Вспомогательные процессы ЖЦ ПО

Процесс документирования - предусматривает формализованное описание информации, созданной в течение ЖЦ ПО. Этот процесс состоит из набора действий, с помощью которых планируют, проектируют, разрабатывают, выпускают, редактируют, распространяют и сопровождают документы, необходимые для всех заинтересованных лиц (руководителей, технических специалистов и пользователей системы).

Процесс управления конфигурацией – предполагает применение административных и технических процедур на всем протяжении ЖЦ ПО для определения состояния компонентов ПО в системе, управления модификациями ПО, описания и подготовки отчетов о состоянии компонентов ПО и запросов на модификацию, обеспечения полноты, совместимости и корректности компонентов ПО, управления хранением и поставкой ПО. Включает: подготовительную работу, идентификацию конфигурации, контроль конфигурации, учет состояния конфигурации, оценку конфигурации, управление выпуском и поставку.

Процесс обеспечения качества – обеспечивает гарантии того, что ПО и процессы его ЖЦ соответствуют заданным требованиям и утвержденным планам. Включает: подготовительную работу, обеспечение качества продукта, обеспечение качества процесса, обеспечение прочих показателей качества системы.

Процесс верификации – состоит в определении того, что программные продукты, являющиеся результатами некоторого действия, полностью удовлетворяют требованиям или условиям, обусловленным предшествующими действиями (верификация – формальное доказательство правильности ПО).

Процесс аттестации – предусматривает определение полноты соответствия заданных требований и созданной системы или программного продукта их конкретному функциональному назначению. Аттестация должна гарантировать полное соответствие ПО спецификациям, требованиям и документации, а также возможность его безопасного и надежного применения пользователем. Аттестация обычно выполняется путем тестирования во всех возможных ситуациях независимыми специалистами.

Процесс совместной оценки – предназначен для оценки состояния работ по проекту и ПО, создаваемого при выполнении данных работ. Он сосредоточен в основном на контроле планирования и управления ресурсами, персоналом, аппаратурой и инструментальными средствами проекта. Выполняется двумя сторонами договора, одна сторона проверяет другую.

Процесс аудита – представляет собой определение соответствия требованиям, планам и условиям договора. Выполняется двумя сторонами договора, одна сторона проверяет другую.

Процесс разрешения проблем – предусматривает анализ и решение проблем (включая обнаруженные несоответствия) независимо от их происхождения или источника, которые обнаружены в ходе разработки, эксплуатации, сопровождения или других процессов.

17. Организационные процессы ЖЦ ПО. Взаимосвязь между процессами ЖЦ ПО.

Процесс управления - состоит из действий и задач, которые могут выполняться любой стороной, управляющей своими процессами. Включает: инициирование и определение области управления, планирование, выполнение и контроль, проверку и оценку, завершение.

Процесс создания инфраструктуры – охватывает выбор и поддержку технологии, стандартов и инструментальных средств, выбор и установку аппаратных и программных средств, используемых для разработки, эксплуатации и сопровождения ПО.

Процесс усовершенствования – предусматривает оценку, измерение, контроль и усовершенствование процессов ЖЦ ПО.

Процесс обучения – охватывает первоначальное обучение и последующее постоянное повышение квалификации персонала.

Взаимосвязь между процессами ЖЦ ПО:

Процессы ЖЦ ПО, регламентируемые стандартом ISO/IEC 12207, могут использоваться различными организациями в конкретных проектах самым различным образом. Тем не менее, стандарт предлагает некоторый базовый набор взаимосвязей между процессами в различных аспектах (рис. 5) Такими аспектами являются:

· договорной аспект – заказчик и поставщик вступают в договорные отношения и реализуют соответственно процессы приобретения и поставки;

· аспект управления – заказчик, поставщик, разработчик, оператор, служба сопровождения и другие участвующие в ЖЦ ПО стороны управляют выполнением своих процессов;

· аспект эксплуатации – оператор, эксплуатирующий систему, предоставляет необходимые услуги пользователям;

· инженерный аспект – разработчик или служба сопровождения решают соответствующие технические задачи, разрабатывая или модифицируя программные продукты;

· аспект поддержки – службы, реализующие вспомогательные процессы, предоставляют необходимые услуги всем остальным участникам работ.

