Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Объектно-ориентированный анализ и проектирование. Задачи и примеры на C++. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Д. Н. ДОСТОВАЛОВ, О. В. ЛАУФЕРМАН

ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ

АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ЗАДАЧИ И ПРИМЕРЫ

НА C++

Утверждено

Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

НОВОСИБИРСК

2022

УДК 004.415.2(075.8) Д 706

Рецензенты:

В. А. Астапчук, канд. техн. наук, доцент кафедры АСУ НГТУ

А. В. Бессонов, канд. техн. наук, главный программист ООО «БФТ»

Достовалов Д. Н.

Д 706 Объектно-ориентированный анализ и проектирование. Зада-

чи и примеры на C++ : учебное пособие / Д. Н. Достовалов, О. В. Лауферман. – Новосибирск : Изд-во НГТУ

, 2022. – 74 с.

ISBN 978-5-7782-4708-6

Учебное пособие посвящено вопросам разработки программного обеспечения с использованием объектно-ориентированного анализа и программирования на языке C++. На основе профессионального стандарта сформулированы требования к квалификации специалистов, занимающихся анализом, проектированием, программированием и рефакторингом. Приведены рекомендации по написанию обслуживаемого программного кода. Рассмотрен пример создания программного продукта с последовательным устранением ошибок проектирования и

повышением гибкости решения, что обеспечивает соответствие изме-

няющимся требованиям к функциональности программного продукта.

Учебное пособие адресовано обучающимся по направлениям 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» и 09.03.03 «Прикладная информатика», а также всем тем, кто интересуется объектно-ориентированным подходом в программировании.

Работа подготовлена на кафедре автоматизированных

систем управления

УДК 004.415.2(075.8)

ISBN 978-5-7782-4708-6 © Достовалов Д. Н., Лауферман О. В., 2022

ВВЕДЕНИЕ

Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования предполагает описание объектов и явлений предметной области в виде совокупности взаимодействующих сущностей – объектов, которые обладают набором характеристик (свойств) и методов поведения. При программной реализации на основе этого описания формируется система иерархически связанных классов и создаются экземпляры этих классов (объекты). В процессе работы программы действие и изменение состояния объектов. Определение классов, их структуры, иерархии и способов взаимодействия могут вызывать затруднения у обучающихся. Поэтому в настоящем учебном пособии приведены примеры объектно-ориентированного анализа, проектирования и программирования.

Основное содержание учебного пособия изложено в семи главах. В первой главе рассматриваются требования профессионального стандарта 06.001 «Программист» для различных уровней квалификации. Приведены примеры трудовых функций и входящих в них трудовых действий. Перечислены знания и умения, необходимые для успешного выполнения трудовых действий. Данные сведения помогут обучающимся в оценке своего уровня квалификации и выборе индивидуальной траектории профессионального развития. Во второй главе перечислены рекомендации по разработке кода – созданию такой структуры программы, которая упрощает внесение изменений в систему с целью устранения выявленных ошибок и адаптации к новым требованиям. Предполагается, что обучающиеся воспользуются этими советами при проектировании и программировании, а также оценят качество имеющихся решений. Для этого в конце

обслуживаемого программного

происходит взаимо-

главы приведены задания для самостоятельного выполнения. В третьей и последующих главах рассмотрен пример разработки программы для представления каталога товаров. Каждая глава сопровождается необходимыми теоретическими сведениями и примером использования этих положений при проектировании и программной реализации. Процесс разработки носит итеративный характер с последовательным устранением недостатков и ошибок, допущенных на предыдущих

этапах разработки, и улучшением структуры программы. Для закрепления изученного материала и получения практических навыков главы 3–7 сопровождаются набором задач для самостоятельного решения. В приложениях приведены контрольные списки (чек-листы) для оценки программ с точки зрения использования приемов программирования и соответствия рекомендациям по улучшению обслуживаемости программного кода.

Глава 1. ЦЕЛИ И СОДЕРЖАНИЕ 

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

«РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО 

ОБЕСПЕЧЕНИЯ»

В образовательных программах по направлениям подготовки

09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» кладная информатика»

приведен перечень обобщенных трудовых

и 09.03.03 «При-

функций, трудовых функций, трудовых действий, а также необходимых умений и знаний, имеющих отношение к профессиональной деятельности выпускника бакалавриата. Данные взяты из профессионального стандарта 06.001 «Программист»

. Основная цель профессиональной

деятельности программиста – «Разработка, отладка, проверка работоспособности, модификация программного обеспечения».

