Слайд 2
Program zajęć
Wprowadzenie w projektowanie i programowanie obiektowe
Metody obiektowe
projektowania oprogramowania
Elementy notacji UML
Zaawansowane techniki programowania obiektowego w językach
obiektowo-zorientowanych
Wzorce projektowo-programowe
Programowanie aplikacji internetowych
Слайд 3
Zaliczenie przedmiotu
Zaliczenie przedmiotu - na podstawie: egzaminu oraz
zaliczenia zajęć laboratoryjnych.
Egzamin w formie: egzaminu pisemnego - test
z teorii i zadania z programowania.
Podczas egzaminu pisemnego nie można korzystać z żadnych materiałów.
Warunek dopuszczenia do egzaminu: uzyskanie zaliczenia z zajęć laboratoryjnych.
Stosowana jest następująca reguła zaliczeń:
ocena dst: minimum 50 % możliwych do uzyskania punktów,
ocena dst+: minimum 60 % możliwych do uzyskania punktów,
ocena db: minimum 70 % możliwych do uzyskania punktów,
ocena db+: minimum 80 % możliwych do uzyskania punktów,
ocena bdb: minimum 90 % możliwych do uzyskania punktów.
Слайд 4
Zaliczenie przedmiotu
Wszystkie konsultacje odbywają się ul. Domagalskiego 7a
Terminy:
2016-10-14,
8.50-9.35
2016-10-28, 8.50-9.35
2016-11-18, 8.50-9.35
2016-12-02, 8.50-9.35
2016-12-16, 8.50-9.35
2017-01-13, 8.50-9.35
2017-01-20, 8.50-9.35
2017-01-27, 9.45-10.30
Слайд 5
Literatura podstawowa
Metody obiektowe w teorii i w praktyce
– Ian Graham, WNT, 2004
Podstawy metod obiektowych – J.
Martin, J.J.Odell, 1997
UML – przewodnik użytkownika – Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson, WNT, 2001
Język C++ – Bjarne Stroustrup, 1997
Symfonia C++ – Jerzy Grębosz, 1999
Bruce Eckel. Thinking in C++. Edycja polska. Helion. 83-7197-709-3
Ian Sommerville, „Inżynieria oprogramowania”,
WNT, 2003
Слайд 7
Trochę historii …
Babilon (1790 p.n.e.) – tablice m.in.
o zawartości matematycznej, astronomicznej:
Bagdad (780-850) – matematyk Mohammed Al-Khorezmi
zapisał w podręczniku pierwsze algorytmy dla systemu 10-ego z zerem;
1623 – Wilhelm Schickard z Tubingen skonstruował sumator liczb do 6 cyfr;
1812 – Charles P. Babbage opracował i zbudował mechaniczną "maszynę różnicową", wykonującą skomplikowane działania metodą powtarzania kombinacji elementarnych operacji;
Znana tablica z formułami twierdzenia Pitagorasa a2+b2=c2 (podobno jest tam błąd – kto odnajdzie?)
Слайд 8
Trochę historii …
1840 – Augusta Ada, córka lorda
Byrona, od 19-tego roku życia po ślubie Lovelace –
opublikowała pracę na temat dorobku Babbage'a.
W swoich notatkach zawarła przemyślenia dotyczące przewagi systemu dwójkowego nad dziesiętnym w konstrukcji maszyn matematycznych oraz pętlą programową – stałą się pierwszą w dziejach programistką;
1850 – George Boole opracował zasady algebry Boole'a;
Maszyna analityczna splata algebraiczne wzory tak, jak maszyna Jacquarda tka kwiaty i liście.
Слайд 9
Trochę historii …
1946 – powstał ENIAC (Electronic Numerical
Integrator and Computer), skonstruowany przez Johna W. Mauchly'ego i
J. Presper Eckerta z amerykańskiego Ballistic Research Laboratory;
1967 – w Norweskim Centrum Obliczeniowym w Oslo powstał język Simula, uważany za przodka obiektowości;
1972 - w Bell Laboratories opracowano język C;
1985 - Microsoft wypuścił na rynek Windows 1.0.
1991 - Linus Torvalds z Unwersytetu Helsińskiego opracował odchudzoną wersję Unixa – Linux;
1996 - po wielkiej kampanii reklamowej Microsoft zaprezentował Windows 95;
1996 - … Era sieci globalnych, urządzeń programowalnych, komputerów przenośnych;
Слайд 10
Trochę historii …
Komputer przenośny ☺
Слайд 11
Programowanie … oprogramowanie
System komputerowy – układ współdziałania dwóch
składowych: sprzętu komputerowego oraz oprogramowania o strukturze:
sprzęt,
oprogramowanie: systemowe, narzędziowe,
użytkowe
użytkownicy;
System informatyczny – zbiór elementów, które przetwarzają dane przy użyciu techniki komputerowej:
sprzęt – głównie komputery,
oprogramowanie,
zasoby osobowe, elementy organizacyjne (procedury organizacyjne, instrukcje robocze), elementy informacyjne (dane);
Слайд 12
Programowanie … oprogramowanie
Oprogramowanie – to programy komputerowe, ich
dokumentacja, dane, pliki konfiguracyjne i pomocnicze …;
Program komputerowy –
ciąg instrukcji dla procesora prowadzący do realizacji założonego zadania, utworzony w języku programowania w procesie tworzenia programu (czyli w programowaniu) przez programistę;
Gospodarki wszystkich rozwiniętych krajów zależą od oprogramowania … a jednocześnie…
wytwarzanie oprogramowania jest poważną gałęzią gospodarki narodowej każdego rozwiniętego kraju;
Czego wymagamy i wymaga się od nas?
dobrego oprogramowania
Слайд 13
Wymagania dla dobrego oprogramowania
Dobre oprogramowanie powinno zapewniać:
użyteczność -
dostępność oczekiwanych usług,
niezawodność,
efektywność,
bezpieczeństwo zasobów (w tym wyników pracy),
ochrona
(w tym przed zewnętrznymi intruzami),
ergonomia,
wielokrotne wykorzystanie,
przenośność,
podatność na pielęgnowalnie;
efektywność kosztowa - opłacalność;
Слайд 14
Programowanie … oprogramowanie
Język programowania powinien:
wspomagać wierne odwzorowanie rzeczywistości,
wymuszać
i wspierać logiczną organizację programu,
tworzyć kod przenośny, czytelny i
zrozumiały,
utrudniać popełnianie błędów algorytmicznych,
samodokumentować program;
A jaką mamy rzeczywistość?
