Презентация на тему: ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 11

ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ Лекция №11 Программное обеспечение ИСУ

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Процесс создания

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Модели процесса создания Модель формальной разработки систем. Основана на разработке формальной математической спецификации программной системы и преобразовании этой спецификации посредством специальных математических методов в исполняемые программы. Проверка соответствия спецификации и системных компонентов также выполняется математическими методами. Модель разработки ПО на основе ранее созданных компонентов. Предполагает, что отдельные составные части программной системы уже существуют, т.е. созданы ранее. В этом случае технологический процесс создания ПО основное внимание уделяет интеграции отдельных компонентов в общее целое, а не их созданию.  

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Модели процесса создания Каскадная и эволюционная модели разработки широко используются на практике. Модель формальной разработки систем успешно применялась во многих проектах, но количество организаций-разработчиков, постоянно использующих этот метод, невелико. Использование готовых системных компонентов практикуется повсеместно, но большинство организаций не придерживаются в точности модели разработки ПО на основе ранее созданных компонентов. Вместе с тем этот метод должен получить широкое распространение в 21 столетии, поскольку сборка систем из готовых или ранее использованных компонентов значительно ускоряет разработку ПО.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Каскадная модель Основные принципиальные этапы (стадии) этой модели отражают все базовые виды деятельности, необходимые для создания ПО. Анализ и формирование требований. Путем консультаций с заказчиком ПО определяется функциональные возможности, ограничения и цели создаваемой программной системы. Проектирование системы и программного обеспечения. Процесс проектирования системы разбивает системные требования на требования, предъявляемые к аппаратным средствам. и требования к программному обеспечению системы. Разрабатывается общая архитектура системы. Проектирование ПО предполагает определение и описание основных программных компонентов и их взаимосвязей. Кодирование и тестирование программных модулей. На этой стадии архитектура ПО реализуется в виде множества программ или программных модулей. Тестирование каждого модуля включает проверку его соответствия требованиям к данному модулю.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Каскадная модель Сборка и тестирование системы. Отдельные программы и программные модули интегрируются и тестируются в виде целостной системы. Проверяется, соответствует ли система своей спецификации. Эксплуатация и сопровождение системы. Обычно (хотя и не всегда) это самая длительная фаза жизненного цикла ПО. Система инсталлируется, и начинается период ее эксплуатации. Сопровождение системы включает исправление ошибок, которые не были обнаружены на более ранних этапах жизненного цикла, совершенствование системных компонентов и "подгонку" функциональных возможностей системы к новым требованиям.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Каскадная модель

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Каскадная модель Поскольку на каждом этапе проводятся определенные работы и оформляется сопутствующая документация, повторение этапов приводит к повторным работам и значительным расходам. Поэтому после небольшого числа повторений обычно "замораживается" часть этапов создания ПО, например этап определения требований, но продолжается выполнение последующих этапов. Возникающие проблемы, решение которых требует возврата к "замороженным" этапам, игнорируются либо делаются попытки решить их программно. "Замораживание" этапа определения требований может привести к тому, что разработанная система не будет удовлетворять всем требованиям заказчика. Это также может привести к появлению плохо структурированной системы, если упущения этапа проектирования исправляются только с помощью программистских хитростей. Последний этап жизненного цикла ПО (эксплуатация и сопровождение) — это "полноценное" использование программной системы. На этом этапе могут обнаружиться ошибки, допущенные, например, на первом этапе формирования требований.    