В настоящем пособии разработка программного продукта рас-

сматривается с системных позиций в рамках каскадной модели жиз-



Приказ Минобрнауки России от 19.09.2017 № 929 (ред. от 08.02.2021) «Об утверждении Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования – бакалавриат по направлению подготовки 09.03.01 “Информатика и вычислительная техника”» (Зарегистрировано в Минюсте России 10.10.2017 № 48489) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2021).

Приказ Минобрнауки России от 19.09.2017 № 922 (ред. от 08.02.2021) «Об утверждении Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования – бакалавриат по направлению подготовки 09.03.03 “Прикладная информатика”» (Зарегистрировано в Минюсте России

12.10.2017 № 48531) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2021).

Приказ Минтруда России от 18.11.2013 № 679н (ред. от 12.12.2016) «Об утверждении профессионального стандарта “Программист”» (Зареги- стрировано в Минюсте России 18.12.2013 № 30635).

ненного цикла аналогично тому, как представлено в учебном пособии «Разработка программного продукта. Профессиональные стандарты, жизненный цикл, командная работа»

для организации самостоятель-

ной индивидуальной и коллективной работы обучающихся в первом семестре.

Основными этапами решения задач в профессиональной деятельности «Разработка программного обеспечения» являются: постановка задачи, формирование тестовых данных, проектирование архитектуры программы, разработка интерфейса и программная реализация, отладка и тестирование, а также подготовка сопровождающей документации. Для каждого из

этапов на основе внешних требований (профессионального стандарта) сформулированы цели обучающихся в терминах «уметь» и «знать».

В соответствии с функциональной картой вида профессиональной деятельности для 3-го (нижнего, начального) уровня квалификации (возможные наименования должностей – «младший программист» и «техник-программист») в табл. 1.1 представлены трудовые функции и сформулированы цели обучающихся для обобщенной трудовой функции «Разработка и отладка программного кода».

Для следующего, 4-го уровня квалификации (должность «программист») в табл. 1.2 представлены трудовые функции и сформулированы цели обучающихся для обобщенной трудовой функции «Проверка ра-

ботоспособности и рефакторинг кода программного обеспечения».

Трудовая деятельность рассмотренных нижних уровней квалификации относится к этапу кодирования, отладки и тестирования про

граммного продукта. На 6-м уровне квалификации (возможные наименования должностей – «ведущий программист» и «ведущий инженер-программист») профессиональная деятельность направлена на анализ предметной области и проектирование архитектуры программных систем. В табл. 1.3 представлены трудовая функция и сформулированы цели обучающихся для обобщенной трудовой функции «Разработка требований и проектирование программного обеспечения».



Лауферман О. В. Разработка программного продукта. Профессиональ-

ные стандарты, жизненный цикл, командная работа: учебное пособие / О. В. Лауферман, Н. И. Лыгина. Новосибирск: НГТУ, 2019. 75 с.

;

Таблица 1.1

Уметь:

 описывать задачу в терминах

ее предметной области

 создавать модель реального

процесса;

 описывать объекты и связи

между ними;

 определять математическую

модель для построения алго-

ритма

Знать:

 средства визуализации, со-

хранения и документирования

принимаемых решений

Трудовая функция

Методы и приемы алгоритмиза-

нальных спецификаций

задач

Необходимые знания

 Методы и приемы формализации



 Языки формализации функцио-

ции поставленных задач

 Нотации и программные продук-

ты для графического отображения

алгоритмов

 Алгоритмы решения типовых за-

дач, области и способы их приме-

нения

Формализация и алгоритмизация поставленных задач (A/01.3)*

Трудовые действия

тых в организации нормативных документов

 Составление формализованных описаний решений поставленных задач

в соответствии с требованиями технического задания или других приня-

 Разработка алгоритмов решения поставленных задач в соответствии с

требованиями технического задания или других принятых в организации

Необходимые умения

нормативных документов

 Использовать методы и приемы

алгоритмизации поставленных за-

формализации задач

дач

 Использовать программные про-

дукты для графического отображе-

ритмы в соответствующих областях

ния алгоритмов

 Применять стандартные алго-

Окончание табл. 1.1

, предоставляемые

сов;

области видимости;

Уметь:

 моделировать данные на уровне

 определять внешние интерфей-

 использовать библиотеки клас-

сы классов и объектов;

 использовать возможности оп-

тимизации кода

шаблоны классов

компиляторами;

 создавать шаблоны функций и

Трудовая функция

рования данными (A/02.3)

мирования

 Методологии разработки про-

граммирования, особенности про-

граммирования на этом языке, стан-

Необходимые знания

 Синтаксис выбранного языка про-

дартные библиотеки языка програм-

граммного обеспечения

 Особенности выбранной среды

 Технологии программирования

ческих архитектур, существующие

приложения и интерфейсы взаимо-

программирования

 Компоненты программно-техни-

действия с ними

Шифр трудовой функции из профессионального стандарта 06.001 «Программист».

