М. Сидоров - ВСТУП ДО ІНЖЕНЕРІЇ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Розрізняють типи управління: спрямовані на механізми і структури і спрямовані на управління.
Другий тип управління називається високорівневим або метауправ-лінням. Наприклад, усі проект повинні бути реалізовані мовою ADA.
4.3.2. МетодиМетод - це систематичний процес дослідження, який у контексті інженерії реалізується для дослідження і створення програмного забезпечення.
В інженерії програмного забезпечення доводиться розробляти і описувати в різних аспектах велику і різноманітну кількість компонентів, використовуючи такі засоби:
- описи - техніка і нотації, представлені за допомогою синтаксису, діаграм, таблиць, що використовуються в документуванні програмного забезпечення;
- моделі - математичні структури, що представляють аспекти компонентів програмного забезпечення;
- моделювання - створення моделі та експериментування для отримання інформації про програмне забезпечення.
Вказані засоби використовуються в рамках трьох таких процесів (рис. 4.2):
- аналіз домена (специфікування вимог) - у результаті виконання процесу визначається «що повніша робити» програмна система;
- аналіз вимог - у результаті виконання процесу визначається «що робить» програмна система;
- проектування - у результаті виконання процесу визначається «як робить» програмна система.
Очевидно, що опис і розробку програмного забезпечення не можна виконати в рамках одного методу. Усі використовувані в інженерії програмного забезпечення метоли поділяють на дві групи: загальнонаукові методи і методи інженерії програмного забезпечення.
Рис. 4.2. Процеси програмного забезпечення
Своєю чергою загальнонаукові методи поділяють на три такі групи:
- теоретичні методи - абстрагування, формалізація, аксіоматика, узагальнення;
- емпіричні методи - спостереження, порівняння, контроль, розрахунок, вимірювання, ідентифікація, науковий експеримент;
- емпірико-теоретичні методи - аналіз і синтез, індукція і дедукція, перевірка гіпотез, моделювання.
Теоретичні методи пізнання спрямовані на дослідження абстрактних об'єктів, їх властивостей і відносин. Ці методи: дають можливість отримувати нові знання про об'єкти і явища шляхом дослідження властивостей абстрактних об'єктів і відносин між ними. Теоретичні методи є найбільш потужним інструментом для прогнозування, створення нових областей знань і служать основою фундаментальних наук. Вони ж лежать в основі багатьох методів інженерії програмного забезпечення,
Емпіричні методи пізнання поділяють па дві групи. Перша - методи якісної оцінки: спостереження, порівняння, контроль. Друга група - кількісної оцінки: розрахунок, ідентифікація, вимірювання і експеримент. Велике значення серед усіх експериментальних методів пізнання для інженерії програмного забезпечення мас. вимірювання, за допомогою якого отримують кількісну інформацію щодо програмного забезпечення. Наявність вимірювальної інформації про досліджуваний об'єкт дає можливість забезпечити ефективну реалізацію всіх емпіричних методів пізнання - від спостереження до експерименту.
Емпірико-теоретичні методи дають змогу досліджувати різні сторони об'єктів і явищ, розчленовуючи їх на складові для деталь нішого вивчення. Найповніше отримання додаткової інформації, що міститься в неявному вигляді в результатах, отриманих за допомогою емпіричних методів, забезпечують емпірико-теоретичні методи встановлення ступеня істинності гіпотез, а також складають основу методів проектування нових технічних засобів і технологічних процесів, основу технічних наук і методів підвищення продуктивності праці на виробництві.
Методи інженерії програмного забезпечення можна розглядати в контексті двох доменів: прикладного і реалізаційного (рис. 4.3).
Суть розробки програмного забезпечення полягає в реалізації процесу, який починається з ідентифікації вимог у прикладному домені і закінчується створенням програмного продукту, який відповідає цим вимогам у реалізаційному домені. На практиці процес розробки має ітераційний характер і кожна ітерація використовує два Види аналізу (рис. 4,4).
