Проектирование системы автоматизации автостоянки

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО»

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине

«Проектирование информационных систем»

На тему «Проектирование системы автоматизации автостоянки»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнил студент

Группы 745/пи-9к

___________А.А. Медведев

Номер зачетной книжки 1000771

 

 

 

Проверил: к.э.н., доцент

Камскова И.Д.

________________

 

 

 

 

 

Н.Новгород, 2014 г.

 

Оглавление

 

Введение

 

Цель курсовой работы - закрепление навыков по проектированию информационных систем.

 

В курсовой работе должны быть решены следующие задачи:

• анализ существующих технологий создания информационных систем (ИС)
• обоснование выбора технологии создания ИС для проекта курсовой работы
• разработка проекта ИС по выбранной технологии

 

Для решения поставленных задач будет применяться средства инструментального проектирования ИС (CASE – средство) Rational Rose, язык визуального объектно-ориентированного моделирования UML – Unified Modeling Language.

 

Глава 1. Анализ технологий создания программного обеспечения

Технология RAD – Rapid Application Development

Это концепция создания средств разработки программных продуктов, уделяющая особое внимание быстроте и удобству программирования, созданию технологического процесса, позволяющего программисту максимально быстро создавать компьютерные программы. Практическое определение: RAD — это жизненный цикл процесса проектирования, созданный для достижения более высокой скорости разработки и качества ПО, чем это возможно при традиционном подходе к проектированию. С конца XX века RAD получила широкое распространение и одобрение. Концепцию RAD также часто связывают с концепцией визуального программирования.

История:

Концепция RAD стала ответом на неуклюжие методы разработки программ 1970-х и начала 1980-х годов, такие как «модель водопада» (англ. Waterfall model). Эти методы предусматривали настолько медленный процесс создания программы, что зачастую даже требования к программе успевали измениться до окончания разработки. Основателем RAD считается сотрудник IBM Джеймс Мартин, который в1980-х годах сформулировал основные принципы RAD, основываясь на идеях Барри Бойма и Скотта Шульца. А в 1991 году Мартин опубликовал известную книгу, в которой детально изложил концепцию RAD и возможности её применения. В настоящее время RAD становится общепринятой схемой для создания средств разработки программных продуктов.

Назначение:

RAD предполагает, что разработка ПО осуществляется  небольшой командой разработчиков  за срок порядка трех-четырех  месяцев путем использования  инкрементного прототипирования с применением инструментальных средств визуального моделирования и разработки. Технология RAD предусматривает активное привлечение заказчика уже на ранних стадиях — обследование организации, выработка требований к системе. Последнее из указанных свойств подразумевает полное выполнение требований заказчика как функциональных, так и нефункциональных, с учетом их возможных изменений в период разработки системы, а также получение качественной документации, обеспечивающей удобство эксплуатации и сопровождения системы. Это означает, что дополнительные затраты на сопровождение сразу после поставки будут значительно меньше. Таким образом, полное время от начала разработки до получения приемлемого продукта при использовании этого метода значительно сокращается.

Применение:

Технологию RAD целесообразно применять, когда четко определены некоторые приоритетные направления разработки проекта.

Необходимо выполнение проекта в сжатые сроки. Быстрое выполнение проекта позволяет создать систему, отвечающую требованиям сегодняшнего дня. Если система проектируется долго, то весьма высока вероятность, что за это время существенно изменятся фундаментальные положения, регламентирующие деятельность организации, то есть, система морально устареет ещё до завершения её проектирования.

Нечетко определены требования к ПО. В большинстве случаев заказчик весьма приблизительно представляет себе работу будущего программного продукта и не может четко сформулировать все требования к ПО. Требования могут быть вообще не определены к началу проекта либо могут изменяться по ходу его выполнения.

Проект выполняется в условиях ограниченности бюджета. Разработка ведется небольшими RAD-группами в короткие сроки, что обеспечивает минимум трудозатрат и позволяет вписаться в бюджетные ограничения.

