Методические указания по курсовому проектированию

по дисциплине «Основы программной инженерии»

Содержание

Введение

1 Цели и задачи курсового проектирования

2 Этапы курсового проектирования

3 Структура пояснительной записки

4 Описание предметной области

5 Проектирование автоматизированной информационной системы с использованием UML

5.1 Диаграмма вариантов использования (use case diagram)

5.2 Диаграмма классов (class diagram)

5.3 Диаграмма состояний (statechart diagram)

5.4 Диаграмма активности (activity diagram)

5.5 Диаграмма взаимодействия (interaction diagram)

5.5.1 Диаграмма последовательности действий (sequence diagram)

5.5.2 Диаграмма сотрудничества (collaboration diagram)

5.6 Диаграмма компонент (component diagram)

6 Указания к оформлению материалов курсового проекта

Список литературы

Приложение А. Варианты предметных областей

Приложение Б. Пример оформления титульного листа

Приложение В. Пример оформления листа задания на курсовое проектирование

Приложение Г. Пример оформления листа «Реферат»

Приложение Д. Пример оформления листа «Содержание»

Приложение Е. Пример оформления листа «Перечень обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов»

Приложение Ж. Пример оформления технического задания

ВВЕДЕНИЕ

UML (англ. Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования) — язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения. UML является языком широкого профиля, это открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. Изначально UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования программных систем. UML не является языком программирования, но в средствах выполнения UML-моделей возможно генерирование конечного программного кода для решаемой задачи.

Использование UML не ограничивается моделированием программного обеспечения. Его также используют для моделирования бизнес-процессов, системного проектирования и отображения организационных структур.

Использование UML позволяет разработчикам программного обеспечения достигнуть соглашения в графических обозначениях для представления общих понятий (таких как класс, компонент, обобщение (generalization), объединение (aggregation) и поведение), и больше сконцентрироваться на проектировании и архитектуре.

Курсовое проектирование является важным этапом в освоении программы IT-дисциплин при обучении в ВУЗе. Умение правильно поставить и смоделировать задачу является необходимым качеством программиста.

В данных методических указаниях предоставлен материал для выполнения курсового проектирования по дисциплине «Основы программной инженерии» на примере разработки автоматизированной информационной системы «Система электронного бронирования билетов Ж/Д».

1 Цели и задачи курсового проектирования

Цели курсового проектирования:

– осуществление моделирования информационной системы на ранней стадии – фазе формирования концепции, включая формирование идей, постановку задач и целей, изучение мотиваций и требований заказчика, анализ исходных данных, определение основных требований и ограничений;

– систематизация, расширение и закрепление теоретических знаний по изучаемой дисциплине;

– приобретение и развитие навыков самостоятельного решения задач в области объектно-ориентированного анализа и проектирования.

Задачи курсового проектирования:

– анализ предметной области и разработки спецификации требований к программному обеспечению;

– моделирование бизнес‐приложения средствами унифицированного языка моделирования UML;

– документирование проекта путем построения диаграмм различных типов и текстовых описаний.

2 Этапы курсового проектирования

В рамках курсового проекта студентом разрабатывается автоматизированная информационная система (АИС). Процесс разработки включает в себя следующие этапы:

1. Выбор предметной области (варианты см. в приложении А).

2. Выполнение объектно-ориентированного анализа методом Аббота. Данный метод заключается в словесном анализе выбранной предметной области путем описания задачи на обычном языке с последующим выделением существительных и глаголов [1]. Результатом являются словарь предметной области и объектно-ориентированный (ОО) словарь. Существительные, в данном случае, могут стать классами АИС, а глаголы – методами классов.

3. Следующим этапом в проектировании АИС является формирование диаграмм, описанных в разделе 4. К ним относятся:

– диаграмма вариантов использования (use case diagram);

– диаграмма классов (class diagram);

– диаграмма состояний (statechart diagram);

– диаграмма активности (activity diagram);

– диаграмма взаимодействия (interaction diagram), состоящая из диаграммы последовательности действий (sequence diagram) и диаграммы сотрудничества (collaboration diagram);

– диаграмма компонент (component diagram).