18. Функциональные и нефункциональные требования. Управление требованиями.

Требования к программной системе часто классифицируются как функциональные, нефункциональные и требования предметной области.

Функциональные требования. Это перечень сервисов, которые должна выполнять система, причем должно быть указано, как система реагирует на те или иные входные данные, как она ведет себя в определенных ситуациях и т.д. В некоторых случаях указывается, что система не должна делать.

Эти требования описывают поведение системы и сервисы (функции), которые она выполняет, и зависят от типа разрабатываемой системы и от потребностей пользователей. Если функциональные требования оформлены как пользовательские, они, как правило, описывают системы в обобщенном виде. В противоположность этому функциональные требования, оформленные как системные, описывают систему максимально подробно, включая ее входные и выходные данные, исключения и т.д.

2. Нефункциональные требования. Описывают характеристики системы и ее окружения, а не поведение системы. Здесь также может быть приведен перечень ограничений, накладываемых на действия и функции, выполняемые системой. Они включают временные ограничения, ограничения на процесс разработки системы, стандарты и т.д.

Нефункциональные требования не связаны непосредственно с функциями, выполняемыми системой. Они связаны с такими интеграционными свойствами системы, как надежность, время ответа или размер системы. Кроме того, нефункциональные требования могут определять ограничения на систему, например на пропускную способность устройств ввода-вывода, или форматы данных, используемых в системном интерфейсе.

Многие нефункциональные требования относятся к системе в целом, а не к отдельным ее средствам. Это означает, что они более значимы и критичны, чем отдельные функциональные требования. Ошибка, допущенная в функциональном требовании, может снизить качество системы, ошибка в нефункциональных требованиях может сделать систему неработоспособной.

3. Требования предметной области. Характеризуют ту предметную область, где будет эксплуатироваться система. Эти требования могут быть функциональными и нефункциональными. Эти требования отображают условия, в которых будет эксплуатироваться программная система. Они могут быть представлены в виде новых функциональных требований, в виде ограничений на уже сформулированные функциональные требований или в виде указаний, как система должна выполнять вычисления.

В действительности четкой границы между этими типами требований не существует. Например, пользовательские требования, касающиеся безопасности системы, можно отнести к нефункциональным. Однако при более детальном рассмотрении такое требование можно отнести к функциональным, поскольку оно порождает необходимость включения в систему средства авторизации пользователя. Поэтому, рассматривая далее эти виды требований, мы должны всегда помнить, что данная классификация в значительной степени искусственна.

19. Формализация, детализация и документирование требований:

Документ, содержащий требования, также называемый спецификацией системных требований, – это официальное предписание для разработчиков программной системы. Он содержит пользовательские требования и детализированное описание системных требований.

Наиболее известный стандарт разработан IEEE и называется IEEE/ANSI 830-1993 [IEEE, 1993] предполагает следующую структуру спецификации:

1. Введение

1.1. Цели документа

1.2. Назначение программного продукта

1.3. Определения, акронимы и аббревиатуры

1.4. Список литературы и других источников

1.5. Обзор спецификации

2. Общее описание

2.1. Описание программного продукта

2.2. Функции программного продукта

2.3. Пользовательские характеристики

2.4. Общие ограничения

2.5. Обоснования, предположения и допущения

3. Спецификация требований охватывает функциональные, нефункциональные и интерфейсные требования. Это наиболее значимая часть документа, но вследствие крайне широкого диапазона возможных требований, предъявляемых программным системам, в стандарте не определена структура этого раздела. Здесь могут быть документированы внешние интерфейсы, описаны функциональные возможности системы, приведены требования, определяющие логическую структуру баз данных, ограничения, накладываемые на структуру системы, описаны интеграционные свойства системы или ее качественные характеристики.

