- •Введение
- •От издательства
- •ГЛАВА 1. Организация процесса конструирования
- •Определение технологии конструирования программного обеспечения
- •Классический жизненный цикл
- •Макетирование
- •Стратегии конструирования ПО
- •Инкрементная модель
- •Быстрая разработка приложений
- •Спиральная модель
- •Компонентно-ориентированная модель
- •Тяжеловесные и облегченные процессы
- •ХР-процесс
- •Модели качества процессов конструирования
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 2. Руководство программным проектом
- •Процесс руководства проектом
- •Начало проекта
- •Измерения, меры и метрики
- •Процесс оценки
- •Анализ риска
- •Планирование
- •Трассировка и контроль
- •Планирование проектных задач
- •Размерно-ориентированные метрики
- •Функционально-ориентированные метрики
- •Выполнение оценки в ходе руководства проектом
- •Выполнение оценки проекта на основе LOC- и FP-метрик
- •Конструктивная модель стоимости
- •Модель композиции приложения
- •Модель раннего этапа проектирования
- •Модель этапа постархитектуры
- •Предварительная оценка программного проекта
- •Анализ чувствительности программного проекта
- •Сценарий понижения зарплаты
- •Сценарий наращивания памяти
- •Сценарий использования нового микропроцессора
- •Сценарий уменьшения средств на завершение проекта
- •Контрольные вопросы
- •Ошибки
- •Стоимость
- •Выполнение операции не изменяет состояния объекта
- •Проблема
- •Читать карту клиента
- •ГЛАВА 3. Классические методы анализа
- •Структурный анализ
- •Диаграммы потоков данных
- •Описание потоков данных и процессов
- •Расширения для систем реального времени
- •Расширение возможностей управления
- •Модель системы регулирования давления космического корабля
- •Методы анализа, ориентированные на структуры данных
- •Метод анализа Джексона
- •Методика Джексона
- •Шаг объект-действие
- •Шаг объект-структура
- •Шаг начального моделирования
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 4. Основы проектирования программных систем
- •Особенности процесса синтеза программных систем
- •Особенности этапа проектирования
- •Структурирование системы
- •Моделирование управления
- •Декомпозиция подсистем на модули
- •Модульность
- •Информационная закрытость
- •Связность модуля
- •Функциональная связность
- •Информационная связность
- •Коммуникативная связность
- •Процедурная связность
- •Временная связность
- •Логическая связность
- •Связность по совпадению
- •Определение связности модуля
- •Сцепление модулей
- •Сложность программной системы
- •Характеристики иерархической структуры программной системы
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 5. Классические методы проектирования
- •Метод структурного проектирования
- •Типы информационных потоков
- •Проектирование для потока данных типа «преобразование»
- •Проектирование для потока данных типа «запрос»
- •Диаграмма потоков данных
- •Метод проектирования Джексона
- •Доопределение функций
- •Учет системного времени
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 6. Структурное тестирование программного обеспечения
- •Основные понятия и принципы тестирования ПО
- •Тестирование «черного ящика»
- •Тестирование «белого ящика»
- •Особенности тестирования «белого ящика»
- •Способ тестирования базового пути
- •Потоковый граф
- •Цикломатическая сложность
- •Шаги способа тестирования базового пути
- •Способы тестирования условий
- •Тестирование ветвей и операторов отношений
- •Способ тестирования потоков данных
- •Тестирование циклов
- •Простые циклы
- •Вложенные циклы
- •Объединенные циклы
- •Неструктурированные циклы
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 7. Функциональное тестирование программного обеспечения
- •Особенности тестирования «черного ящика»
- •Способ разбиения по эквивалентности
- •Способ анализа граничных значений
- •Способ диаграмм причин-следствий
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 8. Организация процесса тестирования программного обеспечения
- •Методика тестирования программных систем
