоматизации разработки[66]. CASE позволяют моделировать логику программ — как проектируемых, так и существующих для интеграции с новым кодом или реверс-инжиниринга, например, при переходе на новый язык программирования[67].
Документирование
Документация обычно делится на две категории: для разработчиков и для конечных пользователей[68]. Для разработчиков документация чаще всего представлена комментариями к классу, файлу, методу, отражающими API (программный интерфейс приложения) и детали реализации[69]. Такая документация помогает новым участникам быстро освоиться в проекте[70]. В гибких методологиях документация часто пишется параллельно с написанием кода[71]. Документацию для пользователей преимущественно готовят технические писатели[72]. Нейросети активно используются для создания черновиков и «живой документации», однако они не заменяют ручное комментирование полностью. Поскольку искусственный интеллект может допускать логические ошибки и неточности, его результаты рассматриваются как заготовки. Ручная проверка фактов, полноты описания и актуальности примеров человеком остаётся ключевым элементом процесса документирования[73][74].
Оценка трудозатрат
Точная оценка необходима на этапе планирования и влияет на успех проекта. Оценкой обычно занимается менеджер проекта[75]. Объём работы, а также опыт разработчиков и возможность переиспользования кода существенно влияют на стоимость и сроки[76]. По состоянию на 2019 год, большинство инструментов оценки ориентированы на обычные приложения и не применимы к веб- и мобильным приложениям[77].
Интегрированная среда разработки
Файл:GNOME Builder.png
GNOME Builder, рекомендуемая среда разработки для окружения GNOME
Интегрированная среда разработки (IDE) поддерживает процесс разработки, предоставляя продвинутые возможности по сравнению с обычным текстовым редактором[78]. IDE обычно включает автоматическую компиляцию, подсветку синтаксических ошибок[79], помощь при отладке[80], интеграцию с системой управления версиями, полуавтоматизацию тестирования[78]. Всё большее распространение получают облачные IDE (такие как Replit и GitHub Codespaces), предлагающие мощности, сопоставимые с локальными решениями. Современным стандартом стали встроенные в IDE ИИ-агенты, предоставляющие функции автономного написания кода, самоисправления ошибок, генерации документации и тестов, а также автоматического рефакторинга.
Управление версиями
Управление версиями — важный инструмент для контроля и отслеживания изменений кода. При фиксации новой версии система сохраняет резервные копии модифицированных файлов. В случае совместной работы нескольких программистов система объединяет их изменения и помогает устранять конфликтные ситуации[81].
Модель представлений
Модель представлений (view model) — это каркас, который задаёт различные взгляды и точки зрения на систему и её окружение, используемые в процессе разработки. Обычно это графическое отображение семантики соответствующего представления.
Использование точек зрения помогает организовать сложные системы по областям компетенции и ответственности. В инженерии систем, связанных с физическим производством, точки зрения обычно сопоставляются функционалу и зонам ответственности инженерных подразделений[82].
Функции пригодности
Функция пригодности (fitness function) — это автоматизированные и объективные тесты для проверки соответствия новых разработок установленным ограничениям, требованиям и нормам[83]. Примеры интеграции архитектурных проверок в CI/CD включают:
- архитектурные проверки кода с использованием ArchUnit (для стека JVM) или NetArchTest (для .NET) в качестве тестов, блокирующих слияние при нарушении архитектурных правил[84];
- описание архитектурных ограничений в виде кода и интеграцию проверок через Structurizr DSL непосредственно в CI-пайплайн[84];
- кроссплатформенный контроль отклонений от целевой архитектуры с использованием SonarQube Server Enterprise для автоматического отслеживания архитектурного дрейфа на каждом pull request[84].
