Software Engineering

Η σημασία του λογισμικού

• ενεργοποιεί τις ενσωματωμένες συσκευές,
• αποτελεί τη βάση στα πληροφοριακά συστήματα,
• χρησιμοποιείται ως μέσο αποθήκευσης γνώσης.

1. DNA
2. Εγκέφαλος
3. Υλικό
4. Βιβλία
5. Λογισμικό

Προβλήματα στην υλοποίηση συστημάτων που βασίζονται σε λογισμικό

• Χρόνος
• Κόστος
• Αξιοπιστία (reliability) του λογισμικού
• Αξιοπιστία της διεργασίας ανάπτυξης

• Τα πεπαλαιωμένα συστήματα (legacy systems)
• H ετερογένεια (heterogeneity) του περιβάλλοντος λειτουργίας
• Η παράδοση στους χρόνους που απαιτούν τα σύγχρονα επιχειρηματικά μοντέλα.

Τεχνολογία λογισμικού

1. Η εφαρμογή μιας συστηματικής πειθαρχημένης και ποσοτικοποιούμενης προσέγγισης στην ανάπτυξη, λειτουργία και συντήρηση του λογισμικού. με άλλα λόγια η εφαρμογή των τεχνικών του μηχανικού στο λογισμικό.
2. Η μελέτη προσεγγίσεων στο παραπάνω πρόβλημα.

1. Απαιτήσεις
2. Σχεδιασμός
3. Υλοποίηση
4. Έλεγχος
5. Συντήρηση
6. Διαχείριση σχηματισμών
7. Διαχείριση του οργανισμού, της διεργασίας (process) και του έργου
8. Διεργασίες τεχνολογίας λογισμικού
9. Εργαλεία και μέθοδοι
10. Ποιότητα

Κατηγορίες λογισμικού

• Λογισμικό συστημάτων (systems software)
• Λογισμικό πραγματικού χρόνου (real-time software)
• Πληροφοριακά συστήματα (information systems)
• Τεχνικές και επιστημονικές εφαρμογές (engineering and scientific applications)
• Ενσωματωμένο λογισμικό (embedded software)
• Λογισμικό προσωπικής παραγωγικότητας (personal productivity software)
• Διαδικτυωμένο λογισμικό
• Εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης (artificial intelligence)

Χαρακτηριστικά του λογισμικού

• Το λογισμικό αναπτύσσεται, δεν παράγεται βιομηχανικά
• Το λογισμικό δε φθείρεται
• Το μεγαλύτερο ποσοστό του λογισμικού παράγεται κατά παραγγελία

Ιδιότητες του λογισμικού

• Συντηρησιμότητα (maintainability)
• Αξιοπιστία (dependability) (ασφάλεια (safery), διαθεσιμότητα (availability))
• Αποδοτικότητα (efficiency)
• Ευχρηστία (usability)
• Μεταφερσιμότητα (portability)

Ο κύκλος ζωής του λογισμικού

• Προσδιορισμός απαιτήσεων συστήματος (system requirements)
• Προσδιορισμός απαιτήσεων λογισμικού (software requirements)
• Σχεδίαση (design)
• Κωδικοποίηση (coding)
• Έλεγχος (testing)
• Παράδοση συστήματος (delivery)
• Λειτουργία (operation)
• Συντήρηση (maintenance)

Σχεδιασμός με UML

Σχεδιάζουμε για να μπορέσουμε να καταλάβουμε το σύστημα που αναπτύσσουμε. Έτσι δημιουργώντας ένα σχέδια επιτυγχάνουμε τέσσερεις στόχους:

1. παριστάνουμε οπτικά το σύστημα που έχουμε ή θέλουμε να κατασκευάσουμε,
2. προσδιορίζουμε τη δομή και τη συμπεριφορά του συστήματος,
3. δημιουργούμε ένα πρότυπο για να βασίσουμε την κατασκευή του συστήματος,
4. τεκμηριώνουμε τις αποφάσεις που λάβαμε.

Σε όλους τους τεχνολογικούς τομείς ο σχεδιασμός βασίζεται σε τέσσερεις βασικές αρχές:

1. η επιλογή του είδους του σχεδίου έχει επίπτωση στον τρόπο και την μορφή επίλυσης του προβλήματος,
2. όλα τα σχέδια εκφράζονται σε διαφορετικές βαθμίδες ακρίβειας,
3. τα καλύτερα σχέδια σχετίζονται με την πραγματικότητα,
4. ένα είδος σχεδίων δεν είναι ποτέ αρκετό.

