Файл: Учебное пособие.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2020

Просмотров: 6457

Скачиваний: 15

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.Введение в технологии разработки программного обеспечения

1.1.Основные этапы развития технологии разработки

1.1.1.Первый этап – «стихийное» программирование.

1.1.2.Второй этап – структурный подход к программированию (60-70-е годы XX в)

1.1.3.Третий этап – объектный подход к программированию (с середины 80-х годов до нашего времени)

1.1.4.Четвертый этап – компонентный подход и CASE-технологии (с середины 90-х годов до нашего времени)

1.1.5.Пятый этап – разработка, ориентированная на архитектуру и CASE-технологии (с начала XXI в. до нашего времени)

1.2.Эволюция моделей жизненного цикла программного обеспечения

1.2.1.Каскадная модель

1.2.2.Спиральная модель

1.2.3.Макетирование

1.2.4.Быстрая разработка приложений

1.2.5.Компонентно-ориентированная модель

1.2.6.XP-процесс

1.3.Стандарты, регламентирующие процесс разработки программного обеспечения

1.3.1.ГОСТ Р ИСО 9000-2001. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь

1.3.1.1.Предисловие

1.3.1.2.Введение

1.3.1.3.Область применения

1.3.1.4.Основные положения систем менеджмента качества

1.3.2.ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 15504

1.3.2.1.Обзор

1.3.2.2.Область применения

1.3.2.3.Состав ИСО/МЭК ТО 15504

1.3.2.4.Связь с другими международными стандартами

1.3.3.ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99. Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств

1.3.3.1.Введение

1.3.3.2.Область применения

1.3.3.3.Прикладное применение настоящего стандарта

2.Анализ проблемы и постановка задачи

2.1.Введение в системный анализ

2.2.Системные ресурсы

2.3.Анализ проблемы и моделирование предметной области с использованием системного подхода

2.3.1.Основные положения

2.3.2.Этап 1. Достижение соглашения об определении проблемы

2.3.3.Этап 2. Выделение основных причин – проблем, стоящих за проблемой

2.3.3.1.Устранение корневых причин

2.3.4.Этап 3. Выявление заинтересованных лиц и пользователей

2.3.5.Этап 4. Определение границ системы-решения

2.3.6.Этап 5. Выявление ограничений, налагаемых на решение

2.4.Методология ARIS

2.4.1.Организационная модель

2.4.2.Диаграмма цепочки добавленного качества

2.4.3.Модели eEPC

2.5.Стандарты IDEF0 - IDEF3

2.5.1.Методология описания бизнес процессов IDEF3

2.5.1.1.Синтаксис и семантика моделей IDEF3

2.5.1.2.Требования IDEF3 к описанию бизнес-процессов

2.5.2.Методология функционального моделирования IDEF0

2.5.2.1.Синтаксис и семантика моделейIDEF0

2.5.2.2.Построение моделей IDEF0

3.Анализ требований и их формализация

3.1.Методы определения требований

3.1.1.Интервьюирование

3.1.1.1.Этапы проведения интервью

3.1.2.Мозговой штурм и отбор идей

3.1.2.1.Генерация идей

3.1.2.2.Отбор идей

3.1.3.Совместная разработка приложений (JAD – Joint application design)

3.1.3.1.Роли в сеансах JAD

3.1.3.2.Сеансы JAD

3.1.3.3.Результаты проведения сеанса JAD

3.1.3.4.Недостатки метода JAD

3.1.4.Раскадровка

3.1.4.1.Типы раскадровок

3.1.5.Обыгрывание ролей

3.1.5.1.Суть метода обыгрывания ролей

3.1.5.2.Сценарный просмотр

3.1.6.CRC-карточки (Class-Responsibility-Collaboration, класс-обязанность-взаимодействие)

3.1.7.Быстрое прототипирование

3.2.Формализация требований

3.2.1.Метод вариантов использования и его применение

3.2.1.1.Построение модели вариантов использования

3.2.1.2.Спецификация вариантов использования

3.2.1.3.Преимущества

3.2.2.Псевдокод

3.2.3.Конечные автоматы

3.2.4.Графические деревья решений

3.2.5.Диаграммы деятельности

3.3.Техническое задание (ГОСТ 34.602-89)

3.3.1. Общие сведения

3.3.2.Назначение и цели создания (развития) системы

3.3.2.1.Назначение системы

3.3.2.2.Цели создания системы

3.3.3.Характеристики объекта автоматизации

3.3.4.Требования к системе

3.3.4.1.Требования к системе в целом

3.3.4.2.Требования к функциям (задачам)

