- •З курсу
- •З курсу
- •Содержание
- •Часть I. Инженерные основы программного обеспечения 10
- •Часть II. Требования к программному обеспечению 33
- •Часть III. Моделирование программного обеспечения 52
- •Часть IV. Технологии разработки программного обеспечения 124
- •Часть V. Письменная коммуникация. Документирование проекта Программного обеспечения 145
- •Часть VI. Управление проектом программного обеспечения 192
- •Предисловие
- •Часть I. Инженерные основы программного обеспечения
- •1. Введение в программную инженерию
- •1.1. Вопросы и ответы об инженерии программного обеспечения
- •1.2. Профессиональные и этические требования к специалистам по программному обеспечению
- •2. Системотехника вычислительных систем
- •2.1. Интеграционные свойства систем
- •2.2. Система и ее окружение
- •2.3. Моделирование систем
- •2.4. Процесс создания систем
- •2.5. Приобретение систем
- •3. Процесс создания программного обеспечения
- •3.1. Модели процесса создания программного обеспечения
- •3.2. Итерационные модели разработки программного обеспечения
- •3.3. Спецификация программного обеспечения
- •3.4. Проектирование и реализация программного обеспечения
- •3.5. Эволюция программных систем
- •3.6. Автоматизированные средства разработки программного обеспечения
- •4. Технологии производства программного обеспечения
- •Часть II. Требования к программному обеспечению
- •5. Требования к программному обеспечению
- •5.1. Функциональные и нефункциональные требования
- •5.2. Пользовательские требования
- •5.3. Системные требования
- •5.4. Документирование системных требований
- •6. Разработка требований
- •6.1. Анализ осуществимости
- •6.2. Формирование и анализ требований
- •6.3. Аттестация требований
- •6.4. Управление требованиям
- •7. Матрица требований. Разработка матрицы требований
- •Часть III. Моделирование программного обеспечения
- •8. Архитектурное проектирование
- •8.1. Структурирование системы
- •8.2. Модели управления
- •8.3. Модульная декомпозиция
- •8.4. Проблемно-зависимые архитектуры
- •9. Архитектура распределенных систем
- •9.1. Многопроцессорная архитектура
- •9.2. Архитектура клиент/сервер
- •9.3. Архитектура распределенных объектов
- •9.4. Corba
- •10. Объектно-ориентированное проектирование
- •10.1. Объекты и классы объектов
- •10.2. Процесс объектно-ориентированного проектирования
- •10.2.1. Окружение системы и модели ее использования
- •10.2.2. Проектирование архитектуры
- •10.2.3. Определение объектов
- •10.2.4. Модели архитектуры
- •10.2.5. Специфицирование интерфейсов объектов
- •10.3. Модификация системной архитектуры
- •11. Проектирование систем реального времени
- •11.1. Проектирование систем реального времени
- •11.2. Управляющие программы
- •11.3. Системы наблюдения и управления
- •11.4. Системы сбора данных
- •12. Проектирование с повторным использованием компонентов
- •12.1. Покомпонентная разработка
- •12.2. Семейства приложений
- •12.3. Проектные паттерны
- •13. Проектирование интерфейса пользователя
- •13.1. Принципы проектирования интерфейсов пользователя
- •13.2. Взаимодействие с пользователем
- •13.3. Представление информации
- •13.4. Средства поддержки пользователя
- •13.5. Оценивание интерфейса
- •Часть IV. Технологии разработки программного обеспечения
- •14. Жизненный цикл программного обеспечения: модели и их особенности
- •14.1. Каскадная модель жизненного цикла
- •14.2. Эволюционная модель жизненного цикла
- •14.2.1. Формальная разработка систем
- •14.2.2. Разработка программного обеспечения на основе ранее созданных компонентов
- •14.3. Итерационные модели жизненного цикла
- •14.3.1 Модель пошаговой разработки
- •14.3.2 Спиральная модель разработки
- •15. Методологические основы технологий разработки программного обеспечения
- •16. Методы структурного анализа и проектирования программного обеспечения
- •17. Методы объектно-ориентированного анализа и проектирования программного обеспечения. Язык моделирования uml
