Вопросы для подготовки к экзамену по ТРПО для специальности ПОзс:

1 Какие этапы классического жизненного цикла вы знаете?

Совокупность стадий и этапов, которые проходит ИС в своем развитии от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения функционирования системы, называется жизненным циклом ИС.

Содержание жизненного цикла разработки ИС сводится к выполнению следующих стадий:

1. Планирование и анализ требований (предпроектная стадия) ─ системный анализ. Проводится исследование и анализ существующей информационной системы, определяются требования к создаваемой ИС, формируются технико-экономическое обоснование (ТЭО) и техническое задание (ТЗ) на разработку ИС;

2. Проектирование (техническое и логическое проектирование). В соответствии с требованиями формируются состав автоматизируемых функций (функциональная архитектура) и состав обеспечивающих подсистем (системная архитектура), проводится оформление технического проекта ИС;

3. Реализация (рабочее и физическое проектирование, кодирование). Разработка и настройка программ, формирование и наполнение баз данных, формулировка рабочих инструкций для персонала, оформление рабочего проекта;

4. Внедрение (опытная эксплуатация). Комплексная отладка подсистем ИС, обучение персонала, поэтапное внедрение ИС в эксплуатацию по подразделениям организации, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях ИС;

5. Эксплуатация ИС (сопровождение, модернизация). Сбор рекламаций и статистики о функционировании ИС, исправление недоработок и ошибок, оформление требований к модернизации ИС и ее выполнение (повторение стадий 2-5).

2 Какие бывают виды сцеплений модулей ПС? Охарактеризуйте каждый из них?

Сцепление (Coupling) — мера взаимозависимости модулей поданным [58], [70], [77]. Сцепление — внешняя характеристика модуля, которую желательно уменьшать.

Количественно сцепление измеряется степенью сцепления (СЦ). Выделяют 6 типов сцепления.

1. Сцепление по данным (СЦ=1). Модуль А вызывает модуль В.

Все входные и выходные параметры вызываемого модуля — простые элементы данных (рис. 4.13).

2. Сцепление по образцу (СЦ=3). В качестве параметров используются структуры данных (рис. 4.14).

3. Сцепление по управлению (СЦ=4). Модуль А явно управляет функционированием модуля В (с помощью флагов или переключателей), посылая ему управляющие данные (рис. 4.15).

4. Сцепление по внешним ссылкам (СЦ=5). Модули А и В ссылаются на один и тот же глобальный элемент данных.

5. Сцепление по общей области (СЦ=7). Модули разделяют одну и ту же глобальную структуру данных (рис. 4.16).

6. Сцепление по содержанию (СЦ=9). Один модуль прямо ссылается на содержание другого модуля (не через его точку входа). Например, коды их команд перемежаются друг с другом (рис. 4.16).

3 Охарактеризуйте содержание этапов классического жизненного цикла.

Системный анализ. Основными целями этапа являются:

* формулировка потребностей в новой ИС (определение всех недостатков существующей ИС);

* выбор направления и определение экономической обоснованности проектирования ИС.

Системный анализ ИС начинается с описания и анализа функционирования рассматриваемого объекта в соответствии с требованиями (целями), которые предъявляются к нему. В результате этого этапа выявляются недостатки существующей ИС, на основе которых формулируется потребность в совершенствовании системы управления этим объектом, и ставится задача определения экономически обоснованной необходимости автоматизации определенных функций управления (создается технико-экономическое обоснование проекта ИС). После определения этой потребности возникает проблема выбора направлений совершенствования объекта на основе выбора программно-технических средств. Результаты оформляются в виде технического задания на проект, в котором отражаются технические условия и требования к ИС, а также ограничения на ресурсы проектирования. Требования к ИС определяются в терминах функций, реализуемых системой.

Этап проектирования предполагает:

* проектирование функциональной архитектуры ИС, которая отражает структуру выполняемых функций;

* проектирование системной архитектуры ИС (состав обеспечивающих подсистем);

* реализацию проекта.

