73Лекция16. Проектирование программного обеспечения аис
Лекция 16. Проектирование программного обеспечения аис
Существует ряд методологий, используемых в разработке программного обеспечения АИС, к ним относятся:
методология жизненного цикла программного обеспечения;
структурный подход к проектированию программного обеспечения;
объектно-ориентированный подход к проектированию программного обеспечения.
Жизненный цикл программного обеспечения
Жизненный цикл программного обеспечения АИС (ЖЦ ПО) – непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о разработке и завершается с физическим удалением программ. В течение ЖЦ ПО выполняется приобретение или разработка программ, их эксплуатация и сопровождение. В свою очередь, сопровождение программного обеспечения предполагает наличие необходимой документации, конфигурирование программ, постоянный аудит и обеспечение качества программных изделий. Разработка программного обеспечения может рассматриваться как проект, для которого требуется наличие инфраструктуры проекта и применение современных методов управления.
Жизненный цикл программного обеспечения предполагает использование определенной модели.
Каскадная модель предполагает рассмотрение программных изделий как монолитных программ, по отношению к которым действуют следующие правила:
Переход на следующую стадию жизненного цикла программного обеспечения после полного завершения работ на текущей стадии;
Возврат на предыдущие стадии не происходит.
На каждой стадии формируется законченный набор проектной документации, можно планировать сроки выполнения основных проектных работ. Но на практике строго регламентированная последовательность стадий постоянно нарушается, а жесткая формализация стадий только ухудшает качество проекта, не позволяя пересматривать ранее принятые проектные решения.
Спиральная модель предполагает не единовременный процесс создания программного обеспечения, а поэтапное создание на основе прототипов. Под прототипом понимается некоторое программное обеспечение, реализующее определенные функции обработки, предоставляющее пользовательский и программный интерфейс. Итерационный характер разработки позволяет постепенно специфицировать программное обеспечение и реализовать наиболее близкое к реальным потребностям АИС программное обеспечение. В последнее время широкое распространение получили способ RAD (Rapid Application Development), использующий прототипы функций обработки, пользовательского интерфейса, форм документов и отчетов и т.п.
В состав жизненного цикла программного обеспечения входят следующие стадии:
Формирование требований к программному обеспечению.
Проектирование (разработка структуры программного обеспечения, выбор средств реализации).
Реализация (кодирование программных модулей, трансляция программного кода, сборка программных модулей, документирование).
Отладка и тестирование.
Ввод в действие.
Эксплуатация и сопровождение.
Снятие с эксплуатации.
Разработка программ
Разработка программ начинается со спецификации: определения требований к функциям обработки, программному и пользовательскому интерфейсу, входной и выходной информации, времени выполнения программы и другим характеристикам. Спецификация программ выполняется на основе постановки задачи и алгоритмизации обработки данных. Разрабатывается структура программного изделия в виде совокупности программных модулей, определяются необходимые библиотеки процедур, объекты типа ActiveX, драйверы и т.п., создается так называемый «проект приложения (Project for Application)» (рис. 1).
В зависимости от методологии разработки программного обеспечения и спецификации программы осуществляется классификация программных модулей и выбор инструментальных средств их создания. Для каждого программного модуля разрабатывается исходный код программы на выбранном языке программирования (код программы является формой записи алгоритма обработки на выбранном языке программирования). Этот этап носит название кодирования1.
Исходный код программы подлежит трансляции, в ходе которой выполняется синтаксический разбор инструкций программы, исходный код программы преобразуется в объектный код (object file). В зависимости от способа анализа синтаксиса программ и построения объектного кода различают:
компиляторы — осуществляющие полный разбор программного кода с последующим выполнением объектного кода программы;
интерпретаторы — контролирующие каждую отдельную инструкцию и немедленно ее выполняющие.
Сборка программы состоит в преобразовании объектного файла и подключаемых библиотек процедур и объектов, разрешении перекрестных ссылок между программными модулями. В результате формируется исполнимый код программы, который представляется в виде файла с расширением .EXE или .COM или создается программный модуль, запускаемый в среде реализации приложения (задачи).
Отладка программ — обязательный этап подготовки программ, обеспечивает выявление ошибок в программном коде. По масштабу отладочных действия различают автономную и комплексную отладку программ. Автономная отладка выполняется на уровне программного модуля, комплексная отладка — на уровне проекта приложения в целом. Отладка осуществляется с использованием контрольного примера, который представляет собой набор исходных данных (входных документов, баз данных и т.п.), позволяющих проверить как работоспособность программ, так и полноту реализации функций обработки, качество пользовательского интерфейса. В зависимости от вида обнаруженных в процессе отладки программ ошибок, повторяются предыдущие этапы разработки программ.
Запуск приложений осуществляется с помощью исполнимого файла (.EXE или .COM) в среде операционной системы или в среде приложения (например, программные модули – макросы для документов Microsoft Office запускаются в среде основных программ офисного пакета).
Сопровождение программ — обязательный этап для обеспечения успешной работы приложений. Сопровождение программ предполагает исправление обнаруженных ошибок, внесение изменений в программы.
Документирование программ предназначено для создания комплекта документации определенного назначения:
исходный текст программы (запись алгоритмов обработки приложений на языке программирования),
руководство программиста по установке программного комплекса, настройке базовых программных компонентов,
руководство пользователя по выполнению содержательной обработки данных.
Рисунок 1