CORE013 / Barbora Bühnová1
Přednáška 3
Principy softwarového vývoje
CORE013 Vývoj softwarových systémů: od myšlenky k funkčnímu řešení
CORE013 / Barbora Bühnová2
3. Principy softwarového vývoje
̶ Metodiky vývoje softwarových systémů
̶ Agilní vývoj
̶ Role modelů v softwarovém vývoji
Domácí práce a příprava na tuto přednášku
̶ Pročtěte si 3 z článků přidaných ostatními a přidejte comment v DF
̶ Vyzkoušejte si Quiz: Which IT career pathway is right for you?
CORE013 / Barbora Bühnová3
METODY SOFTWAROVÉHO VÝVOJE
CORE013 / Barbora Bühnová4
Modely softwarových procesů
Agil
ní
Early SCRUM
Agile manifesto
Spiral
CORE013 / Barbora Bühnová5
Vodopádový model
CORE013 / Barbora Bühnová6
Výhody a problémy vodopádového modelu
̶ Vodopádový model se většinou používá u velkých softwarových projektů, kde
se systém vyvíjí na několika místech.
̶ V této situaci pomáhá koordinovat práci plánový charakter vodopádového modelu.
̶ Vhodné pro nové verze softwarových produktů.
̶ Dobře pochopený kontext, stabilní požadavky.
̶ Tento proces ztěžuje reakci na měnící se požadavky zákazníků.
̶ Proto je vhodný pouze tehdy, když jsou požadavky dobře pochopeny a změny lze
omezit.
CORE013 / Barbora Bühnová / © Papcunová7
Vytváření prototypů softwaru
̶ Prototyp je jednoduchá implementace navrhovaného
řešení, která slouží k testování nebo ověřování
nápadů.
̶ Poskytuje možnost shromažďovat zpětnou vazbu od
zákazníků
̶ Pomáhá identifikovat problémy a oblasti pro zlepšení
̶ Prototyp je vždy vyřazen - skutečný vývoj produktu je
na základě znalostí získaných při realizaci prototypu.
CORE013 / Barbora Bühnová8
Boehmův spirálový model
̶ Proces je reprezentován spíše jako spirála než
jako posloupnost činností se zpětným
sledováním.
̶ Každá smyčka ve spirále představuje jednu
fázi procesu.
̶ Žádné pevně stanovené fáze, jako je specifikace nebo návrh - smyčky ve
spirále se volí podle toho, co je požadováno.
̶ Rizika jsou v průběhu celého procesu jednoznačně vyhodnocována a řešena.
CORE013 / Barbora Bühnová9
Boehmův spirálový model softwarového procesu
CORE013 / Barbora Bühnová / © Papcunová10
Rational Unified Process (RUP)
̶ Moderní obecný proces běžně spojovaný s modelovacím jazykem UML.
̶ Obvykle se popisuje ze 3 hledisek:
̶ Dynamická perspektiva, která zobrazuje fáze v čase
̶ Statická perspektiva, která zobrazuje činnosti procesu
̶ Pohled na praxi, který navrhuje správné postupy, jež by se měly používat během
procesu.
CORE013 / Barbora Bühnová11
Rational Unified Process (RUP)
CORE013 / Barbora Bühnová12
Inkrementální vývoj
̶ Namísto jednorázového dodání systému je vývoj a nasazení rozděleno do
jednotlivých částí, přičemž každá část dodává část požadované funkce.
̶ Požadavky uživatelů jsou seřazeny podle důležitosti a požadavky s nejvyšší
prioritou jsou zahrnuty do prvních přírůstků.
̶ Po zahájení vývoje přírůstku jsou požadavky zmrazeny, ačkoli požadavky na
pozdější přírůstky se mohou dále vyvíjet.
CORE013 / Barbora Bühnová13
Výhody inkrementálního vývoje
̶ S každým přírůstkem může být dodána hodnota pro zákazníka, takže funkce
systému jsou k dispozici dříve.
̶ Rané přírůstky slouží jako prototyp, který pomáhá zjistit požadavky na
pozdější přírůstky.
̶ Snížení rizika celkového selhání projektu.
̶ Systémovým službám s nejvyšší prioritou bývá věnována největší pozornost
(návrh, testování atd.).
CORE013 / Barbora Bühnová14
Problémy s inkrementálním vývojem
̶ Úplnou specifikaci je těžké předvídat.
̶ To se stává problematickým, pokud je při vyjednávání o smlouvě vyžadována úplná
specifikace.
̶ Struktura systému má tendenci se s přidáváním nových přírůstků zhoršovat.
̶ Pokud se nevynaloží čas a peníze na rozsáhlý refaktoring, pravidelné změny mají
tendenci narušovat strukturu systému a zvyšovat náklady na začlenění dalších změn.
̶ Je obtížné identifikovat a efektivně navrhnout základní zařízení sdílená
různými částmi systému.
̶ Proces není viditelný, pokrok je těžké vysledovat.
CORE013 / Barbora Bühnová / © Papcunová15
Agilní metodiky
̶ Časově omezený, iterativní a inkrementální
přístup k vývoji software.
̶ Umožňuje týmům rychleji dodávat a
reagovat na změny.
̶ Nejpoužívanější agilní metodiky:
̶ SCRUM
̶ KANBAN
̶ Extrémní programování (XP)
̶ Vývoj řízený funkcemi (FDD)
CORE013 / Barbora Bühnová / © Papcunová16
Agilní manifest
CORE013 / Barbora Bühnová17
Principy agilních metod
Princip Popis
Zapojení zákazníků Zákazníci by měli být úzce zapojeni do celého procesu vývoje. Jejich úlohou je
poskytovat nové požadavky a určovat jejich priority a vyhodnocovat iterace
systému.