Написание программного кода с использованием языков программирования, определения и манипули-

Трудовые действия

 Создание программного кода в соответствии с техническим задани-

ем (готовыми спецификациями)

ванных программных средств

 Оптимизация программного кода с использованием специализиро-

Необходимые умения

 Применять выбранные языки

 Использовать выбранную сре-

ду программирования и сред-

программирования для написа-

ния программного кода

данных

ства системы управления базами

Таблица 1.2

ебованиями (A/03.3)

нать:

рования элементов: определе-

ние единиц тестирования, тес-

тирование наследования, тес-

тирование полиморфизма

модифицируемые программ-

ные системы;

 разрабатывать сопроводи-

тельную документацию в со-

Уметь:

 разрабатывать хорошо

структурированные, надежные,

ответствии с требованиями

стандартов

Знать:

 возможности используемой

системы контроля версий

и вспомогательных инстру-

ментальных программных

средств

 основные показатели тести-

ов данных

становленными т

ов данных (B/02.4)

соответствии с уста-

еобходимые знания

 Инструментарий для

Трудовая функция

грамм

 Методы повышения

читаемости программного

исходных текстов про-

создания и актуализации

кода

Трудовая функция

еобходимые знания

ов и тестовых набо

 Методы создания и докумен-

тирования контрольных приме-

аботка тестовых набо

Раз

ментации

аммного кода в соответствии с

ог

аммного обеспечения

мление п о

ог

данных и файлов в соответствие с установленными в организации требо-

Трудовые действия

 Приведение наименований переменных, функций, классов, структур

с установленными в организации требованиями

 Комментирование и разметка программного кода в соответствии

ваниями

 Структурирование исходного программного кода в соответствии

с установленными в организации требованиями

еобходимые умения

 Форматирование исходного программного кода в

новленными в организации требованиями

деляющие требования к оформлению про-

граммного кода

 Применять инструментарий для создания

 Применять нормативные документы, опре-

и актуализации исходных текстов программ

 Применять имеющиеся шаблоны для со-

ставления технической док

Трудовые действия

еобходимые умения

 Подготовка тестовых наборов данных в соответствии с выбранной ме-

тодикой

собности п

ных примеров для проверки работоспо-

 Разработка и оформление контроль-





Окончание табл. 1.2

программного ко-

сованности и четкости

Уметь:

интеграционное тестирова-

ние

 системное тестирование

 перестраивать програм-

Знать:

му для улучшения ее согла-

зуемого компилятора;

 возможности конкретной

среды разработки и исполь-

да

 основные методы рефак-

торинга

аммного кода (B/04.4)

ог

Трудовая функция

Правила, алгоритмы и техно-

логии создания тестовых набо-

ров данных

Требования к структуре и фор-

ов данных

матам хранения тестовых набо-

еобходимые знания

га и оптимизации программного

 Методы и средства рефакторин-

кода

 Языки программирования и сре-

ды разработки

 Внутренние нормативные доку-

док отражения изменений в

менты, регламентирующие требо-

вания к программному коду, поря-

системе контроля версий

инг и оптимизация п

акто

Ре

собности программного обеспечения

стовых наборов данных с заданными

 Разработка процедур генерации те-

емых в процессе проверки работоспо-

характеристиками

Подготовка наборов данных, использу-

Трудовые действия

 Анализ программного кода на соответствие требованиям по читаемости и

производительности

еобходимые умения

факторинга и оптимизации

 Внесение изменений в программный код и проверка его работоспособно-

 Применять методы, средства для ре-

сти

граммным кодом

 Публиковать результаты рефакторин-

га и оптимизации в коллективной базе

знаний в виде лучших практик

 Применять инструментальные сред-

ства коллективной работы над про-

 Использовать систему контроля вер-

* Svyatoslav Pankratov. Методы улучшения качества кода: рефакторинг // Техническая документация Майкрософт.

сий для регистрации произведенных

изменений

URL: https://social.msdn.microsoft.com/Forums/ru-ru/63d9ba19-491b-4e75-9796-6de5132e1a56/1052107710901086107610

99?forum=fordesktopru (дата обращения: 11.04.2022).

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]