Роль моделей в проектировании программных систем.

При объектно-ориентированном проектировании используется объектно-ориентированная модель, обеспечивающая ОО декомпозицию – разбиение сложной системы на более простые части (классы).

Таким образом, ОО проектирование базируется на понятии объектная модель. Само это понятие эволюционирует с развитием языков программирования:

Поколение 1: вычисление по математическим формулам

Поколение 2: объекты модели дополнились такими понятиями как подпрограммы, файлы.

Поколение 3: добавились абстрактные классы.

Поколение 4: используется ОО модель.

Основные принципы объектной модели:

- абстрагирование. Введение типовых элементов с общими свойствами и поведением, что ведет к получению объектов и классов. Один из способов выявления классов – декомпозиция.

- инкапсуляция (ограничение доступа). Объединение как поведения так и состояний объекта. Разделение класса на реализацию и интерфейс.

- модульность – принцип разработки в виде отдельных частей. Классический модуль – функция.

- иерархичность – принцип, когда ПО строится как совокупность элементов, образующих иерархию. Основные формы реализации – отношение композиции или агрегации и наследование.

 

- типизация – ограничения, накладываемые на свойства объектов и препятствующие взаимозаменяемости абстракции различных типов. Степени типизации:

- жесткая типизация. Язык предоставляет заранее предопределенные типы с известным набором операторов. В С++ - средняя типизация.

- параллелизм – принцип, означающий свойство нескольких абстракций быть одновременно активными. Поддерживается на уровне ОС и позволяет создавать параллельные задачи (потоки).

- устойчивость (сохраняемость)

- и т.д.

 

 

Классический жизненный цикл ПО и разработки ПО.

Жизненный цикл программного обеспечения (ПО) представляет собой модель его создания и использования. Этапы:

1) анализ. Основная задача — это оценка реального объема проекта, его целей и задач, а также получение определений сущностей и функций на высоком уровне.

a. этап системного анализа - ставит требования ко всем ресурсам. Формируется план работ, формулируется график работы

b. анализ системных требований – анализ и выявление программных составляющих.

 

2) проектирование

На этапе проектирования формируется модель данных. Задачами проектирования являются:

§ рассмотрение результатов анализа и проверка их полноты;

§ взаимодействие с заказчиком;

§ Разработка БД, интерфейсов, составляющих проектирование, иерархия классов, модулей и т.д.

§ определение требований к процессу тестирования;

§ определение требований безопасности системы.

 

3) реализация

 

4) отладка и тестирование

Тесты систем можно разделить на несколько категорий:

• автономные тесты модулей; они используются уже на этапе разработки компонентов системы и позволяют отслеживать ошибки отдельных компонентов;

• тесты связей компонентов системы; эти тесты также используются и на этапе разработки, и на этапе тестирования, они позволяют отслеживать правильность взаимодействия и обмена информацией компонентов системы;

• системный тест; он является основным критерием приемки системы; как правило, это группа тестов, включающая и автономные тесты, и тесты связей и модели; данный тест должен воспроизводить работу всех компонентов и функций системы; основная цель данного теста — внутренняя приемка системы и оценка ее качества;

• приемосдаточный тест; основное его назначение — сдать систему заказчику; здесь разработчики часто занижают требования к системе по сравнению с системным тестом, и причины этого вполне очевидны;

 

5) внедрение

 

6) эксплуатация и техническая поддержка

 

Модели жизненного цикла ПО.

1. Каскадная (водопадная) – это классическая модель.

• модель состоит из последовательно расположенных этапов;

• каждый этап полностью заканчивается до того, как начнется следующий;

• этапы не перекрываются во времени: следующий этап не начинается до тех пор, пока не завершится предыдущий;

• возврат к предыдущим этапам не предусмотрен либо всячески ограничен;• исправление ошибок происходит лишь на стадии тестирования;• результат появляется только в конце разработки.

Критерием появления результата является отсутствие ошибок и точное соответствие продукта первоначальной спецификации.

 

2. поэтапная модель с промежуточным контролем (водоворот).

• модель состоит из последовательно расположенных этапов;

• каждый этап имеет обратную связь с предыдущими этапами;

• исправление ошибок происходит на каждом из этапов, сразу при выявлении проблемы — это промежуточный контроль;

• этапы перекрываются во времени по причине наличия обратной связи: следующий этап не начинается, пока не завершится предыдущий; при первом проходе по модели вниз, как только обнаружена ошибка, осуществляется возврат снизу вверх к предыдущим этапам, которые повлекли ошибку; таким образом, фактически этапы оказываются растянутыми во времени;

• результат появляется только в конце разработки, как и в модели «водопад». Критерием появления результата является приемлемое качество продукта, то есть такое состояние продукта, когда наиболее критические для клиента ошибки устранены

 

3. спиральная – характерно использование эволюционной стратегии. Используется совместно с ОО парадигмой. Отличается снижением затрат за счет оперативного устранения ошибок и многократного использования кодов.

Результат появляется фактически на каждом витке спирали. Этот результат, который является промежуточным, анализируется, а затем выявленные недостатки продукта становятся поводом для инициирования следующего витка спирали.

• модель состоит из последовательно расположенных этапов в пределах одного витка спирали;

• исправление ошибок происходит на этапе тестирования на каждом из витков спирали;