- •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
2.2. Система и ее окружение
Любая система зависит от сигналов, данных или другой информации, поступающей на ее входы; иными словами, система функционирует в определенном окружении, которое влияет на ее функционирование и производительность. Иногда окружение можно рассматривать как самостоятельную систему, состоящую из множества других систем, которые влияют друг на друга.
На рис. 2.1 показано несколько систем, объединенных в систему жизнеобеспечения офисного здания. Система отопления, электроэнергетическая система, система освещения, системы водоснабжения и канализации и система безопасности являются подсистемами строения, которое, в свою очередь, также можно рассматривать как систему. Здание расположено на улице, которая также является системой более высокого уровня. Улица будет подсистемой системы города и т.д. Таким образом, окружение какой-либо системы само является системой более высокого уровня. В общем случае окружение какой-либо системы – это композиция ее локального окружения и окружения системы более высокого уровня.
Рис. 2.1. Иерархия систем
Рассмотрим систему безопасности, входящую в систему жизнеобеспечения здания (см. рис. 2.1). Ее локальное окружение состоит из других систем этого здания. К окружению системы также необходимо отнести системы, не входящие в систему здания, но относящиеся к системе улицы и системе города, включая естественные природные системы, в том числе погодную (т.е. воздействие погодных факторов на систему безопасности).
Приведем две основные причины, которыми вызвана необходимость учитывать при разработке систем их окружение.
1. Во многих случаях система предназначена как раз для реагирования на изменение определенных параметров окружения. Так, система отопления реагирует на изменения в окружающей среде, повышая или понижая температуру своих отопительных приборов. Здесь правильное функционирование системы проявляется именно как реакция на изменения параметров окружения.
2. Часто качество функционирования системы может зависеть от параметров окружения самым непредсказуемым образом. Так, система электроснабжения напрямую зависит от уличного окружения здания. Например работы, проводимые по благоустройству улицы, по недосмотру могут повредить силовой кабель и, следовательно, вывести из строя всю систему электроснабжения здания. Либо грозовой разряд может индуцировать большие токи в электрической системе, что может нарушить ее нормальное функционирование.
Кроме физического окружения (окружающей среды), показанного на рис. 2.1, системы могут находиться в определенных отношениях с организационным окружением, которое включает в себя правила и процедуры, основанные на политических, экономических и экологических приоритетах общества. Если система построена без учета организационного окружения, она может не найти спроса на рынке системных продуктов и будет отвергнута пользователями и потенциальными потребителями.
На разработку систем влияют как человеческие, так и организационные факторы, входящие в окружение системы.
1. Эксплуатационный фактор. Требует ли система внесения изменений в рабочий процесс ее эксплуатации, в зависимости от изменения параметров окружения? Если ответ на этот вопрос положительный, следовательно, необходимо обучение персонала, эксплуатирующего эту систему. Если обучение длительное или персонал может потерять в заработке, существует вероятность, что такая система будет отвергнута пользователями.
2. Фактор персонала. Может ли внедрение системы привести к снижению требований к квалификации персонала или коренным образом изменить способы его работы? Если это так, тогда персонал может попытаться противостоять внедрению системы в их организацию. Менеджеры среднего звена, руководящие проектами, часто подозревают, что их статус в организации понизится после внедрения компьютерных систем.
3. Организационный фактор. Иногда внедрение системы может изменить структуру властных полномочий в организации. Например, если деятельность организации напрямую зависит от правильного функционирования сложной системы, операторы этой системы могут иметь значительный вес во властной структуре организации.
Эти человеческие, социальные и организационные факторы часто оказываются критическими при принятии решения о том, будет или нет внедряться система. К сожалению, предусмотреть эти факторы очень сложно, особенно если разработчики системы не обладают достаточным социальным и культурным опытом. Чтобы помочь предусмотреть различные эффекты от внедрения систем в организацию, разработаны специальные методологии, такие как социотехника Мамфорда (Mumford), методология программных систем Чекланда (Checkland).
В идеале все сведения о системном окружении следует включить в спецификацию системы с тем, чтобы разработчики могли их учесть при ее проектировании. Но в реальной действительности это невозможно. Обычно разработчики систем делают предположения о системном окружении либо на основе опыта эксплуатации других подобных систем, либо исходя из здравого смысла. Если они ошибутся, то система может в некоторых ситуациях функционировать некорректно.