Вопросы к экзамену

Экзамен по курсу Технологии проектирования 2013 г.

Билет содержит два вопроса и упражнение.

По каждому вопросу необходимо написать теорию и привести примеры для конкретной темы (тема выдается отдельно).

• При написаннии ответов на вопросы можно пользоваться любой литературой.

• Упражнение выполняется без использования какой-либо литературы.

Темы вопросов:

Методологии и стратегии разработки ПО и модели жизненного цикла:

• каскадная модель,

• спиральная модель,

• инкрементная модель,

• макетирование,

• модель быстрой разработки RAD,

• экстремальное программирование (XP-процесс),

• компонентно-ориентированная модель,

• тяжеловесные (прогнозирующие) процессы разработки,

• адаптивные (облегченные) процессы разработки,

• Agile\Scrum,

• модель, управляемая архитектурой (MDA),

• унифицированный процесс (RUP).

Перечень, последовательность и содержимое этапов разработки по методологиям.

Руководство программным проектом. Меры и метрики. Планирование проекта.

Анализ и управление рисками. Планирование проектных задач. Распределение работ.

Структурная декомпозиция работ. Диаграммы Ганта, сетевой график, метод критического пути.

Трассировка и контроль. Вехи. Оценка границ времени выполнения. Типы связей задач.

Рекуррентные и суммарные задачи. Календари ресурсов. Связи задач по ресурсам.

Планирование, определяемое трудозатратами. Распределение ресурсов.

Оценка бюджета проекта:

• экспертная,

• по аналогии,

• алгоритмическая,

• на основе графика выполнения. Метод наращивания затрат.

Отслеживание выполнения проекта. Отслеживание графика выполнения и бюджета.

Анализ выполненной стоимости.

Модели качества ПО. Модель СММ.

Управление процессом создания и отслеживания ПО:

• управление и планирование,

• управление людьми, рисками, качеством, конфигурациями и изменениями.

Оценка затрат на разработку. Точность оценки.

Оценка затрат, длительности и стоимости разработки. Метрический базис.

Оценка размера проекта на основе LOC, FP или OP.

Размерно-ориентированные и функционально-ориентированные метрики.

Вычисление затрат, длительности и стоимости разработки на основе моделей СОСОМО -81,

СОСОМО –II. Модели композиции приложения, раннего этапа проектирования и этапа пост-архитектуры. Анализ чувствительности программного проекта с применением СОСОМО –II.

Унифицированный процесс RUP. Этапы и итерации. Вехи. Управление рисками.

Рабочие процессы и их модели:

• Определение требований. Кандидаты в требования. Контекст системы. Функциональные и нефункциональные требования. Модели прецедентов (требований) и предметной области. Нахождение актеров и прецедентов. Определение приоритетов и детализация прецедентов. Создание прототипа пользовательского интерфейса. Структурирование модели прецедентов.

• Анализ. Модель анализа (пакеты, их зависимости и состав, диаграммы коопераций анализа). Анализ архитектуры, прецедентов, классов и пакетов. Виды классов анализа: сущности, граничные и управляющие.

• Проектирование. Модель проектирования (подсистемы всех уровней, их состав, интерфейсы и зависимости, диаграмма развертывания и активные классы, примеры диаграмм взаимодействия подсистем). Проектирование архитектуры, прецедентов, классов и подсистем.

• Реализация. Модели реализации (компоненты, интерфейсы и подсистемы реализации, стереотипы и зависимости файлов). Реализация архитектуры, подсистем, классов. Сборка системы. Тестирование модулей.

• Тестирование. Этапы, методы, методики и инструменты.

Трассировка между элементами моделей различных рабочих процессов.

Оценка качества проекта на основе объектно-ориентированых метрик.

Определение архитектурно-значимых прецедентов. Модель прецедентов, модель анализа (пакеты, классы и кооперации), модель проектирования (диаграммы развертывания, подсистемы, их интерфейсы и активные классы) и модель реализации (подсистемы и компоненты). Трассировка между элементами моделей.

Проектирование программных систем. Переход от моделей анализа к моделям проектирования.

Инструменты проектирования. Структурное и объектное проектирование.

Виды структурного проектирования: восходящее, нисходящее, метод расширения ядра.

Предварительное и детальное проектирование. Проектирование GUI.

Структурирование системы. Модели архитектуры:

• хранилище данных,

• клиент-сервер,

• трехуровневая модель,

• многоуровневая модель,

• каналы и фильтры,

• компонентная,

• каркасы.

Модели управления:

• вызов-возврат,

• менеджер,

• широковещательная,

• с прерываниями.

Интерфейсы взаимодействия на основе:

• API,

• иерархии классов,

• форматов данных,

• компонентных технологий.