4. Приложения

5. Указатели

Таблица 4. Структура спецификации требований

Раздел	Описание
Предисловие	Здесь определяется круг лиц, на которых рассчитан данный документ. Описываются предыдущие версии разрабатываемого программного продукта, а также изменения, внесенные в каждую версию. Дается обоснование для создания новой версии продукта
Введение	Здесь более развернуто обосновывается необходимость создания системы. Кратко перечисляются системные функции и объясняется, как система будет работать совместно с другими системами. Должно быть показано, как разработка системы "вписывается" в общую бизнес-стратегию компании, заказывающей программный продукт
Глоссарий	Дается описание технических терминов, используемых в документе. Здесь не делается каких-либо предположений об уровне знаний или практическом опыте читателя документа
Пользовательские требования	Описываются сервисы, предоставляемые пользователям, и нефункциональные системные требования. Это описание может быть сделано на естественном языке с использованием диаграмм, блок-схем и других форм записи, понятных заказчику программной системы. Здесь также должны быть приведены стандарты на программный продукт и процесс его разработки
Системная архитектура	Здесь приводится высокоуровневое представление возможной системной архитектуры с указанием, как распределены системные функции по компонентам системы. Обязательно должны быть выделены повторно используемые (т.е. уже существующие) компоненты
Системные требования	Подробно описываются функциональные и нефункциональные требования. Если необходимо, нефункциональные требования дополняются описанием интерфейсов других систем
Системные модели	Здесь представлено несколько системных моделей, показывающих взаимоотношения между системными компонентами и между системой и ее окружением. Это могут быть объектные модели, модели потоков данных или модели данных
Эволюция системы	Приводятся основные предположения и допущения, на которых базируется система, а также ожидаемые (прогнозируемые) изменения в аппаратных средствах, в потребностях пользователей и т.п.
Приложения	Здесь приводится специализированная информация, относящаяся к разрабатываемой системе, например описание аппаратных средств или базы данных, с которыми должна работать система. При описании аппаратных средств необходимо показать минимальную и оптимальную конфигурации, при которых может работать программная система. Описание базы данных должно отображать логическую структуру данных, с которыми будет работать система, и отношения между ними
Указатели	В документе возможно использование различных указателей. Это может быть обычный алфавитный указатель, указатель диаграмм или указатель системных функций

20. Принципы проектирования интерфейса пользователя.

1. Принципы проектирования интерфейса пользователя:

Разработчики интерфейсов всегда должны учитывать физические и умственные способности людей, которые будут работать с программным обеспечением. Люди на короткое время могут запомнить весьма ограниченный объем информации и совершают ошибки, если приходится вводить вручную большие объемы данных или работать в напряженных условиях. Физические возможности людей могут существенно различаться, поэтому при проектировании интерфейсов пользователя необходимо постоянно помнить об этом.

Основой принципов проектирования интерфейсов пользователя являются человеческие возможности. В табл. 1 представлены основные принципы, применимые при проектировании любых интерфейсов пользователя.

Таблица 1. Принципы проектирования интерфейсов пользователя

Принцип	Описание
Учет знаний пользователя	В интерфейсе необходимо использовать термины и понятия, взятые из опыта будущих пользователей системы
Согласованность	Интерфейс должен быть согласованным в том смысле, что однотипные (но различные) операции должны выполняться одним и тем же способом
Минимум неожиданностей	Поведение системы должно быть прогнозируемым
Способность к восстановлению	Интерфейс должен иметь средства, позволяющие пользователям восстановить данные после ошибочных действий
Руководство пользователя	Интерфейс должен предоставлять необходимую информацию в случае ошибок пользователя и поддерживать средства контекстно-зависимой справки
Учет разнородности пользователей	В интерфейсе должны быть средства для удобного взаимодействия с пользователями, имеющими разный уровень квалификации и различные возможности

Принцип учета знаний пользователя предполагает следующее: интерфейс должен быть настолько удобен при реализации, чтобы пользователям не понадобилось особых усилий, чтобы привыкнуть к нему. В интерфейсе должны использоваться термины, понятные пользователю, а объекты, управляемые системой, должны быть напрямую связаны с рабочей средой пользователя. Например, если разрабатывается система, предназначенная для авиадиспетчеров, то управляемыми объектами в ней должны быть самолеты, траектории полетов, сигнальные знаки и т.п. Основную реализацию интерфейса в терминах файловых структур и структур данных необходимо скрыть от конечного пользователя.

Принцип согласованности интерфейса пользователя предполагает, что команды и меню системы должны быть одного формата, параметры должны передаваться во все команды одинаково и пунктуация команд должна быть схожей. Такие интерфейсы сокращают время на обучение пользователей. Знания, полученные при изучении какой-либо команды или части приложения, можно затем применить при работе с другими частями системы.

