МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
«ПРОЕКТУВАННЯ ПРОГРАМНИХ СИСТЕМ»
ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ ЗІ
СПЕЦІАЛЬНОСТІ
6.040302 – «Інформатика»
(У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ)
КРЕМЕНЧУК 2014
Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Проектування програмних систем» для студентів денної та заочної форм навчання зі спеціальності 6.040302 – «Інформатика» (у тому числі скорочений термін навчання).
Укладач доц. Т.А. Григорова
Рецензент к. т. н., Г.В. Славко
Кафедра інформатики і вищої математики
Затверджено методичною радою КДПУ імені Михайла Остроградського
Протокол №_____ від_________________
Заступник голови методичної ради__________________доц. С.А. Сергієнко
ЗМІСТ
ВСТУП 4
Підчас лабораторних робіт студенти вивчають методи програмування у комп’ютерних мережах. 4
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 81
ВСТУП
Головною метою лабораторних робіт є набуття практичного досвіду:
дослідження стану мережі і мережевих з'єднань;
програмування в комп’ютерних мережах
створення мережевих додатків з базами даних;
створення сервлетів та аплетів мовою програмування Java.
Підчас лабораторних робіт студенти вивчають методи програмування у комп’ютерних мережах.
У результаті виконання лабораторних робіт передбачається практичне оволодіння технологіями розповсюдження інформації в мережевому середовищі.
Кожна лабораторна робота включає завдання. Студент повинен виконати його після того, як ознайомиться з конспектом лекцій та необхідною літературою. Завдання перевіряють на комп’ютері та оформлюють звіт. Звіт можна оформити у зошиті або роздрукувати на аркушах форматом А4.
Звіти по всіх лабораторних робот виконуються у вигляді HTML-сторінок. Звіт повинен містити назву, номер і тему лабораторної роботи, ім'я і групу виконавця, мету роботи, завдання до лабораторної роботи, коротку теоретичну інформацію, необхідні ілюстрації і результати роботи у вигляді таблиць, графіків, лістинг і скріншотів (для програм). У кінці звіту вміщуються висновки, отримані в ході виконання роботи.
ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
Лабораторна робота № 1
Тема: Стандарт UML. Огляд стандартних елементів та пакетів. Види діаграм
Мета роботи: знайомство з середовищем розробки UML проектів Rational Rose, з елементами інтерфейсу користувача і можливостями програми.
Короткі теоретичні відомості
Візуальним моделюванням називається процес графічного представлення моделі за допомогою деякого стандартного набору графічних елементів. Для опису різних аспектів системи використовуються графічні нотації. Найбільш відомі з них – метод Буча, технологія об'єктного моделювання (ОМТ, Object Modeling Technology) і уніфікована мова моделювання (UML, Unified Modeling Language). Проте більшістю виробників і комітетами із стандартів – ANSI і Object Management Group (OMG), був прийнятий стандарт UML. Найбільш відомим пакетом для візуального моделювання є Rational Rose 98i, який підтримує всі нотації.
UML дозволяє створювати декілька типів візуальних діаграм. Rational Rose підтримує розробку таких моделей, а саме:
Діаграми Варіантів Використання
Діаграми Послідовності
Кооперативні діаграми:
Діаграми Класів
Діаграми Станів
Діаграми Компонентів
Діаграми Розміщення
Діаграми ілюструють різні аспекти системи. Наприклад, Кооперативна діаграма показує, як повинні взаємодіяти об'єкти, щоб реалізувати деяку функціональність системи. У кожної діаграми є своя мета і своя аудиторія.
Діаграми Варіантів Використання відображають взаємодію між варіантами використання, що представляють функції системи, і дійовими особами, що представляють людей або системи, які одержують або передають інформацію в дану систему.
Діаграми Послідовності відображають потік подій, що відбуваються в рамках варіанту використання.
Кооперативні діаграми відображають ту ж саму інформацію, що і діаграми Послідовності. Проте роблять вони це по-іншому і з іншими цілями.
Rational Rose – могутній інструмент аналізу і проектування об'єктно-орієнтованих програмних систем. Він дозволяє моделювати системи до написання коду.
Модель Rose – це картина системи. Вона містить всі діаграми UML, дійових осіб, варіанти використання, об'єкти, класи, компоненти і вузли системи. Вона детально описує, що система містить і як функціонує, тому розробники можуть використовувати її як ескіз або креслення системи, яка створюється.
Rational Rose дозволяє генерувати "скелетний код" на різних мовах наприклад C++, Java, Visual Basic і PowerBuilder. Можна виконувати зворотне проектування коду і створювати таким чином моделі вже існуючих систем.
Середовище Rose можна розширити за допомогою мови програмування RoseScript. На RoseScript можна написати код для автоматичного внесення змін до моделі, для створення звітів і виконання інших завдань.
Rose 98i забезпечує публікацію моделей на Web-сторінках.
Моделювання проводиться як порівневий зпуск від концептуальної моделі до логічної, а потім до фізичної моделі програмної системи.
Концептуальна модель виражається у вигляді діаграм варіантів використання (use-case diagram). Цей тип діаграм служить для проведення ітераційного циклу загальної постановки завдання разом із замовником. Часто можна почути наступне: "Замовник і раніше не знав, і тепер не знає, і в майбутньому точно не знатиме, що йому треба". Діаграми варіантів використання якраз і служать основою для досягнення взаєморозуміння між програмістами-професіоналами, що розробляють проект, і замовниками проекту. Усередині кожного прецеденту можуть бути визначені:
вкладена діаграма варіантів використання,
діаграма взаємодії об'єктів(collaboration diagram),
діаграма послідовності взаємодій(sequence diagram),
діаграма класів(class diagram),
діаграма переходу станів(state diagram).