4. Завершающим этапом проектирования является генерирование конечного программного кода на основе полученных диаграмм с использованием современных систем моделирования (например, Rational Rose, Microsoft Visual Studio и т.п.).

3 Структура пояснительной записки

Пояснительная записка к курсовому проекту является наиболее важной его частью и должна иметь объем порядка 30-40 страниц (с приложениями не более 60 страниц). Пояснительная записка должна соответствовать требованиям разделов 4 и 5 настоящих методических указаний. Пояснительная записка к курсовому проекту оформляется в соответствии с методическими указаниями по оформлению студенческих работ.

3.1 Типовое содержание

Структура пояснительной записки должна соответствовать нижеприведенной в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Структура пояснительной записки

Название структурного элемента	Примерное количество страниц
Титульный лист	1
Лист задания	1
Реферат	1
Содержание	1
Перечень обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов	1
Введение	1
1 Постановка задачи	1
1.1 Описание предметной области	1
1.2 Цели и задачи курсового проектирования	1
1.3 Выбор средств реализации	I
2 Предметная область	1
2.1 Описание предметной области	1-3
2.2 Словарь предметной области	1-2
2.3 Объектно-ориентированный словарь предметной области	1-2
3 Проектирование АИС	1
3.1 Диаграмма вариантов использования	2-3
3.2 Диаграмма классов	2-3
3.3 Диаграмма состояний	2-3
3.4 Диаграмма активности	2-3
3.5 Диаграмма взаимодействия 3.5.1 Диаграмма последовательности действий 3.5.2 Диаграмма сотрудничества	4-6
3.6 Диаграмма компонент	2-3
Выводы	1

Продолжение таблицы 3.1

Название структурного элемента	Примерное количество страниц
Список литературы	1
Приложение А. Техническое задание	3-5
Приложение Б. Экранные формы	1-2
Приложение В. Листинг программных модулей	5-10

Далее приведено примерное содержание типовой пояснительной записки. Структурные единицы «СОДЕРЖАНИЕ», «ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ. СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ» и «РЕФЕРАТ» в данных методических указаниях не рассматриваются (подробно см. методические указания по оформлению студенческих работ).

3.2 Титульный лист

Титульный лист оформляется в соответствии с требованиями, изложенными в методических указаниях по оформлению студенческих работ. При сдаче курсового проекта на проверку студент обязан поставить свою подпись и дату сдачи пояснительной записки. Если нормоконтроль курсового проекта осуществляют не руководители работы, то дополнительно на титульный лист помимо блоков «Проверили» и «Выполнил» выносится блок «Нормоконтроль» с указанием должности и Ф.И.О. проверяющего. Пример титульного листа приведен в приложении Б.

3.3 Лист задания

Лист задания располагается непосредственно за титульным листом и содержит сведения о разработчике, а также краткий перечень требований к разработке. Тема курсового проекта в листе задания должна совпадать с темой, вынесенной на титульный лист.

В пункте «Исходные данные к проекту» указываются:

– разделы теоретической части, которые необходимо осветить в работе;

– список величин, используемых при расчетах (для вычислительных задач);

– перечень методов решения и т.д.

В пункте «Перечень искомых результатов» приводят наименование разрабатываемых частей курсового проекта.

Пункт «Рекомендуемая литература» должен содержать список источников по тематике курсового проекта.

Количество источников – не менее пяти. Каждый источник должен быть оформлен согласно требованиям (см. методические указания по оформлению студенческих работ).

Пример оформления листа задания приведен в приложении В.

3.4 Раздел «Введение»

Обязательный раздел. Данный раздел не нумеруется. Здесь приводится оценка современного состояния решаемой в данной работе научно-технической задачи, обоснование необходимости выполнения проекта. Во введении обязательно обосновать актуальность и практическую значимость выполнения курсового проектирования.