3.3.4.3.Требования к видам обеспечения

3.3.5.Состав и содержание работ по созданию системы

3.3.6.Порядок контроля и приемки системы

3.3.7.Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие

3.3.8.Требования к документированию

3.3.9.Источники разработки

4.Архитектуры программных систем

4.1.Планирование архитектуры

4.1.1.Архитектурно-экономический цикл

4.1.2.Программный процесс и архитектурно-экономический цикл

4.1.2.1.Этапы разработки архитектуры

4.1.3.Суть программной архитектуры

4.1.3.1.Архитектурные образцы, эталонные модели и эталонные варианты архитектуры

4.1.3.2.Архитектурные структуры и представления

4.2.Проектирование архитектуры

4.2.1.Атрибутный метод проектирования

4.2.1.1.Этапы ADD

4.2.2.Создание макета системы

4.3.Документирование программной архитектуры

4.3.1.Варианты применения архитектурной документации

4.3.2.Представления

4.3.2.1.Выбор значимых представлений

4.3.3.Документирование представления

4.3.3.1.Документирование поведения

4.3.3.2.Документирование интерфейсов

4.4.Методы анализа архитектуры

4.4.1.Метод анализа компромиссных архитектурных решений – комплексный подход к оценке архитектуры

4.4.1.1.Этапы АТАМ

4.4.2.Метод анализа стоимости и эффективности — количественный подход к принятию архитектурно-проектных решений

4.4.2.1.Контекст принятия решений

4.4.2.2.Реализация СВАМ

5.Технология MDA.

5.1.Использование архитектуры, управляемой моделью

5.1.1.Концепция архитектуры, управляемой моделью

5.1.2.Модельные точки зрения и модели MDA

5.2.Язык объектных ограничений OCL

5.2.1.Типы данных и операции OCL

5.2.2.Инфиксная форма записи выражений OCL

5.2.3.Последовательности доступа к объектам в языке OCL

5.2.4.Операции над коллекциями

5.2.4.1.Стандартные операции

5.2.4.2.Операция select

5.2.4.3.Операция reject

5.2.4.4.Выделение элементов коллекции

5.2.4.5.Упорядочение набора

5.2.4.6.Логические итераторы

5.2.4.7.Операции для работы со строками

5.2.4.8.Работа с датами

5.3.Возможности технологии ECO

5.3.1.Введение в технологию ЕСО

5.3.2.Модель ЕСО

5.3.3.Пространство имен ЕСО

5.4.Разработка приложений на основе ECO

5.4.1.Этапы создания приложения по технологии ECO

5.4.2.Создание простого MDA-приложения

5.4.2.1.Создание модели UML

5.4.2.2.Создание интерфейса

5.4.2.3.Связывание интерфейса с моделью

5.4.2.4.Создание логики на OCL

6.Документирование программных систем в соответствии с ГОСТ

6.1.Управление документированием программного обеспечения

6.1.1.Предисловие

6.1.2.Область применения

6.1.3.Роль руководителей

6.1.4.Функции программной документации

6.1.4.1.Информация для управления

6.1.4.2.Связь между задачами

6.1.4.3.Обеспечение качества

6.1.4.4.Инструкции и справки

6.1.4.5.Сопровождение программного обеспечения

6.1.4.6.Исторические справки

6.1.5.Установление стратегии документирования

6.1.6.Определение стандартов и руководств по документированию

6.1.6.1.Выбор модели жизненного цикла программного обеспечения

6.1.6.2.Определение типов и содержания документов

6.1.6.3.Определение качества документов

6.1.6.4.Определение форматов документов

6.1.6.5.Определение системы обозначения документов

6.1.7.Установление процедуры документирования

6.1.8.Распределение ресурсов для документирования

6.1.8.1.Персонал

6.1.8.2.Средства

6.1.8.3.Финансирование

6.1.9.Планирование документирования

6.2.Требования к содержанию документов на автоматизированные системы

6.2.1.Общие положения

6.2.2.Требования к содержанию документов по общесистемным решениям

6.2.2.1.Ведомость эскизного (технического) проекта

6.2.2.2.Пояснительные записки к эскизному, техническому проектам

6.2.2.3.Схема функциональной структуры

6.2.2.4.Описание автоматизируемых функций

6.2.2.5.Описание постановки задачи (комплекса задач)

6.2.2.6.Локальная смета и локальный сметный расчет

6.2.2.7.Паспорт

6.2.2.8.Формуляр

6.2.2.9.Проектная оценка надежности системы

6.2.2.10.Общее описание системы

6.2.2.11.Программа и методика испытаний (компонентов, комплексов средств автоматизации, подсистем, систем)