В данном случае речь идет о согласованности низкого уровня. И создатели интерфейса всегда должны стремиться к нему. Однако желательна согласованность и более высокого уровня. Например, удобно, когда для всех типов объектов системы поддерживаются одинаковые методы (такие, как печать, копирование и т.п.). Однако полная согласованность невозможна и даже нежелательна [140]. Например, операцию удаления объектов рабочего стола целесообразно реализовать посредством их перетаскивания в корзину. Но в текстовом редакторе такой способ удаления фрагментов текста кажется неестественным.

Всегда нужно соблюдать следующий принцип: количество неожиданностей должно быть минимальным, так как пользователей раздражает, когда система вдруг начинает вести себя непредсказуемо. При работе с системой у пользователей формируется определенная модель ее функционирования. Если его действие в одной ситуации вызывает определенную реакцию системы, естественно ожидать, что такое же действие в другой ситуации приведет к аналогичной реакции. Если же происходит совсем не то, что ожидалось, пользователь либо удивляется, либо не знает, что делать. Поэтому разработчики интерфейсов должны гарантировать, что схожие действия произведут похожий эффект.

Очень важен принцип восстанавливаемости системы, так как пользователи всегда допускают ошибки. Правильно спроектированный интерфейс может уменьшить количество ошибок пользователя (например, использование меню позволяет избежать ошибок, которые возникают при вводе команд с клавиатуры), однако все ошибки устранить невозможно. В интерфейсах должны быть средства, по возможности предотвращающие ошибки пользователя, а также позволяющие корректно восстановить информацию после ошибок. Эти средства бывают двух видов.

1. Подтверждение деструктивных действий. Если пользователь выбрал потенциально деструктивную операцию, то он должен еще раз подтвердить свое намерение.

2. Возможность отмены действий. Отмена действия возвращает систему в то состояние, в котором она находилась до их выполнения. Не лишней будет поддержка многоуровневой отмены действий, так как пользователи не всегда сразу понимают, что совершили ошибку.

Следующий принцип – поддержка пользователя. Средства поддержки пользователей должны быть встроены в интерфейс и систему и обеспечивать разные уровни помощи и справочной информации. Должно быть несколько уровней справочной информации – от основ для начинающих до полного описания возможностей системы. Справочная система должна быть структурированной и не перегружать пользователя излишней информацией при простых запросах к ней (см. раздел 15.4).

Принцип учета разнородности пользователей предполагает, что с системой могут работать разные их типы. Часть пользователей работает с системой нерегулярно, время от времени. Но существует и другой тип– "опытные пользователи", которые работают с приложением каждый день по несколько часов. Случайные пользователи нуждаются в таком интерфейсе, который "руководил" бы их работой с системой, в то время как опытным пользователям требуется интерфейс, который позволил бы им максимально быстро взаимодействовать с системой. Кроме того, поскольку некоторые пользователи могут иметь разные физические недостатки, в интерфейсе должны быть средства, которые помогли бы им перенастроить интерфейс под себя. Это могут быть средства, позволяющие отображать увеличенный текст, замещать звук текстом, создавать кнопки больших размеров и т.п.

Принцип признания многообразия категорий пользователей может противоречить другим принципам проектирования интерфейсов, например согласованности интерфейса. Аналогично, необходимый уровень справочной информации для разных типов пользователей может радикально отличаться. Невозможно создать такую справочную систему, которая подошла бы всем пользователям. Разработчик интерфейса должен всегда быть готовым к компромиссным решениям в зависимости от реальных пользователей системы.

21. Стратегия разработки интерфейса человек-компьютер.

Разработчику интерфейса пользователя вычислительных систем необходимо решить две главные задачи: каким образом пользователь будет вводить данные в систему и как данные будут представлены пользователю. "Правильный" интерфейс должен обеспечивать и взаимодействие с пользователем, и представление информации.

Все виды взаимодействия можно отнести к одному из пяти основных стилей взаимодействия:

1. Непосредственное манипулирование. Пользователь взаимодействует с объектами на экране. Например, для удаления файла пользователь просто перетаскивает его в корзину.

2. Выбор из меню. Пользователь выбирает команду из списка пунктов меню. Очень часто выбранная команда воздействует только на тот объект, который выделен (выбран) на экране. При таком подходе для удаления файла пользователь сначала выбирает файл, а затем команду на удаление.