Слайд 15
Wymagania dla dobrego oprogramowania
Слайд 16
Wymagania dla dobrego oprogramowania
Слайд 17
Ewolucja technik programowania
Obecnie na świecie jest kilka tysięcy
języków programowania;
Już w 1995 roku na comp.lang.misc zanotowano ponad
2300 odwołań do różnych języków;
Klasyfikacja języków programowania:
imperatywne (imperative),
funkcjonalne, proceduralne (functional),
logiki (logic),
obiektowe, obiektowo zorientowane (object-oriented);
Слайд 18
Ewolucja technik programowania
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Fortran(54)
Ada(95)
Java(96)
A S S E M B
L E R
(ponad 200 wersji)
Eiffel (86)
Ada(83)
C#(00)
Ewolucja imperatywnych języków programowania
Слайд 19
Ewolucja technik programowania
http://www.tiobe.com
Слайд 20
Podsumowanie
http://www.tiobe.com
Слайд 21
Ewolucja technik programowania
Paradygmat programowania (ang. programming paradigm) –
zaakceptowany powszechnie wzorzec programowania definiujący sposób patrzenia programisty na
przepływ sterowania i wykonywanie programu komputerowego;
Różne języki programowania mogą wspierać różne paradygmaty programowania – najczęściej dla języka istnieje jeden dominujący paradygmat, choć np. C++ posiada elementy programowania proceduralnego, obiektowego oraz uogólnionego (generycznego);
Powszechnie uznane paradygmaty programowania:
programowanie imperatywne
programowanie strukturalne
programowanie proceduralne
programowanie funkcyjne
programowanie obiektowe
programowanie uogólnione (generyczne)
programowanie sterowane zdarzeniami
programowanie logiczne (np. Prolog)
programowanie aspektowe (np. AspectJ)
programowanie deklaratywne
programowanie agentowe
programowanie modularne
Слайд 23
Ewolucja technik programowania
Programowanie imperatywne – proces wykonywania programu
jest sekwencją instrukcji zmieniających stan programu;
Programy imperatywne składają się
z ciągu komend (żądania czynności) do wykonania przez komputer;
Przykłady języków programowania FORTRAN, ALGOL, Pascal, C i Ada;
Programowanie strukturalne – opiera się na podziale kodu źródłowego programu na procedury i hierarchicznie ułożone bloki z wykorzystaniem struktur kontrolnych w postaci instrukcji: sekwencji, wyboru i pętli;
Programowanie obiektowe – programy definiuje się za pomocą obiektów – elementów łączących stan (czyli dane) i zachowanie (czyli procedury, metody) – komunikujących się ze sobą w celu wykonywania zadań;
Programowanie logiczne – odmiana programowania deklaratywnego, w której program to zestaw zależności, a obliczenia są dowodem pewnego twierdzenia w oparciu o te zależności;
Слайд 24
Ewolucja technik programowania
programowanie proceduralne:
program = seria procedur, działających
na danych;
dane całkowicie odseparowane od procedur;
programowanie strukturalne:
rozszerzenie programowania proceduralnego;
główna
idea: „dziel i rządź” – od ogółu do szczegółu;
programowanie obiektowe:
główne zadanie to modelowanie „obiektów” a nie „danych”;
łączy w logiczną całość dane oraz manipulujące nimi funkcje;
wspiera konstruowanie systemów od szczegółu do ogółu;
Слайд 25
Ewolucja technik programowania
Od programowania strukturalnego do obiektowego…
F(1)
F(2)
F(3)
…
F(n)
System zarządzania
danymi
C
A
B
Architektura systemu
komputerowego Von Neumanna
Architektura systemu
obiektowego
F(1)
F(2)
…
Слайд 26
Ewolucja technik programowania
Programowanie obiektowe:
główne zadanie to modelowanie
„obiektów” (tzn. rzeczy, zjawisk), a nie „danych.”;
modelowanymi obiektami
mogą być zarówno elementy programowe (np. przyciski, pola list), jak i obiekty świata rzeczywistego, np. samoloty, organizmy, procesy;
łączy w logiczną całość dane oraz manipulujące nimi funkcje;
wspiera konstruowanie systemów od szczegółu do ogółu – zysk:
umożliwia ponowne wykorzystanie komponentów;
ułatwia modyfikowanie oprogramowania;
Слайд 27
Koncepcja obiektowości
obiektowość - cecha naturalnego postrzegania świata -
analiza otoczenia poprzez relacje między obserwatorem a otaczającymi obiektami;
świat
jest złożony - składa się z wielu funkcjonujących obiektów, pozostających w pewnych relacjach względem siebie;
obiektami są ludzie, państwa, domy, samochody, ale także płace, zadania, decyzje…;
obiektowość jest podstawą obiektowej analizy, projektowania i programowania systemów;
Слайд 28
Koncepcja obiektowości
Paradygmat obiektowy (podstawowy styl, techniki oraz wspomagające
je konstrukcje językowe) :
abstrakcja
hermetyzacja (kapsułkowanie)
dziedziczenie
tożsamość instancji klas (obiektów)
polimorfizm
komunikaty
klasy generyczne
Слайд 29
Koncepcja obiektowości
Abstrakcja:
Wszystko jest obiektem;
Program to zbiór obiektów, które
się ze sobą komunikują wysyłając sobie komunikaty;
Każdy obiekt składa
się z innych obiektów;
Każdy obiekt ma swój typ;
Wszystkie obiekty tego samego typu akceptują te same komunikaty;
Proces projektowania ignoruje detale:
Co odróżnia obiekt od pozostałych?
Co obiekt może robić? (nie jest interesujące, jak to robi)
wg Alan Kay, autor języka Smalltalk
Слайд 30
Koncepcja obiektowości
Obiekt:
podstawowa jednostka konstrukcyjna;
konkretny lub abstrakcyjny byt
(wyróżnialny w modelowanej rzeczywistości) posiadający nazwę, jednoznaczną identyfikację, określone
granice, atrybuty i inne własności;
posiada następujące rodzaje właściwości i odpowiedzialności:
Atrybuty – reprezentują stan obiektu i związki z innymi obiektami, np. kolor, rozmiar, przynależność…
Procedury (usługi, metody) – operacje, które obiekt może wykonywać, np. przemieszczanie, całkowanie, wyznaczanie stanu konta…
Zasady – niezmiennicze reguły określające widzialność obiektu i sposób powiązania z innymi obiektami.
abstrakcyjny typ danych, korzystający z dostępnych w języku programowania typów danych wraz z operacjami, które mogą być wykonywane na tych typach;
Слайд 31
Koncepcja obiektowości
Klasa:
zbiór obiektów, mających wspólne atrybuty i metody;
wzorzec
dla konkretnych egzemplarzy klasy – obiektów;
instensja typu obiektowego -
definicja pojęcia, pewna koncepcja, idea stosująca się do określonej grupy obiektów, np. środek umożliwiający transport ludzi i rzeczy;
ekstensja typu obiektowego - zbiór konkretnych typów (klas, pojęć), np. pojazdy lądowe, statki powietrzne i wodne;
wyrażenie językowe specyfikujące budowę obiektów, dozwolone operacje na obiektach, ograniczenia dostępu, wyjątki, itd.
Слайд 32
Koncepcja obiektowości
Klasy i ich instancje
Jedna klasa może mieć
wiele instancji, które różnić się mogą wartościami atrybutów. Każde
wystąpienie klasy nazywane jest Instancją Klasy lub Obiektem.
