Учебное пособие Чебоксары 2013

Скачать 2.76 Mb.

Название	Учебное пособие Чебоксары 2013
страница	1/23
Тип	Учебное пособие

filling-form.ru > Договоры > Учебное пособие

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 23

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»

(ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н.Ульянова»)

В.Н. Пичугин, Р.В. Фёдоров

Е.С. Мигунова, М.П. Немкова

Технология разработки

программного обеспечения

Учебное пособие

Чебоксары 2013

УДК

П
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор Михеев Г.М,

кафедра радиоэлектроники и информационно-измерительной техники Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н.Туполева
Пичугин В.Н.

П Технология разработки программмного обеспечения: учеб. пособие / В.Н. Пичугин, Р.В. Фёдоров, Е.С. Мигунова, М.П. Немкова. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2013 - 244 с.

ISBN
Пособие освещает широкий спектр вопросов в сфере разработки программных продуктов. Рассматриваются основные понятия и определения, классификация программ, этапы создания программного продукта в рамках жизненного цикла, освещается современное состояние технологий программирования. Приводятся особенности отладки, тестирования, сопровождения программ, а также подробное изложение методов экстремального программирования. Теоретический материал сопровождается практикумом в виде лабораторных работ по изложенной тематике.

Для студентов-бакалавров по направлению подготовки 010500.62 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», а также для специалистов, проявивших интерес к современному состоянию программирования.
Ответственный редактор кандидат техн. наук, профессор Е.Г. Егоров

Утверждено Методическим советом университета

ISBN  В.Н.Пичугин, Р.В.Фёдоров,

Е.С.Мигунова, М.П.Немкова, 2013

Оглавление

Предисловие (или от составителей)…………….…………..	4
Теоретический курс…………………………………..…………....	7
Глава I. Программное обеспечение………………….………	7
Глава II. Разработка программного обеспечения………...…	46
Глава III. Проектирование программ…………………..…....	78
Глава IV. Модульное программирование……………..…….	101
Глава V. Тестирование и сопровождение программ…..…...	113
Лабораторный практикум ………………………………...…….	132
Лабораторная работа 1. Техническое задание на проектирование программы……………………………...………...….	132
Лабораторная работа 2. Стадия разработки программного обеспечения «Эскизный проект»…………………………….	140
Лабораторная работа 3. Стадия разработки программного обеспечения «Технический проект»………………………	147
Лабораторная работа 4. Использование объектно-ориентированного программирования (ООП) для создания качественного программного обеспечения……………........	149
Лабораторная работа 5. Использование визуальных компонент для создания качественных программ…...……….....	163
Лабораторная работа 6. Средства отладки программ в объектно-ориентированном программировании………..………	169
Лабораторная работа 7. Использование стиля программирования……………………………...…………………...…….	174
Лабораторная работа 8. Методы оптимальной обработки текстовой информации…………………………………….....	181
Лабораторная работа 9. Оптимальное построение структур данных………………………………………………………....	187
Лабораторная работа 10. Структурное программирование с использованием процедур и функций…………….…………	198
Лабораторная работа 11. Программирование с использованием средств графической информации…………………….	204
Лабораторная работа 12. Использование OLE- и COM-технологий программирования…………….…………	210
Тестовые вопросы………………………………………..………...	218
Задания для курсового проектирования…………………..……	230
Список рекомендуемой литературы……….…………...…...	241

Предисловие (или от составителей)

Данное учебное пособие посвящено изучению разных технологий для разработки программного обеспечения.

Цель - ознакомление обучающихся с основными вопросами проектирования и разработки информационных систем. Объектами изучения являются: технологии проектирования, модели и методы поддержки жизненного цикла программного обеспечения; средства и методы создания и реализации проектов.

Задачи: дать бакалавру возможность получить знания о технологиях функционального и объектно-ориентированного проектирования; освоить навыки создание программного обеспечения с использование баз данных; подготовка студентов к изучению других дисциплин по информационным технологиям.

