Основы программной инженерии. Методические рекомендации к практическим работам для студентов специальности 09 03 04

• Название: Методические рекомендации к практическим работам для студентов специальности 09 03 04
• Анкор: Основы программной инженерии
• Дата: 14.03.2022
• Размер: 138.43 Kb.
• Имя файла: Practice_OPI.docx
• Тип: Методические рекомендации; #395630
• страница: 2 из 6

2 Практическая работа № 2. Жизненный цикл программного обеспечения

Цель работы: получить навыки описания жизненного цикла программной системы.
2.1 Краткие теоретические сведения
Жизненный цикл – это модель создания и использования программной системы. Он отражает различные состояния программной системы, начиная с момента возникновения необходимости в этой программной системе и принятия решения о ее создании и заканчивая полным изъятием программной системы из эксплуатации.

Международный стандарт ISOIES 12207 регламентирует структуру жизненного цикла, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания программного обеспечения. По этому стандарту жизненный цикл программного обеспечения базируется на трех группах процессов:

1. 
   основные процессы жизненного цикла, то есть приобретение, поставка, разработка, эксплуатация и сопровождение;
   
2. 
   вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов, то есть документирование, верификация, аттестация, оценка качества и другие;
   
3. 
   организационные процессы, то есть управление проектами, создание инфраструктуры проекта и обучение.
   

Разработка включает в себя все работы по созданию программного обеспечения в соответствии с заданными требованиями. Сюда включаются оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовка материалов, необходимых для проверки работоспособности и качества программных продуктов.

Основные этапы процесса разработки:

1. 
   анализ требований заказчика;
   
2. 
   проектирование;
   
3. 
   реализация (программирование).
   

Процесс эксплуатации включает в себя работы по внедрению программного обеспечения в эксплуатацию, в том числе конфигурирование рабочих мест, обучение персонала, локализация проблем эксплуатации и устранение причин их возникновения, модификация программного обеспечения в рамках установленного регламента и подготовка предложений по модернизации системы.

Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, а также исходными данными и результатами.

Жизненный цикл программного обеспечения носит, как правило, итерационный характер, то есть реализуются этапы, начиная с самых ранних, которые циклически повторяются в соответствии с изменением требований внешних условий и введением ограничений.
2.2 Задание

Описать жизненный цикл программной системы согласно варианта, выбранного в практической работе № 1
2.3 Содержание отчета

Отчет по практической работе выполняется на листах формата А4. В состав отчета входят:

1) титульный лист;

2) цель работы;

3) текст индивидуального задания;

4) выполнение индивидуального задания.

3 Практическая работа № 3. Обзор методологий проектирования программных продуктов

Цель работы: получить навыки построения классической и спиральной модели жизненного цикла программной системы.
3.1 Краткие теоретические сведения
Существует несколько моделей жизненного цикла, которые определяют порядок исполнения этапов разработки и критерии перехода от этапа к этапу. К настоящему времени наибольшее распространение получили две модели жизненного цикла: каскадная и спиральная.

В существующих ранее однородных информационных системах каждое приложение представляло собой единое целое. Для разработки таких приложений применялась каскадная модель жизненного цикла, которую также называют классической или водопадной.

При использовании каскадной модели разработка рассматривалась как последовательность этапов, причем переход на следующий более низкий этап происходит только после того, как полностью завершены все работы на текущем этапе. Подразумевается, что в каскадной модели разработка начинается на системном уровне и происходит через анализ, проектирование, кодирование, тестирование и сопровождение.

1. Системный анализ задает роль каждого элемента в компьютерной системе и взаимодействие элементов друг с другом. Поскольку программное обеспечение рассматривается как часть большой системы, то анализ начинается с определения требований по всем системным элементам. Необходимость системного анализа явно проявляется, когда формируется интерфейс программного обеспечения с другими элементами, т.е. с аппаратурой или базами данных. На этом же этапе начинается решение задач планирования проекта. В ходе планирования проекта определяется объем проектных работ и их риск, необходимые трудозатраты, формируются рабочие задачи и план-график работ.

Анализ требований относится к отдельному программному элементу. На этом этапе уточняются и детализируются функции каждого элемента, его характеристики и интерфейс. На этом же этапе завершается решение задачи планирования проекта.

2. Проектирование состоит в создании:

архитектуры программного обеспечения;

модульной структуры программного обеспечения;

алгоритмической структуры программного обеспечения;

структуры данных;

входного/выходного интерфейса (входных/выходных форм данных).

При решении задач проектирования основное внимание уделяется качеству будущего программного продукта.

3. Кодирование или разработка состоит в переводе результатов проектирования в код программы.

4. Тестирование – это выполнение программы на выявление дефектов в функциях, логике и форме реализации программного продукта.

5. Сопровождение – это внесение изменений в эксплуатируемое программное обеспечение с целью:

исправления ошибок;

адаптации к изменениям внешней для программного обеспечения среды;

усовершенствование программного обеспечения в соответствии с требованиями заказчика.

Достоинства применения каскадной модели:

дает план и временной график по всем этапам проекта, упорядочивая, таким образом, ход разработки;

на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, проверенный на полноту и согласованность;

выполняемые в логической последовательности этапы работы позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.

Каскадная модель хорошо себя зарекомендовала при построении информационных систем, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно сформулировать все требования в системе, например, сложные расчетные системы, различные системы реального времени и т.д.

Недостатки каскадной модели:

реальные проекты часто требуют отклонений от стандартной последовательности шагов;

каскадная модель основана на точной формулировке исходных требований к программному обеспечению, однако реально в ряде случаев в начале проекта требования заказчика определены только частично;

результаты реализации проекта доступны заказчику только после завершения всех работ.

Из-за необходимости в процессе создания программного обеспечения постоянного возврата к предыдущим этапам и уточнения или пересмотра ранее принятых решений реальный процесс разработки программного обеспечения на основе каскадной модели может быть представлен следующей схемой.

Спиральная модель является классическим примером эволюционной стратегии конструирования программного обеспечения.

Спиральная модель базируется на лучших свойствах каскадной модели жизненного цикла и макетирования, к которым добавляется анализ риска.

Спиральная модель включает четыре основных этапа, которые периодически повторяются:

планирование – это определение целей, вариантов и ограничений;

анализ риска – это анализ вариантов и распознавание риска;

конструирование – это разработка программного продукта следующего уровня;

оценивание – это оценка заказчика текущих результатов конструирования.

При движении по спирали строятся все более полные версии программного обеспечения при продвижении от центра к периферии. В первом витке спирали определяются начальные цели, варианты и ограничения, распознается и анализируется риск. Если анализ риска показывает неопределенность требований, то на помощь заказчику и разработчику приходит макетирование. Заказчик оценивает инженерную или конструкторскую работу и вносит предложения по модификации.

Следующая фаза планирования и анализа риска базируется на предложении заказчика. Если риск слишком велик, проект может быть остановлен. В большинстве случаев движение по спирали продолжается, с каждым шагом продвигая разработчиков к более общей модели системы. Количество действий по разработке возрастает по мере продвижения от центра спирали.
3.2 Задание

Описать каскадную и спиральную модель жизненный цикла программной системы согласно варианта, выбранного в практической работе № 1
3.3 Содержание отчета

Отчет по практической работе выполняется на листах формата А4. В состав отчета входят:

1) титульный лист;

2) цель работы;

3) текст индивидуального задания;

4) выполнение индивидуального задания.