Спецификации. Назначение и классификация. Характеристики.

Состав и назначение спецификаций:

• требований,

• архитектуры,

• пользовательского интерфейса

• функциональная,

• проектная,

• тестирования.

Взаимосвязь спецификаций между собой и с этапами разработки.

Декомпозиция подсистем на модули. Модуль и модульность. Оптимальное разбиение.

Связность модуля:

• функциональная,

• информационная,

• коммуникативная,

• процедурная,

• временная,

• логическая,

• по совпадению.

Сцепление модулей:

• по данным,

• по образцу,

• по управлению,

• по внешним ссылкам,

• по общей области,

• по содержанию.

Структурный проект. Состав. Процесс построения. Выделение уровней.

Управление зависимостями. Устранение циклической зависимости. Зависимости наследования, уровней, методов. Делегирование. Зависимости реализации и интерфейсов.

Интерфейсы предоставляемые и требуемые. Доминирующий класс.

Использование интерфейсов для устранения циклических зависимостей.

Синхронные и асинхронные сообщения. Организация подписки. Знакомства. Пакет знакомств.

Структурные шаблоны:

• MVC,

• PCMEF,

• PCMEF+.

Подсистемы шаблонов, их назначение и схема взаимодействия. Требования и особенности.

Использование в шаблонах паттернов проектирования: наблюдатель, компоновщик, команда и стратегия, фабричный метод. Делегирование и знакомство. Диаграммы классов и взаимодействия.

Проектирование пользовательского интерфейса. Применение паттернов: наблюдатель, абстрактная фабрика, фасад, цепочка обязанностей, посредник, декоратор и команда. Диаграммы классов и последовательностей.

Паттерны для работы с базой данных (Диаграммы классов и последовательностей):

• шлюз таблицы,

• шлюз записи,

• активная запись,

• медиатор (посредник).

Паттерны для реализации бизнес-логики (Диаграммы классов и взаимодействия):

• сценарий транзакций,

• модель предметной области,

• модуль таблицы,

• слой служб.

Паттерны проектирования. Назначение и принцип описания. Параметры.

Паттерны GoF. Структурные, порождающие и поведенческие. Паттерны классов и объектов. Диаграммы классов и взаимодействия для паттернов GoF.

Метрики объектно-ориентированных систем:

• Чидамбера и Кемерера,

• Лоренца и Кидда,

• Абреу.

Тестирование ПО. Назначение и цели. Процесс. Возможности. Оценка качества.

Тестовый вариант. Критерии разработки и оценки качества.

Функциональное и структурное тестирование. Особенности и возможности.

Тестирование базового пути. Тестирование условий.

Тестирование ветвей и операторов отношений.

Тестирование данных. Тестирование циклов.

разбиение по эквивалентности. Анализ граничных значений.

Организация процесса тестирования. Виды тестирования: модульное, интеграционное, регрессионное и системное. Виды системного тестирования.

Драйверы и заглушки. Восходящее и нисходящее тестирование.

Объектно-ориентированное тестирование. Отличие от функционального.

CRC-карты. Тестирование, основанное на ошибках. Тестирование, основанное на сценариях. Стохастическое тестирование классса. Способы тестирования взаимодействия классов.

Пример темы для примеров к вопросам

Дана задача разработки АСУ/ИС: Создать АСУ для наблюдения и корректировки температурного режима некого устройства. АСУ получает данные о температуре от множества датчиков. При выходе из допустимого температурного диапазона формируются и посылаются в устройство команды изменения температуры. Данные о наблюдаемых температурах и управляющих воздействиях фиксируются в журнале. Диапазоны допустимых температур и наборы корректирующих команд хранятся в БД. АРМ оператора АСУ позволяет просматривать журнал и наполнять БД.

Упражнения (для конкретной темы, которая выдается отдельно)

1. Для указанного прецедента определить набор пакетов в соответствии (по варианту):

• MVC,

• PCMEF,

• PCMEF+,

указать входящие в пакеты классы и интерфейсы и зависимости между ними.

Продемонстрировать пример использования (по варианту):

• делегирования,

• отделенного интерфейса,

• оповещения,

• знакомства,

• пакета знакомств.

Построить диаграммы классов и последовательностей для реализации бизнес-логики прецедента с применением паттерна (по варианту):

• сценарий транзакций,

• модель предметной области,

• модуль таблицы,

• слой служб;

и с применением паттерна для обращения к хранилищу данных (по варианту):

• шлюз таблицы,

• шлюз записи,

• активная запись,

• медиатор (посредник).

Для набора паттернов GoF (по варианту) указать возможности их применения в прецеденте (роли классов прецедента в паттерне). Построить диаграммы классов и взаимодействия для применения паттернов GoF (по варианту) в прецеденте.

