Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование»




Скачать 456.81 Kb.
НазваниеМетодические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование»
страница1/2
Дата публикации04.03.2013
Размер456.81 Kb.
ТипМетодические указания
litcey.ru > Информатика > Методические указания
  1   2


Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра процессов управления и информационных систем



ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Методические указания

к курсовому проектированию по дисциплине

«Прикладное программирование»

Факультет информатики и систем управления

Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста:

651900 – автоматизация и управление

210100 - управление и информатика в технических системах

Направление подготовки бакалавра

550200 - автоматизация и управление
^

Санкт- Петербург


2004

Утверждено редакционно-издательским советом университета

УДК 62.52/07


Прикладное программирование: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование»/ Сост.: В.Л.Литвинов. - СПб.: СЗТУ, 2004. - 36с.
Рассмотрены особенности современных методов и средств проектирования информационных систем, основанных на использовании CASE-технологий. Даны общие рекомендации по технологиям разработки программных систем. Приведены варианты заданий к курсовому проектированию, ориентированные на среду разработки Borland C++ Builder.

Предназначены для студентов специальности 210100.

Рассмотрено на заседании кафедры процессов управления и информационных систем 17 марта 2004 года, одобрено методической комиссией факультета информатики и систем управления 19 июня 2004 года.
Рецензенты:

Ю.А.Кораблев, канд.техн.наук., доц.каф. АПУ Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета;

Р.Р.Хамидуллин, канд.техн.наук, доц. каф. КТ и ПО Северо-Западного государственного заочного технического университета.
Составитель: В.Л.Литвинов, канд. техн. наук, доц.
© Северо-западный государственный заочный технический университет, 2004
^ Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «Прикладное программирование» учебного плана специальности 210100 – «Управление и информатика в технических системах».

^ Целью курсового проектирования является формирование у студентов практических навыков по разработке программных систем с использованием современных информационных технологий. В качестве среды разработки предложено использовать среду визуального программирования Borland C++ Builder.

^ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Несмотря на высокие потенциальные возможности CASE-технологий (увеличение производительности труда, улучшение качества программных продуктов, поддержка унифицированного и согласованного стиля работы), далеко не все разработчики информационных систем (ИС), использующие CASE-средства, достигают ожидаемых результатов.

Причины возможных неудач различны, но, видимо, основной причиной является неадекватное понимание сути программирования информационных систем и применения CASE-средств. Всегда следует быть готовым к трудностям, связанным с освоением новой технологии, последовательно преодолевать их и добиваться нужных результатов.
^ Основы методологии проектирования ИС
Одним из базовых понятий методологии проектирования ИС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО). ЖЦ ПО – это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации.

Основным нормативным документом, регламентирующим ЖЦ ПО, является международный стандарт ISO/IEC 12207 (ISO – International Organization of Standardization – Международная организация по стандартизации, IEC – International Electrotechnical Commission – Международная комиссия по электротехнике). Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПО.

Структура ЖЦ ПО по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трех группах процессов:

  • основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);

  • вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);

  • организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

Разработка включает в себя все работы по созданию ПО и его компонентов в соответствии с заданными требованиями, в том числе оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности и соответствующего качества программных продуктов, материалов, необходимых для организации обучения персонала, и т. д. Разработка ПО предусматривает, как правило, анализ, проектирование и реализацию (программирование).

Эксплуатация требует проведения работ по внедрению компонентов ПО, в том числе конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение эксплуатационной документацией, обучение персонала и т. д., а также по локализации проблем и устранению причин их возникновения, модификации ПО в рамках установленного регламента, подготовки предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы.

Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта, определение методов описания промежуточных состояний разработки, разработку методов и средств испытаний ПО, обучение персонала и т. п. Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования ПО. Верификация определяет, насколько текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, отвечает требованиям этого этапа. Проверка позволяет оценить соответствие параметров разработки исходным требованиям и частично совпадает с тестированием, которое связано с идентификацией различий между действительными и ожидаемыми результатами и оценкой соответствия характеристик ПО исходным требованиям. В процессе реализации проекта важное место занимают вопросы идентификации, описания и контроля конфигурации отдельных компонентов и всей системы в целом.