Интеллектуальная собственность
Вопросы интеллектуальной собственности возникают при интеграции открытого кода или библиотек в коммерческий продукт; большинство открытых лицензий требует распространения модификаций на тех же условиях. Возможные альтернативы включают выбор проприетарного аналога или самостоятельную разработку компонента[85]. Программный код, полностью сгенерированный искусственным интеллектом без творческого участия человека, не признаётся объектом авторского права в ключевых юрисдикциях (США, ЕС, РФ) и переходит в общественное достояние. Правообладателем может быть признано только физическое лицо, если ИИ использовался исключительно как инструмент, а разработчик внёс существенный творческий вклад[86]. Использование ИИ-ассистентов, обученных на открытом коде, создаёт дополнительные риски для лицензионной чистоты. Если сгенерированный код близко воспроизводит фрагменты под строгим копилефтом (например, GPL), он может быть признан производным произведением, что потребует открытия исходного кода всего коммерческого продукта[87].[88] При выборе открытых лицензий традиционные пермиссивные варианты (MIT, Apache 2.0) остаются доминирующими благодаря минимальным рискам для коммерческой интеграции. В то же время лицензии с ограничениями на облачное и коммерческое использование (BSL, SSPL) создают юридическую неопределённость и избегаются крупными предприятиями[89].[90]
Разработка в России
По состоянию на апрель 2026 года в реестре отечественного программного обеспечения насчитывалось 30 945 продуктов[91]. Рынок корпоративного программного обеспечения демонстрирует стабильный рост: в 2025 году он увеличился на 19,6 %, а в 2026 году ожидается рост на 19,9 % (до 277 млрд рублей). Доля отечественных решений на рынке корпоративного ПО достигла 92 %[92]. Государство стимулирует развитие отрасли через комплекс мер поддержки. Для аккредитованных ИТ-компаний предусмотрены налоговые льготы (включая нулевую ставку налога на прибыль и сниженные страховые взносы[93]), а для разработки особо значимых проектов выделяются государственные гранты[94]. Ключевыми трендами импортозамещения в разработке стали переход к экосистемному подходу, фокус на технологии искусственного интеллекта и сложный отраслевой софт, а также активное использование открытого исходного кода (open-source) для обеспечения технологической независимости[93][95][96].
Примечания
Литература
- Conde, Dan. Software Product Management: Managing Software Development from Idea to Product to Marketing to Sales. — Aspatore Books, 2002. — ISBN 1587622025.
- Davis, A. M. Just enough requirements management: Where software development meets marketing. — Dorset House Publishing Company, Incorporated, 2005. — ISBN 0932633641.
- Dooley, John F. Software Development, Design and Coding: With Patterns, Debugging, Unit Testing, and Refactoring : [англ.]. — Apress, 2017. — ISBN 978-1-4842-3153-1.
- Kit, Edward. Software Testing in The Real World. — Addison-Wesley Professional, 1992. — ISBN 0201877562.
- Hasted, Edward. Software That Sells: A Practical Guide to Developing and Marketing Your Software Project. — Wiley Publishing, 2005. — ISBN 0764597833.
- Hohmann, Luke. Beyond Software Architecture: Creating and Sustaining Winning Solutions. — Addison-Wesley Professional, 2003. — ISBN 0201775948.
- Horch, John W. (Март 1995). “Two Orientations On How To Work With Objects”. IEEE Software. 12 (2): 117—118. ProQuest 215832531.
- Langer, Arthur M. Guide to Software Development: Designing and Managing the Life Cycle : [англ.]. — Springer, 2016. — ISBN 978-1-4471-6799-0.
- McCarthy, Jim. Dynamics of Software Development. — Microsoft Press, 1995. — ISBN 1556158238.
- Morris, Joseph M. Software industry accounting. — 2nd. — John Wiley & Sons, 2001.
- Rittinghouse, John. Managing Software Deliverables: A Software Development Management Methodology. — Digital Press, 2003. — ISBN 155558313X.
- Saif, Syed Mohsin. Software Effort Estimation for Successful Software Application Development // Tools and Techniques for Software Development in Large Organizations: Emerging Research and Opportunities: Emerging Research and Opportunities : [англ.]. — IGI Global, 2019. — P. 45–97. — ISBN 978-1-7998-1865-6.
- Tucker, Allen. Software Development: An Open Source Approach : [англ.] / Allen Tucker, Ralph Morelli, Chamindra de Silva. — CRC Press, 2011. — ISBN 978-1-4398-8460-7.
- Vishnu, Pendyala. Evolution of Integration, Build, Test, and Release Engineering Into DevOps and to DevSecOps // Tools and Techniques for Software Development in Large Organizations: Emerging Research and Opportunities: Emerging Research and Opportunities : [англ.]. — IGI Global, 2019. — P. 1–20. — ISBN 978-1-7998-1865-6.
- Wiegers, Karl E. More About Software Requirements: Thorny Issues and Practical Advice. — Microsoft Press, 2005. — ISBN 0735622671.
- Winters, Titus. Software Engineering at Google: Lessons Learned from Programming Over Time : [англ.] / Titus Winters, Tom Manshreck, Hyrum Wright. — O'Reilly Media, Inc., 2020. — ISBN 978-1-4920-8276-7.
- Wysocki, Robert K. Effective Software Project Management. — Wiley, 2006. — ISBN 0764596365.
Ссылки
На РУВИКИ.Медиа есть медиафайлы по теме Разработка программного обеспечения