3. Заполнение форм. Пользователь заполняет поля экранной формы. Некоторые поля могут иметь свое меню (выпадающее меню или списки). В форме могут быть командные кнопки, при щелчке мышью на которых инициируют некоторое действие. Чтобы удалить файл с помощью интерфейса, основанного на форме, надо ввести в поле формы имя файла и затем щелкнуть на кнопке удаления, присутствующей в форме.

4. Командный язык. Пользователь вводит конкретную команду с параметрами, чтобы указать системе, что она должна дальше делать. Чтобы удалить файл, пользователь вводит команду удаления с именем файла в качестве параметра этой команды.

5. Естественный язык. Пользователь вводит команду на естественном языке. Чтобы удалить файл, пользователь может ввести команду "удалить файл с именем XXX".

Каждый из этих стилей взаимодействия имеет преимущества и недостатки и наилучшим образом подходит разным типам приложений и различным категориям пользователей. В табл. 2 перечислены основные преимущества и недостатки перечисленных стилей взаимодействия и указаны типы приложений, в которых они обычно используются.

Конечно, стили взаимодействия редко используются в чистом виде, в одном приложении может использоваться одновременно несколько разных стилей. Например, в операционной системе Microsoft Window поддерживается несколько стилей: прямое манипулирование пиктограммами, представляющими файлы и папки, выбор команд из меню, ручной ввод некоторых команд, таких как команды конфигурирования системы, использование форм (диалоговых окон).

Таблица 2. Преимущества и недостатки стилей взаимодействия пользователя с системой

Стиль взаимодействия	Основные преимущества	Основные недостатки	Примеры приложений
Прямое манипулирование	Быстрое и интуитивно понятное взаимодействие. Легок в изучении	Сложная реализация. Подходит только там, где есть зрительный образ задач и объектов	Видеоигры; системы автоматического проектирования
Выбор из меню	Сокращение количества ошибок пользователя.   Ввод с клавиатуры минимальный	Медленный вариант для опытных пользователей. Может быть сложным, если меню состоит из большого количества вложенных пунктов	Главным образом системы общего назначения
Заполнение форм	Простой ввод данных. Легок в изучении.	Занимает пространство на экране	Системы управления запасами; обработка финансовой информации
Командный язык	Мощный и гибкий	Труден в изучении. Сложно предотвратить ошибки ввода.	Операционные системы; библиотечные системы.
Естественный язык	Подходит неопытным пользователям. Легко настраивается	Требует большого ручного набора	Системы расписания; системы хранения данных WWW

22. Составные части интерфейса: ввод-вывод, диалог, сообщения, проверка входных данных, подсказки. Разработка оконной системы.

Таблица 4. Элементы графических интерфейсов пользователя

Элементы	Описание
Окна	Позволяют отображать на экране информацию разного рода
Пиктограммы	Представляют различные типы данных. В одних системах пиктограммы представляют файлы, в других – процессы
Меню	Ввод команд заменяется выбором команд из меню
Указатели	Мышь используется как устройство указания для выбора команд из меню и для выделения отдельных элементов в окне
Графические элементы	Могут использоваться совместно с текстовыми

Графические интерфейсы обладают рядом преимуществ:

1. Их относительно просто изучить и использовать. Пользователи, не имеющие опыта работы с компьютером, могут легко и быстро научиться работать с графическим интерфейсом.

2. Каждая программа выполняется в своем окне (экране). Можно переключаться из одной программы в другую, не теряя при этом данные, полученные в ходе выполнения программ.

3. Режим полноэкранного отображения окон дает возможность прямого доступа к любому месту экрана.

На рис. 2 изображен итерационный процесс проектирования пользовательского интерфейса.

Рис. 2. Процесс проектирования интерфейса пользователя

23. Функциональная (алгоритмическая) декомпозиция системы.

Проблема сложности является главной проблемой, которую приходится решать при создании больших и сложных систем любой природы. Ни один разработчик не в состоянии выйти за пределы человеческих возможностей и понять всю систему в целом. Единственный эффективный подход к решению этой проблемы, который выработало человечество за всю свою историю, заключается в построении сложной системы из небольшого количества крупных частей, каждая из которых, в свою очередь, строится из частей меньшего размера и т.д., до тех пор, пока самые небольшие части можно будет строить из имеющегося материала. Этот подход известен под самыми разными названиями, среди них такие, как «разделяй и властвую» (divide et impera), иерархическая декомпозиция и др. По отношению к проектированию сложной программной системы это означает, что ее необходимо разделять (декомпозировать) на небольшие подсистемы, каждую из которых можно разрабатывать независимо от других. Это позволяет при разработке подсистемы любого уровня держать в уме информацию только о ней, а не обо всех остальных частях системы. Правильная декомпозиция является главным способом преодоления сложности разработки больших систем ПО. Понятие «правильная» по отношению к декомпозиции означает следующее:

• количество связей между отдельными подсистемами должно быть минимальным;
• связность отдельных частей внутри каждой подсистемы должна быть максимальной.

Структура системы должна быть таковой, чтобы все взаимодействия между ее подсистемами укладывались в ограниченные, стандартные рамки:

• каждая подсистема должна инкапсулировать свое содержимое (скрывать его от других подсистем);
• каждая подсистема должна иметь четко определенный интерфейс с другими подсистемами.

Инкапсуляция позволяет рассматривать структуру каждой подсистемы независимо от других подсистем. Интерфейсы позволяют строить систему более высокого уровня, рассматривая каждую подсистему как единое целое и игнорируя ее внутреннее устройство.

24. Структурный подход к разработке ПО.

На сегодняшний день в программной инженерии существует два основных подхода к разработке ПО, принципиальное различие между которыми обусловлено разными способами декомпозиции систем. Первый подход называют функционально-модульным или структурным. В его основу положен принцип функциональной декомпозиции, при которой структура системы описывается в терминах иерархии ее функций и передачи информации между отдельными функциональными элементами. Второй, объектно-ориентированный подход использует объектную декомпозицию. При этом структура системы описывается в терминах объектов и связи между ними, а поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами.

Итак, сущность структурного подхода к разработке ПО заключается в его декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на подфункции, те – на задачи и так далее до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы «снизу вверх», от отдельных задач ко всей системе, целостность теряется, возникают проблемы при описании информационного взаимодействия отдельных компонентов.

25. Принципы структурного подхода разработки ПО.

Все наиболее распространенные методы структурного подхода базируются на ряде общих принципов. Базовыми принципами являются:

• принцип «разделяй и властвуй»;
• принцип иерархического упорядочения – принцип организации составных частей системы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

Существуют еще принципы:

• принцип абстрагирования – выделение существенных аспектов системы и отвлечение от несущественных;
• принцип непротиворечивости – обоснованность и согласованность элементов системы;
• принцип структурирования данных – данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

В структурном подходе используются в основном две группы средств, описывающих функциональную структуру системы и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются:

• DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных;
• SADT (Structured Analysis and Design Technique – метод структурного анализа и проектирования ) – модели и соответствующие функциональные диаграммы.
• ERD (Entity-Relationship Diagrams) – диаграммы «сущность-связь».

Диаграммы потоков данных и диаграммы «сущность-связь» - наиболее часто используемые в CASE –средствах виды моделей.

Конкретный вид перечисленных диаграмм и интерпретация их конструкций зависят от стадии ЖЦ ПО.

На стадии формирования требований к ПОSADT –модели и DFD используются для построения модели «AS-IS» и модели «TO-BE», отражая, таким образом, существующую и предлагаемую структуру бизнес-процессов организации и взаимодействие между ними (использование SADT –моделей, как правило, ограничивается только данной стадией, поскольку они изначально не предназначались для проектирования ПО). С помощью ERD выполняется описание используемых в организации данных на концептуальном уровне, не зависимом от средств реализации базы данных (СУБД).

На стадии проектированияDFD используются для описания структуры проектируемой системы ПО, при этом они могут уточняться, расширяться и дополняться новыми конструкциями. Аналогично ERD уточняются и дополняются новыми конструкциями, описывающими представление данных на логическом уровне, пригодном для последующей генерации схемы базы данных. Данные модели могут дополняться диаграммами, отражающими системную архитектуру ПО, структурные схемы программ, иерархию экранных форм и меню и др.