Слайд 33
Koncepcja obiektowości
Hermetyzacja (kapsułkowanie, enkapsulacja)
zamknięcie pewnego zestawu bytów programistycznych
w “kapsułę” o dobrze określonych granicach;
informacja o wewnętrznej budowie
obiektu nie jest dostępna poza jego definicją – oddzielenie specyfikacji obiektu (także klasy, modułu, ...) od implementacji;
ortodoksyjna hermetyzacja – wszelkie operacje, które można wykonać na obiekcie, są określone przez metody obiektu danej klasy a bezpośredni dostęp do atrybutów obiektu jest niemożliwy (każdy atrybut ma skojarzone dwie operacje – odczyt, zapis);
ortogonalna hermetyzacja – dowolny atrybut obiektu (i dowolna metoda) może być prywatny (niedostępny z zewnątrz) lub publiczny;
Слайд 34
Koncepcja obiektowości
Dziedziczenie
związek pomiędzy klasami obiektów, określający przekazywanie cech
(definicji atrybutów, metod, itd.) z nadklasy do jej podklas;
np. obiekt klasy Samochód dziedziczy wszystkie własności (definicje atrybutów, metody) określone w klasie Pojazd;
dziedziczenie jest podstawowym mechanizmem sprzyjającym ponownemu użyciu i rozszerzaniu;
formy dziedziczenia:
statyczne
dynamiczne,
jednostkowe,
wielokrotne;
Слайд 35
Koncepcja obiektowości
class Pojazd {
public:
virtual void jedz()
{ cout
void hamuj() { cout << "Hamuje" << endl; }
};
class Samochod : public Pojazd {
public:
virtual void otworzDrzwi() { cout << "Otwieram drzwi" << endl; }
virtual void zatankuj() { cout << "Tankuje" << endl; }
};
class SamochodOsobowy : public Samochod {
public:
virtual void zapnijFotelikDzieciecy() { cout << "Zapinam fotelik" << endl; }
};
int main() {
SamochodOsobowy samochodOsobowy;
Samochod& samochod = samochodOsobowy;
Pojazd& pojazd = samochodOsobowy;
samochodOsobowy.hamuj();
samochod.hamuj();
pojazd.hamuj();
return 0;
}
Слайд 36
Koncepcja obiektowości
class Pojazd {
protected:
string nazwa;
public:
Pojazd(string _nazwa) { nazwa = _nazwa; }
virtual
void jedz() { cout << "Jade" << endl; }
virtual void hamuj() { cout << "Hamuje" << endl; }
};
class Lodz {
protected:
double wypornosc;
public:
Lodz(double _wypornosc){ wypornosc = _wypornosc; }
};
class Amfibia : public Pojazd, public Lodz {
...
};
Dziedziczenie wielobazowe
Слайд 37
Ewolucja technik programowania
Funkcje programu
Np. obliczanie wartości X
Stany programu
(dane)
Np. X = [x1, x2, …, xN]
Klasy i obiekty
relacje
Agenty
autonomia
komunikacja
percepcja
agent,
agenty – forma bezosobowa
Funkcje
Stan
Слайд 38
Ewolucja technik programowania
http://www.tiobe.com
Слайд 39
Ewolucja technik programowania
Zestawienie cech wybranych języków programowania
Слайд 40
Ewolucja technik programowania
Pamiętać jednak należy, że:
Programowanie nie zaczyna
się i nie kończy na przekładaniu pomysłów z głowy
na polecenia języka programowania – po drodze są różne etapy/fazy/dyscypliny/zadania;
Podobnie jak budowa domu – potrzebny są:
pomysł, prototyp/projekt, murarz, aranżator wnętrz, wyposażenie, użytkownik, sponsor;
Odpowiada to w programowaniu pojęciom:
koncepcja, makieta/projekt, programista, grafik GUI, dane, użytkownik i sponsor.
Kodowanie (programowanie) jest tylko jedną z faz/etapów;
Слайд 41
Geneza inżynierii oprogramowania
Слайд 42
Kryzys oprogramowania
Od początku lat 60-tych trwa walka z
syndromem LOOP;
1968, 1969 - konferencje sponsorowane przez NATO w
Garmisch i Rzymie;
Loop
Слайд 44
Kryzys oprogramowania
Walka z kryzysem oprogramowania:
Usuń przyczyny ->
wyeliminujesz zauważone symptomy;
Stosowanie technik i narzędzi ułatwiających pracę nad
złożonymi systemami;
Korzystanie z metod wspomagających analizę nieznanych problemów oraz ułatwiających wykorzystanie wcześniejszych doświadczeń;
Usystematyzowanie procesu wytwarzania oprogramowania, tak, aby ułatwić jego planowanie i monitorowanie;
Wytworzenie wśród producentów i nabywców przekonania, że budowa dużego systemu wysokiej jakości jest zadaniem wymagającym profesjonalnego podejścia;
Слайд 45
Co to jest inżynieria oprogramowania?
Jest to dziedzina inżynierii,
która obejmuje wszystkie aspekty tworzenia oprogramowania od fazy początkowej
do jego pielęgnacji;
Inżynieria oprogramowania jest wiedzą empiryczną, syntezą doświadczenia wielu ośrodków zajmujących się budową oprogramowania;
Informatyka obejmuje teorie i podstawowe zasady działania komputerów a inżynieria oprogramowania obejmuje praktyczne problemy konstruowania oprogramowania;
Zajmuje się efektywnymi teoriami, metodami i narzędziami związanymi z procesem wytwarzania oprogramowania;
Zastosowanie systematycznego, zdyscyplinowanego, ilościowego podejścia do wykonywania, wykorzystywania
i konserwowania oprogramowania [IEEE 93];
Слайд 46
Co to jest inżynieria oprogramowania?
Metodyki:
Strategia postępowania oparta na
doświadczeniach i heurystykach oraz formalnych elementach;
Zbiór reguł, zasad, metod,
technik i narzędzi wykorzystywany do realizacji funkcji planowania, zarządzania, projektowania i realizacji przedsięwzięć informatycznych;
Metody:
uporządkowane procedury budowy oprogramowania, które poprzez zdefiniowane techniki umożliwią posługiwanie się narzędziami w celu poznania rzeczywistości oraz modelowania jej zgodnie z przyjętym celem działania;
Слайд 47
Co to jest inżynieria oprogramowania?