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Каскадная модель

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Эволюционная модель разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Эволюционная модель разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Эволюционная модель разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Эволюционная модель разработки Эволюционный подход часто более эффективен, чем подход, построенный на основе каскадной модели, особенно если требования заказчика могут меняться в процессе разработки системы. Достоинством процесса создания ПО, построенного на основе эволюционного подхода, является то, что здесь спецификация может разрабатываться постепенно, по мере того как заказчик (или пользователи) осознает и сформулирует те задачи, которые должно решать программное обеспечение. Вместе с тем данный подход имеет и некоторые недостатки. Многие этапы процесса создания ПО не документированы. Менеджерам проекта создания ПО необходимо регулярно документально отслеживать выполнение работ. Но если система разрабатывается быстро, то экономически не выгодно документировать каждую версию системы. Система часто получается плохо структурированной. Постоянные изменения в требованиях приводят к ошибкам и упущениям в структуре ПО. Со временем внесение изменений в систему становится все более сложным и затратным.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Эволюционная модель разработки Часто требуются специальные средства и технологии разработки ПО. Это вызвано необходимостью быстрой разработки версий программного продукта. Но, с другой стороны, это может привести к несовместимости некоторых применяемых средств и технологий, что, в свою очередь, требует наличия в команде разработчиков специалистов высокого уровня. Эволюционный подход наиболее приемлем для разработки небольших программных систем (до 100 000 строк кода) и систем среднего размера (до 500 000 строк кода) с относительно коротким сроком жизни. На больших долгоживущих системах слишком заметно проявляются недостатки этого подхода. Для создания таких систем используется смешанный подход к созданию ПО, который вобрал бы в себя лучшие черты каскадной и эволюционной моделей разработки.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Формальная разработка систем Этот подход к созданию ПО имеет много черт, сходных с каскадной моделью, но построен на основе формальных математических преобразований системной спецификации в исполняемую программу. Здесь для упрощения не указаны обратные связи между делами процесса.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Формальная разработка систем

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Разработка на основе ранее созданных компонентов

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Разработка на основе ранее созданных компонентов

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Разработка на основе ранее созданных компонентов

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Разработка на основе ранее созданных компонентов

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Разработка на основе ранее созданных компонентов

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Итерационные модели разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Итерационные модели разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Модель пошаговой разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Модель пошаговой разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Модель пошаговой разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Спиральная модель разработки Каждый виток спирали разбит на четыре сектора. Определение целей. Определяются цели каждой итерации проекта. Кроме того, устанавливаются ограничения на процесс создания ПО и на сам программный продукт, уточняются планы производства компонентов. Определяются проектные риски (например, риск превышения сроков или риск превышения стоимости проекта). В зависимости от "проявленных" рисков, могут планироваться альтернативные стратегии разработки ПО. Оценка и разрешение рисков. Для каждого определенного проектного риска проводится его детальный анализ. Планируются мероприятия для уменьшения (разрешения рисков). Например, если существует риск, что системные требования определен неверно, планируется разработать прототип системы.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Спиральная модель разработки Разработка и тестирование. После оценки рисков выбирается модель процесса создания системы. Например, сети доминируют риски, связанные с разработкой интерфейсов, наиболее подходящей будет эволюционная модель разработки прототипированием. Если основные риски связаны с соответствием системы и спецификации, скорее всего, следует применить модель формальных преобразований. Каскадная модель может быть применена в том случае, если основные риски определены как ошибки, которые могут проявиться на этапе сборки системы. Планирование. Здесь пересматривается проект и принимается решение о том, начи­нать ли следующий виток спирали. Если принимается решение о продолжении проекта, разрабатывается план на следующую стадию проекта.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Спиральная модель разработки Существенное отличие спиральной модели от других моделей процесса создания ПО заключается в точном определении и оценивании рисков. Если говорить неформально, то риск — это те неприятности, которые могут случиться в процессе разработки системы. Например, ес­ли при написании программного кода используется новый язык программирования, то риск может заключаться в том, что компилятор этого языка может быть ненадежным или что результирующий код может быть не достаточно эффективным. Риски могут также заключаться в превышении сроков или стоимости проекта. Таким образом, уменьшение (разрешение) рис­ков — важный элемент управления системным проектом.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Спиральная модель разработки

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Спецификация программного обеспечения