- •Тестирование элементов
- •Тестирование интеграции
- •Нисходящее тестирование интеграции
- •Восходящее тестирование интеграции
- •Сравнение нисходящего и восходящего тестирования интеграции
- •Тестирование правильности
- •Системное тестирование
- •Тестирование восстановления
- •Тестирование безопасности
- •Стрессовое тестирование
- •Тестирование производительности
- •Искусство отладки
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 9. Основы объектно-ориентированного представления программных систем
- •Принципы объектно-ориентированного представления программных систем
- •Абстрагирование
- •Инкапсуляция
- •Модульность
- •Иерархическая организация
- •Объекты
- •Общая характеристика объектов
- •Виды отношений между объектами
- •Связи
- •Видимость объектов
- •Агрегация
- •Классы
- •Общая характеристика классов
- •ПРИМЕЧАНИЕ
- •Виды отношений между классами
- •Ассоциации классов
- •Наследование
- •Полиморфизм
- •Агрегация
- •Зависимость
- •Конкретизация
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 10. Базис языка визуального моделирования
- •Унифицированный язык моделирования
- •Предметы в UML
- •Отношения в UML
- •Диаграммы в UML
- •Механизмы расширения в UML
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 11. Статические модели объектно-ориентированных программных систем
- •Вершины в диаграммах классов
- •Свойства
- •ПРИМЕЧАНИЕ
- •Операции
- •Организация свойств и операций
- •Множественность
- •Отношения в диаграммах классов
- •Деревья наследования
- •Примеры диаграмм классов
- •Контрольные вопросы
- •Моделирование поведения программной системы
- •Диаграммы схем состояний
- •Действия в состояниях
- •Условные переходы
- •Вложенные состояния
- •Диаграммы деятельности
- •Диаграммы взаимодействия
- •Диаграммы сотрудничества
- •Диаграммы последовательности
- •Диаграммы Use Case
- •Актеры и элементы Use Case
- •Отношения в диаграммах Use Case
- •Работа с элементами Use Case
- •Спецификация элементов Use Case
- •Главный поток
- •Подпотоки
- •Альтернативные потоки
- •Пример диаграммы Use Case
- •Построение модели требований
- •Расширение функциональных возможностей
- •Кооперации и паттерны
- •Паттерн Наблюдатель
- •Паттерн Компоновщик
- •Паттерн Команда
- •Бизнес-модели
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 13. Модели реализации объектно-ориентированных программных систем
- •Компонентные диаграммы
- •Компоненты
- •Интерфейсы
- •Компоновка системы
- •Разновидности компонентов
- •Использование компонентных диаграмм
- •Моделирование программного текста системы
- •Моделирование реализации системы
- •Основы компонентной объектной модели
- •Организация интерфейса СОМ
- •Unknown — базовый интерфейс COM
- •Серверы СОМ-объектов
- •Преимущества COM
- •Работа с СОМ-объектами
- •Создание СОМ-объектов
- •Повторное использование СОМ-объектов
- •Маршалинг
- •IDL-описаниеи библиотека типа
- •Диаграммы размещения
- •Узлы
- •Использование диаграмм размещения
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 14. Метрики объектно-ориентированных программных систем
- •Метрические особенности объектно-ориентированных программных систем
- •Локализация
- •Инкапсуляция
- •Информационная закрытость
- •Наследование
- •Абстракция
- •Эволюция мер связи для объектно-ориентированных программных систем
- •Связность объектов
- •TCC(Stack)=7/10=0,7
- •Сцепление объектов
- •Набор метрик Чидамбера и Кемерера
- •Использование метрик Чидамбера-Кемерера
- •Метрики Лоренца и Кидда
- •Метрики, ориентированные на классы
- •Операционно-ориентированные метрики
- •Метрики для ОО-проектов
- •Набор метрик Фернандо Абреу
- •Метрики для объектно-ориентированного тестирования
- •Метрики инкапсуляции
- •Метрики наследования
- •Метрики полиморфизма
- •Контрольные вопросы
- •Эволюционно-инкрементная организация жизненного цикла разработки
- •Этапы и итерации
- •Рабочие потоки процесса
- •Модели
- •Технические артефакты
- •Управление риском
- •Первые три действия относят к этапу оценивания риска, последние три действия — к этапу контроля риска [20].