Интерфейс пользователя (GUI) есть главный фактор. Нет смысла заставлять пользователя рисовать картинки. RAD-технология дает возможность продемонстрировать интерфейс в прототипе, причем достаточно скоро после начала проекта.

Возможно разбиение проекта на функциональные компоненты. Если предполагаемая система велика, необходимо, чтобы её можно было разбить на мелкие части, каждая из которых обладает четкой функциональностью. Они могут выпускаться последовательно или параллельно (в последнем случае привлекается несколько RAD-групп).

Низкая вычислительная сложность ПО.

RAD-технология  не является универсальной, то  есть её применение целесообразно  не всегда. Например, в проектах, где требования к программному  продукту четко определены и  не должны меняться, вовлечение  заказчика в процесс разработки не требуется и более эффективной может быть иерархическая разработка (каскадный метод). То же касается проектов, ПО, сложность которых определяется необходимостью реализации сложных алгоритмов, а роль и объём пользовательского интерфейса невелик.

Основные принципы:

Принципы RAD технологии направлены на обеспечение трех основных её преимуществ — высокой скорости разработки, низкой стоимости и высокого качества. Достигнуть высокого качества программного продукта весьма непросто и одна из главных причин возникающих трудностей заключается в том, что разработчик и заказчик видят предмет разработки (ПО) по-разному.

Инструментарий должен быть нацелен на минимизацию времени разработки.

Создание прототипа для уточнения требований заказчика.

Цикличность разработки: каждая новая версия продукта основывается на оценке результата работы предыдущей версии заказчиком.

Минимизация времени разработки версии, за счёт переноса уже готовых модулей и добавления функциональности в новую версию.

Команда разработчиков должна тесно сотрудничать, каждый участник должен быть готов выполнять несколько обязанностей.

Управление проектом должно минимизировать длительность цикла разработки.

Принципы RAD применяются не только при реализации, но и распространяются на все этапы жизненного цикла, в частности на этап обследования организации, построения требований, анализ и дизайн.

Технология XP – Extreme Programming

Экстремальное программирование — одна из гибких методологий разработки программного обеспечения. Авторы методологии — Кент Бек, Уорд Каннингем, Мартин Фаулери другие.

Основные приёмы XP

Двенадцать основных приёмов экстремального программирования (по первому изданию книги Extreme programming explained) могут быть объединены в четыре группы:

Короткий цикл обратной связи (Fine-scale feedback)

Разработка через тестирование (Test-driven development)

Игра в планирование (Planning game)

Заказчик всегда рядом (Whole team, Onsite customer)

Парное программирование (Pair programming)

Непрерывный, а не пакетный процесс

Непрерывная интеграция (Continuous integration)

Рефакторинг (Design improvement, Refactoring)

Частые небольшие релизы (Small releases)

Понимание, разделяемое всеми

Простота (Simple design)

Метафора системы (System metaphor)

Коллективное владение кодом (Collective code ownership) или выбранными шаблонами проектирования (Collective patterns ownership)

Стандарт кодирования (Coding standard or Coding conventions)

Социальная защищенность программиста (Programmer welfare):

40-часовая рабочая  неделя (Sustainable pace, Forty-hour week)

Тестирование

XP предполагает  написание автоматических тестов (программный код, написанный специально  для того, чтобы тестировать логику  другого программного кода). Особое  внимание уделяется двум разновидностям  тестирования:

юнит-тестирование модулей;

функциональное тестирование.

Разработчик не может быть уверен в правильности написанного им кода до тех пор, пока не сработают абсолютно все тесты модулей разрабатываемой им системы. Тесты модулей (юнит-тесты) позволяют разработчикам убедиться в том, что каждый из них по отдельности работает корректно. Они также помогают другим разработчикам понять, зачем нужен тот или иной фрагмент кода, и как он функционирует — в ходе изучения кода тестов логика работы тестируемого кода становится понятной, так как видно, как он должен использоваться. Тесты модулей также позволяют разработчику без каких-либо опасений выполнять рефакторинг (refactoring).