1. Для указанной подсистемы в соответствии с методологией RUP выполнить (по варианту):

• Составить и детализировать модели прецедентов (требований) и предметной области. Преобразовать ее к модели анализа (пакеты анализа и сервисные пакеты, диаграммы классов анализа и их кооперации, состав и зависимости пакетов). Указать трассировку между элементами моделей.

• Составить модель анализа (пакеты, их зависимости и состав, диаграммы коопераций анализа). Преобразовать ее к модели проектирования (подсистемы всех уровней, их интерфейсы и зависимости, диаграмма развертывания, примеры диаграмм класов и их взаимодействия). Указать трассировку между элементами моделей.

• Составить модель проектирования (подсистемы всех уровней, их состав, интерфейсы и зависимости, диаграмма развертывания и активные классы, примеры диаграмм взаимодействия подсистем). Преобразовать ее к модели реализации (компоненты, интерфейсы и подсистемы реализации, стереотипы и зависимости файлов). Указать трассировку между элементами моделей.

• Определить архитектурно-значимые прецеденты. Составить для них модель прецедентов, модель анализа (пакеты, классы и кооперации), модель проектирования (диаграммы развертывания, подсистемы, их интерфейсы и активные классы) и модель реализации (подсистемы и компоненты). Указать трассировку между элементами моделей.

1. Определить перечень, последовательность и содержимое этапов разработки АСУ/ИС в соответствии с одной из методологий (по варианту) разработки:

• каскадная модель,

• спиральная модель,

• инкрементная модель,

• макетирование,

• модель быстрой разработки RAD,

• экстремальное программирование (XP-процесс),

• компонентно-ориентированная модель,

• унифицированный процесс (RUP).

Определить задачи и вехи, ресурсы и риски проекта. Составить план проекта. Построить сетевой график или диаграмму Ганта (по варианту) процесса разработки.

Привести примеры календаря одного из ресурсов (по варианту).

Выполнить оценку затрат, длительности и стоимости разработки на основе моделей (по варианту):

• размерно-ориентированные метрики,

• функционально-ориентированные метрики,

• модель СОСОМО-81,

• модель СОСОМО-2 различных жтапов (постр-архитектуры, раннего проектирования, композиции приложения).

Выполнить оценку чувствительности проекта.

1. Выделить для ИС/АСУ подсистемы, определить их функции и методы их взаимодействия по управлению и данным, используя модель архитектуры (по варианту):

• хранилище данных,

• клиент-сервер,

• трехуровневая модель,

• многоуровневая модель,

• каналы и фильтры,

• компонентная,

• каркасы.

и модель управления (по варианту):

• вызов-возврат,

• менеджер,

• широковещательная,

• с прерываниями.

Привести пример взаимодействия подсистем на основе (по варианту):

• API,

• иерархии классов,

• форматов данных,

• компонентных технологий.

Составить спецификацию для АСУ/ИС (по варианту):

• требований,

• архитектуры,

• пользовательского интерфейса

• функциональную.

Для указанной подсистемы привести пример модуля подсистемы, имеющего связность (по варианту):

• функциональную,

• информационную,

• коммуникативную,

• процедурную,

• временную,

• логическую.

Привести пример двух подсистемы, сцепленных (по варианту):

• по данным,

• по образцу,

• по управлению,

• по внешним ссылкам,

• по общей области,

• по данным.

Составить тестовые варианты для проведения тестирования указанной функции методавми (по варианту):

• Тестирование базового пути.

• Тестирование ветвей и операторов отношений.

• Тестирование потоков данных.

• Тестирование циклов.

• Разбиение по эквивалентности.

• Анализ граничных значений.

Литература

• Конспект лекций по курсу Технология проектирования.

• Орлов С.А. Технологии разработки программного обеспечения. - Спб.: Питер. - 2002 г. (http://wmate.ru ).

• Якобсон А, Дуч Г., Рамбо Дж. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения. - Спб.: Питер. - 2002 г.

• Мацяшек Л.А., Лионг Б.Л. Практическая программная инженерия. - М.: Бином, 2009 г.

• материалы сайта http://interface.ru

• Гамма Э. и др. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. – СПб.:Питер. - 2009 г.

Дополнительная

• Гудлиф П. Ремесло программиста. -Спб.: Символ-плюс. - 2009 г.

• Мацяшек Л.А., Лионг Б.Л. Практическая программная инженерия. - М.: Бином. - 2009 г.

• Фаулер М. Архитектура корпоративных программных приложений. – М.: Издательский дом Вильямс. – 2008г.

• материалы сайта http://interface.ru