- •Идентификация риска
- •Анализ риска
- •Ранжирование риска
- •Планирование управления риском
- •Разрешение и наблюдение риска
- •Этапы унифицированного процесса разработки
- •Этап НАЧАЛО (Inception)
- •Этап РАЗВИТИЕ (Elaboration)
- •Этап КОНСТРУИРОВАНИЕ (Construction)
- •Этап ПЕРЕХОД (Transition)
- •Оценка качества проектирования
- •Пример объектно-ориентированной разработки
- •Этап НАЧАЛО
- •Этап РАЗВИТИЕ
- •Этап КОНСТРУИРОВАНИЕ
- •Разработка в стиле экстремального программирования
- •ХР-реализация
- •ХР-итерация
- •Элемент ХР-разработки
- •Коллективное владение кодом
- •Взаимодействие с заказчиком
- •Стоимость изменения и проектирование
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 16. Объектно-ориентированное тестирование
- •Расширение области применения объектно-ориентированного тестирования
- •Изменение методики при объектно-ориентированном тестировании
- •Особенности тестирования объектно-ориентированных «модулей»
- •Тестирование объектно-ориентированной интеграции
- •Объектно-ориентированное тестирование правильности
- •Проектирование объектно-ориентированных тестовых вариантов
- •Инкапсуляция
- •Полиморфизм
- •Тестирование, основанное на ошибках
- •Тестирование, основанное на сценариях
- •Тестирование поверхностной и глубинной структуры
- •Способы тестирования содержания класса
- •Стохастическое тестирование класса
- •Тестирование разбиений на уровне классов
- •Способы тестирования взаимодействия классов
- •Стохастическое тестирование
- •Тестирование разбиений
- •Тестирование на основе состояний
- •Предваряющее тестирование при экстремальной разработке
- •Контрольные вопросы
- •ГЛАВА 17. Автоматизация конструирования визуальной модели программной системы
- •Общая характеристика CASE-системы Rational Rose
- •Создание диаграммы Use Case
- •Создание диаграммы последовательности
- •Создание диаграммы классов
- •ПРИМЕЧАНИЕ
- •ПРИМЕЧАНИЕ
- •Создание компонентной диаграммы
- •Генерация программного кода
- •Заключение
- •Приложение А.
- •Факторы затрат постархитектурной модели СОСОМО II
- •Факторы персонала
- •Низкий
- •Ada.Text_IO
- •Любой целый тип со знаком
- •Приложение Б.Терминология языка UML и унифицированного процесса
- •Приложение В. Основные средства языка программирования Ada 95
- •Список литературы
человеческого общества!
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
ФАКТОРЫ ЗАТРАТ ПОСТАРХИТЕКТУРНОЙ МОДЕЛИ СОСОМО II
Значительную часть времени при использовании модели СОСОМО II занимает работа с факторами затрат. Это приложение содержит описание таблиц Боэма, обеспечивающих оценку факторов затрат.
Факторы продукта
Таблица А.1. Требуемая надежность ПО (Required Software Reliability) RELY
Фактор Очень |
Низкий |
Номинальный |
Высокий |
Очень |
Сверхвысокий |
низкий |
|
|
|
высокий |
|
RELY Легкое |
Низкая, легко |
Умеренная, легко |
Высокая, |
Риск для |
|
беспокойство |
восстанавливаемые |
восстанавливаемые |
финансовые |
человеческой |
|
|
потери |
потери |
потери |
жизни |
|
Таблица А.2. Размер базы данных (Data Base Size) DATA
Фактор Очень низкий |
Низкий |
Номинальный |
Высокий |
Очень |
Сверхвысокий |
|
|
|
|
высокий |
|
DATA |
Байты БД/ |
10 ≤D/P<100 |
100 ≤D/P<1000 |
D/P ≥1000 |
|
|
LOCnporp. < 10 |
|
|
|
|
ПРИМЕЧАНИЕ
Фактор DATA определяется делением размера БД (D) на длину кода программы (Р). Длина программы представляется в LOC-оценках.