Techniki:
szczegółowo określone sposoby (z
wykazem czynności) posługiwania się środkami, w tym narzędziami, z
danej metody dla osiągnięcia założonego celu;
Narzędzia CASE:
przeznaczone do wspomagania rutynowych czynności, takich jak praca nad diagramami projektowymi, sprawdzanie poprawności diagramów oraz śledzenie wykonanych testów;
Upper-CASE (dla wszystkich etapów);
Lower-CASE (wspomaganie implementacji);
Integrated-CASE (wszystkie fazy);
Слайд 48
Proces tworzenia oprogramowania
Jest to zbiór czynności i
związanych z nimi wyników, które prowadzą do powstania produktu
programowego;
Zasadnicze czynności wspólne dla wszystkich procesów:
Specyfikowanie oprogramowania
Funkcjonalność oprogramowania i ograniczenia jego działania muszą być zdefiniowane;
Projektowanie i implementowanie oprogramowania
Oprogramowanie, które spełnia specyfikację, musi być stworzone;
Zatwierdzenie oprogramowania
Wytworzone oprogramowanie musi spełniać oczekiwania klienta;
Ewolucja oprogramowania
Oprogramowanie musi ewoluować, aby spełniać zmieniające się potrzeby użytkowników;
Слайд 49
Modele procesu tworzenia oprogramowania
Model kaskadowy (wodospadowy) - waterfall
model
Definiowanie wymagań
Projektowanie systemu
i oprogramowania
Implementacja i testowanie
jednostek
Integracja i
testowanie systemu
Działanie i pielęgnacja
Слайд 50
Modele procesu tworzenia oprogramowania
Tworzenie iteracyjne
ocena
wymagania
planowanie
planowanie
wstępne
analiza i projektowanie
implementowanie
testowanie
dystrybucja
zarządzanie
środowiskiem
Слайд 51
Modele procesu tworzenia oprogramowania
Ewolucja inżynierii oprogramowania - podsumowanie:
Assembly
-> Fortran/COBOL -> Simula -> C++ -> Java /
C#
prosty HW -> BIOS -> OS -> Middleware -> Domain-specific
Waterfall -> Spiral -> Iterative -> Agile
Procedural -> Object Oriented -> Service Oriented
Early tools -> CLE -> IDE -> XDE -> CDE
Individual -> Workgroup -> Organization
Języki:
Platformy:
Modele (cykle):
Architektura:
Narzędzia:
Org. pracy:
Слайд 52
Proces tworzenia oprogramowania
Zbiór czynności i związanych z
nimi wyników, które prowadzą do powstania produktu programowego;
Zasadnicze czynności
wspólne dla wszystkich procesów:
Specyfikowanie oprogramowania
Funkcjonalność oprogramowania i ograniczenia jego działania muszą być zdefiniowane;
Projektowanie i implementowanie oprogramowania
Oprogramowanie, które spełnia specyfikację, musi być stworzone;
Zatwierdzenie oprogramowania
Wytworzone oprogramowanie musi spełniać oczekiwania klienta;
Ewolucja oprogramowania
Oprogramowanie musi ewoluować, aby spełniać zmieniające się potrzeby użytkowników;
Слайд 53
Czynności procesu tworzenia oprogramowania
Projektowanie i implementowanie wymagań:
Metody projektowania:
Stosowanie
metod strukturalnych i obiektowych, które są zbiorami notacji i
porad dla projektantów oprogramowania;
Ich użycie polega głównie na opracowaniu graficznych modeli systemu oraz opisów tekstowych wg ustalonych szablonów;
Metody strukturalne obejmują np.:
modele przepływu danych,
modele encja-związek;
Niezwykle popularne są metody obiektowe, w tym np.:
modele klas, dynamiki,
modele architektury;
Niestety wciąż jeszcze projektowanie jest działaniem ad hoc, gdzie wymagania zapisuje się w języku naturalnym;
Слайд 54
Czynności procesu tworzenia oprogramowania
Projektowanie i implementowanie oprogramowania:
Celem fazy
określania wymagań jest udzielenie odpowiedzi na pytanie: co i
przy jakich ograniczeniach system ma robić?
Faza analizy:
Jest łącznikiem między specyfikacją wymagań a projektowaniem;
Ustalane są wszystkie uwarunkowania dziedzinowe, organizacyjne i inne, które mogą wpłynąć na decyzje projektowe i na realizację wymagań;
Celem fazy analizy jest udzielenie odpowiedzi na pytanie:
Jak system ma działać?
wynikiem jest logiczny model systemu, opisujący sposób realizacji przez system postawionych wymagań, lecz abstrahujących od szczegółów implementacyjnych;
Слайд 55
Czynności procesu tworzenia oprogramowania
Projektowanie i implementowanie oprogramowania:
Faza projektowania
oprogramowania:
opis struktury oprogramowania, które ma być zaimplementowane, opis
danych, które są częścią systemu, opis interfejsów między komponentami systemu i użytych algorytmów;
Celem fazy projektowania jest udzielenie odpowiedzi na pytanie: Jak system ma być zaimplementowany?
faza projektowania może obejmować opracowanie wielu modeli systemu na różnych poziomach abstrakcji;
Wynikiem jest szczegółowy opis sposobu implementacji;
Faza implementowania w tworzeniu oprogramowania to proces przekształcania specyfikacji systemu w działający system;
Слайд 56
Czynności procesu tworzenia oprogramowania
Projektowanie i implementowanie wymagań:
Charakterystyczne składowe
analizy i projektowania:
Слайд 57
Projektowanie architektury systemu
System informatyczny jest złożoną konstrukcją, której
stopień skomplikowania zależy od złożoności architektury;
Wielkie systemy są zwykle
podzielone na podsystemy, które oferują pewien zbiór powiązanych ze sobą interfejsów;
Wymagane jest projektowanie architektoniczne, którego wynikiem jest opis architektury oprogramowania;
Urzeczywistnienie pomysłów architektonicznych wymaga:
idei (pomysł, cel),
planów (architektura, zagospodarowanie),
wiedzy (metody, techniki),
zasobów (materiały, narzędzia, czas, ludzie),
nadzoru i pielęgnacji we wszystkich
etapach życia (projekt, budowa,
użytkowanie, wycofanie);
Слайд 58
Projektowanie architektury systemu
Modele obiektowe:
Model obiektowy architektury systemu dzieli
system na zbiór luźno uzależnionych od siebie obiektów, z
dobrze zdefiniowanymi interfejsami.
Obiekty korzystają z usług oferowanych przez inne obiekty.
Podział obiektowy uwzględnia klasy obiektów, ich atrybuty i operacje.