Формирование функциональной архитектуры, которая представляет собой совокупность функциональных подсистем и связей между ними, является наиболее ответственным и важным этапом с точки зрения качества всей последующей разработки ИС.

Построение системной архитектуры на основе функциональной предполагает определение элементов и модулей информационного, технического, программного обеспечения и других обеспечивающих подсистем, связей по информации и управлению между выделенными элементами и разработку технологии обработки информации.

Реализация включает разработку программ и инструкций для пользователей, создание информационного обеспечения, включая наполнение баз данных. Внедрение разработанного проекта разделяется на опытное и промышленное.

Этап опытного внедрения подразумевает проверку работоспособности элементов и модулей проекта, устранение ошибок на уровне элементов и связей между ними. Этап сдачи в промышленную эксплуатацию заключается в организации проверки проекта на уровне функций, контроля соответствия его требованиям, сформулированным на стадии системного анализа.

Важной особенностью жизненного цикла ИС является его повторяемость (цикличность) "системный анализ ─ разработка ─ сопровождение ─ системный анализ". Это соответствует представлению об ИС как о развивающейся, динамической системе. При первом выполнении стадии "Разработка" создается проект ИС, а при последующих реализациях данной стадии осуществляется модификация проекта для поддержания его в актуальном состоянии.

4 Какие этапы входят в унифицированный процесс разработки? Поясните назначение этих этапов.

5 Объясните достоинства и недостатки классического жизненного цикла.

6 Что такое тестирование программного средства?

7 Укажите сходства и различия классического жизненного цикла и инкрементной модели.

8 С помощью каких диаграмм представляются динамические модели ПС?

9 Объясните достоинства и недостатки инкрементной модели.

10 Основные классы архитектур программных средств?