Η UML περιλαμβάνει τρία βασικά στοιχεία:

1. Οντότητες
2. Σχέσεις
3. Διαγράμματα

Διαγράμματα της UML

• Διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης (use case diagram)
• Διαγράμματα δομής
  • Διάγραμμα κλάσεων (class diagram)
  • Διάγραμμα αντικειμένων (object diagram)
• Διαγράμματα συμπεριφοράς
  • Διάγραμμα καταστάσεων (statechart diagram)
  • Διάγραμμα δραστηριοτήτων (activity diagram)
  • Διαγράμματα αλληλεπίδρασης
    • Διάγραμμα ακολουθίας (sequence diagram)
    • Διάγραμμα συνεργασίας (collaboration diagram)
• Διαγράμματα δομής υλοποίησης
  • Διάγραμμα εξαρτημάτων (component diagram)
  • Διάγραμμα ανάπτυξης (deployment diagram)

Προβλήματα στη διοίκηση έργων λογισμικού

• Το προϊόν δεν έχει φυσική έκφανση
• Δεν υπάρχουν κοινώς αποδεκτές και κοινές διεργασίες υλοποίησης
• Τα μεγάλα έργα κατασκευάζονται κατά παραγγελία για συγκεκριμένες απαιτήσεις
• Υπάρχει η ψευδαίσθηση πως το λογισμικό είναι εύπλαστο
• Μικρές αλλαγές στο λογισμικό επηρεάζουν συχνά δυσανάλογα πολλά τμήματα
• Δε χρησιμοποιούνται συχνά έτοιμα εξαρτήματα

Οι σημαντικότεροι κίνδυνοι

• Το προϊόν δεν έχει φυσική έκφανση
• Δεν υπάρχουν κοινώς αποδεκτές και κοινές διεργασίες υλοποίησης
• Τα μεγάλα έργα κατασκευάζονται κατά παραγγελία για συγκεκριμένες απαιτήσεις
• Υπάρχει η ψευδαίσθηση πως το λογισμικό είναι εύπλαστο
• Μικρές αλλαγές στο λογισμικό επηρεάζουν συχνά δυσανάλογα πολλά τμήματα
• Δε χρησιμοποιούνται συχνά έτοιμα εξαρτήματα

Στοιχεία της ευέλικτης ανάπτυξης

• στους ανθρώπους και τις σχέσεις τους και όχι σε διεργασίες και εργαλεία
• σε λογισμικό που δουλεύει και όχι σε εκτενή τεκμηρίωση
• σε συνεργασία με τον πελάτη και όχι σε συμβατικές διαπραγματεύσεις
• σε άμεση απόκριση σε αλλαγές και όχι στην τήρηση ενός προδιαγεγραμμένου σχεδίου

Ασυμβίβαστος προγραμματισμός

• Ο προγραμματισμός σε ζευγάρια
• Η συγγραφή ελέγχων μονάδος πριν από τον κώδικα.
• Η συνεχής ολοκλήρωση και ο συνεχής έλεγχος του κώδικα (πολλές φορές μέσα στην ημέρα).
• Η βαθμιαία εξέλιξη του σχεδίου του έργου.
• Η γρήγορη παραγωγική χρήση του συστήματος για την εκμαίευση των απαιτήσεων με το μεγαλύτερο όφελος για τον πελάτη.

• Επιχειρηματικά περιβάλλοντα όπου η διοίκηση θέλει να έχει τον πλήρη έλεγχο του έργου.
• Έργα με αυστηρές προδιαγραφές.
• Έργα που βασίζονται σε σύμβαση με βάση τις προδιαγραφές.
• Συστήματα των οποίων τα αποτελέσματα αργούν να εμφανιστούν.
• Περιβάλλοντα στα οποία οι έλεγχοι είναι ακριβοί (OIS).

Βιβλιογραφία

• Kent Beck. Extreme Programming Explained: Embrace Change. Addison Wesley Longman, 2000.

• Grady Booch, James Rumbaugh, and Ivar Jacobson. The Unified Modeling Language User Guide. Addison-Wesley, 1999.