Слайд 59
Metodyki strukturalne a obiektowe
Metodyki strukturalne:
metodyki strukturalne są dojrzałe,
lecz mogą nie być adekwatne do współczesnych tendencji wytwarzania
systemów informatycznych;
wadą metodyk strukturalnych są trudności w zintegrowaniu modeli;
Metodyki obiektowe:
intuicyjne podejście do modelowania;
relatywnie młode i szybko zmieniające się;
wprowadzają narzuty implementacyjne;
dobre dla systemów czasu rzeczywistego;
Слайд 60
Obiektowe podejścia do wytwarzania oprogramowania
System jest analizowany w
sposób obiektowy jeśli:
Jest dzielony na obiekty posiadające:
Tożsamość, Stan, Zachowanie
Obiekty
są grupowane w klasy złożone z obiektów o podobnych stanach i zachowaniu
Metody obiektowe:
są wygodnym narzędziem analizy złożonych systemów, w szczególności systemów o dużej stronie pasywności i złożonej funkcjonalności
ukrywają dane (hermetyzacja)
wykorzystują gotowe elementy
pozwalają na szybkie prototypowanie i przyrostowy rozwój
programowanie oparte na zdarzeniach
Слайд 61
Obiektowe podejścia do wytwarzania oprogramowania
OODA (Booch Methodology),
Object Modelling
Technique - OMT (Rumbaugh),
Objectory(Jacobson),
OOA/OOD(Coad/Yourdon),
Express,
OOSA(Shlaer-Mellor),
MOSES/OPEN,
Real-Time
Object-Oriented Modelling,
Schlear-Mellor,
UML->RUP;
Слайд 62
Obiektowe podejścia do wytwarzania oprogramowania
OMT-2 (rozwinięcie OMT-1):
technika
modelowanie obiektów;
nacisk na analizę systemów oprogramowania;
słaba w projektowaniu;
Booch ’93
(powstała z Booch ’91):
nacisk na projektowanie i tworzenie systemów oprogramowania;
słaba w analizie;
OODE
obiektowa technika programowania;
kładła nacisk na modelowanie biznesowe i analizę wymagań;
Слайд 63
Obiektowe podejścia do wytwarzania oprogramowania
Analiza obiektowa
opracowanie modelu
obiektowego dziedziny zastosowania;
rozpoznane obiekty odzwierciedlają byty i operacje związane
z rozwiązywanym problemem;
Projektowanie obiektowe
opracowanie modelu obiektowego systemu oprogramowania, który będzie implementacją zidentyfikowanych wymagań;
obiekty projektu obiektowego są związane z rozwiązaniem problemu;
Programowanie obiektowe
realizacja projektu oprogramowania za pomocą języka programowania obiektowego;
języki obiektowe umożliwiają bezpośrednią implementację obiektów i dostarczają udogodnienia do definiowania klas obiektów;
Слайд 64
Faza analizy
Identyfikacja aktorów:
Grupy użytkowników wspierane przez system w:
podstawowych
i drugoplanowych zadaniach;
administrowaniu i utrzymywaniu;
Źródła danych wej. i odbiorcy
wyników:
osoby;
zewnętrzne systemy lub urządzenia;
Identyfikacja przypadków użycia:
Jakie zadania dla użytkownika realizuje system?
Jakie dane z systemu interesują użytkownika lub system zewnętrzny?
Czy są zainteresowani zdarzeniami w systemie?
Max liczba przypadków użycia: 5-15, 15-40, 40-100;
Слайд 65
Faza analizy
Identyfikacja klas obiektów - typowe klasy:
przedmioty namacalne
(np. samochód, czujnik),
role pełnione przez osoby (np. pracownik, wykładowca,
student),
zdarzenia, o których system przechowuje informacje (lądowanie samolotu, wysłanie zamówienia, dostawa),
interakcje pomiędzy osobami i/lub systemami o których system przechowuje informacje (np. pożyczka, spotkanie, sesja),
lokalizacje - miejsce przeznaczone dla ludzi lub przedmiotów,
grupy przedmiotów namacalnych (np. kartoteka, samochód jako zestaw części),
organizacje (np. firma, wydział, związek),
wydarzenia (np. posiedzenie sejmu, demonstracja uliczna),
koncepcje i pojęcia (np. zadanie, miara jakości),
dokumenty (np. faktura, prawo jazdy),
interfejsy do systemów zewnętrznych,
interfejsy do urządzeń sprzętowych;
Слайд 66
Faza analizy
Obiekty, zbiory obiektów i metadane:
W wielu przypadkach
przy definicji klasy należy dokładnie ustalić, z jakiego rodzaju
abstrakcją obiektu mamy do czynienia;
Należy zwrócić uwagę na następujące aspekty:
czy mamy do czynienia z konkretnym obiektem w danej chwili czasowej?
czy mamy do czynienia z konkretnym obiektem w pewnym odcinku czasu?
czy mamy do czynienia z opisem tego obiektu (dokument, metadane)?
czy mamy do czynienia z pewnym zbiorem konkretnych obiektów?
Np. klasa „samochód” - może chodzić o:
egzemplarz samochodu wyprodukowany przez pewną fabrykę;
model samochodu produkowany przez fabrykę;
pozycję w katalogu samochodów opisujący własności modelu;
historię stanów pewnego konkretnego samochodu;
Слайд 67
Faza analizy
Zalecenia dotyczące identyfikacji klas:
Wyraźnie zdefiniować kontekst (w
tym opis) klasy;
Unikać w nazwie synonimów i nazw zbliżonych
znaczeniowo;
Pomijać klasy, które nie mieszczą się w zakresie systemu;
Wyeliminować klasy będące w rzeczywistości:
atrybutami lub grupami atrybutów (właściwościami) innych klas;
operacjami (usługami) innych klas;
związkami lub rolami pełnionymi w związkach przez inne klasy;
→ można połączyć takie byty w większe klasy;
Utworzyć wiele klas z jednej, jeżeli grupuje atrybuty lub operacje kontekstowo odległe;
Uzupełnić o atrybuty opisujące klasy w kontekście systemu;
Klasy kontekstowo powiązane pogrupować w podsystemy – np. kandydatami są grupy powiązane silnymi relacjami (np. dziedziczenie);
Unikać w tej fazie klas reprezentujących elementy implementacyjne;
Слайд 68
Faza analizy
Zalecenia dotyczące identyfikacji związków klas:
Unikać związków bez
klasy docelowej;
Pomijać związki z elementami spoza systemu;
Dążyć do związków
dwuelementowych;
Zwracać szczególną uwagę na związki trwałe w czasie – związki nietrwałe wykorzystać podczas konstrukcji modelu dynamicznego (np. do budowy komunikatów);
Kompletować związki i role klas w związkach;
Uszczegółowić związki o krotności obiektów;
Klasy o podobnych cechach powiązać relacją dziedziczenia;
Zweryfikować dostępność informacji w modelu klasy-związki-klasy z różnych punktów startowych;
Unikać w tej fazie związków reprezentujących zależności implementacyjne;
Слайд 69
Faza analizy
Zalecenia dotyczące modelu dynamicznego klas:
Koncentrować się na
behawioralnych aspektach systemu;
Rozpatrzeć interakcje związane z pożądanym, błędnym i
awaryjnym zachowaniem systemu;
Kompletować „trójki”: Nadawca (Aktor lub obiekt)-zdarzenie-Odbiorca;
Przedstawić uporządkowany w czasie przepływ zdarzeń w systemie dla każdej klasy;
Zdarzenia odpowiadające jednej klasie należy łączyć we wspólny diagram;
Слайд 70
Faza analizy
Kluczowe czynniki sukcesu fazy analizy
Zaangażowanie właściwych osób
ze strony klienta;
Kompleksowe i całościowe podejście do problemu, nie
koncentrowanie się na partykularnych jego aspektach;
Nie unikanie trudnych problemów (bezpieczeństwo, skalowalność, szacunki objętości i przyrostu danych, itd.);
Zachowanie przyjętych standardów, np. w zakresie notacji;
Sprawdzenie poprawności i wzajemnej spójności modelu;
Przejrzystość, logiczny układ i spójność dokumentacji;
Слайд 71
Od analizy do szczegółowego projektu obiektów
Celem projektowania jest
opracowanie szczegółowego opisu implementacji systemu.