Функциональные тесты предназначены для тестирования функционирования логики, образуемой взаимодействием нескольких (часто — довольно внушительного размера) частей. Они менее детальны, чем юнит-тесты, но покрывают гораздо больше — то есть, у тестов, которые при своём выполнении затрагивают больший объём кода, шанс обнаружить какое-либо некорректное поведение, очевидно, больше. По этой причине в промышленном программировании написание функциональных тестов нередко имеет больший приоритет, чем написание юнит-тестов.

Для XP более приоритетным является подход, называемый TDD (от англ. test-driven development — разработка через тестирование). В соответствии с этим подходом сначала пишется тест, который изначально не проходит (так как логики, которую он должен проверять, ещё просто не существует), затем реализуется логика, необходимая для того, чтобы тест прошел. TDD, в некотором смысле, позволяет писать код, более удобный в использовании — потому что при написании теста, когда логики ещё нет, проще всего позаботиться об удобстве будущей системы.

Игра в планирование.

Основная цель игры в планирование — быстро сформировать приблизительный план работы и постоянно обновлять его по мере того, как условия задачи становятся всё более чёткими. Артефактами игры в планирование является набор бумажных карточек, на которых записаны пожелания заказчика (customer stories), и приблизительный план работы по выпуску следующих одной или нескольких небольших версий продукта. Критическим фактором, благодаря которому такой стиль планирования оказывается эффективным, является то, что в данном случае заказчик отвечает за принятие бизнес-решений, а команда разработчиков отвечает за принятие технических решений. Если не выполняется это правило, весь процесс распадается на части.

Заказчик всегда рядом.

«Заказчик» в XP — это не тот, кто оплачивает счета, а конечный пользователь программного продукта. XP утверждает, что заказчик должен быть всё время на связи и доступен для вопросов.

Парное программирование.

Парное программирование предполагает, что весь код создается парами программистов, работающих за одним компьютером. Один из них работает непосредственно с текстом программы, другой просматривает его работу и следит за общей картиной происходящего. При необходимости клавиатура свободно передаётся от одного к другому. В течение работы над проектом пары не фиксированы: рекомендуется их перемешивать, чтобы каждый программист в команде имел хорошее представление обо всей системе. Таким образом, парное программирование усиливает взаимодействие внутри команды.

Непрерывная интеграция.

Если выполнять интеграцию разрабатываемой системы достаточно часто, то можно избежать большей части связанных с этим проблем. В традиционных методиках интеграция, как правило, выполняется в самом конце работы над продуктом, когда считается, что все составные части разрабатываемой системы полностью готовы. В XP интеграция кода всей системы выполняется несколько раз в день, после того, как разработчики убедились в том, что все тесты модулей корректно срабатывают.

Рефакторинг.

Рефакторинг (refactoring) — это методика улучшения кода без изменения его функциональности. XP подразумевает, что однажды написанный код в процессе работы над проектом почти наверняка будет неоднократно переделан. Разработчики XP безжалостно переделывают написанный ранее код для того, чтобы улучшить его. Этот процесс называется рефакторингом. Отсутствие тестового покрытия провоцирует отказ от рефакторинга в связи с боязнью поломать систему, что приводит к постепенной деградации кода.

Частые небольшие релизы.

Версии (releases) продукта должны поступать в эксплуатацию как можно чаще. Работа над каждой версией должна занимать как можно меньше времени. При этом каждая версия должна быть достаточно осмысленной с точки зрения полезности для бизнеса.

Чем раньше выпускается первая рабочая версия продукта, тем раньше заказчик начинает получать за счёт неё дополнительную прибыль. Следует помнить, что деньги, заработанные сегодня, стоят дороже, чем деньги, заработанные завтра. Чем раньше заказчик приступит к эксплуатации продукта, тем раньше разработчики получат от него информацию о том, что соответствует требованиям заказчика. Эта информация может оказаться чрезвычайно полезной при планировании следующего выпуска.