рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Философия
/
Вид работы: Лекции
/
Проектирование ПО (Software design)

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Проектирование ПО (Software design)

Проектирование ПО (Software design) - Лекция, раздел Философия, Конспект лекций по дисциплине Надежность систем В данной лекции систематически изложены следующие взаимосвязанные аспекты инженерии ПО Проектирование По - Это Процесс Определения Архитектуры, Ком...

Проектирование ПО - это процесс определения архитектуры, компонентов, интерфейсов, других характеристик системы и конечного состава программного продукта. Область знаний "Проектирование ПО (Software Design)" состоит из следующих разделов:

· базовые концепции проектирования ПО (Software Design Basic Concepts),

· ключевые вопросы проектирования ПО (Key Issue in Software Design),

· структура и архитектура ПО (Software Structure and Architecture),

· анализ и оценка качества проектирования ПО (Software Design Quality Analysis and Evaluation),

· нотации проектирования ПО (Software Design Notations),

· стратегия и методы проектирования ПО (Software Design Strategies and Methods).

Базовая концепция проектирования ПО - это методология проектирования архитектуры с помощью разных методов (объектного, компонентного и др.), процессы ЖЦ (стандарт ISO/IEC 12207) и техники - декомпозиция, абстракция, инкапсуляция и др. На начальных стадиях проектирования предметная область декомпозируется на отдельные объекты (при объектно-ориентированном проектировании) или на компоненты (при компонентном проектировании). Для представления архитектурыпрограммного обеспечения выбираются соответствующие артефакты (нотации, диаграммы, блок-схемы и методы).

К ключевым вопросам проектирования ПОотносятся: декомпозиция программ на функциональные компоненты для независимого и параллельного их выполнения, принципы распределения компонентов в среде выполнения и их взаимодействия между собой, механизмы обеспечения качества и живучести системы и др.

При проектировании архитектуры ПОиспользуется архитектурный стиль проектирования, основанный на определении основных элементов структуры - подсистем, компонентов и связей между ними.

Архитектура проекта - высокоуровневое представление структуры системы и спецификация ее компонентов. Архитектура определяет логику отдельных компонентов системы настолько детально, насколько это необходимо для написания кода, а также определяет связи между компонентами. Существуют и другие виды представления структур, основанные на проектировании образцов, шаблонов, семейств программ и каркасов программных сред.

Одним из важнейших инструментов проектирования архитектуры является паттерн - типовой конструктивный элемент ПО, который задает взаимодействие объектов (компонентов) проектируемой системы, а также роли и ответственности исполнителей. Основным языком описания этого элемента является UML. Он может быть структурным, включающим типовые композиции структур из объектов и классов, объектов, связей и др.; поведенческим, определяющим схемы взаимодействия классов объектов и их поведение диаграммами активностей, взаимодействия, потоков управления и др.; порождающим, отображающим типовые схемы распределения ролей экземпляров объектов и способы динамической генерации структур объектов и классов.

Анализ и оценка качества проектирования ПОвключает мероприятия по анализу сформулированных в требованиях атрибутов качества, оценки различных аспектов ПО - количества функций, структура ПО, качества проектирования с помощью формальных метрик (функционально-ориентированных, структурных и объектно-ориентированных), а также проведения качественного анализа результатов проектирования путем статического анализа, моделирования и прототипирования.

Нотации проектированияпозволяют представить описание объекта (элемента) ПО и его структуру, а также поведение системы. Существует два типа нотаций: структурные, поведенческие и множество различных их представлений.

Структурные нотации - это структурное, блок-схемное или текстовое представление аспектов проектирования структуры ПО из объектов, компонентов, их интерфейсов и взаимосвязей. К нотациям относятся формальные языки спецификаций и проектирования: ADL (Architecture Description Language), UML (Unified Modeling Language), ERD (Entity-Relation Diagrams), IDL (Interface Description Language), Use Case Driven и др. Нотации включают языки описания

архитектуры и интерфейса, диаграммы классов и объектов, диаграммы сущность-связь, конфигурации компонентов, схем развертывания, а также структурные диаграммы, задающие в наглядном виде операторы цикла, ветвления, выбора и последовательности.

Поведенческие нотации отражают динамический аспект поведения систем и их компонентов. Таким нотациям соответствуют диаграммы потоков данных (Data Flow), таблиц принятия решений (Decision Tables), деятельности (Activity), кооперации (Colloboration), последовательности (Sequence), пред- и постусловия (Pre-Post Conditions), формальные языки спецификации (Z,VDM, RAISE), языки проектирования PDL и др.