W odróżnieniu od analizy, w
projektowaniu dużą rolę odgrywa środowisko implementacji.
Dwa etapy fazy projektowania:
projekt strategiczny, projekt systemy (strategic, system design):
podział na podsystemy,
współbieżność,
przechowywanie danych,
sterowanie.
projekt szczegółowy (detailed design):
uściślanie definicji klas,
dziedziczenie,
optymalizacja modelu,
modularyzacja,
ukrywanie informacji;
Слайд 72
Faza projektowania
Zadania w etapach fazy projektowania:
uściślenie istniejących definicji
klas, np. metod,
dziedziczenie klas i operacji,
szczegółowy projekt operacji
wraz z przeprojektowaniem ich algorytmów,
wprowadzenie ogólnych mechanizmów realizacji dynamiki obiektów,
decyzje o trwałości obiektów,
modularyzacja i ukrywanie informacji,
optymalizacja modelu,
dokumentacja projektu;
Zatem projektanci muszą więc posiadać dobrą znajomość języków, bibliotek, i narzędzi stosowanych w trakcie implementacji;
Слайд 73
Faza projektowania
Zadania fazy projektowania – przykład uściślenia definicji
metod;
Podanie nagłówków metod oraz ich parametrów.
Określenie, które z
metod będą realizowane jako funkcje wirtualne (poźno wiązane) a które jako zwyczajne funkcje (wiązane statyczne).
Zastąpienie niektórych prostych metod bezpośrednim dostępem do atrybutów.
Np. metody PobierzNazwisko, UstawNazwisko, etc.
Zastąpienie niektórych atrybutów redundantnych przez odpowiednie metody, np.
Wiek = BieżącaData - DataUrodzenia;
KwotaDochodu = KwotaPrzychodu - KwotaKosztów;
Слайд 74
Faza projektowania
Zadania fazy projektowania – przykład sposobu implementacji
związków (asocjacji);
Związki można zaimplementować na wiele sposobów, z
reguły poprzez wprowadzenie dodatkowych atrybutów (pól) - mogą one być następujące:
obiekty powiązanej klasy,
wskaźniki (referencje) do obiektów powiązanej klasy,
identyfikatory obiektów powiązanej klasy,
klucze kandydujące obiektów powiązanej klasy;
W zależności od przyjętego sposobu oraz od liczności związków (1:1, 1:n, n:1, m:n) możliwe są bardzo różne deklaracje w przyjętym języku programowania.
TypSłowoKluczowe SłowaKluczowe[100];
list< TypSłowoKluczowe *> SłowaKluczowe;
char * WskaźnikiSłówKluczowych[100];
Tablica obiektów:
Lista wskaźników:
Tablica wskaźników:
Слайд 75
Podstawowe rezultaty fazy projektowania
Poprawiony i uszczegółowiony dokument opisujący
wymagania;
Poprawione i uszczegółowione modele;
Uszczegółowiona specyfikacja słownika danych;
Dokument opisujący stworzony
projekt składający się z (dla obiektowych):
diagramu klas
diagramów interakcji obiektów
diagramów stanów
innych diagramów, np. diagramów modułów, konfiguracji
zestawień zawierających:
definicje klas
definicje atrybutów
definicje danych złożonych i elementarnych
definicje metod
Zasoby interfejsu użytkownika, np. menu, dialogi;
Projekt bazy danych;
Projekt fizycznej struktury systemu;
Poprawiony plan testów;
Pierwszy harmonogram implementacji;
Слайд 76
RUP
Ukierunkowany na przypadki użycia
Architekturo-centryczny
Iteracyjny
Przyrostowy
Sterowany ryzykiem
Слайд 77
RUP
Dwa wymiary RUP
FAZY (ang. phases)
PRZEPŁYWY, DYSCYPLINY (ang. disciplines)
Слайд 78
RUP
Proces budowy systemu informatycznego składa się z dyscyplin,
z których każda dzielona jest na fazy:
Rozpoczęcie
Opracowanie
Budowa
Przekazanie
Kamienie milowe
Podejście iteracyjne
Слайд 79
O czym teraz…
Geneza i charakterystyka UML;
Zapoznanie z wybraną
notacją wykorzystywaną w modelowaniu, analizie i projektowaniu systemów informatycznych;
Слайд 80
UML – notacja obiektowa
Rodzaje notacji:
tekstowo-opisowa,
specyfikacje - ustrukturalizowany zapis
tekstowy i numeryczny,
notacje graficzne;
Jeżeli notacja posiada składnię (np. symbole
graficzne) oraz semantykę (znaczenie symboli graficznych), staje się językiem;
Szczególną uwagę skupimy na notacji graficznej;
Omówimy notację (język) UML….
Слайд 82
UML – notacja obiektowa
Unified Modeling Language – UML
The
Unified Modeling Language™ (UML™) is the industry-standard language for
specifying, visualizing, constructing, and documenting the artifacts of software systems.
(http://www-306.ibm.com/software/rational/uml/)
Znormalizowany język graficzny służący do specyfikowania, tworzenia i dokumentowania wyników (np. modeli) systemów informatycznych;
Cechy:
uniwersalny – może być stosowany do modelowania zarówno systemów informacyjnych, systemów WWW, systemów czasu rzeczywistego;
wspomaga jednoznacznie i szczegółowo specyfikowanie istotnych decyzji etapów analizy, projektu i implementacji;
umożliwia dokumentowanie architektury systemu i wszystkich jego szczegółów w postaci tzw. artefaktów: wymagania, architektura, projekt, kod źródłowy, plany projektu, testy, prototypy, kolejne wersje.