Различают следующие основные классы архитектур программных средств [1]: цельная программа; комплекс автономно выполняемых программ; слоистая программная система; коллектив параллельно выполняемых программ. Цельная программа представляет вырожденный случай архитектуры ПС: в состав ПС входит только одна программа. Такую архитектуру выбирают обычно в том случае, когда ПС должно выполнять одну какую-либо ярко выраженную функцию и её реализация не представляется слишком сложной. Естественно, что такая архитектура не требует какого-либо описания (кроме фиксации класса архитектуры), так как отображение внешних функций на эту программу тривиально, а определять способ взаимодействия не требуется (в силу отсутствия какого-либо внешнего взаимодействия программы, кроме как взаимодействия её с пользователем, а последнее описывается в документации по применению ПС). Комплекс автономно выполняемых программ состоит из набора программ, такого, что: любая из этих программ может быть активизирована (запущена) пользователем; при выполнении активизированной программы другие программы этого набора не могут быть активизированы до тех пор, пока не закончит выполнение активизированная программа; все программы этого набора применятся к одной и той же информационной среде. Таким образом, программы этого набора по управлению никак не взаимодействуют — взаимодействие между ними осуществляется только через общую информационную среду. Слоистая программная система состоит из некоторой упорядоченной совокупности программных подсистем, называемых слоями, такой, что: на каждом слое ничего не известно о свойствах (и даже существовании) последующих (более высоких) слоёв; каждый слой может взаимодействовать по управлению (обращаться к компонентам) с непосредственно предшествующим (более низким) слоем через заранее определенный интерфейс, ничего не зная о внутреннем строении всех предшествующих слоёв; каждый слой располагает определенными ресурсами, которые он либо скрывает от других слоев, либо предоставляет непосредственно последующему слою (через указанный интерфейс) некоторые их абстракции. Таким образом, в слоистой программной системе каждый слой может реализовать некоторую абстракцию данных. Связи между слоями ограничены передачей значений параметров обращения каждого слоя к смежному снизу слою и выдачей результатов этого обращения от нижнего слоя верхнему. Недопустимо использование глобальных данных несколькими слоями. В качестве примера рассмотрим использование такой архитектуры для построения операционной системы. Такую архитектуру применил Дейкстра при построении операционной системы THE [2]. Эта операционная система состоит из четырех слоёв (см. Рис. 1). На нулевом слое производится обработка всех прерываний и выделение центрального процессора программам (процессам) в пакетном режиме. Только этот уровень осведомлен о мультипрограммных аспектах системы. На первом слое осуществляется управление страничной организацией памяти. Всем вышестоящим слоям предоставляется виртуальная непрерывная (не страничная) память. На втором слое осуществляется связь с консолью (пультом управления) оператора. Только этот слой знает технические характеристики консоли. На третьем слое осуществляется буферизация входных и выходных потоков данных и реализуются так называемые абстрактные каналы ввода и вывода, так что прикладные программы не знают технических характеристик устройств ввода-вывода. Рис. 1. Архитектура операционной системы THE. Коллектив параллельно действующих программ представляет собой набор программ, способных взаимодействовать между собой, находясь одновременно в стадии выполнения. Это означает, что такие программы, во-первых, вызваны в оперативную память, активизированы и могут попеременно разделять по времени один или несколько центральных процессоров, а во-вторых, осуществлять между собой динамические (в процессе выполнения) взаимодействия, на базе которых производиться их синхронизация. Обычно взаимодействие между такими процессами производится путём передачи друг другу некоторых сообщений. Простейшей разновидностью такой архитектуры является конвейер, средства, для организации которого имеются в операционной системе UNIX [3]. Конвейер представляет собой последовательность программ, в которой стандартный вывод каждой программы, кроме самой последней, связан со стандартным вводом следующей программы этой последовательности (см. Рис. 2). Конвейер обрабатывает некоторый поток сообщений. Каждое сообщение этого потока поступает на ввод первой программе, которая, обработав его, передаёт переработанное сообщение следующей программе, а сама начинает обработку очередного сообщения потока. Таким же образом действует каждая программа конвейера: получив сообщение от предшествующей программы и обработав его, она передаёт переработанное сообщение следующей программе, а последняя программа конвейера выводит результат работы всего конвейера (результирующее сообщение). Таким образом, в конвейере, состоящим из n программ, может одновременно находиться в обработке до n сообщений. Конечно, в силу того, что разные программы конвейера могут затратить на обработку очередных сообщений разные отрезки времени, необходимо обеспечить каким-либо образом синхронизацию этих процессов (некоторые процессы могут находиться в стадии ожидания либо возможности передать переработанное сообщение, либо возможности получить очередное сообщение). Порт сообщений представляет собой программную подсистему, обслуживающую некоторую очередь сообщений: она может принимать на хранение от программы какое-либо сообщение, ставя его в очередь, и может выдавать очередное сообщение другой программе по её требованию. Сообщение, переданное какой-либо программой некоторому порту, уже не будет принадлежать этой программе (и использовать её ресурсы), но оно не будет принадлежать и никакой другой программе, пока в порядке очереди не будет передано какой-либо программе по её запросу. Таким образом, программа, передающая сообщение не будет находиться в стадии ожидания пока программа, принимающая это сообщение, не будет готова его обрабатывать (если только не будет переполнен принимающий порт). Пример программной системы с портами сообщений приведен на Рис. 3. Порт U может рассматриваться как порт вводных сообщений для представленного на этом рисунке коллектива параллельно действующих программ, а порт W — как порт выводных сообщений для этого коллектива программ. Программные системы с портами сообщений могут быть как жесткой конфигурации, так и гибкой конфигурации. В системах с портами жесткой конфигурации с каждой программой могут быть жестко связаны один или несколько входных портов. Для передачи сообщения такая программа должна явно указать адрес передачи: имя программы и имя ее входного порта. В этом случае при изменении конфигурации системы придется корректировать используемые программы: изменять адреса передач сообщений. В системах с портами гибкой конфигурации с каждой программой связаны как входные, так и выходные виртуальные порты. Перед запуском такой системы должна производиться ее предварительная настройка с помощью специальной программной компоненты, осуществляющая совмещение каждого выходного виртуального порта с каким-либо входным виртуальным портом на основании информации, задаваемой пользователем. Тем самым при изменении конфигурации системы в этом случае не требуется какой-либо корректировки используемых программ — необходимые изменения должны быть отражены в информации для настройки. Однако в этом случае требуется иметь специальную программную компоненту, осуществляющую настройку системы.