- •Часть V. Письменная коммуникация. Документирование проекта Программного обеспечения
- •18. Документирование этапов разработки программного обеспечения
- •19. Планирование проекта
- •19.1 Уточнение содержания и состава работ
- •19.2 Планирование управления содержанием
- •19.3 Планирование организационной структуры
- •19.4 Планирование управления конфигурациями
- •19.5 Планирование управления качеством
- •19.6 Базовое расписание проекта
- •20. Верификация и аттестация программного обеспечения
- •20.1. Планирование верификации и аттестации
- •20.2. Инспектирование программных систем
- •20.3. Автоматический статический анализ программ
- •20.4. Метод "чистая комната"
- •21. Тестирование программного обеспечения
- •21.1. Тестирование дефектов
- •21.1.1. Тестирование методом черного ящика
- •21.1.2. Области эквивалентности
- •21.1.3. Структурное тестирование
- •21.1.4. Тестирование ветвей
- •21.2. Тестирование сборки
- •21.2.1. Нисходящее и восходящее тестирование
- •21.2.2. Тестирование интерфейсов
- •21.2.3. Тестирование с нагрузкой
- •21.3. Тестирование объектно-ориентированных систем
- •21.3.1. Тестирование классов объектов
- •21.3.2. Интеграция объектов
- •21.4. Инструментальные средства тестирования
- •Часть VI. Управление проектом программного обеспечения
- •22. Управление проектами
- •22.1. Процессы управления
- •22.2. Планирование проекта
- •22.3. График работ
- •22.4. Управление рисками
- •23. Управление персоналом
- •23.1. Пределы мышления
- •23.1.1. Организация человеческой памяти
- •23.1.2. Решение задач
- •23.1.3. Мотивация
- •23.2. Групповая работа
- •23.2.1. Создание команды
- •23.2.2. Сплоченность команды
- •23.2.3. Общение в группе
- •23.2.4. Организация группы
- •23.3. Подбор и сохранение персонала
- •23.3.1. Рабочая среда
- •23.4. Модель оценки уровня развития персонала
- •24. Оценка стоимости программного продукта
- •24.1. Производительность
- •24.2. Методы оценивания
- •24.3. Алгоритмическое моделирование стоимости
- •24.3.1. Модель сосомо
- •24.3.2. Алгоритмические модели стоимости в планировании проекта
- •24.4. Продолжительность проекта и наем персонала
- •25. Управление качеством
- •25.1. Обеспечение качества и стандарты
- •25.1.1. Стандарты на техническую документацию
- •25.1.2. Качество процесса создания программного обеспечения и качество программного продукта
- •25.2. Планирование качества
- •25.3. Контроль качества
- •25.3.1. Проверки качества
- •25.4. Измерение показателей программного обеспечения
- •25.4.1. Процесс измерения
- •25.4.2. Показатели программного продукта
- •26. Надежность программного обеспечения
- •26.1. Обеспечение надежности программного обеспечения
- •26.1.1 Критические системы
- •26.1.2. Работоспособность и безотказность
- •26.1.3. Безопасность
- •26.1.4. Защищенность
- •26.2. Аттестация безотказности
- •26.3. Гарантии безопасности
- •26.4. Оценивание защищенности программного обеспечения
- •27. Совершенствование производства программного обеспечения
- •27.1. Качество продукта и производства
- •27.2. Анализ и моделирование производства
- •27.2.1. Исключения в процессе создания по
- •27.3. Измерение производственного процесса
- •27.4. Модель оценки уровня развития
- •27.4.1. Оценивание уровня развития
- •27.5. Классификация процессов совершенствования
11. Проектирование систем реального времени
В настоящее время компьютеры применяются для управления широким спектром разнообразных систем, начиная от простых домашних устройств и заканчивая крупными промышленными комплексами. Эти компьютеры непосредственно взаимодействуют с аппаратными устройствами. Программное обеспечение таких систем (управляющий компьютер плюс управляемые объекты) представляет собой встроенную систему реального времени, задача которой – реагировать на события, генерируемые оборудованием, т.е. в ответ на эти события вырабатывать управляющие сигналы. Такое ПО встраивается в большие аппаратные системы и должно обеспечивать реакцию на события, происходящие в окружении системы, в режиме реального времени.