• F. P. Brooks. The Mythical Man Month. Addison-Wesley, 1975.

• J. Glenn Brookshear. Computer Science, pages 286–318. Addison-Wesley, sixth edition, 2000.

• J. Glenn Brookshear. Computer Science, pages 286–318. Addison-Wesley, 8th edition, 2004.

• William J. Brown, Raphael C. Malveau, Hays W. McCormick III, and Thomas J. Mowbray. AntiPatterns Refactoring Software, Architectures, and Projects in Crisis. Wiley, 1998.

• Alan Cooper. The Inmates are Running the Asylum. Sams, Indianapolis, IN, USA, 1999.

• Alan M. Davis. 201 Principles of Software Development. McGraw-Hill, 1995.

• Tom DeMarco and Timothy R. Lister. Peopleware: Productive Projects and Teams. Dorset House Publishing, 1987.

• Jr. Frederick P. Brooks. No silver bullet: Essence and accidents of software engineering (http://www.di.ufpe.br/ java/graduacao/referencias/BrooksNoSilverBullet.html). IEEE Computer, pages 10–19, April 1987.

• Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, and John Vlissides. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley, 1995.

• Robert L. Glass. Software Runaways: Lessons Learned from Massive Software Project Failures. Prentice-Hall, 1998.

• Robert L. Glass. Frequently forgotten fundamental facts about software engineering. IEEE Software, 18(3):110–112, May/June 2001.

• Watts S. Humphrey. Managing the Software Process. Addison-Wesley, 1989.

• Andrew Hunt and David Thomas. The Pragmatic Programmer: From Journeyman to Master. Addison Wesley Longman, 2000.

• Cem Kaner, Jack Falk, and Hung Quoc Nguyen. Testing Computer Software. Wiley, 1999.

• Brian W. Kernighan and Rob Pike. The Practice of Programming. Addison-Wesley, 1999.

• Steve C McConnell. Code Complete: A Practical Handbook of Software Construction. Microsoft Press, Redmond, WA, second edition, 2004.

• P. J. Plauger. Programming on Purpose: Essays on Software Design. Prentice-Hall, 1993.

• P. J. Plauger. Programming on Purpose II: Essays on Software People. Prentice-Hall, 1993.

• P. J. Plauger. Programming on Purpose III: Essays on Software Technology. Prentice-Hall, 1994.

• Roger S. Pressman. Software Engineering: A Practitioner's Approach. McGraw-Hill, London, fifth edition, 2000. European Adaptation. Adapted by Darrel Ince.

• Charles H. Schmauch. ISO 9000 for Software Developers. ASQC Quality Press, Milwaukee, Wisconsin, USA, 1995.

• Ian Sommerville. Software Engineering. Addison-Wesley, sixth edition, 2001.

• Diomidis Spinellis and Clemens Szyperski. How is open source affecting software development? ( http://www.spinellis.gr/pubs/jrnl/2004-IEEESW-OSS/html/ge-intro.html). IEEE Software, 21(1):28–33, January/February 2004. (doi:10.1109/MS.2004.1259204 (http://dx.doi.org/10.1109/MS.2004.1259204))

• Diomidis Spinellis. Software reliability: Modern challenges ( http://www.spinellis.gr/pubs/conf/1999-ESREL-SoftRel/html/chal.html). In G. I. Schuëller and P. Kafka, editors, Proceedings ESREL '99 — The Tenth European Conference on Safety and Reliability, pages 589–592, Munich-Garching, Germany, September 1999. ESRA, VDI, TUM, A. A. Balkema.

• Diomidis Spinellis. Taking common sense to the extreme ( http://www.spinellis.gr/pubs/Breview/2000-IEEE-XP/html/review.html). IEEE Software, 17(4):113–114, July/August 2000. Book review: eXtreme Programming Explained: Embrace Change.

• Diomidis Spinellis. The tools at hand ( http://www.spinellis.gr/pubs/jrnl/2005-IEEESW-TotT/html/v22n1.html). IEEE Software, 22(1):10–13, January/February 2005.

• Edward Yourdon. Death March. Prentice-Hall, 1997.

• Contents

 Last change: Tuesday, January 11, 2005 11:26 pm
 Unless otherwise expressly stated, all original material on this page created by Diomidis Spinellis is licensed under a Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Greece License.