6.2.3.Требования к содержанию документов с решениями по организационному обеспечению

6.2.3.1.Описание организационной структуры

6.2.3.2.Методика (технология) автоматизированного проектирования

6.2.3.3.Технологическая инструкция

6.2.3.4.Руководство пользователя

6.2.3.5.Описание технологического процесса обработки данных

6.2.4.Требования к содержанию документов с решениями по программному обеспечению

6.2.4.1.Описание программного обеспечения

6.2.5.Другие разделы

6.3.Принципы разработки руководства программиста

6.3.1.Общие положения

6.3.2.Содержание разделов

6.4.Разработка руководства пользователя

6.4.1.Общие замечания

6.4.2.Содержание разделов руководства

6.4.2.1.Общие сведения

6.4.2.2.Описание применения

6.4.2.3.Требования к процедурам функционирования системы

Заключение

Библиографический список

3.3.2.2.Цели создания системы

В данном подразделе приводят наименования и требуемые значения технических, технологических, производственно-экономических или других показателей объекта автоматизации, которые должны быть достигнуты в результате создания АС, и указывают критерии оценки достижения целей создания системы.

3.3.3.Характеристики объекта автоматизации

В данном разделе приводят: краткие сведения об объекте автоматизации или ссылки на документы, содержащие такую информацию; сведения об условиях эксплуатации объекта автоматизация и характеристиках окружающей среды.

Примечание: Для САПР в разделе дополнительно приводят основные параметры и характеристики объектов проектирования.

3.3.4.Требования к системе

Состав требований к системе, включаемых в данный раздел ТЗ на АС, устанавливают в зависимости от вида, назначения, специфических особенностей и условий функционирования конкретной системы. В каждом подразделе приводят ссылки на действующие НТД, определяющие требования к системам соответствующего вида.

3.3.4.1.Требования к системе в целом

Требования к структуре и функционированию системы

В данном подразделе приводят: перечень подсистем, их назначение и основные характеристики, требования к числу уровней иерархии и степени централизации системы; требования к способам и средствам связи для информационного обмена между компонентами системы; требования к характеристикам взаимосвязей создаваемой системы со смежными системами, требования к ее совместимости, в том числе указания о способах обмена информацией (автоматически, пересылкой документов, по телефону и т. п.); требования к режимам функционирования системы; требования по диагностированию системы; перспективы развития, модернизации системы.

Требования к численности и квалификации персонала на АС

В данном разделе приводят: требования к численности персонала (пользователей) АС; требования к квалификации персонала, порядку его подготовки я контроля знаний и навыков; требуемый режим работы персонала АС.

Требования к показателям назначения АС

В данном разделе приводят значения параметров, характеризующих степень соответствия системы ее назначению.

Для АСУ указывают: степень приспособляемости системы к изменению процессов № методов управления, к отклонениям параметров объекта управления; допустимые пределы модернизации и развития системы; вероятностно-временные характеристики, при которых сохраняется целевое назначение системы.

Требования к надежности

Данный раздел включает: состав и количественные значения показателей надежности для системы в целом или ее подсистем; перечень аварийных ситуаций, по которым должны быть регламентированы требования к надежности, и значения соответствующих показателей; требования к надежности технических средств и программного обеспечения; требования к методам оценки и контроля показателей надежности на разных стадиях создания системы в соответствии с действующими нормативно-техническими документами.


Требования по безопасности

Включают требования по обеспечению безопасности при монтаже, наладке, эксплуатации, обслуживании и ремонте технических средств системы (защита от воздействий электрического тока, электромагнитных полей, акустических шумов и т. п.), по допустимым уровням освещенности, вибрационных и шумовых нагрузок.

Требования по эргономике и технической эстетике

Включают показатели АС, задающие необходимое качество взаимодействия человека с машиной и комфортность условий работы персонала.

Требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению

Включают: условия и регламент (режим) эксплуатации, которые должны обеспечивать использование технических средств (ТС) системы с заданными техническими показателями, в том числе виды и периодичность обслуживания ТС системы или допустимость работы без обслуживания; предварительные требования к допустимым площадям для размещения персонала и ТС системы, к параметрам сетей энергоснабжения и т. п.; требования по количеству, квалификации обслуживающего персонала и режимам его работы; требования к составу, размещению и условиям хранения комплекта запасных изделий и приборов; требования к регламенту обслуживания.

Требования к защите информации от несанкционированного доступа

Включают требования, установленные в НТД, действующей в отрасли (ведомстве) заказчика.