Стратегия и методы проектирования ПО.К стратегиям относятся: проектирование снизу-вверх, сверху-вниз, абстрагирование, использование паттернов и др. Методы - это функционально-ориентированные, структурные, которые базируются на структурном анализе, структурных картах, диаграммах потоков данных (Dataflow) и др. Они ориентированы на идентификацию функций и их уточнение сверху-вниз, после чего уточняются диаграммы потоков данных и проводится описание процессов.

В объектно-ориентированном проектировании ключевую роль играет наследование, полиморфизм и инкапсуляция, а также абстрактные структуры данных и отображение объектов. Подходы, ориентированные на структуры данных, базируются на методе Джексона [1.8] и используются для задания входных и выходных данных структурными диаграммами. Метод UML предназначен для сценарного моделирования проекта [1.19] в наглядном диаграммном виде. Компонентное проектирование ориентировано на использование готовых компонентов (reusing), их интерфейсов и интеграцию для формирования конфигурации, служащей основой развертывания компонентного ПО и взаимодействия компонентов в операционной среде.

Формальные методы описания программ основываются на спецификациях, аксиомах, описаниях некоторых условий, называемых предварительными (предусловиями), утверждениях и постусловиях, определяющих заключительное условие получения правильного результата программой. Спецификация является формальным описанием функций и данных программы, с которыми эти функции оперируют. Различают входные и выходные параметры функции, а также данные, которые не привязаны к реализации и определяют интерфейс с другими функциями. По формальным спецификациям,

условиям и утверждениям выполняется доказательство правильности программы

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекций по дисциплине Надежность систем В данной лекции систематически изложены следующие взаимосвязанные аспекты инженерии ПО

Тема... В данной лекции систематически изложены следующие взаимосвязанные аспекты... теоретический и интеллектуальный базис методы принципы средства и методологии и др проектирования...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Проектирование ПО (Software design)

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Анализ и характеристика областей знаний SWEBOK
Ядро знаний SWEBOK является основополагающим научно-техническим документом, который отображает мнение многих зарубежных и отечественных специалистов в области программной инженерии [1.3-1.12

Требования к ПО (Software Requirements)
Требования - это свойства, которыми должно обладать ПО для адекватного определения функций, условий и ограничений выполнения ПО, а также объемов данных, технического обеспечения и среды функциониро

Конструирование ПО (Software Construction)
Конструирование ПО - создание работающего ПО с привлечением методов верификации, кодирования и тестирования компонентов. К инструментам конструирования ПО отнесены языки программирования и конструи

Тестирование ПО (Software Testing)
Тестирование ПО - это процесс проверки готовой программы в статике (просмотры, инспекции, отладки исходного кода) и в динамике путем прогона конечного набора тестовых данных, проверяющих разные пут

Сопровождение ПО (Software maintenance)
Сопровождение ПО - совокупность действий по обеспечению работы ПО, а также по внесению изменений в случае обнаружения ошибок в процессе эксплуатации, по адаптации ПО к новой среде функционирования,

Управление конфигурацией ПО
Управление конфигурацией (Software Configuration Management - SCM) состоит в идентификации компонентов системы, определении функциональных и физических характеристик аппаратного и программно

Управление инженерией ПО
Управление инженерией ПО (Software Engineering Management) - руководство работами команды разработчиков ПО в процессе выполнения плана проекта, определение критериев эффективности работы ком

Процесс инженерии ПО (Software Engineering Process)
В некотором смысле это метауровень, который связан с определением, реализацией, оценкой, измерением, управлением изменениями и совершенствованием самого процесса. Однако такой процесс не явл

Методы и инструменты инженерии ПО
Методы обеспечивают проектирование, реализацию и выполнение ПО. Они накладывают некоторые ограничения на инженерию ПО в связи с особенностями применения их нотаций и процедур, а также обеспечивают

Качество ПО (Software Quality)
Качество ПО - набор свойств продукта (сервис или службы), которые характеризуют его способность удовлетворить установленные или предполагаемые потребности заказчика. Понятие качества имеет разные и

Жизненный цикл ПС, связь с ядром знаний SWEBOK
Программная инженерия, как инженерная дисциплина, охватывает все аспекты создания ПС от начальной стадии разработки системных требований до реализации программного продукта и его использован

Каскадная модель ЖЦ
Одной из первых стала применяться каскадная модель, в которой каждая работа выполняется один раз и в том порядке, как это представлено в модели (рис. 2.4).