Логічна модель дозволяє визначити два різні погляди на системи: статичний і динамічний. Статичний підхід виражається діаграмами класів(class diagram). Саме діаграми класів служать основою для генерації програмного коду на цільовій мові програмування.
Можливе дуже гнучке налаштування генерації кода, що дозволяє враховувати конкретні угоди(наприклад, по префіксах імен ідентифікаторів), прийняті в команді розробників проекту. Динамічний підхід описується двома типами діаграм :
діаграмами взаємодії об'єктів,
діаграмами послідовності взаємодій.
У поточній версії Rational Rose 98 ці діаграми не впливають на генерований код, проте фірми-партнери Rational Software застосовують ці діаграми у своїх застосуваннях. Так, діаграми послідовності взаємодій використовуються в пакеті SQA Suite для автоматизованого тестування компонентів, розроблених в Rational Rose 98. Класи, введені на цих діаграмах, потрапляють в список класів моделі і можуть використовуватися при конструюванні діаграм класів.
Динаміка конкретного класу може бути виражена за допомогою діаграм переходу станів, що визначають модель кінцевого автомата, що описує поведінку класу. Кожен стан задається своєю вершиною; визначені вхідне і вихідні стани, а також умови переходу із стану в стан.
Фізична модель задається компонентною діаграмою(component diagram), яка описує розподіл реалізації класів по модулях, і діаграмою постачання(deployment diagram).
Після побудови першого/подальшого шару статичної моделі з використанням діаграм класів можна провести генерацію коду на цільовій мові програмування. На рівні коду можна ввести нові уточнювальні класи, змінити атрибути і методи класів моделі і потім синхронізувати код і модель, виконавши зворотне проектування, т. е. за модифікованим кодом Rational Rose 98 дозволяє побудувати нову логічну модель взаємозв'язку класів між собою. Повторення такої процедури кілька разів називається ітераційним моделюванням(round - trip modeling), яке складає основу м'якого і поступового уточнення постановки завдання і узгодження вимог замовника з наявними ресурсами (обчислювальними, тимчасовими, фінансовими і т. п.). На мал. 9.1 приведений зовнішній вигляд Rational Rose.
Створення нового проекту в Rational Rose проводиться вибором меню File / New. При цьому створюється кілька порожніх діаграм верхнього рівня: діаграма варіантів використання, діаграма класів та ін. Кожну діаграму можна вибрати для редагування, при цьому на інструментальній панелі відображаються елементи, доступні для даного виду діаграм. Вибір типу поточної діаграми проводиться в меню Browse.
Рис. 9.1. Головне вікно Rational Rose 98
Таблица 9.1. Опис елементів управління основної панелі інструментів Rational Rose
Елемент управління |
Опис |
Відповідний пункт меню |
|
Створити нову модель |
File->New |
|
Відкрити модель |
File- > Open |
|
Зберегти модель |
File- > Save |
|
Надрукувати модель |
File->Print |
|
Перемикання між типами діаграмм |
Browse-> Diagram... |
|
Отримання справки |
Help |
|
Відкриття вікна для введення коментарів |
View- >Documentation |
|
Навігація за діаграмами |
Browse- > Previous Diagram |
|
Масштабування |
View-> Zoom |
Основними елементами інтерфейсу Rose є браузер, вікно документації, панелі інструментів, вікно діаграми і журнал (log). Браузер (browser) використовується для швидкої навігації по моделі. Вікно документації (documentation window) застосовується для роботи з документацією елементів моделі. Панелі інструментів (toolbars) забезпечують швидкий доступ до найбільш поширених команд. Вікно діаграми (diagram window) використовується для перегляду і редагування однієї або декількох діаграм UML. Журнал (log) застосовується для переляду помилок і звітів про результати виконання різних команд.
Браузер – це ієрархічна структура, що дозволяє легко здійснювати навігацію по моделі. Все, що додається до моделі: актори, сценарії, класи, компоненти – виводиться у вікні браузера.
За допомогою браузера можна:
Додавати до моделі елементи (сценарії, дійових осіб, класи, компоненти, діаграми і т.д.).
Проглядати існуючі елементи моделі.
Проглядати існуючі відносини між елементами моделі.
Переміщати елементи моделі.
Перейменовувати елементи моделі.
Додавати елементи моделі до діаграми.
Пов'язувати елемент з файлом або адресою Інтернету.
Групувати елементи в пакети.
Працювати з деталізованою специфікацією елементу.
Відкривати діаграму.
Браузер підтримує чотири уявлення (view): уявлення Варіантів Використання, Компонентів, Розміщення і Логічне уявлення. Ці уявлення і елементи моделі, що містяться в них, перераховані в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1. Уявлення в середовищі Rational Rose
Уявлення |
Зміст |
Уявлення Варіантів Використання |
Дійові особи Варіанти використання Асоціації (98i) Документація по варіантах використання Діаграми Варіантів Використання Діаграми Послідовності Кооперативні діаграми Пакети |
Логічне уявлення |
Класи Діаграми Класів Асоціації (98i) Діаграми Взаємодії Діаграми Станів Пакети |
Уявлення Компонентів |
Компоненти Діаграми Компонентів Пакети |
Уявлення Розміщення |
Процеси Процесори Пристрої Діаграми Розміщення |
За допомогою браузера можна проглядати елементи моделі в кожному з чотирьох уявлень, переміщати і редагувати елементи, а також додавати нові. Натиснувши правою кнопкою миші на елементі в браузері, можна пов'язати адресу URL з елементом, прочитати його специфікацію, видалити або перейменувати елемент.