- •Конспект лекций
- •Раздел 1. Задача проектирования программных систем Введение. Содержание и задачи курса
- •Задачи и этапы проектирования сложных программных средств
- •Тема 1.1. Технология программирования и основные этапы ее развития
- •1.1.1. Стихийное программирование.
- •1.1.2. Структурное программирование.
- •1.1.3. Объектно-ориентированное программирование.
- •1.1.4. Компоненты и case-технология.
- •1.1.5. Платформа .Net.
- •Тема 1.2. Организация процесса проектирования программного обеспечения (по)
- •1.2.1. Проблемы разработки сложных программных систем.
- •1.2.2. Блочно-иерархический подход к проектированию по.
- •1.2.3. Жизненный цикл по.
- •1.2.4. Процессы жизненного цикла.
- •1.2.5. Модели жизненного цикла по.
- •1.2.6. Оценка качества процессов разработки по.
- •1.2.7. Технология rad.
- •Тема 1.3. Технологичность программных продуктов
- •1.3.1. Понятие технологичности по.
- •1.3.2. Модульное программирование.
- •1.3.3. Нисходящая и восходящая разработка по.
- •1.3.4. Стиль оформления программы.
- •1.3.5. Эффективность и технологичность.
- •Тема 1.4. Определение требований к по
- •1.4.1. Классификация программных систем.
- •1.4.2. Эксплуатационные требования к по.
- •1.4.3. Исследование предметной области.
- •1.4.4. Разработка технического задания.
- •Тема 1.5. Начальный этап проектирования
- •1.5.1. Выбор архитектуры по.
- •1.5.2. Выбор типа пользовательского интерфейса.
- •1.5.3. Выбор подхода к разработке.
- •1.5.4. Выбор средств разработки.
- •1.5.5. Стандарты разработки.
- •Раздел 2. Использование декомпозиции и абстракции при структурном подходе к анализу и проектированию по Тема 2.1. Анализ требований к по и декомпозиция системы при структурном подходе
- •2.1.1. Спецификация процедур и данных при структурном подходе.
- •2.1.2. Диаграммы переходов состояний.
- •2.1.3. Функциональные диаграммы.
- •2.1.4. Диаграммы потоков данных.
- •2.1.5. Абстрактные структуры данных.
- •2.1.6. Математические модели задач.
- •Тема 2.2. Методы проектирования структуры по
- •2.2.1. Структурная схема по.
- •2.2.2. Функциональная схема по.
- •2.2.3. Метод пошаговой детализации.
- •2.2.4. Проектирование по, основанное на декомпозиции данных.
- •2.2.5. Case-технологии на основе структурного подхода.
- •Тема 2.3. Проектирование структур данных
- •2.3.1. Векторная структура.
- •2.3.2. Списковые структуры.
- •2.3.3. Представление данных во внешней памяти.
- •Раздел 3. Использование декомпозиции и абстракции при объектно-ориентированном подходе к анализу и проектированию по Тема 3.1. Анализ требований к по и декомпозиция системы при объектном подходе
- •3.1.1. Язык uml.
- •3.1.2. Диаграммы вариантов использования.
- •3.1.3. Диаграммы классов.
- •3.1.4. Диаграмма последовательностей.
- •3.1.5. Диаграмма деятельностей.
- •Тема 3.2. Проектирование по при объектном подходе
- •3.2.1. Типы классов объектов.
- •3.2.2. Отношения между объектами.
- •3.2.3. Интерфейсы.
- •3.2.4. Проектирование классов.
- •3.2.5. Компоновка программных компонентов.
- •Раздел 4. Разработка по Тема 4.1. Проектирование интерфейса с пользователем
- •4.1.1. Типы пользовательских интерфейсов.
1.2.7. Технология rad.
Разработка спиральной модели жизненного цикла программного обеспечения и CASE-технологий позволили сформулировать условия, выполнение которых сокращает сроки создания программного обеспечения.