Слайд 83
UML – składowe
Perspektywy modelowe – 4+1:
Implementacyjna
Przypadków użycia
Wdrożenia
Logiczna
Procesowa
Слайд 84
UML – składowe
Słownik UML dzieli się na trzy
grupy:
elementy,
związki (relacje),
diagramy;
Model – kolekcja diagramów i informacji
dodatkowych, opisujących statyczne i dynamiczne aspekty modelowanego systemu;
Слайд 85
UML – elementy
Elementami UML są podstawowe obiektowe bloki
konstrukcyjne stosowane do budowy modeli:
strukturalne
statyczne części modelu reprezentujące
składniki pojęciowe lub fizyczne;
klasa, interfejs, przypadek użycia, komponent, węzeł, kooperacja (grupa współdziałania);
Kooperacja
Przypadek
użycia
Węzeł
Interfejs
Слайд 86
UML – elementy
Elementami UML są podstawowe obiektowe bloki
konstrukcyjne stosowane do budowy modeli:
czynnościowe
elementy dynamiczne wyrażone czasownikami
interakcja,
stan;
stan
Pokaż okno
Слайд 87
UML – elementy
Elementami UML są podstawowe obiektowe bloki
konstrukcyjne stosowane do budowy modeli:
grupujące
bloki organizacyjne modelu;
pakiet;
komentujące
elementy objaśniające dla
uwypuklenia lub zaznaczenia składników;
notatka;
Notka
Слайд 88
UML – związki
Związki:
służą do łączenia elementów;
w praktyce
najczęściej stosowane są powiązanie i uogólnienie;
zależność, powiązanie (asocjacja), uogólnienie
(generalizacja), realizację;
związek zależności
związek asocjacji
związek generalizacji
związek realizacji
10..20
*
Rola 1
Rola 2
Слайд 89
UML – związki
Związki klas:
Zależność
Asocjacja
Jednokierunkowa
Dwukierunkowa
Agregacja
Kompozycja
Generalizacji
Realizacja
Слайд 90
UML – notacja związków
Przykład:
Klasa abstrakcyjna
1..*
1
Widoczność:
- private
# protected
+
public
Krotność związku
Слайд 91
UML – notacja diagramów
Diagram przypadków użycia:
Przypadek 1
Przypadek 2
Przypadek
3
Przypadek 4
„extend”
„include”
generalizacja
generalizacja
asocjacja
Protokół komunikacji pomiędzy użytkownikiem a usługą
„include” oraz „extend”
są standardowymi stereotypami uszczegóławiającymi związek
Слайд 92
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram przypadków
użycia
Слайд 93
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram klas
(1) – klasy abstrakcyjne
Arkusz rejestracji
Kierownik ewidencji
Kurs
Student
Oferta kursów
Profesor
Algorytm zarządzania
Слайд 94
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram klas
(2) – klasy uszczegółowione
Arkusz rejestracji
Kierownik ewidencji
Kurs
Student
Oferta kursów
Profesor
Algorytm zarządzania
dodajStudenta(Kurs, daneStudent)
liczbaMiejsc
nazwa
nazwisko
nr
indeksu
nazwisko
specjalizacja
dodajStudenta(daneStudenta)
otwórzKurs()
dodajStudenta(daneStudenta)
otwórzKurs()
miejsce
Слайд 95
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram klas
(3) – związki klas
Arkusz rejestracji
Kierownik ewidencji
Kurs
Student
Oferta kursów
Profesor
Algorytm zarządzania
dodajStudenta(Kurs, daneStudent)
liczbaMiejsc
nazwa
nazwisko
…
nazwisko
specjalizacja
dodajStudenta(daneStudenta)
otwórzKurs()
dodajStudenta(daneStudenta)
otwórzKurs()
miejsce
1
0..*
0..*
1
1
1..*
4
3..10
0..4
1
Слайд 96
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram klas
(4) – skierowanie i krotności związków
Arkusz rejestracji
Kierownik ewidencji
Kurs
Student
Oferta kursów
Profesor
Algorytm
zarządzania
dodajStudenta(Kurs, daneStudent)
liczbaMiejsc
nazwa
nazwisko
nr indeksu
nazwisko
specjalizacja
dodajStudenta(daneStudenta)
otwórzKurs()
dodajStudenta(daneStudenta)
otwórzKurs()
miejsce
1
0..*
0..*
1
1
1..*
4
3..10
0..4
1
Слайд 97
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram klas
(5) – generalizacja
Arkusz rejestracji
Kierownik ewidencji
Kurs
Student
Oferta kursów
Profesor
Algorytm zarządzania
dodajStudenta(Kurs, daneStudent)
liczbaMiejsc
nazwa
nr indeksu
specjalizacja
dodajStudenta(daneStudenta)
otwórzKurs()
dodajStudenta(daneStudenta)
otwórzKurs()
miejsce
1
0..*
0..*
1
1
1..*
4
3..10
0..4
1
nazwisko
Osoba
Слайд 98
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram sekwencji
zdarzeń
: Student
arkusz
rejestracji
kierownik
ewidencji
Kurs 1
1: wprowadzenie danych
2: zatwierdzenie
3:
dodanie osoby(Nowak, Kurs 1)
4: Czy otwarty?
5: Czy otwarty?
6: Dodaj(Nowak)
7: Dodaj(Nowak)
Слайд 99
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram współpracy
: Rejestrujący
arkusz kursu :
ArkuszKursu
Kierownik :
KierownikProgramowy
kurs :
Kurs
1:
określ opis kursu
2: przetwarzaj
3: dodaj kurs
4: nowy kurs
Слайд 100
UML – przykład systemu ewidencji studentów
Diagram stanów
Inicjalizacja
Otwieranie
entry:
Zarejestruj studenta
exit: Zwiększ licznik
Zamknięcie
Anulowanie
do: Inicjalizuj kurs
do: Zamknij kurs
do: Powiadom
studenta
Dodaj Studenta /
Licznik = 0
Dodaj Studenta[ licznik < 10 ]
[ Licznik = 10 ]
Anuluj
Anuluj
Anuluj
Слайд 101
System mapy pogody
Przykład z książki Iana Sommerville’a „Inżynieria
oprogramowania”
System tworzący mapy pogody ma regularnie generować mapy pogody;
Źródła
danych:
zdalne, niestrzeżone stacje meteorologiczne,
inne źródła danych: obserwatorzy pogody, balony i satelity;
Stacje meteorologiczne
przekazują dane do komputera obszaru na jego żądania;
System komputera obszaru
weryfikuje i integruje dane zebrane z różnych źródeł;
Po zintegrowaniu dane są archiwizowane w zbiorach;
Lokalne mapy pogody są tworzone na podstawie archiwum i bazy danych map komputerowych;
Mapy można drukować lub wyświetlać w różnych formatach;
Слайд 102
System mapy pogody
Zadania systemu:
zbieranie danych,
integracja danych z
różnych źródeł,
archiwizowanie danych,
tworzenie map pogody;
Każdy etap działania zależy jedynie
od wyników przetwarzania z poprzedniego etapu;
Proponowana architektura:
warstwowa,
odzwierciedla etapy przetwarzania danych w systemie: zbieranie danych, integrację danych itd.;
Слайд 103
Architektura warstwowa systemu mapy pogody
Warstwa wyświetlania danych
Obiekty warstwy
przygotowują dane w postaci
zrozumiałej dla człowieka
Warstwa archiwizacji danych
Obiekty warstwy zajmują się składowaniem danych
Warstwa przetwarzania danych
Obiekty warstwy weryfikują i integrują dane
Warstwa gromadzenia danych
Obiekty warstwy zajmują się pozyskaniem danych ze zdalnych źródeł
Propozycja architektury systemu
Слайд 104
Podsystemy w systemie mapy pogody
Gromadzenie
danych
Obserwator
Balon
Stacja
meteoro-
logiczna
Satelita
Wspólne
Przetwarzanie
danych
Sprawdzanie
danych
Integracja
danych
Wyświetlanie
danych
Interfejs
użytkownika
Mapa
Drukarka
map
Wyświetlacz
map
Składowanie
danych
Składnica
map
Składnica
danych
<>
Archiwizacja danych
Слайд 105
Kontekst systemu i modele użycia systemu
Pierwszym krok procesu
projektowania oprogramowania:
zrozumienie związków między projektowanym oprogramowaniem a jego środowiskiem
zewnętrznym;
określenie kontekstu systemu:
model statyczny;
tu jest to podsystem gromadzenia danych;
określenie modeli użycia systemu
model dynamiczny
opisuje, w jaki sposób system porozumiewa się ze swoim środowiskiem;
Слайд 106
Przypadki użycia stacji meteorologicznej
Слайд 107
Przypadki użycia stacji meteorologicznej
System Stacja meteorologiczna
Przypadek
użycia Raportuj
Aktorzy
System gromadzenia informacji meteorologicznych, Stacja meteorologiczna
Dane Stacja meteorologiczna wysyła do systemu gromadzenia informacji meteorologicznych podsumowanie danych meteorologicznych odczytanych z przyrządów w określonym czasie. Przesyłane dane to: maksymalne, minimalne i średnie temperatury gruntu i powietrza, maksymalne, minimalne i średnie ciśnienia powietrza, maksymalną, minimalną i średnią prędkość wiatru, całkowity opad i kierunek wiatru (co 5 minut).
