УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

по курсу

Технологии

разработки

программного

обеспечения

Для студентов специальности 1-40 01 01

«Программное обеспечение информационных технологий»

Минск 2007

Автор – Глухова Лилия Александровна, канд.техн.наук, доцент кафедры «Программное обеспечение информационных технологий»

Белорусского	государственного	университета	информатики
радиоэлектроники.

2

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 1.	Введение в технологии разработки программных средств .................	6
1.1. Основные понятия и определения .................................................................		6
1.2. Жизненный цикл программных средств .......................................................		7
Раздел 2.	Модели жизненного цикла разработки программных средств
и систем.............................................................................................................		10
2.1. Стратегии разработки программных средств и систем..............................		10
2.1.1. Базовые стратегии разработки программных средств и систем.........		10
2.1.2. Каскадная стратегия разработки программных средств и систем .....		11
2.1.3. Инкрементная стратегия разработки программных средств и систем ..
	..........................................................................................................	12
2.1.4. Эволюционная стратегия разработки программных средств и систем..
2.2. Модели ..........................................................................................................жизненного цикла, реализующие каскадную стратегию		15
разработки программных средств и систем ...............................................		17
2.2.1. Общие сведения о каскадных моделях ................................................		17
2.2.2. Классическая каскадная модель...........................................................		18
2.2.3. Каскадная модель с обратными связями .............................................		18
2.2.4. Вариант каскадной модели по ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 15271-2002..		21
2.2.5. V-образная модель ................................................................................		23
2.3. RAD-модель быстрой разработки приложений ..........................................		26
2.3.1. Базовая RAD-модель.............................................................................		27
2.3.2. RAD-модель, базирующаяся на моделировании................................		28
2.3.3. RAD-модель параллельной разработки функций программного
средства....................................................................................................		29
2.3.4. RAD-модель быстрой разработки приложений по ГОСТ Р ИСО/МЭК
ТО 15271-2002 .........................................................................................		29
2.3.5. Достоинства, недостатки и области использования RAD-модели.....		32
2.4. Модели жизненного цикла, реализующие инкрементную стратегию
разработки программных средств и систем ...............................................		33
2.4.1. Общие сведения об инкрементных моделях .......................................		33
2.4.2. Инкрементная модель с уточнением требований на начальных
этапах разработки ....................................................................................		34
2.4.3. Вариант инкрементной модели по ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 15271-
2002 ..........................................................................................................		36
2.5. Модели жизненного цикла, реализующие эволюционную стратегию
разработки программных средств и систем ................................................		38
2.5.1. Общие сведения об эволюционных моделях ......................................		38
2.5.2. Эволюционная модель по ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 15271-2002 .........		38
2.5.3. Структурная эволюционная модель быстрого прототипирования ....		40

3

2.5.4. Эволюционная модель прототипирования по ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО

15271-2002 ...............................................................................................	42
2.5.5. Спиральная модель Боэма ....................................................................	43
2.5.6. Упрощенные варианты спиральной модели........................................	48
Раздел 3. Выбор модели жизненного цикла для конкретного проекта............	57

3.1. Классификация проектов по разработке программных средств и систем

3.2. Процедура.......................................................................................................................выбора модели жизненного цикла разработки программных	57
средств и систем ...........................................................................................	58

3.3. Адаптация модели жизненного цикла разработки ПС и систем к условиям

конкретного проекта ....................................................................................	63
Раздел 4. Классические технологии разработки программных средств ...........	66
4.1. Модульное проектирование программ........................................................	66
4.2. Метод нисходящего проектирования ..........................................................	67
4.2.1. Пошаговое уточнение ...........................................................................	68
4.2.2. Кодирование программы с помощью псевдокода и управляющих
конструкций структурного программирования .....................................	68
4.2.3. Использование комментариев для описания обработки данных ......	70
4.2.4. Анализ сообщений ................................................................................	72
4.3. Метод восходящего проектирования ..........................................................	76
4.4. Метод иерархического проектирования модулей (метод Джексона)........	78
4.4.1. Основные конструкции построения структур данных .......................	79
4.4.2. Построение структур данных...............................................................	83
4.4.3. Проектирование структур программ ...................................................	87
4.4.4. Этапы конструирования программы....................................................	92
4.5. Оценка корректности и эффективности структурного разбиения
программы на модули ................................................................................	109
4.5.1. Связность модуля...............................................................................	109
4.5.2. Сцепление модулей.............................................................................	111
Раздел 5. CASE-технологии проектирования программных средств .............	114
5.1. Общие сведения о CASE-технологиях......................................................	114
5.2. Методология структурного анализа и проектирования SADT ...............	116
5.2.1. Общие сведения о методологии структурного анализа и
проектирования SADT ..........................................................................	116
5.2.2. Основные понятия IDEF0-модели .....................................................	117
5.2.3. Синтаксис диаграмм ...........................................................................	119
5.2.4. Синтаксис моделей .............................................................................	123
5.2.5. Декомпозиция и её стратегии при IDEF0-моделировании ..............	128
5.2.6. Процесс моделирования в IDEF0 .......................................................	130
5.3. Информационное моделирование .............................................................	133
5.3.1. Сущности.............................................................................................	133
5.3.2. Атрибуты .............................................................................................	134
5.3.3. Способы представления сущностей с атрибутами...........................	135
5.3.4. Классификация атрибутов ..................................................................	137