Управление конфигурацией является одним из вспомогательных процессов, поддерживающих основные процессы жизненного цикла ПО, прежде всего процессы разработки и сопровождения ПО. При создании проектов сложных ИС, состоящих из многих компонентов, каждый из которых может иметь разновидности или версии, возникает проблема учета их связей и функций, создания унифицированной структуры и обеспечения развития всей системы. Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации конфигурационного учета, планирования и управления конфигурациями ПО отражены в проекте стандарта ISO 12207-2.

Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы. ЖЦ ПО носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах.
^ Методология RAD
Одним из возможных подходов к разработке ПО в рамках модели ЖЦ является получившая в последнее время широкое распространение методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под этим термином обычно понимается процесс разработки ПО, содержащий три элемента:

  • небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);

  • короткий, но тщательно проработанный производственный график (от 2 до 6 мес.);

  • повторяющийся цикл, при котором разработчики, по мере того как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные в результате взаимодействия с заказчиком.

Команда разработчиков должна представлять собой группу профессионалов, имеющих опыт в анализе, проектировании, генерации кода и тестировании ПО с использованием CASE-средств. Члены коллектива должны также уметь трансформировать в рабочие прототипы предложения конечных пользователей.

Жизненный цикл ПО по методологии RAD состоит из четырех фаз:

  • анализа и планирования требований;

  • проектирования;

  • построения;

  • внедрения.

На фазе анализа и планирования требований пользователи системы определяют функции, которые она должна выполнять, выделяют наиболее приоритетные из них, требующие проработки в первую очередь, описывают информационные потребности. Эта работа выполняется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Ограничивается масштаб проекта, задаются временные рамки для каждой из последующих фаз. Кроме того, анализируется сама возможность реализации данного проекта в установленных рамках финансирования, на данных аппаратных средствах и т. п. Результатом данной фазы должны быть список и приоритетность функций будущей ИС, предварительные функциональные и информационные модели ИС.

На фазе проектирования часть пользователей принимает участие в техническом проектировании системы под руководством специалистов-разработчиков. CASE-средства используются для быстрого получения работающих прототипов приложений. Пользователи, непосредственно взаимодействуя с ними, уточняют и дополняют требования к системе, которые не были выявлены на предыдущей фазе. Более подробно рассматриваются процессы системы. Анализируется, а если надо, и корректируется функциональная модель. Каждый процесс рассматривается детально. При необходимости для каждого элементарного процесса создается частичный прототип: экран, диалог, отчет, устраняющий неясности или неоднозначности. Задаются требования по разграничению доступа к данным. На этой же фазе происходит определение набора необходимой документации.

После детального описания состава процессов оценивается количество функциональных элементов разрабатываемой системы и принимается решение о разделении ИС на подсистемы, поддающиеся реализации одной командой разработчиков за приемлемое для RAD-проектов время – порядка 60 – 90 дней. С использованием CASE-средств проект распределяется между различными командами (делится функциональная модель). Результатом данной фазы должны быть:

  • общая информационная модель системы;

  • функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков;

  • точно определенные с помощью CASE-средства интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами;

  • построенные прототипы экранов, отчетов, диалогов.

Все модели и прототипы должны быть получены с применением тех CASE-средств, которые будут использоваться в дальнейшем при построении системы. Данное требование вызвано тем, что в традиционном подходе при передаче информации о проекте с этапа на этап может произойти фактически неконтролируемое искажение данных. Применение единой среды хранения информации о проекте позволяет избежать этой опасности.

В отличие от традиционного подхода, при котором использовались специфические средства прототипирования, не предназначенные для построения реальных приложений, а прототипы выбрасывались после того, как выполняли задачу устранения неясностей в проекте, в подходе RAD каждый прототип развивается в часть будущей системы. Таким образом, на следующую фазу передается более полная и полезная информация.