Bodziec System gromadzenia informacji meteorologicznych nawiązuje połączenie ze stacją meteorologiczną i wywołuje przekazanie danych.
Reakcja Wysyłanie podsumowania danych do systemu gromadzenia informacji meteorologicznych.
Komentarz Stacje meteorologiczne są proszone o raport zazwyczaj raz na godzinę. Ta częstotliwość może być inna dla różnych stacji i w przyszłości może ulec zmianie.
Opis przypadku użycia „Raportuj”
Слайд 108
Projektowanie architektury
Drugi krok procesu projektowania oprogramowania:
projektowanie architektury;
Architektura
na przykładzie automatycznej stacji meteorologicznej (model 3-warstwowy):
1-warstwa interfejsu –
porozumiewanie się z innymi częściami systemu i oferowanie zewnętrznych interfejsów systemu;
2-warstwa gromadzenia danych
zarządzanie odczytem danych z przyrządów i podsumowywanie danych meteorologicznych przed przesłaniem ich do systemu tworzącego mapy;
3-warstwa przyrządów
pakiet przyrządów służących do gromadzenia surowych danych o warunkach pogodowych;
Слайд 109
Architektura stacji meteorologicznej
Слайд 110
Klasy obiektów stacji meteorologicznej
Trzeci krok procesu projektowania oprogramowania:
Identyfikacja
(wynajdowanie) klas i obiektów;
StacjaMeteorologiczna - oferuje podstawowy interfejs stacji
meteorologicznej;
DaneMeteorologiczne - jej operacje służą do gromadzenia i podsumowywania danych odczytanych z różnych przyrządów stacji meteorologicznej;
Termometr gruntowy, Wiatromierz i Barometr - bezpośrednio związane z przyrządami systemu; odzwierciedlają namacalne byty sprzętowe systemu; operacje służą do sterowania tym sprzętem;
Слайд 111
Klasy obiektów stacji meteorologicznej
StacjaMeteorologiczna
identyfikator
raportPogodowy ()
dostrój (przyrządy)
testuj ()
uruchom (przyrządy)
wyłącz (przyrządy)
DaneMeteorologiczne
temperaturyPowietrza
temperaturyGruntu
siłyWiatru
kierunkiWiatru
cisnienia
opad
gromadź ()
podsumuj ()
Termometr gruntowy
temperatura
testuj ()
dostrój
()
Wiatromierz
SiłaWiatru
kierunekWiatru
test ()
Barometr
ciśnienie
wysokość
test ()
dostrój ()
Przykłady klas obiektów w systemie stacji meteorologicznej
Слайд 112
Klasy obiektów stacji meteorologicznej
Interfejs
SterownikKomunikacji
StacjaMeteorologiczna
DaneMeteorologiczne
Gromadzenie danych
Stan
przyrządów
Przyrządy
Termometr
powietrza
Termometr
gruntowy
Barometr
Łopatka
wiatrowa
Wskaźnik
opadu
Wiatromierz
Przykład
modelu podsystemów: powiązania obiektów stacji meteorologicznych
Слайд 113
Sekwencja zdarzeń
:Sterownik
Komunikacji
:Stacja
Meteorologiczna
:Dane
Meteorologiczne
podsumuj ()
raportuj ()
wyślij (raport)
żądanie (raport)
potwierdzenie ()
odpowiedź
(raport)
potwierdzenie ()
Czwarty krok procesu projektowania
Przebieg operacji Gromadzenia danych
Слайд 114
Diagramy stanów
Wyłączony
Działanie
Transmitowanie
Testowanie
Dostrajanie
Oczekiwanie
Podsumowywanie
Gromadzenie
uruchom
()
wyłącz ()
zegar
koniec
gromadzenia
koniec transmisji
testuj ()
dostrój ()
dostrojony
koniec testu
Podsumowanie
gotowe
podsumowanie
gotowe
raportPogodowy ()
Przykład dla klasy
StacjaMeteorologiczna
Piąty krok procesu projektowania
Слайд 115
Specyfikowanie interfejsów obiektów
Szósty krok procesu projektowania:
specyfikowanie interfejsów między
komponentami;
Pozwoli to na równoległe projektowanie komponentów;
Jeden obiekt może
mieć kilka interfejsów, które są sposobami postrzegania oferowanych metod;
Realizacja w Java - interfejsy są deklarowane w oderwaniu od obiektów, a obiekty „implementują” interfejsy;
Слайд 116
Specyfikowanie interfejsów obiektów
Interfejs StacjaMeteorologiczna {
public StacjaMeteorologiczna
() ;
public void uruchom () ;
public void uruchom (Przyrząd p) ;
public void wyłącz () ;
public void wyłącz (Przyrząd p) ;
public void raportPogodowy () ;
public void testuj () ;
public void testuj (Przyrząd p) ;
public void dostrój (Przyrząd p) ;
public int podajID () ;
} // StacjaMeteorologiczna
Слайд 117
Ewolucja projektu
Kolejne kroki projektowania:
uszczegółowienie uproszczonego modelu;
Zmiana wstępnie ustalonych
szczegółów obiektu - nie wpłynie na inne obiekty systemowe;
Wprowadzenie
nowych obiektów - nie prowadzi do istotnych konsekwencji dla reszty systemu (obiekty są luźno powiązane);
Слайд 118
Ewolucja projektu
Do obiektu StacjaMeteorologiczna na tym samym poziomie
co obiekt DaneMeteorologiczne należy dodać obiekt o nazwie Jakość
powietrza;
Należy dodać operację raport Jakości powietrza, której działanie polega na wysłaniu danych o zanieczyszczeniach do głównego komputera;
Należy dodać obiekty reprezentujące przyrządy do pomiaru poziomu zanieczyszczeń. W tym wypadku pomiarom będą podlegać tlenek azotu, dym i benzen;