Перечисленные модели в совокупности дают полное описание ПО независимо от того, является ли система существующей или вновь разрабатываемой. Состав диаграмм в каждом конкретном случае зависит от сложности системы и необходимой полноты ее описания.

26. Восходящее проектирование ПО.

При проектировании, реализации и тестировании компонентов структурной иерархии, полученной при декомпозиции, применяют два подхода:

• восходящий;
• нисходящий.

Восходящий подход. При его использовании сначала проектируют и реализуют компоненты нижнего уровня, затем предыдущего и т.д. По мере завершения тестирования и отладки компонентов осуществляют их сборку, причем компоненты нижнего уровня при таком подходе часто помещают в библиотеки компонентов.

Для тестирования и отладки компонентов проектируют и реализуют специальные тестирующие программы.

Подход имеет следующие недостатки:

• увеличение вероятности несогласованности компонентов вследствие неполноты спецификаций;
• наличие издержек на проектирование и реализацию тестирующих программ, которые нельзя преобразовать в компоненты;
• позднее проектирование интерфейса, а соответственно невозможность продемонстрировать его заказчику для уточнения спецификаций.

Исторически восходящий подход появился раньше, что связано с особенностью мышления программистов. При промышленном изготовлении ПО восходящий подход в настоящее время практически не используется.

27. Нисходящее проектирование ПО

Нисходящий подход. Предполагает, что проектирование и последующая реализация компонентов выполняется сверху-вниз, т.е. вначале проектируют компоненты верхних уровней иерархии, затем следующих и так далее до самых нижних уровней. В той же последовательности выполняют и реализацию компонентов. При этом в процессе программирования компоненты нижних, еще не реализованных уровней заменяют специально разработанными отладочными модулями-«заглушками», что позволяет тестировать и отлаживать уже реализованную часть.

При использовании нисходящего подхода применяют иерархический, операционный и комбинированный методы определения последовательности проектирования и реализации компонентов.

Иерархический метод предполагает выполнение разработки строго по уровням. Исключения допускаются при наличии зависимости по данным, т.е. если обнаруживается, что некоторый модуль использует результаты другого. Основной проблемой данного метода является большое количество достаточно сложных заглушек.

Операционный метод связывает последовательность выполнения при запуске программы. Применение метода усложняется тем, что не всегда порядок выполнения модулей совпадает с порядком необходимости их разработки, например, вывод результатов запускается последним, но должен быть разработан сразу.

Комбинированный метод учитывает следующие факторы, влияющие на последовательность разработки:

• достижимость модуля – наличие всех модулей в цепочке вызова данного модуля;
• зависимость по данным – модули, формирующие некоторые данные, должны создаваться раньше обрабатывающих;
• обеспечение возможности вывода результатов – модули вывода результатов должны создаваться раньше обрабатывающих;
• готовность вспомогательных модулей – вспомогательные модули, например, модули закрытия файлов, завершения программы, должны создаваться раньше обрабатывающих;
• наличие необходимых ресурсов.

Нисходящий подход допускает нарушение нисходящей последовательности разработки компонентов в специально оговоренных случаях.

Нисходящий подход обеспечивает:

• максимально полное определение спецификаций проектируемого компонента и согласованность компонентов между собой;
• раннее определение интерфейса пользователя, демонстрация которого заказчику позволяет уточнить требования к создаваемому ПО;
• возможность нисходящего тестирования и комплексной отладки.

28. Метод функционального моделирования SADT.

Метод SADT поддерживается Министерством обороны США, которое было иници-атором разработки стандарта IDEF0 (Icam DEFinition).

Метод SADT представляет собой совокупность правил и процедур, предназначен-ных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями.

29. Принципы построения модели IDEF0.

Основные элементы этого метода основываются на следующих концепциях:

• графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT –диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа-выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описывается посредством интерфейсных дуг, выражающих «ограничения», которые, в свою очередь, определяют, когда и каким образом функции выполняются и управляются;

• строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитики. Правила SADT включают: ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3-6 блоков), связность диаграмм (номера блоков), уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен), синтаксические правила для графики (блоков и дуг), разделение входов и управлений (правило определения роли данных);

• отделение организации от функции, т.е. исключение влияния административной структуры организации на функциональную модель.