3.5 Раздел «Постановка задачи»

В данном разделе студент приводит полное описание предметной области, цели и задачи курсового проектирования и обоснование выбора используемых технических средств.

Описание предметной области должно соответствовать полученному варианту в день выдачи задания на курсовое проектирование и приведенному в техническом задании. Варианты предметных областей приведены в приложении А.

3.6 Раздел «Предметная область»

В данном разделе студент приводит словесное описание выбранной предметной области. На основании приведенного описания выполняет формирование словаря предметной области и объектно-ориентированного словаря с добавлением дополнительных классов и методов, если в этом есть необходимость.

3.7 Раздел «Проектирование АИС»

Данный раздел посвящен непосредственно моделированию предметной области с использованием языка UML в выбранной CASE-среде моделирования (наример, Rational Rose, Visual UML и др.). Процесс анализа и проектирования заключается в создании и описании диаграмм, описывающих выбранную предметную область.

К каждой диаграмме студент должен привести исчерпывающее описание и привести изображение с самой диаграммой.

3.8 Раздел «Выводы»

Является обязательным разделом. В структуре документа данный раздел не нумеруется. Студент должен указать в данном разделе поставленные и выполненные задачи в процессе выполнения курсового проектирования. Также необходимо указать преимущества и недостатки спроектированной АИС и возможные перспективы по дальнейшему улучшению и использованию проекта.

3.9 Раздел «Список литературы»

Является обязательным разделом. В структуре документа данный раздел не нумеруется. Содержит список литературных источников, использованных студентом при выполнении курсового проектирования. Допускается использование общедоступных электронных источников.

Источники должны быть оформлены в соответствии с существующими стандартами (см. методические указания по оформлению студенческих работ, ДСТУ ГОСТ 7.1:2006).

3.10 Приложения

Приложения к пояснительной записке располагают после списка литературы. В содержании отражают только название приложения и номер страницы, с которой оно начинается.

3.10.1 Техническое задание

Является обязательным приложением. Оформляется в соответствии с требованиями, изложенными в методических указаниях по оформлению студенческих работ. Далее приведены требования к содержанию обязательных в данном курсовом проекте пунктов технического задания.

Пункт «Общие сведения». Содержит информацию о разработчике, разрабатываемом продукте, сроках работы и нормативных документах, на основании которых выполняется работа.

Пункт «Назначение и цели создания программы» содержит сведения о назначении и возможных сферах применения разработанного программного продукта.

Пункт «Требования к программному продукту» включает в себя:

– требования к ПП в целом;

– требования к задачам и функциям, выполняемым программой;

– требования к техническому обеспечению (описание минимальной конфигурации ЭВМ, необходимой для нормального функционирования программного продукта);

– требования к программному обеспечению (описание характеристик программного обеспечения, необходимого для реализации поставленных задач; указания к использованию конкретных языков и сред программирования);

– требования к организационному обеспечению (включают в себя перечень документов и приложений, которые входят в программную документацию: пояснительная записка; приложения: техническое задание, руководство пользователя, экранные формы, тексты программ, результаты работы).

Пример оформления технического задания приведен в приложении Ж.

3.10.2 Экранные формы

Является обязательным приложением. Содержит экранные формы окон выполнения программы (порядок форм должен соответствовать реальной последовательности выполнения программы). Каждая экранная форма должна быть представлена как рисунок. Подпись к рисунку должна отражать назначение представленного окна программы.

3.10.3 Листинг программных модулей

Является обязательным приложением. Листинг программных модулей оформляется в соответствии с рекомендациями методических указаний по оформлению студенческих работ. Листинг каждого отдельного модуля должен в обязательном порядке содержать название модуля и краткое описание его назначения. Комментарии должны присутствовать в достаточном количестве для понимания описываемого ими программного кода. Приветствуется пользование определенными нотациями именования объектов программы (переменных, классов и методов).

С целью улучшения визуального представления программного кода, допускается использование шрифтов, отличных от Times New Roman. Распечатка листинга в две колонки допускается в том случае, если при этом не нарушается читабельность программного кода.