Рис. 4.4. Зв'язок доменів і моделей
Перший вид аналізу спрямований на розуміння вимог, а другий - на розуміння того, як програмний продукт повинен задовольняти цю вимогу. Па рис. 4.5 показано як спочатку відрізняються погляди замовника і розробника на одне й те саме питання і як, реалізуючи доменні знання, за допомогою ітерацій «сходиться» розуміння того, «що повинно робити» і «що робить» програмне забезпечення.
Рис. 4.5. Розбіжність поглядів замовника та розробника
На рис. 4.5 ∆ показує початкову розбіжність поглядів замовника і розробника на продукцію програмного забезпечення.
Моделі можуть бути дескриптивні і прескриптивні. Дескриптивна модель показує, як програмний продукт повинен «поводитися». Ця модель має бути перетворена в прескриптивну модель, що показує, який програмний продукт «поводитиметься» так, як визначає дескриптивна модель. Мета першої моделі - показати, як програмний продукт відповідатиме вимогам, а мета другої - забезпечити однозначне виконання вимог тими, хто конструюватиме програмний продукт.
Дескриптивні моделі - концептуальні, прескриптивні - формальні. Обидві категорії моделей повинні бути точними і недвозначними. Проте формальні моделі повинні містити додаткові критерії коректності для створюваного програмного продукту. Оскільки мета концептуальної моделі - описувати вимоги, то і якість моделі визначає те, наскільки добре програмні продукти відповідають вимогам прикладного домена. Визначення такої відповідності - процес суб'єктивний і називається валідацією. Якщо формальна модель існує, то основні властивості програмного продукту встановлені і можна встановлювати його коректність відносно до формальної моделі. Процес встановлення коректності називається верифікацією. Таким чином, валідація має справу з проблемою (вимоги), а верифікація з продуктом (реалізація вимог). Очевидно, що для однієї проблеми може бути декілька концептуальних моделей, а для кожної концептуальної - декілька формальних моделей, У цьому сенсі немає кращої реалізації проблеми, а формальні моделі відіграють важливу роль у процесі розробки програмного продукту, оскільки без них не можна визначити коректність проектування і реалізації.
Таким чином, усі методи інженерії програмного забезпечення можна розділити на два типи. Перший тип - проблемно-орієнтовані методи, що забезпечують краще розуміння проблеми і пропонованого рішення. Другий тип - продукто-оріентовані методи, що забезпечують коректну трансформацію формальної специфікації в супроводжувану реалізацію. Очевидно, що можуть бути методи, які забезпечують обидва аспекти процесу розробки. У табл. 4.2 наведено методи інженерії програмного забезпечення.
Таблиця 4.2
Порядковий номер Назва методу Автор Рік походження 1 Рівні абстракції Е. Дейкстра 1968 2 Покрокове уточнення Н. Вірт 1971 3 Функціональна декомпозиція, модуляризація - - 4 Структурне проектування У. Стивенс, Г. Мейерс, Л. Константіне 1991 5 З'єднання, скріплення, приховування Д. Парнас 1972 6 Структурне програмування Е. Дейкстра 1972 7 Абстрактні типи даних Б, Лісков С. Зайліс 1975 8 Структурний аналіз Т. Де Марко 1978 9 PSL/QSA Д. Тихросв Е. Херши 1977 10 ERM С.Чен 1976 11 JSP/JSD К. Джексоні 1977 12 Vienna Development methud ІБМ 1970 13 Simula 67, об'ектно-оріентоване програмування ля У. Даал, А. Кей 1976 14 Об'сктно-орієнтованне проектування Г. Буч 1980 15 Домєнний аналіз Р. Прието-Діаз 1991 16 Об'єктно-орієнтований аналіз Е. Йодон, П. Коад 1978Розглянемо ці методи докладніше.