Метод SADT может использоваться для моделирования самых разнообразных систем и определения требований и функций с последующей разработкой информационной системы, удовлетворяющей этим требованиям и реализующей эти функции. В существующих системах метод SADT может применяться для анализа функций, вы-полняемых системой, и указания механизмов, посредством которых они осуществляются.

Состав функциональной системы:

Результатом применения метода SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы – главные компоненты модели, все функции организации и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги соответственно. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как входная информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны блока, а результаты (выход) показаны справой стороны. Механизм (человек или ав-томатизированная система), который осуществляет операцию, представляются дугой, входящей в блок снизу (рис.1):

Одной из наиболее важных особенностей метода SADT является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель.

30. Иерархия функциональных диаграмм.

Построение SADT- модели начинается с представления всей системы в виде про­стейшего компонента – одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функ­циями вне системы. Поскольку единственный блок отображает систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Это верно и для интерфейсных дуг – они также соответствуют полному набору внешних интерфейсов системы в целом.

Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детали­зи­руется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интер­фейс­ными дугами. Эти боки определяют основные подфункции исходной функции. Данная декомпозиция выявляет полный набор подфункций, каждая из которых по­казана как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждая из этих подфунк­ций может быть декомпозирована подобным образом в целях большей детализации.

Во всех случаях каждая подфункция может содержать только те элементы, ко­то­рые входят в исходную функцию. Кроме того, модель не может опустить какие-либо элементы, т.е. родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. К нему нельзя ничего добавить, из него не может быть ничего удалено.

Модель SADT представляет собой серию диаграмм с сопроводительной доку­мен­тацией, разбивающих сложный объект на составные части, которые изображе­ны в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из диаграм­мы предыдущего уровня. На каждом шаге декомпозиции диаграмма преды­дущего уровня называется родительской для более детальной диаграммы.

Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, явля­ются точно теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма изображают одну и ту же часть систе­мы. На рисунке приведен вариант выполнения функций и соединения дуг с блоками.

31. Моделирование бизнес-процессов.

32. Основные принципы и технологии построения распределенных информационных систем.

Основные этапы проектирования базы данных:

Создание БД в среде системы управления базами данных предполагает выполнение следующих основных этапов:

· концептуальное проектирование;

· логическое проектирование;

· физическое проектирование;

· использование БД (заполнение БД информацией и формирование запросов и отчетов).

Концептуальное проектирование — процедура конструирования информационной модели, не зависящей от условий реализации БД. Таким образом, сконструированная на данном этапе информационная модель не зависит ни от СУБД, ни от средств вычислительной техники.

На этапе логического проектирования информационная модель уточняется с учетом типа создаваемой БД (реляционной, сетевой или иерархической).

Процесс физического проектирования БД предполагает выполнение в среде выбранной СУБД следующих работ:

· описание логической структуры каждой таблицы;

· описание связей между таблицами, входящими в одну БД;

· первоначальное заполнение справочников БД необходимой нормативно-справочной информацией.

Что такое база данных

База данных — это хранилище для большого количества систематизированных данных, с которыми можно производить определенные действия (добавление, удаление, изменение, копирование, упорядочивание и т. д.). Все данные, находящиеся в БД, можно представить в виде записей или объектов.

Для успешной работы с БД используются программные средства, обеспечивающие доступ к нужной информации, внесение изменений в БД и другие действия с данными (системы управления базами данных).

Все СУБД делятся на две группы: локальные и сетевые.

Локальные — это СУБД, работающие на одном компьютере. К ним относятся dBase, FoxPro, Microsoft Access и т. д.

Сетевые — это СУБД, позволяющие нескольким компьютерам использовать одну и ту же БД с помощью технологии клиент-сервер. Примерами сетевых СУБД являются InterBase, Oracle, Microsoft SQL Server и т. д.

Взаимосвязи данных:

· один к одному - каждая запись одного объекта БД будет указывать на единственную запись другого объекта;

· один ко многим - одной записи объекта БД будет соответствовать несколько записей других объектов;

· много к одному - равносилен рассмотренному выше виду «один ко многим» и отличается от него только направлением;

· много ко многим - устанавливается между двумя типами объектов БД. Например, когда у одного банкира может быть несколько клиентов и, одновременно, один клиент может пользоваться услугами нескольких банков.

33. Модели представления данных: реляционная, древовидная, сетевая.