Дисциплина «Технология разработки программного обеспечения» входит в раздел Б.3. «Профессиональный цикл. Базовая часть» ФГОС ВПО по направлению подготовки 010500.62 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем». Процесс изучения направлен на формирование следующих компетенций:

ОК-2 - работа в команде,

ПК-1 - определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для данной дисциплины,

ПК-4 - умение строго доказать математическое утверждение,

ПК-5 - умение на основе анализа увидеть и корректно сформулировать математически точный результат,

ПК-7 - умение грамотно пользоваться языком предметной области,

ПК- 9 - знание корректных постановок классических задач,

ПК-10 - понимание корректности постановок задач,

ПК-14 - контекстную обработку информации,

ПК-16 - выделение главных смысловых аспектов в доказательствах,

ПК-20 - знание проблемы современной информатики, ее категории и связи с другими научными дисциплинами,

ПК-25 - знание направления развития компьютеров с традиционной (нетрадиционной) архитектурой; тенденции развития функций и архитектур проблемно-ориентированных программных систем и комплексов,

ПК-27 - знание основных концептуальных положений функционального, логического, объектно-ориентированного и визуального направлений программирования, методов, способов и средств разработки программ в рамках этих направлений,

ПК-28 - знание методов проектирования и производства программного продукта, принципы построения, структуры и приемы работы с инструментальными средствами, поддерживающими создание программного обеспечения ПО,

ПК-31 - навыки использования современных системных программных средств: операционных систем, операционных и сетевых оболочек, сервисных программ,

ПК-34 - навыки использования основных моделей информационных технологий и способов их применения для решения задач в предметных областях.

Пособие состоит из двух частей. Первая часть посвящена краткому изложению теории, которая поможет студентам более компактно представить курс лекций по изучаемой дисциплине. Вторая часть содержит лабораторные работы по курсу.

В представленном учебном пособии достаточно полно изложены понятия жизненного цикла программного обеспечения, процесс его производства: методы, технология и инструментальные средства, тестирование и отладка.

Основное отличие данного пособия от аналогичных изданий заключается в освещении основных дидактических единиц дисциплины «Технология разработки программного обеспечения» с учетом подготовки потенциального читателя – студента-бакалавра высшего учебного заведения. Именно поэтому только на базе основных понятий и определений в области разработки программных средств возможно освещение проблем документирования, проектирования программного обеспечения, технологического цикла разработки программных систем. Весьма интересными и своевременными для будущих специалистов современного глобального общества являются разделы об организации коллективной работы по созданию программ и организации процесса разработки с применением инструментальных средств поддержки.

Материал пособия прошел апробацию в Алатырском филиале ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н.Ульянова» и используется в учебном процессе.

Авторский коллектив издания составили преподаватели кафедры высшей математики и информационных технологий Алатырского филиала ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н.Ульянова», канд. техн. наук, доц. В. Н. Пичугин (глава 1-3, тестовые задания), канд. экон. наук Р. В. Фёдоров (главы 4-5, задания для курсового проектирования), Е. С. Мигунова (лабораторный практикум, работы 1-7), М. П. Немкова (лабораторный практикум, работы 8-12).

Авторы благодарны своим рецензентам Ю.К. Евдокимову, доктору техн. наук, профессору, заведующему кафедрой радиоэлектроники и информационно-измерительной техники Казанского национального исследовательского технического университетата им. А.Н. Туполева и Г.М. Михееву, доктору техн. наук, профессору кафедры электроснабжения промышленных предприятий ЧПИ (филиала) ФГБОУ ВПО «Московский государственный открытый университет имени В.С. Черномырдина». Своими вопросами и замечаниями они помогли исправить шероховатости изложения материала и способствовали совершенствованию методики подачи материала.