4

5.3.5.	Правила атрибутов..............................................................................	138
5.3.6.	Связи....................................................................................................	139
5.3.7.	Безусловные связи ..............................................................................	140
5.3.8.	Условные формы связи.......................................................................	141
5.3.9.	Формализация связи ...........................................................................	144
5.3.10.	Подтипы и супертипы.........................................................................	146
5.3.11.	Рабочие продукты информационного моделирования .....................	147
Раздел 6.	Инструментальные средства разработки программного
обеспечения ....................................................................................................		149
6.1. Эволюция Case-средств..............................................................................		149
6.2. Концептуальные основы Case–средств .....................................................		151
6.3. Состав и функциональные возможности CASE–средств.........................		152
6.3.1. Поддержка графических моделей ......................................................		153
6.3.2. Контроль ошибок ................................................................................		153
6.3.3. Организация и поддержка репозитория.............................................		154
6.3.4. Поддержка процесса проектирования и разработки .........................		155
6.4. Классификация CASE–средств..................................................................		156
6.4.1. Классификация по типам....................................................................		156
6.4.2. Классификация по категориям ...........................................................		157
6.4.3. Классификация по уровням................................................................		158
6.5. Инструментальные средства компании Telelogic, предназначенные для
автоматизации жизненного цикла программных средств и систем .......		159
6.5.1. Telelogic DOORS.................................................................................		159
6.5.2. Telelogic TAU ......................................................................................		160
6.5.3. Telelogic SYNERGY............................................................................		161
6.5.4. Telelogic DocExpress ...........................................................................		162
6.5.5. Telelogic TAU Logiscope .....................................................................		163
Раздел 7. Разработка документации программных средств и ее
стандартизация ...............................................................................................		165
7.1. Процесс документирования по стандарту ISO/IEC 12207: 1995 ............		165
7.2. Реализация процесса документирования в соответствии со стандартом
ISO/IEC 15910:1999 ....................................................................................		166
7.2.1. Основные определения стандарта ISO/IEC 15910:1999 ..................		167
7.2.2. Выполнение процесса документирования.........................................		168
7.2.3. Содержание плана документирования ..............................................		173
7.2.4. Требования к содержанию спецификации стиля документации.....		175
Литература ...........................................................................................................		177

5

РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ

РАЗРАБОТКИ

ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

1.1. Основные понятия и определения

Существуют

различные

определения

технологии

разраб

программного

обеспечения.

К

наиболее

распространенным

относятся

следующие.

Технология

разработки

программного

обеспечения(ПО)

–

это

совокупность процессов и методов создания программного продукта.

Технология разработки программного обеспечения–

это

система

инженерных принципов для создания экономичного ПО, которое надежно и

эффективно работает в реальных компьютерах[19]. Данное определение имеет

частный характер, поскольку учитывает только две из шести характеристик

качества

ПО – надежность

и

эффективность[3, 9]. С

учетом

этого

можно

сформулировать более общее определение.

Технология разработки программного обеспечения–

это

система

инженерных

принципов

для

создания

экономичного

ПО с заданны

характеристиками качества.

Любая технология разработки ПО базируется на некоторой методологии.

Под

методологией

понимается

система

принципов

и

способо

организации

процесса разработки

программ. Цель методологии разработки

ПО – внедрение методов разработки программ, обеспечивающих достижение

соответствующих характеристик качества.

В настоящее время широкую известность

приобрели

два

базовы

принципа разработки программных средств(ПС):

модульный

принцип и

объектно-ориентированный

принцип.

Разработка

модульных

программ

основывается

на

использовании

таких

классических

методологий, как

нисходящее проектирование, расширение ядра, восходящее проектирование и их комбинации, а также ряда современных методологий разработки. ПО Объектно-ориентированная разработка базируется на применении методологий

объектно-ориентированного	анализа	и	объектно-ориентирован
программирования.
Одним из базовых понятий технологии			разработки программного
обеспечения является понятие жизненного цикла программного средства или
системы.
При этом подсистемой	подразумевается	комплекс, состоящий из

6