Системы реального времени отличаются от других типов программных систем. Их корректное функционирование зависит от способности системы реагировать на события через заданный (как правило, короткий) интервал времени. Вот как можно определить систему реального времени.
Система реального времени – это программная система, правильное функционирование которой зависит от результатов ее работы и от периода времени, в течение которого получен результат. "Мягкая" система реального времени – это система, в которой операции удаляются, если в течение определенного интервала времени не выдан результат. "Жесткая" система реального времени – это система, операции которой становятся некорректными, т.е. вырабатывается сигнал об ошибке, если в течение определенного интервала времени результат не выдан.
Систему реального времени можно рассматривать как систему "стимул-отклик". При получении определенного входного стимула (входного сигнала) система генерирует связанный с ним отклик (ответное действие или ответный сигнал). Следовательно, поведение системы реального времени можно определить с помощью списка входных сигналов, получаемых системой, связанных с ними ответных сигналов (откликов) и интервала времени, в течение которого система должна отреагировать на входной сигнал.
Входные сигналы делятся на два класса.
1. Периодические сигналы, происходят через предопределенные интервалы времени. Например, система проверяет датчик каждые 50 миллисекунд, и предпринимает действия (реагирует) в зависимости от значений, полученных от датчика (стимула).
2. Апериодические сигналы происходят нерегулярно. Обычно они "сообщают о себе" посредством механизма прерываний. Примером апериодического сигнала может быть прерывание, которое вырабатывается по завершении передачи вход/выход и размещения данных в буфере обмена.
В системах реального времени периодические входные сигналы обычно генерируются сенсорами (датчиками), взаимодействующими с системой. Они предоставляют информацию о состоянии внешнего окружения системы. Системные отклики (ответные сигналы) направляются группе исполнительных механизмов, управляющих аппаратными устройствами, которые затем воздействуют на окружение системы. Апериодические входные сигналы могут генерироваться и сенсорами, и исполнительными механизмами. Как правило, апериодические сигналы означают исключительные ситуации, например ошибки в работе аппаратуры. На рис. 11.1 показана модель "сенсор-система-исполнительный механизм" для встроенной системы реального времени.
Рис. 11.1. Общая модель системы реального времени
Системы реального времени должны реагировать на входные сигналы, происходящие в разные моменты времени. Следовательно, архитектуру такой системы необходимо организовать так, чтобы управление переходило к соответствующему обработчику как можно быстрее после получения входного сигнала. В последовательных программах такой механизм передачи управления невозможен. Поэтому обычно системы реального времени проектируют как множество параллельных взаимодействующих процессов. Часть системы - управляющая программа, часто называемая диспетчером, - управляет всеми процессами.
Большинство моделей "стимул-отклик" систем реального времени сводятся к обобщенной архитектурной модели, состоящей из трех типов процессов (рис. 11.2). Для каждого типа сенсора имеется процесс управления сенсором; вычислительный процесс определяет необходимый ответный сигнал на полученный системой входной сигнал; процессы управления исполнительными механизмами управляют действиями этих механизмов. Такая модель позволяет быстро собрать данные со всех имеющихся сенсоров (до того, как произойдет следующий ввод данных), обработать их и получить ответный сигнал от соответствующего исполнительного механизма.
Рис. 11.2. Процессы управления сенсорами и исполнительными механизмами