Авторы будут признательны за любые замечания, предложения, пожелания, направляемые по адресу:

429820, Чувашия, г. Алатырь, ул. Московская, д. 30,

тел.: 8 (3531) 2-04-36, 2-20-75,

e-mail: vladimir_iii@mail.ru.
От всей души желаем Вам успехов в обучении!
Краткий теоретический курс

Глава I. Программное обеспечение

Основные понятия

Программа (program, routine) – упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи.

Программное обеспечение (ПО) (software) – совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов.

Задача (problem, task) – проблема, подлежащая решению.

Приложение (application) – программная реализация решения задачи на компьютере.

Термин задача в программировании означает единицу работы вычислительной системы, требующую выделения вычислительных ресурсов (процессорного времени, памяти).

Процесс создания программ можно представить как последовательность следующих действий:

постановка задачи;
алгоритмизация решения задачи;
программирование.

Постановка задачи (problem definition) – это точная формулировка решения задачи на компьютере с описанием входной и выходной информации.

Алгоритм – система точно сформулированных правил, определяющая процесс преобразования допустимых исходных данных (входной информации) в желаемый результат (выходную информацию) за конечное число шагов.

Программирование (programming) – теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ.

По отношению к ПО компьютерные пользователи делятся на следующие группы:

Системные программисты – занимаются разработкой, эксплуатацией и сопровождением системного программного обеспечения.
Прикладные программисты – осуществляют разработку и отладку программ для решения прикладных задач.
Конечные пользователи – имеют элементарные навыки работы с компьютером и используемыми ими прикладными программами.
Администраторы сети – отвечают за работу вычислительных сетей.
Администраторы баз данных – обеспечивают организационную поддержку базы данных.

Сопровождение программы – поддержка работоспособности программы, переход на ее новые версии, внесение изменений, исправление ошибок и т.д.

Основные характеристики программ:

алгоритмическая сложность;
состав функций обработки информации;
объем файлов, используемых программой;
требования к операционной системе (ОС) и техническим средствам обработки, в том числе объем дисковой памяти, размер оперативной памяти для запуска программы, тип процессора, версия ОС, наличие вычислительной сети и т.д.

К показателям качества программы относятся:

мобильность (многоплатформенность) – независимость от технического комплекса системы обработки данных, ОС, сетевых возможностей, специфики предметной области задачи и т.д.;
надежность – устойчивость, точность выполнения предписанных функций обработки, возможность диагностики возникающих ошибок в работе программы;
эффективность – как с точки зрения требований пользователя, так и в расходе вычислительных ресурсов;
учет человеческого фактора – дружественный интерфейс, контекстно-зависимая подсказка, хорошая документация;
модифицируемость – способность к внесению изменений, например расширение функций обработки, переход на другую техническую базу обработки и т.п.;
коммуникативность – максимально возможная интеграция с другими программами, обеспечение обмена данными между программами.

Все программы по характеру использования и категориям пользователей можно разделить на два класса – утилитарные программы и программные продукты.

Утилитарные программы («программы для себя») предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков. Чаще всего такие программы выполняют роль отладочных приложений, являются программами решения задач, не получающих широкого распространения.

Программные продукты (изделия) служат для удовлетворения потребностей пользователей, широкого распространения и продажи.

В настоящее время существуют и другие варианты легального распространения программных продуктов, которые появились с использованием глобальных телекоммуникаций:

freeware – бесплатные программы, свободно распространяемые, поддерживаются самим пользователем, который правомочен вносить в них необходимые изменения;
shareware – некоммерческие (условно-бесплатные) программы, которые могут использоваться, как правило, бесплатно.

Ряд производителей использует OEM-программы (Original Equipment Manufacturer), т.е. встроенные программы, устанавливаемые на компьютеры или поставляемые вместе с компьютерами.

Программный продукт должен быть соответствующим образом подготовлен к эксплуатации (отлажен), иметь необходимую техническую документацию, предоставлять сервис и гарантию надежной работы программы, иметь товарный знак изготовителя, а также наличие кода государственной регистрации.