Требования по сохранности информации

Приводят перечень событий: аварий, отказов технических средств (в том числе - потеря питания) и т. п., при которых должна быть обеспечена сохранность информации в системе.

Требования к средствам защиты от внешних воздействий

Приводят: требования к радиоэлектронной защите средств АС; требования по стойкости, устойчивости и прочности к внешним воздействиям (среде применения).

Требования к патентной чистоте

Указывают перечень стран, в отношении которых должна быть обеспечена патентная чистота системы и ее частей.

Требования к стандартизации и унификации

Включают: показатели, устанавливающие требуемую степень использования стандартных, унифицированных методов реализации функций (задач) системы, поставляемых программных средств, типовых математических методов и моделей, типовых проектных решений, унифицированных форм управленческих документов, установленных ГОСТ 6.10.1, общесоюзных классификаторов технико-экономической информации и классификаторов других категорий в соответствии с областью их применения, требования к использованию типовых- автоматизированных рабочих мест, компонентов и комплексов.

Дополнительные требования

Включают: требования к оснащению системы устройствами для обучения персонала (тренажерами, другими устройствами аналогичного назначения) и документацией на них; требования к сервисной аппаратуре, стендам для проверки элементов системы; требования к системе, связанные с особыми условиями эксплуатации; специальные требования по усмотрению разработчика или заказчика системы.


3.3.4.2.Требования к функциям (задачам)

В данном подразделе приводят: по каждой подсистеме перечень функций, задач или их комплексов (в том числе обеспечивающих взаимодействие частей системы), подлежащих автоматизации; при создании системы в две или более очереди - перечень функциональных подсистем, отдельных функций или задач, вводимых в действие в 1-й и последующих очередях; временной регламент реализации каждой функции, задачи (или комплекса задач); требования к качеству реализации каждой функции (задачи или комплекса задач), к форме представления выходной информации, характеристики необходимой точности и времени выполнения, требования одновременности выполнения группы функций, достоверности выдачи результатов; перечень и критерии отказов для каждой функции, по которой задаются требования по надежности.

3.3.4.3.Требования к видам обеспечения

В данном подразделе в зависимости от вида системы приводят требования к математическому, информационному, лингвистическому, программному, техническому, метрологическому, организационному, методическому и другие видам обеспечения системы.

Требования к математическому обеспечению системы

Приводят требования к составу, области применения (ограничения) и способам, использования в системе математических методов и моделей, типовых алгоритмов и алгоритмов, подлежащих разработке.

Требования к информационному обеспечению

Приводят требования: к составу, структуре и способам организации данных в системе; к информационному обмену между компонентами системы; к информационной совместимости со смежными системами; по использованию общесоюзных и зарегистрированных республиканских, отраслевых классификаторов, унифицированных документов и классификаторов, действующих на данном предприятии; по применению систем управления базами данных; к структуре процесса сбора, обработки, передачи данных в системе и представлению данных; к защите данных от разрушений при авариях и сбоях в электропитании системы; к контролю, хранению, обновлению и- восстановлению данных; к процедуре придания юридической силы документам, продуцируемым техническими средствами ас (в соответствии с ГОСТ ,6.10.4).

Требования к лингвистическому обеспечению

Приводят требования к применению в системе языков программирования высокого уровня, языков взаимодействия пользователей и технических средств системы, а также требования к кодированию и декодированию данных, к языкам ввода-вывода данных, языкам манипулирования данными, средствам описания предметной области (объекта автоматизации), к способам организации диалога.

Требования к программному обеспечению

Приводят перечень покупных программных средств. А также требования: к независимости программных средств от используемых СБТ и операционной среды; к качеству программных средств, а также к способам его обеспечения и контроля; по необходимости согласования вновь разрабатываемых программных средств с фондом алгоритмов и программ.


Требования к техническому обеспечению

Приводят требования: к видам технических средств, в том числе к видам комплексов технических средств, программно-технических комплексов и других комплектующих изделий, допустимых к использованию в системе; к функциональным, конструктивным и эксплуатационным характеристикам средств технического обеспечения системы.

Требования к метрологическому обеспечению

Приводят: предварительный перечень измерительных каналов; требования к точности измерений параметров и (или) к метрологическим характеристикам измерительных каналов; требования к метрологической совместимости технических средств системы; перечень управляющих и вычислительных каналов системы, для которых необходимо оценивать точностные характеристики; требования к метрологическому обеспечению технических и программных средств, входящих в состав измерительных каналов системы, средств, встроенного контроля, метрологической пригодности измерительных каналов и средств измерений, используемых при наладке и испытаниях системы; вид метрологической аттестации (государственная или ведомственная) с указанием порядка ее выполнения и организаций, проводящих аттестацию.