На фазе построения выполняется непосредственно сама быстрая разработка приложения. На данной фазе разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных в предыдущей фазе моделей, а также требований нефункционального характера. Программный код частично формируется при помощи автоматических генераторов, получающих информацию непосредственно из репозитория CASE-средств. Конечные пользователи на этой фазе оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется непосредственно в процессе разработки.

После окончания работ каждой отдельной команды разработчиков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной части приложения с остальными, а затем тестирование системы в целом. Завершается физическое проектирование системы:

  • определяется необходимость распределения данных;

  • производится анализ использования данных;

  • производится физическое проектирование базы данных;

  • определяются требования к аппаратным ресурсам;

  • определяются способы увеличения производительности;

  • завершается разработка документации проекта.

Результатом фазы является готовая система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.

На фазе внедрения производится обучение пользователей, организационные изменения и параллельно с внедрением новой системы осуществляется работа с существующей системой (до полного внедрения новой). Так как фаза построения достаточно непродолжительна, планирование и подготовка к внедрению должны начинаться заранее, как правило на этапе проектирования системы. Приведенная схема разработки ИС не является абсолютной. Возможны различные варианты, зависящие, например, от начальных условий, в которых ведется разработка: разрабатывается совершенно новая система; уже было проведено обследование предприятия и существует модель его деятельности; на предприятии уже существует некоторая ИС, которая может быть использована в качестве начального прототипа или должна быть интегрирована с разрабатываемой.

Следует, однако, отметить, что методология RAD, как и любая другая, не может претендовать на универсальность, она хороша в первую очередь для относительно небольших проектов, разрабатываемых для конкретного заказчика. Если же разрабатывается типовая система, которая не является законченным продуктом, а представляет собой комплекс типовых компонентов, централизованно сопровождаемых, адаптируемых к программно-техническим платформам, СУБД, средствам телекоммуникации, организационно-экономическим особенностям объектов внедрения и интегрируемых с существующими разработками, на первый план выступают такие показатели проекта, как управляемость и качество, которые могут войти в противоречие с простотой и скоростью разработки. Для таких проектов необходимы высокий уровень планирования и жесткая дисциплина проектирования, строгое следование заранее разработанным протоколам и интерфейсам, что снижает скорость разработки.

Методология RAD неприменима для построения сложных расчетных программ, операционных систем или программ управления космическими кораблями, т. е. программ большого объема (сотни тысяч строк) .

Не подходят для разработки по методологии RAD приложения, в которых отсутствует ярко выраженная интерфейсная часть, наглядно определяющая логику работы системы (например, приложения реального времени) и приложения, от которых зависит безопасность людей (например, управление самолетом или атомной электростанцией), так как итеративный подход предполагает, что первые несколько версий наверняка не будут полностью работоспособны, что в данном случае исключается.
^ CASE-средства. Общая характеристика и классификация
Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ПО.

Наиболее трудоемкими этапами разработки ИС являются этапы анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и подготовку проектной документации. При этом большую роль играют методы визуального представления информации. Это предполагает построение структурных или иных диаграмм в реальном масштабе времени, использование многообразной цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам в наглядном виде изучать существующую ИС, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами.

Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее ту или иную совокупность процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими основными характерными особенностями:

  • мощными графическими средствами для описания и документирования ИС, обеспечивающими удобный интерфейс с разработчиком и развивающими его творческие возможности;

  • интеграцией отдельных компонентов CASE-средств, обеспечивающей управляемость процессом разработки ИС;

  • использованием специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория).

Интегрированное CASE-средство (или комплекс средств, поддерживающих полный ЖЦ ПО) содержит следующие компоненты:

  • репозиторий, являющийся основой CASE-средства. Он должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компонентов, синхронизацию поступления информации от различных разработчиков при групповой разработке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;

  • графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование иерархически связанных диаграмм, образующих модели ИС;

  • средства разработки приложений, включая генераторы кодов;

  • средства конфигурационного управления;

  • средства документирования;

  • средства тестирования;

  • средства управления проектом;

  • средства реинжиниринга.