11 Чем отличается модель быстрой разработки приложений от инкрементной модели?

Каждая линейная последовательность вырабатывает поставляемый инкремент ПО. Первый инкремент приводит к получению базового продукта, реализующего базовые требования (многие вспомогательные требования остаются нереализованными). План следующего инкремента предусматривает модификацию базового продукта, обеспечивающую дополнительные характеристики и функциональность.

Применения RAD возможно в том случае, когда каждая главная функция может быть завершена за 3 месяца. Каждая главная функция адресуется отдельной группе разработчиков, а затем интегрируется в целую систему.

Применения RAD имеет и свои недостатки и ограничения.

• 
для больших проектов в RAD требуются существенные людские ресурсы (необходимо создать достаточное количество групп);

• 
RAD применима только для таких приложений, которые могут декомпозироваться на отдельные модули и в которых производительность не является критической величиной;


RAD не применима в условиях высоких технических рисков (т.е. при использовании новой технологии).

12 Что такое ведущий отладочный модуль?

При восходящем тестировании (см. лекцию 7) это окружение всегда будет содержать только один отладочный модуль (кроме случая, когда отлаживается последний модуль отлаживаемой программы), который будет головным в тестируемой программе и который называют ведущим (или драйвером [10.1]). Ведущий отладочный модуль подготавливает информационную среду для тестирования отлаживаемого модуля (т. е. формирует ее состояние, требуемое для тестирования этого модуля, в частности, может осуществлять ввод некоторых тестовых данных), осуществляет обращение к отлаживаемому модулю и после окончания его работы выдает необходимые сообщения. При отладке одного модуля для разных тестов могут составляться разные ведущие отладочные модули.

13 Укажите сходства и различия спиральной модели и классического жизненного цикла.

Достоинство каскадной модели заключается в планировании времени осуществления всех этапов проекта, упорядочении хода конструирования.

Недостатки каскадной модели:

• реальные проекты часто требуют отклонения от стандартной последовательности шагов (недостаточно гибкая модель);

• цикл основан на точной формулировке исходных требований к ПО (реально в начале проекта требования заказчика определены лишь частично);

• результаты проекта доступны заказчику только в конце работы.

Спиральная модель жизненного цикла ИС реально отображает разработку программного обеспечения; позволяет явно учитывать риск на каждом витке эволюции разработки; включает шаг системного подхода в итерационную структуру разработки; использует моделирование для уменьшения риска и совершенствования программного изделия.

Недостатками спиральной модели являются:

        новизна (отсутствует достаточная статистика эффективности модели);

        повышенные требования к заказчику;

        трудности контроля и управления временем разработки.

14 Содержание шести заповедей отладки программного средства?

Заповедь 1. Считайте тестирование ключевой задачей разработки ПС, поручайте его самым квалифицированным и одаренным программистам; нежелательно тестировать свою собственную программу.

Заповедь 2. Хорош тот тест, для которого высока вероятность обнаружить ошибку, а не тот, который демонстрирует правильную работу программы.

Заповедь 3. Готовьте тесты как для правильных, так и для неправильных данных.

Заповедь 4. Избегайте невоспроизводимых тестов, документируйте их пропуск через компьютер; детально изучайте результаты каждого теста.

Заповедь 5. Каждый модуль подключайте к программе только один раз; никогда не изменяйте программу, чтобы облегчить ее тестирование.

Заповедь 6. Пропускайте заново все тесты, связанные с проверкой работы какой-либо программы ПС или ее взаимодействия с другими программами, если в нее были внесены изменения (например, в результате устранения ошибки).

15 В чем состоит главная особенность спиральной модели?

Главная задача — как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований. Спиральная модель ориентирована на большие, дорогостоящие и сложные проекты. Отличительной особенностью этой модели является специальное внимание рискам, влияющим на организацию жизненного цикла.

16 Что такое менеджер программного проекта?

Менеджер проектов — — лицо занимающееся вопросами поиска заказчиков проектов и исполнителей (отношения: подрядчик - субподрядчик). При этом, к основным навыкам (помимо профессиональных навыков в конкретной отрасли) менеджера проектов в первую очередь относятся навыки управления ресурсами, планирование работ, а также управление рисками.

17 Чем отличается компонентно-ориентированная модель от спиральной модели и классического жизненного цикла?

Компонентно-ориентированная модель является развитием спиральной модели и тоже основывается на эволюционной стратегии конструирования. В этой модели конкретизируется содержание квадранта конструирования — оно отражает тот факт, что в современных условиях новая разработка должна основываться на повторном использовании существующих программных компонентов (рис. 1.7).

Программные компоненты, созданные в реализованных программных проектах, хранятся в библиотеке. В новом программном проекте, исходя из требований заказчика, выявляются кандидаты в компоненты. Далее проверяется наличие этих кандидатов в библиотеке. Если они найдены, то компоненты извлекаются из библиотеки и используются повторно. В противном случае создаются новые компоненты, они применяются в проекте и включаются в библиотеку.

Достоинства компонентно-ориентированной модели:

1) уменьшает на 30% время разработки программного продукта;

2) уменьшает стоимость программной разработки до 70%;

3) увеличивает в полтора раза производительность разработки.

18 Что такое связность модуля ПС?

Связность модуля (cohesion) – внутренняя характеристика модуля, характеризующая меру прочности соединения функциональных и информационных объектов внутри одного модуля. Связность модуля характеризует степень его «плотности», степень зависимости его частей и направленности на решение определенной задачи. Чем выше связность модуля, тем меньше «ручек управления» на модуле и тем они проще. При проектировании модулей нужно стремиться к высокой связности, ибо чем выше связность, тем лучше спроектирован модуль.

Существует 7 типов связности:

Функционально связный модуль содержит объекты, предназначенные для решения одной единственной задачи. Примерами функционально связанных модулей являются модули проверки орфографии, вычисления заработной платы сотрудника, вычисления логарифма функции.

В последовательно связном модуле его объекты охватывают подзадачи, для которых выходные данные одной из подзадач являются входными для другой (открыть файл – прочитать запись – закрыть файл).

Информационно связный модуль содержит объекты, использующие одни и те же входные или выходные данные. Так, по ISBN книги, можно узнать ее название, автора и год издания. Эти три процедуры (определить название, определить автора, определить год издания) связаны между собой тем, что все они работают с одним и тем же информационным объектом – ISBN.

Процедурно связный модуль – это такой модуль, объекты которого включены в различные (возможно, несвязанные) подзадачи, в которых управление переходит от одной подзадачи к следующей (сделать зарядку, принять душ, позавтракать, одеться, отправится на работу). В отличие от последовательно связанного модуля, в котором осуществляется передача данных, в процедурно связанном модуле выполняется передача управления.

Модуль с временной связностью – это такой модуль, в котором объекты модуля привязаны к конкретному промежутку времени. Примером может являться модуль, осуществляющий инициализацию системы. Элементы данного модуля почти не связаны друг с другом за исключением того, что должны выполняться в определенное время.

Модуль с логической связностью – это такой модуль, объекты которого содействуют решению одной общей подзадачи, для которой эти объекты отобраны во внешнем по отношению к модулю мире. Так, например, альтернативы: поехать на автомобиле, на метро, на автобусе – являются средством достижения цели: добраться в како-то определенное место, из которых нужно выбрать одну.

Модуль со связностью по совпадению содержит объекты, которые слабо связаны друг с другом (сходить в кино, поужинать, посмотреть телевизор, проверить электронную почту).

В программных системах должны присутствовать модули, имеющие следующие три меры связности: функциональная, последовательная и информационная, так как другие типы связности являются крайне нежелательными и осложняют понимание и сопровождение системы.

19 В чем заключается подход к обеспечению качества ПО установленный в МС ISO 9001:2008 и др. основных международных стандартах в области управления качеством?

20 Какие виды документации ПС вы бы могли выделить? Какую информацию должен содержать каждый из них?