Инкрементная модель ЖЦ
Первая создаваемая промежуточная версия системы (выпуск 1) реализует часть требований, в последующую версию (выпуск 2) добавляют дополнительные требования и так до тех пор, пока не будут окончатель

Спиральная модель
увеличить изображение Рис. 2.6.Спиральная модель ЖЦ р

Эволюционная модель ЖЦ
В случае эволюционной модели система разрабатывается в виде последовательности блоков структур (конструкций). В отличие от инкрементной модели ЖЦ подразумевается, что требования устанавливаются час

Стандартизация модели ЖЦ
Типичный ЖЦ системы начинается с формулировки идеи или потребности, проходит все процессы разработки, производства, эксплуатации и сопровождения системы. Стандартный ЖЦ состоит из процессов, каждый

Характеристика областей знаний SWEBOK
В ядре знаний SWEBOK определено 10 областей знаний. Среди них выделим базовые области, методы и средства которых соответствуют процессам разработки ПС: 1. Разработка требований; 2

Процессы ЖЦ верификация и валидация программ
Верификация и валидация, как методы, обеспечивают соответственно проверку и анализ правильности выполнения заданных функций и соответствия ПО требованиям заказчика, а та

Тестирование программ
Тестированиеможно рассматривать, как процесс семантической отладки (проверки) программы, заключающийся в исполнении последовательности различных наборов контрольных тестов, для кот

Статические методы тестирования
Статические методы используются при проведении инспекций и рассмотрении спецификаций компонентов без их выполнения.Техника статического анализа заключается в методическом просмотре (или обзоре) и а

Динамические методы тестирования
Динамические методы тестирования используются в процессе выполнения программ. Они базируются на графе, связывающем причины ошибок с ожидаемыми реакциями на эти ошибки. В процессе тестирования накап

Функциональное тестирование
Цель функционального тестирования - обнаружение несоответствий между реальным поведением реализованных функций и ожидаемым поведением в соответствии со спецификацией и исходными требованиями

Инфраструктура процесса тестирования ПС
Под инфраструктурой процесса тестирования понимается: · выделение объектов тестирования; · проведение классификации ошибок для рассматриваемого класса тестируемых программ;

Методы поиска ошибок в программах
Международный стандарт ANSI/IEEE-729-83 разделяет все ошибки в разработке программ на следующие типы. Ошибка (error) - состояние программы, при котором выдаются неправильные результаты, пр

Служба тестирования ПС
За функциональные и исполнительные тесты несут ответственность разработчики заказчик, он больше влияет на составление тестов испытаний и инсталляции системы [7.6]. Для этих целей, как прав

Управление процессом тестирования
Все способы тестирования ПС объединяются базой данных, где помещаются результаты тестирования системы. В ней содержатся все компоненты, тестовые контрольные данные, результаты тестирования и информ

Анализ языков формальной спецификации программ
Языки спецификаций, используемые для формального описания свойств программ, более высокого уровня, чем ЯП. Их можно классифицировать по таким категориям: универсальные языки с общемат

VDM-спецификация программ
Язык VDM (Vienna Development Method) разработан в венской лаборатории компании IBM для описания языков типа ПЛ/1, трансляторов и систем со сложными структурами данных [6.7, 6.8]. Главная его

Спецификация программ средствами RAISE
RAISE-метод и RSL-спецификация (RAISE Specification Language) [6.9, 6.10] были разработаны в 80-х годах как результат предварительного исследования формальных методов и их пополнения новыми

Спецификации задач концепторным языком
Для постановки сложных математических задач (суммирование бесконечных рядов, теоретикомножественных операций с бесконечными множествами, гильбертов оператор и др.) и задач искусственного интеллекта

Методы доказательства правильности программ
Формальные методы тесно связаны с математическими техниками спецификаций, верификацией и доказательством правильности программ. Эти методы содержат математическую символику, формальную нотацию и ап

Характеристика формальных методов доказательства
Наиболее известными формальными методами доказательства программ являются метод рекурсивной индукции или утверждений Флойда, Наура, метод структурной индукции Хоара и др. [6.4, 6.5, 6.18, 6.19].

Валидация сценариев требований
Рассматривается подход к проверке требований, которые заданы в модели требований, построенной с использованием сценариев и акторов, как внешней сущности по отношению к разрабатываемой систем

Методы анализа структур программ
Методы анализа структуры программ относятся к доказательству правильности программ [6.20] и состоят в их инспекции независимыми экспертами с участием самих разработчиков. Они проверяют полноту, цел

Верификация и валидация программ
Верификация и валидация - это методы анализа, проверки спецификаций и правильности выполнения программ в соответствии с заданными требованиями и формальным описанием программы [6.19,

Подходы к верификации моделей
Объектная модель и модель распределенного приложения отражают специфику предметной области и принципы взаимодействияобъектов со средой функционирования. Их верификации посвящен ряд работ, в том чис

Метод верификации композиции правильных компонентов
Метод верификации композиции компонентов базируется на спецификации функций и временных (temporal) свойствах готовых проверенных компонентов (типа reuse) [6.23]. Свойства составного компонен

Перспективные направления верификации программ
По данным, опубликованным в [6.15], ежегодно ошибки в ПО США обходятся в 60 млрд. долларов. Для преодоления этих проблем американские специалисты и специалисты из европейских стран по формальным ме