Сложность продукта (Product Complexity) CPLX
Сложность продукта определяют по двум следующим таблицам. Выделяют 5 областей применения продукта: операции управления, вычислительные операции, операции с приборами (устройствами), операции управления данными, операции управления пользовательским интерфейсом. Выбирается область или комбинация областей, которые характеризуют продукт или подсистему продукта. Сложность рассматривается как взвешенное среднее значение для этих областей.
Таблица А.З. Сложность модуля в зависимости от области применения
CPLX |
Операции управления |
Вычислительные |
Операции с приборами |
|
|
операции |
|
Очень низкий |
Последовательный код |
Вычисление простых |
Простые операторы |
|
с небольшим |
выражений, |
чтения и записи, |
|
количеством |
например, |
использующие простые |
|
структурированных |
A=B+C*(D-E) |
форматы |
|
операторов: DO, CASE, |
|
|
|
IF-THEN-ELSE.Простая |
|
|
|
композиция модулей |
|
|
|
с помощью вызовов |
|
|
|
процедур и простых |
|
|
|
сценариев |
|
|
Низкий |
Несложная вложенность |
Вычисление выражений |
Не требуется знание |
|
структурированных |
средней сложности, |
характеристик |
|
операторов. В основном |
например |
конкретного процессора |
|
простые предикаты |
D=SQRT(B**2-4*A*C) |
или устройства ввода- |
|
|
|
вывода. Ввод-вывод |
|
|
|
выполняется на уровне |
|
|
|
GET/PUT |
Номинальный |
В основном простая |
Использование |
Обработка ввода- |
|
вложенность. |
стандартных |
вывода, включающая |
292
|
Некоторое |
математических |
выбор устройства, |
|
межмодульное |
и статистических |
проверку состояния |
|
управление. Таблицы |
подпрограмм. |
и обработку ошибок |
|
решений. Простые |
Базовые матричные / |
|
|
обратные вызовы |
векторные операции |
|
|
(callbacks) или |
|
|
|
передачи сообщений, |
|
|
|
включение |
|
|
|
среднего уровня — |
|
|
|
поддержка |
|
|
|
распределенной |
|
|
|
обработки |
|
|
Высокий |
Высокая вложенность |
Базовый численный |
Операции ввода-вывода |
|
операторов |
анализ: |
физического уровня |
|
с составными |
мультивариантная |
(определение адресов |
|
предикатами. |
интерполяция, обычные |
физической памяти; |
|
Управление |
дифференциальные |
поиски, чтения и т. д.). |
|
очередями и стеками. |
уравнения. Базисное |
Оптимизированный |
|
Однородная |
усечение, учет потерь |
совмещенный |
|
распределенная |
точности |
ввод-вывод |
|
обработка. Управление |
|
|
|
ПО реального времени |
|
|
|
на единственном |
|
|
|
процессоре |
|
|
Очень высокий |
Реентерабельное |
Сложный, но |
Процедуры для |
|
и рекурсивное |
структурированный |
диагностики |
|
программирование. |
численный анализ: |
по прерыванию, |
|
Обработка прерываний |
уравнения с плохо |
обслуживание |
|
с фиксированными |
обусловленными |
и маскирование |
. |
приоритетами |
матрицами, уравнения |
прерываний. |
|
Синхронизация задач, |
в частных производных. |
Обслуживание линий |
|
сложные обратные |
Простой параллелизм |
связи. |
|
вызовы, гетерогенная |
|
Высокопроизводитель- |
|
распределенная |
|
ные встроенные |
|
обработка. Управление |
|
системы |
|
однопроцессорной |
|
|
|
системой в реальном |
|
|
|
времени |
|
|
Сверхвысокий |
Планирование |
Сложный |
Программирование |
|
множественных |
и неструктурированный |
с учетом временных |
|
ресурсов с динамически |
численный анализ: |
характеристик |
|
изменяющимися |
высокоточный анализ |
приборов, |
|
приоритетами. |
стохастических данных |
микропрограммные |
|
Управление на уровне |
с большим количеством |
операции. Критические |
|
микропрограмм. |
шумов. Сложный |
к производительности |
|
Управление |
параллелизм |
встроенные системы |
|
распределенной |
|
|
|
аппаратурой в реальном |
|
|
|
времени |
|
|
Таблица А.4. Сложность модуля в зависимости от области применения
CPLX |
Операции управления данными |
Операции управления |
|
|
пользовательским интерфейсом |
|
|
|
Очень низкий |
Простые массивы в оперативной памяти. Простые |
Простые входные формы, |
|
запросы к БД, обновления |
генераторы отчетов |
Низкий |
Использование одного файла без изменения |
Использование билдеров для |
|
структуры данных, без редактирования и |
простых графических интерфейсов |
|
промежуточных файлов. Умеренно сложные |
|
|
запросы к БД, обновления |
|
293
Номинальный |
Ввод из нескольких файлов и вывод в один файл. |
Простое использование набора |
|
Простые структурные изменения, простое |
графических объектов (widgets) |
|
редактирование. Сложные запросы БД, |
|
|
обновления |
|
Высокий |
Простые триггеры, активизируемые содержимым |
Разработка набора графических |
|
потока данных. Сложное изменение структуры |
объектов, его расширение. Простой |
|
данных |
голосовой ввод-вывод, мультимедиа |
Очень высокий |
Координация распределенных БД. Сложные |
Умеренно сложная 2D/3D-графика, |
|
триггеры. Оптимизация поиска |
динамическая графика, мультимедиа |
Сверхвысокий |
Динамические реляционные и объектные |
Сложные мультимедиа, виртуальная |
|
структуры с высоким сцеплением. Управление |
реальность |
|
данными с помощью естественного языка |
|
Таблица А.5. Требуемая повторная используемость (Required Reusability) RUSE
Фактор Очень низкий |
Низкий |
Номинальный |
Высокий |
Очень высокий |
Сверхвысокий |
|
|
|
|
|
|
RUSE |
Нет |
На уровне |
На уровне На уровне |
На уровне |
|
|
|
проекта |
программы |
семейства |
нескольких |
|
|
|
|
продуктов |
семейств продуктов |
|
|
|
|
|
|
Таблица А.6. Документирование требований жизненного цикла (Documentation match to life-cycle needs) DOCU
Фактор Очень низкий |
Низкий |
Номинальный |
Высокий |
Очень высокий |
Сверхвысокий |
|
|
|
|
|
|
DOCU Многие |
Некоторые |
Оптимизированы |
Избыточны |
по Очень |
|
требования |
требования |
к требованиям |
отношению |
к избыточны по |
|
жизненного |
жизненного |
жизненного цикла |
требованиям |
отношению к |
|
цикла не |
цикла не |
|
жизненного |
ребованиям |
|
учтены |
учтены |
|
цикла |
жизненного |
|
|
|
|
|
цикла |
|
Факторы платформы (виртуальной машины)
Таблица А.7. Ограничения времени выполнения (Execution Time Constraint) TIME
Фактор Очень низкий Низкий |
Номинальный |
Высокий |
Очень высокий Сверхвысокий |
|
|
|
|
|
|
TIME |
Используется ≤ |
70% |
85% |
95% |
50% возможного времени выполнения
Таблица А.8. Ограничения оперативной памяти (Main Storage Constraint) STOR
Фактор Очень низкий Низкий |
Номинальный |
Высокий |
Очень высокий Сверхвысокий |
|
|
|
|
|
|
STOR |
Используется ≤ |
70% |
85% |
95% |
|
50% доступной |
|
|
|
|
памяти |
|
|
|
Таблица А.9. Изменчивость платформы (Platform Volatility) PVOL
Фактор Очень низкий |
Низкий |
|
Номинальный |
Высокий |
Очень высокий Сверхвысокий |
||
|
|
|
|
|
|
||
PVOL |
Значительные |
|
Значительны |
Значительны |
Значительны |
||
|
изменения |
— е |
изменения |
— |
е изменения — 2 |
е изменения — |
|
|
каждые |
12мес.; каждые 6 мес.; |
мес.; |
2нед.; |
|||
|
незначительные незначительные |
незначительные |
незначительные |
||||
|
— |
каждый — |
каждые |
2 |
— 1 неделя |
— 2 дня |
|
|
месяц |
|
недели |
|
|
|
294