ВИДЫ ПРОГРАММНЫХ ДОКУМЕНТОВ

К программным относят документы, содержащие сведения, необходи­мые для разработки, сопровождения и эксплуатации программного обеспе­чения. Документирование программного обеспечения осуществляется в со­ответствии с Единой системой программной документации (ГОСТ 19.ХХХ). Так ГОСТ 19.101-77 устанавливает виды программных документов для про­граммного обеспечения различных типов. Ниже перечислены основные про­граммные документы по этому стандарту и указано, какую информацию они должны содержать.

Спецификация должна содержать перечень и краткое описание назначе­ния всех файлов программного обеспечения, в том числе и файлов докумен­тации на него, и является обязательной для программных систем, а также их компонентов, имеющих самостоятельное применение.

Ведомость держателей подлинников (код вида документа - 05) должна содержать список предприятий, на которых хранятся подлинники программ­ных документов. Необходимость этого документа определяется на этапе раз­работки и утверждения технического задания только для программного обес­печения со сложной архитектурой.

Текст программы (код вида документа - 12) должен содержать текст программы с необходимыми комментариями. Необходимость этого докумен­та определяется на этапе разработки и утверждения технического задания.

Описание программы (код вида документа - 13) должно содержать све­дения о логической структуре и функционировании программы. Необходи­мость данного документа также определяется на этапе разработки и утверж­дения технического задания.

Ведомость эксплуатационных документов (код вида документа - 20) должна содержать перечень эксплуатационных документов на программу, к которым относятся документы с кодами: 30, 31, 32, 33, 34, 35, 46. Необходи­мость этого документа также определяется на этапе разработки и утвержде­ния технического задания.

Формуляр (код вида документа - 30) должен содержать основные харак­теристики программного обеспечения, комплектность и сведения об эксплу­атации программы.

Описание применения (код вида документа - 31) должно содержать све­дения о назначении программного обеспечения, области применения, приме­няемых методах, классе решаемых задач, ограничениях для применения, ми­нимальной конфигурации технических средств.

Руководство системного программиста (код вида документа - 32) должно содержать сведения для проверки, обеспечения функционирования и настройки программы на условия конкретного применения.

Руководство программиста (код вида документа - 33) должно содер­жать сведения для эксплуатации программного обеспечения.

Руководство оператора (код вида документа - 34) должно содержать сведения для обеспечения процедуры общения оператора с вычислительной системой в процессе выполнения программного обеспечения.

Описание языка (код вида документа - 35) должно содержать описание синтаксиса и семантики языка.

Руководство по техническому обслуживанию (код вида документа - 46) должно содержать сведения для применения тестовых и диагностических программ при обслуживании технических средств.

Программа и методика испытаний (код вида документа - 51) должны содержать требования, подлежащие проверке при испытании программного обеспечения, а также порядок и методы их контроля.

Пояснительная записка (код вида документа -81) должна содержать ин­формацию о структуре и конкретных компонентах программного обеспече­ния, в том числе схемы алгоритмов, их общее описание, а также обоснование принятых технических и технико-экономических решений. Составляется на стадии эскизного и технического проекта.

Прочие документы (коды вида документа - 90-99) могут составляться на любых стадиях разработки, т. е. на стадиях эскизного, технического и ра­бочего проектов.

Допускается объединять отдельные виды эксплуатационных докумен­тов, кроме формуляра и ведомости. Необходимость объединения указывает­ся в техническом задании, а имя берут у одного из объединяемых документов. Например, в настоящее время часто используется эксплуатационный до­кумент, в который отчасти входит руководство системного программиста, программиста и оператора. Он называется «Руководство пользователя» (см §3).

Типы документации

Существует четыре основных типа документации на ПО:

• архитектурная/проектная — обзор программного обеспечения, включающий описание рабочей среды и принципов, которые должны быть использованы при создании ПО

• техническая — документация на код, алгоритмы, интерфейсы, API

• пользовательская — руководства для конечных пользователей, администраторов системы и другого персонала

• маркетинговая