Требования к организационному обеспечению

Приводят: к структуре и функциям подразделений, участвующих в функционировании системы или обеспечивающих эксплуатацию; к организации функционирования системы и порядку взаимодействия персонала АС и персонала объекта автоматизации; к защите от ошибочных действий персонала системы.

Требования к методическому обеспечению САПР

Приводят требования к составу нормативно-технической документации системы (перечень применяемых при ее функционировании стандартов, нормативов, методик и т. п.).

3.3.5.Состав и содержание работ по созданию системы

Раздел должен содержать перечень стадий и этапов работ по созданию системы в соответствии с ГОСТ 24.601, сроки их выполнения, перечень организаций – исполнителей работ, ссылки на документы, подтверждающие согласие этих организаций на участие в создании системы, или запись, определяющую ответственного (заказчик или разработчик) за проведение этих работ.

В данном разделе также приводят: перечень документов, по ГОСТ 34.201, предъявляемых по окончании соответствующих стадий и этапов работ; вид и порядок проведения экспертиза технической документации (стадия, этап, объем проверяемой документации, организация-эксперт); программу работ, направленных на обеспечение требуемого уровня надежности разрабатываемой системы (при необходимости); перечень работ по метрологическому обеспечению на всех стадиях создания системы с указанием их сроков выполнения и организаций-исполнителей (при необходимости).

3.3.6.Порядок контроля и приемки системы

В данном разделе указывают: виды, состав, объем и методы испытаний системы и ее составных частей (виды испытаний в соответствии с действующими нормами, распространяющимися на разрабатываемую систему); общие требования к приемке работ по стадиям (перечень участвующих предприятий и организаций, место и сроки проведения), порядок согласования и утверждения приемочной документации; ЗУ статус приемочной комиссии (государственная, межведомственная, ведомственная).


3.3.7.Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие

В данном разделе необходимо привести перечень основных мероприятий и их исполнителей, которые Следует выполнить при подготовке объекта автоматизации к вводу АС в действие.

В перечень основных мероприятий включают: приведение поступающей в систему информации (в соответствии с' требованиями к информационному и лингвистическому обеспечению) к виду, пригодному для обработки с помощью ЭВМ; изменения, которые необходимо осуществить в объекте автоматизации; создание условий функционирования объекта автоматизации, при которых гарантируется соответствие создаваемой системы требованиям, содержащимся в ТЗ; создание необходимых для функционирования системы подразделений и служб; сроки и порядок комплектования штатов и обучения персонала.

Например, для АСУ приводят: изменения применяемых методов управления; создание условий для работы компонентов АСУ, при которых гарантируется соответствие системы требованиям, содержащимся в ТЗ.

3.3.8.Требования к документированию

В данном разделе приводят: согласованный разработчиком и Заказчиком системы перечень подлежащих разработке комплектов и видов документов, соответствующих требованиям ГОСТ 34.201 и НТД отрасли заказчика; перечень документов, выпускаемых на машинных носителях; требования к микрофильмированию документации; требования по документированию комплектующих элементов межотраслевого применения в соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСПД; при отсутствии государственных стандартов, определяющих требования к документированию элементов системы, дополнительно включают требования к составу и содержанию таких документов.

3.3.9.Источники разработки

В данном разделе должны быть перечислены документы и информационные материалы (технико-экономическое обоснование, отчеты о законченных научно-исследовательских работах, информационные материалы на отечественные, зарубежные системы-аналоги и др.), на основании которых разрабатывалось ТЗ и которые должны быть использованы при создании системы.

4.Архитектуры программных систем

4.1.Планирование архитектуры

Современные методы разработки программного обеспечения предполагают обратную связь между всеми действующими лицами, от проектировщика до аналитика. Все эти лица являются участниками процесса создания архитектуры программной системы. Под архитектурой системы будем понимать структуру компонентов программной системы, взаимосвязи, а также принципы и нормы их проектирования и развития во времени. Прежде чем начать изучение процесса планирования архитектуры, давайте познакомимся с понятием архитектурно-экономического цикла (АЭЦ).

4.1.1.Архитектурно-экономический цикл

Взаимоотношений между производственными задачами, требованиями к продукту, опытом архитектора, архитектурами и созданными системами образуют цикл с цепями обратной связи. Упомянутые цепи обратной связи изображены на рис. 5.1. Частично обратная связь поступает от самой архитектуры, частично – от построенной на ее основе системы.