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Спецификация программного обеспечения Предварительные исследования. Оценивается степень удовлетворенности пользователей существующими программными продуктами и аппаратными средствами, а также экономическая эффективность будущей системы и возможность уложиться в существующие бюджетные ограничения при ее разработке. Формирование и анализ требований. Формируются системные требования путем изучения существующих аналогичных систем, обсуждения будущей системы с потенциальными пользователями и заказчиками, анализа задач, которые должна решать система, и т.п. Этот этап может включать разработку нескольких моделей системы и ее прототипов, что помогает сформировать функциональные требования к системе. Специфицирование требований. Осуществляется перевод всей совокупности информации, собранной на предыдущем этапе, в документ, определяющий множество требований. Этот документ обычно содержит два типа требований: пользовательские — обобщенные представления заказчиков и конечных пользователей о системе; системные — детальное описание функциональных показателей системы. Утверждение требований. Проверяется выполнимость, согласованность и полнота множества требований. В процессе формирования ограничений неизбежно возникновение каких-либо ошибок. На этом этапе они должны быть но возможности выявлены и устранены.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Проектирование и реализация ПО Ниже перечислены отдельные этапы процесса проектирования. 1.   Архитектурное проектирование. Определяются и документируются подсистемы и взаимосвязи между ними. 2.  Обобщенная спецификация. Для каждой подсистемы разрабатывается обобщенная спецификация на ее сервисы и ограничения. 3.   Проектирование интерфейсов. Для каждой подсистемы определяется и документируется ее интерфейс. Спецификации на эти интерфейсы должны быть точно выраженными и однозначными, чтобы использование подсистем не требовало знаний о том, как они реализуют свои функции. 4.   Компонентное проектирование. Проводится распределение системных функций (сервисов) по различным компонентам и их интерфейсам. 5.   Проектирование структур данных. Детально разрабатываются структуры данных, необходимые для реализации программной системы. 6.   Проектирование алгоритмов. Детально разрабатываются алгоритмы, предназначенные для реализации системных сервисов.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Проектирование и реализация ПО

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Аттестация программных систем Аттестация ПО, или более обобщенно — верификация и аттестация, предназначена показать соответствие системы ее спецификации, а также ожиданиям и требованиям заказчика и пользователей. За исключением небольших программ, программные системы невозможно протестировать как единый цельный программный элемент. Большие системы строятся на основе подсистем, которые, в свою очередь, строятся из модулей, модули же компонуются из программ-процедур и программ-функций. Для таких систем процесс тестирования выполняется постепенно, по мере реализации системы.   Процесс тестирования состоит из нескольких этапов. 1.  Тестирование компонентов. Тестируются отдельные компоненты для проверки правильности их функционирования. Каждый компонент тестируется независимо от других. 2. Тестирование модулей. Программный модуль — это совокупность зависимых компонентов, таких как описание класса объектов, декларирование абстрактных типов данных и набор процедур и функций. Каждый модуль тестируется независимо от других системных модулей.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Аттестация программных систем 3.   Тестирование подсистем. Тестируются наборы модулей, которые составляют отдельные подсистемы. Основная проблема, которая часто проявляется на этом этапе - несогласованность модульных интерфейсов. Поэтому при тестировании подсистем основное внимание уделяется обнаружению ошибок в модульных интерфейсах путем прогона их через все возможные режимы. 4.  Тестирование системы. Из подсистем собирается конечная система. На этом этапе основное внимание уделяется совместимости интерфейсов подсистем и обнаружению программных ошибок, которые проявляются в виде непредсказуемого взаимодействия между подсистемами, а также оцениваются интеграционные характеристики системы. 5.   Приемочные испытания. Это конечный этап процесса тестирования, после которого система принимается к эксплуатации. Здесь система тестируется с привлечением данных, предоставляемых заказчиком системы, а не на основе тестовых данных, как было на предыдущем этапе. На этом этапе могут проявиться ошибки, допущенные еще на этапе определения системных требований, поскольку испытания с реальными данными могут дать иной результат, чем тестирование со специально подобранными тестовыми данными.

ИСУ. Программное обеспечение ИСУ Эволюция программных систем Одна из основных причин того, что в настоящее время в большие сложные системы все шире внедряется программное обеспечение, заключается в гибкости программных систем. После принятия решения о разработке и производстве аппаратных компонентов системы внесение в них изменений становится весьма дорогостоящим. С другой стороны, в программное обеспечение можно вносить изменения в течение всего процесса разработки системы. Эти изменения также могут быть крайне дорогостоящими, но все-таки они значительно дешевле изменений в аппаратном оборудовании системы.