Все современные CASE-средства могут быть классифицированы в основном по типам и категориям. Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств на те или иные процессы ЖЦ. Классификация по категориям определяет степень интегрированности по выполняемым функциям и включает отдельные локальные средства, решающие небольшие автономные задачи (tools), набор частично интегрированных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла ИС (toolkit) и полностью интегрированные средства, поддерживающие весь ЖЦ ИС и связанные общим репозиторием. Помимо этого CASE-средства можно классифицировать по следующим признакам:

  • применяемым методологиям и моделям систем и БД;

  • степени интегрированности с СУБД;

  • доступным платформам.

Классификация по типам в основном совпадает с компонентным составом CASE-средств и включает следующие основные типы:

  • средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF (Meta Software), BPwin (Logic Works));

  • средства анализа и проектирования (Middle CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder (Cayenne), Designer/2000 (ORACLE), Silverrun (CSA), PRO-IV (McDonnell Douglas), CASE.Аналитик (МакроПроджект)). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;

  • средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД. К ним относятся ERwin (Logic Works), S-Designer (SDP) и DataBase Designer (ORACLE). Средства проектирования баз данных имеются также в составе CASE-средств Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun и PRO-IV;

  • средства разработки приложений. К ним относятся средства 4GL (Uniface Compuware), JAM (JYACC), PowerBuilder (Sybase), Developer/2000 (ORACLE), NewEra (Informix), SQL Windows (Gupta), Delphi и Borland C++ Builder(Borland) и генераторы кодов, входящие в состав Vantage Team Builder, PRO-IV и – частично – в Silverrun;

  • средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем БД и формирования ERD входят в состав Vantage Team Builder, PRO-IV, Silverrun, Designer/2000, ERwin и S-Designor. В области анализа программных кодов наибольшее распространение получают объектно-ориентированные CASE-средства, обеспечивающие реинжиниринг программ на языке С++ (Rational Rose (Rational Software), Object Team (Cayenne)).

Вспомогательные типы включают:

  • средства планирования и управления проектом (SE Companion, Microsoft Project и др.); •средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));

  • средства тестирования (Quality Works (Segue Software));

  • средства документирования (SoDA (Rational Software)).

  1   2

Похожие:

Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Экономика организации»
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Экономика организации». Тема «Технико-экономическое обоснование строительства...
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Экономика организации»
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Экономика организации». Тема «Технико-экономическое обоснование строительства...
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Экономика и социология труда»
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Экономика и социология труда» / Cост. А. Я. Кибанов, Г. В. Слуцкий,...
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания по курсу «Теоретическая грамматика современного...
Логическим завершением избранного подхода к разработке учебно-методических материалов по теорграмматике являются методические указания...
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Информационное...
Целью курсового проекта является изучение методов и закрепление знаний в проектировании локальных реляционных баз данных в среде...
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания по дипломному проектированию
Кондратьев А. В. Методические указания по дипломному проектированию. – М.: Московский университет потребительской кооперации, 2003...
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconЕрофеев Е. В. Системы автоведения поездов. Методические указания к курсовому проекту
Ерофеев Е. В. Системы автоведения поездов. Методические указания к курсовому проекту. М.: Миит, 2007. 16 с
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Рынок ценных бумаг»
Методические указания содержат основные требования к самостоятельной работе студентов дневного и заочного отделения по дисциплине...
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания по подготовке к зачету для студентов заочной формы обучения см21
Предмет и цели линейной оптимизации. Математическое программирование. Линейное программирование (ЛП)
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прикладное программирование» iconМетодические указания по их выполнению по дисциплине «Культура делового общения»
Тематика контрольных работ и методические указания по их выполнению по дисциплине
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница