- •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
private double вычПотреблениеБулочек()
{
double потреблениеБулочек = 0; if (егоПосещения.size() > 1)
{
for (int i = 1; i < егоПосещения.size(); i++)
{
ПосещениеКафе v = (ПосещениеКафе) егоПосещения.get(i);
потреблениеБулочек += v.получитьБулочки();
}
}
return потреблениеБулочек;
}
После окончательного прогона тестов констатируем, что цель достигнута — код стал компактным и понятным, обязанности разнесены по отдельным функциям.
Таким образом, в рассмотренном подходе программа считается завершенной не тогда, когда она заработала, а когда она стала максимально простой и ясной.
Контрольные вопросы
1.Что такое CRC-карта? Как ее применить для тестирования визуальных моделей?
2.Поясните особенности тестирования объектно-ориентированных модулей.
3.В чем состоит суть методики тестирования интеграции объектно-ориентированных систем, основанной на потоках?
4.Поясните содержание методики тестирования интеграции объектно-ориентированных систем, основанной на использовании.
5.В чем заключаются особенности объектно-ориентированного тестирования правильности?
6.К чему приводит учет инкапсуляции, полиморфизма и наследования при проектировании тестовых вариантов?
7.Поясните содержание тестирования, основанного на ошибках.
8.Поясните содержание тестирования, основанного на сценариях.
9.Чем отличается тестирование поверхностной структуры от тестирования глубинной структуры системы?
10.В чем состоит стохастическое тестирование класса?
11.Охарактеризуйте тестирование разбиений на уровне классов. Как в этом случае получить категории разбиения?
12.Поясните на примере разбиение на категории по состояниям.
13.Приведите пример разбиения на категории по свойствам.
14.Перечислите известные вам методы тестирования взаимодействия классов. Поясните их содержание.
15.Приведите пример стохастического тестирования взаимодействия классов.
16.Приведите пример тестирования взаимодействия классов путем разбиений.
17.Приведите пример тестирования взаимодействия классов на основе состояний. В чем заключается особенность методики «преимущественно в ширину»?
18.Поясните суть предваряющего тестирования.
19.Какую роль в процессе экстремальной разработки играет рефакторинг?
ГЛАВА 17. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ ВИЗУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ
В современных условиях создание сложных программных приложений невозможно без использования систем автоматизированного конструирования ПО (CASE-систем). CASE-системы существенно сокращают сроки и затраты разработки, оказывая помощь инженеру в проведении рутинных операций, облегчая его работу на самых разных этапах жизненного цикла разработки. Наиболее известной объектно-ориентированной CASE-системой является Rational Rose. В данной главе
264
рассматривается порядок применения Rational Rose при формировании требований, анализе, проектировании и генерации программного кода.
Общая характеристика CASE-системы Rational Rose
Rational Rose — это CASE-система для визуального моделирования объектно-ориентированных программных продуктов. Визуальное моделирование — процесс графического описания разрабатываемого программного обеспечения. Экран среды Rational Rose показан на рис. 17.1.
Вего составе выделим шесть элементов: строку инструментов, панель «инструменты диаграммы», окно диаграммы, браузер, окно спецификации, окно документации.
Как показано на рис. 17.2, кнопки строки инструментов позволяют выполнять стандартные и специальные действия.
Содержание панели инструментов диаграммы меняется в зависимости от активной диаграммы. Окно активной диаграммы имеет синюю строку заголовка (рис. 17.3).
Вокне диаграммы можно создавать, отображать и изменять диаграмму на языке UML.
Рис. 17.1. Экран среды Rational Rose
Рис. 17.2. Кнопки строки инструментов Rational Rose
Браузер Rational Rose является инструментом иерархической навигации, позволяющим просматривать названия и пиктограммы, отображающие диаграммы и элементы визуальной модели
(рис. 17.4).
Знак плюс (+) рядом с папкой означает, что внутри папки находятся дополнительные элементы. Для «разворачивания» папки надо нажать на знак +. Если папка «развернута», то слева от нее появляется знак минус (-). Для «сворачивания» структуры папки нажимается знак минус.
Окно спецификации позволяет задавать характеристики элемента диаграммы (рис. 17.5).
В поле Documentation этого окна вводится словесное описание данного элемента. Это же описание можно вводить в Окно документации Rational Rose (когда данный элемент выделен в диаграмме).
265
Рис. 17.3. Панель инструментов и окно активной диаграммы
Рис. 17.4. Браузер Rational Rose
В качестве примера работы с Rational Rose рассмотрим построение модели университетской системы для регистрации учебных курсов (классический пример компании Rational), автор которой — Терри Кватрани [57].
Эта система используется:
профессором — для задания читаемого курса;
студентом — для выбора изучаемого курса;
регистратором — для формирования учебного плана и расписания;
учетной системой — для определения денежных затрат.
266
Рис. 17.5. Окно спецификации и окно документации Rational Rose
Создание диаграммы Use Case
Моделирование проблемы регистрации курсов начнем с создания диаграммы Use Case. Этот тип диаграммы представляется актерами, элементами Use Case и отношениями между ними. Откроем главную диаграмму Use Case (рис. 17.6).
1.В окне браузера щелкнем по значку + слева от пакета Use Case View.
2.Для открытия диаграммы выполним двойной щелчок по значку Main.
Первый шаг построения этой диаграммы состоит в определении актеров, фиксирующих роли внешних объектов, взаимодействующих с системой. В нашей проблемной области можно выделить 4 актера — Student (Студент), Professor (Профессор), Registrar (Регистратор) и Billing System (Учетная система) (рис. 17.7).
1.На панели инструментов щелкните по значку актера.
2.Для добавления актера в диаграмму щелкните в нужном месте диаграммы.
3.Пока актер остается выделенным, введите имя Student (Студент).
267
Рис. 17.6. Главная диаграмма Use Case
Рис. 17.7. Четыре актера
4.Повторите предыдущие шаги для ввода трех других актеров (Professor, Registrar и Billing System
— Профессор, Регистратор, Учетная система).
Далее для каждого актера нужно определить соответствующие элементы Use Case. Элемент Use Case представляет определенную часть функциональности, обеспечиваемой системой. Вы можете идентифицировать элементы Use Case путем рассмотрения каждого актера и его взаимодействия с системой. В нашей модели актер Student хочет регистрироваться на курсы (Register for Courses). Актер Billing System получает информацию о регистрации. Актер Professor хочет запросить список курса (Request a Course Roster). Наконец, актер Registrar должен управлять учебным планом (Manage Curriculum) (рис. 17.8).
268
Рис. 17.8. Элементы Use Case для актеров
1.На панели инструментов щелкните по значку элемента Use Case.
2.Для добавления элемента Use Case в диаграмму щелкните в нужном месте диаграммы.
3.Пока элемент Use Case остается выделенным, введите имя Register for Courses.
4.Повторите предыдущие шаги для ввода других элементов Use Case (Request Course Roster, Manage Curriculum).
Далее между актерами и элементами Use Case рисуются отношения. Чтобы показать направление взаимодействия (кто инициирует взаимодействие), используются однонаправленные стрелки (unidirectional arrows). В системе регистрации курсов актер Student инициирует элемент Use Case Register for Courses, который, в свою очередь, взаимодействует с актером Billing System. Актер Professor
инициирует элемент Use Case Request Course Roster. Актер Registrar инициирует элемент Use Case Manage Curriculum (рис. 17.9).
Рис. 17.9. Отношения между актерами и элементами Use Case
1.На панели инструментов щелкните по значку однонаправленной ассоциации (стрелке).
2.Щелкните по актеру Student и перетащите линию на элемент Use Case Register for Courses.
3.На панели инструментов щелкните по значку однонаправленной ассоциации (стрелке).
4.Щелкните по элементу Use Case Register for Courses и перетащите линию на актера Billing System.
5.Повторите предыдущие шаги для ввода других отношений (от актера Professor к элементу Use
269