Современная технологии проектирования, разработки и сопровождения программного обеспечения, должна отвечать следующим требованиям:
поддержка полного жизненного цикла программного обеспечения;
гарантированное достижение целей разработки с заданным качеством и в установленное время;
возможность выполнения крупных проектов в виде подсистем, разрабатываемых группами исполнителей ограниченной численности (3-7 человек) с последующей интеграцией составных частей, и координации ведения общего проекта;
минимальное время получения работоспособной системы;
возможность управления конфигурацией проекта, ведения версий проекта и автоматического выпуска проектной документации по каждой версии;
независимость выполняемых проектных решений от средств реализации (СУБД, операционных систем, языков и систем программирования);
поддержка комплексом согласованных CASE-средств, обеспечивающих автоматизацию процессов, выполняемых на всех стадиях жизненного цикла.
Этим требованиям отвечает технология RAD (Rapid Application Development - Быстрая разработка приложений). Эта технология ориентирована, как следует из названия, на максимально быстрое получение первых версий разрабатываемого программного обеспечения. Она предусматривает выполнение следующих условий:
ведение разработки небольшими группами разработчиков (3-7 чело век), каждая из которых проектирует и реализует отдельные подсистемы проекта - позволяет улучшить управляемость проекта;
использование итерационного подхода способствует уменьшению времени получения работоспособного прототипа;
наличие четко проработанного графика цикла, рассчитанного не более чем на три месяца, существенно увеличивает эффективность работы.
Процесс разработки при этом делится на следующие этапы: анализ и планирование требований пользователей, проектирование, реализация, внедрение.
На этапе анализа и планирования требований формулируют наиболее приоритетные требования, что ограничивает масштаб проекта.
На этапе проектирования, используя имеющиеся CASE-средства, детально описывают процессы системы, устанавливают требования разграничения доступа к данным и определяют состав необходимой документации. При этом для наиболее сложных процессов создают частичный прототип: разрабатывают экранную форму и диалог. По результатам анализа процессов определяют количество так называемых функциональных точек и принимают решение о количестве подсистем и, соответственно, команд, участвующих в разработке.
Под функциональной точкой в технологии RAD понимают любой из следующих функциональных элементов разрабатываемой системы:
входной элемент приложения (входной документ или экранная форма);
выходной элемент приложения (отчет, документ или экранная форма);
запрос (пара «вопрос/ответ»);
логический файл (совокупность записей данных, используемых внутри приложения);
интерфейс приложения (совокупность записей данных, передаваемых другому приложению или получаемых от него).
Нормы, рассчитанные исходя из экспертных оценок, для систем со значительной повторяемостью кодов определяются следующим образом:
менее 1 тыс. функциональных точек - 1 человек;
от 1 до 4 тыс. функциональных точек - одна команда разработчиков;
более 4 тыс. функциональных точек - одна команда на каждые 4 тыс. точек.
В соответствии с этими нормами разрабатываемую систему делят на подсистемы, слабо связанные по данным и функциям, и точно определяют интерфейсы между различными частями. Использование CASE-средств при Этом позволяет избежать неконтролируемого искажения данных при передаче информации о проекте со стадии на стадию.
Далее разработка ведется группами разработчиков, которые продолжают прорабатывать свои части системы. Действия различных групп разработчиков при этом должны быть хорошо скоординированы.
На этапе реализации выполняют итеративное построение реальной системы, причем при этом для контроля над выполнением требований к создаваемой системе привлекаются будущие пользователи.
Части постепенно интегрируют в систему, причем при подключении каждой части выполняют тестирование. На завершающих этапах разработки определяют необходимость создания соответствующих баз данных, которые разрабатываются и подключаются к системе. Далее формулируют требования к аппаратным средствам, устанавливают способы увеличения производительности и завершают подготовку документации по проекту.
На этапе внедрения проводят обучение пользователей и осуществляют постепенный переход на новую систему, причем эксплуатация старой версии продолжается до полного внедрения новой системы. Технология RAD хорошо зарекомендовала себя для относительно небольших проектов, разрабатываемых для конкретного заказчика. Такие системы не требуют высокого уровня планирования и жесткой дисциплины проектирования. Однако эта технология не применима для построения сложных расчетных программ, операционных систем или программ управления сложными объектами в реальном масштабе времени, т. е. программ с большим процентом уникального кода. Не годится она и в случае создания приложений, от которых зависит безопасность людей, например, систем управления самолетами или атомными электростанциями, так как технология RAD предполагает, что первые несколько версий не будут полностью работоспособны, что в данном случае полностью исключается.