Přírůstkové dodávky Software je vyvíjen v přírůstcích, přičemž zákazník určí požadavky, které mají být
v každém přírůstku zahrnuty.
Lidé, ne proces Schopnosti vývojového týmu by měly být rozpoznány a využity. Členové týmu by
měli mít možnost rozvíjet své vlastní způsoby práce bez předepsaných postupů.
Přijměte změnu Očekávejte, že se požadavky na systém budou měnit, a navrhněte systém tak,
aby se těmto změnám přizpůsobil.
Zachování jednoduchosti Zaměřte se na jednoduchost vyvíjeného softwaru i procesu vývoje. Kdekoli je to
možné, aktivně pracujte na odstranění složitosti systému.
CORE013 / Barbora Bühnová / © Papcunová18
Agilní
̶ Být agilní znamená reagovat na změny.
̶ Podporuje týmovou práci, sebeorganizaci a odpovědnost.
̶ Hlavní aspekty:
̶ Flexibilita
̶ Rozdělení prací
̶ Hodnota týmové práce
̶ Iterativní vylepšení
̶ Spolupráce s klientem
CORE013 / Barbora Bühnová / © Papcunová19
Výhody agilního vývoje
̶ Spokojenost zákazníků díky průběžnému dodávání softwaru
̶ Pracovní software je dodáván často
̶ Větší flexibilita a přizpůsobivost změnám
̶ Zvýšená frekvence spolupráce a zpětná vazba
̶ Úzká spolupráce mezi zúčastněnými stranami a vývojáři
̶ Zaměření na obchodní hodnotu
̶ Zvýšená kontrola projektu
CORE013 / Barbora Bühnová / © Papcunová20
Problémy a výzvy v agilním přístupu
̶ Projekt může snadno sejít z cesty, pokud zúčastněné strany nemají jasno v
tom, jaký konečný výsledek chtějí.
̶ Může být obtížné udržet zájem zákazníků, kteří jsou do procesu zapojeni.
̶ Úroveň spolupráce může být obtížné udržet
̶ Riziko ztráty dlouhodobé vize, protože není jasný konec projektu.
̶ Problémem mohou být smlouvy, stejně jako u jiných přístupů k iterativnímu
vývoji.
CORE013 / Barbora Bühnová21
Problémy a výzvy v agilním přístupu
̶ Dokumentace má tendenci odbíhat na vedlejší kolej
̶ Obtížné měření pokroku
̶ Vzhledem k tomu, že se agilní metody zaměřují na malé, úzce integrované
týmy, je třeba být opatrný při jejich rozšiřování na velké systémy.
̶ Stanovení priorit změn může být obtížné, pokud existuje více zúčastněných
stran.
̶ Zachování jednoduchosti vyžaduje další práci
CORE013 / Barbora Bühnová22
SCRUM
CORE013 / Barbora Bühnová23
Scrum ceremonie
̶ Sprint
̶ Základní jednotka vývoje ve Scrumu, pevně stanovená doba trvání 1-4 týdny.
̶ Plánování sprintu
̶ Projedná se a odsouhlasí rozsah práce, která má být během sprintu provedena.
̶ Denní Scrum
̶ Každý den během sprintu tým pořádá denní scrum (nebo stand-up), aby všichni řekli, co
včera dokončili, co plánují dokončit dnes a s jakými překážkami se potýkají.
̶ Recenze Sprint
̶ Tým přezkoumá dokončenou práci a naplánuje práci, která nebyla dokončena.
̶ Retrospektiva sprintu
̶ Tým se zamyslí nad uplynulým sprintem a odsouhlasí opatření pro zlepšení procesů.
CORE013 / Barbora Bühnová24
Skládání systémů z existujících částí
̶ Na základě systematického opětovného použití, kdy jsou systémy integrovány
ze stávajících komponent nebo systémů COTS (Commercial-off-the-shelf).
̶ Fáze procesu
̶ Analýza složek;
̶ Úprava požadavků;
̶ Návrh systému s opakovaným použitím;
̶ Vývoj a integrace.
̶ Opakované použití je dnes standardním přístupem k budování mnoha typů
podnikových systémů.
CORE013 / Barbora Bühnová25
ÚLOHA MODELŮ
V SOFTWAROVÉM INŽENÝRSTVÍ
CORE013 / Barbora Bühnová26
Vizualizace usnadňuje porozumění
https://de.slideshare.net/cairolali/resolving-technical-debt-in-software-architecture
CORE013 / Barbora Bühnová27
Chunking
https://de.slideshare.net/cairolali/resolving-technical-debt-in-software-architecture
CORE013 / Barbora Bühnová28
Vizualizace usnadňuje porozumění
https://de.slideshare.net/cairolali/resolving-technical-debt-in-software-architecture
CORE013 / Barbora Bühnová / © Strukturovaná analýza systémů J. Ráček29
Základní pohledy na softwarové systémy
̶ Funkčně orientovaný pohled
̶ Systém jako soubor vzájemně se ovlivňujících funkcí. Funkční transformace založené na
procesech, propojené s datovými a řídicími toky.
̶ Datově orientovaný pohled
̶ Vyhledává základní datové struktury v systému. Funkční aspekt systému (tj.
transformace dat) je méně významný.
̶ Objektově orientovaný pohled
̶ Systém jako soubor vzájemně se ovlivňujících objektů, které obsahují jak data, tak
operace prováděné s daty.
CORE013 / Barbora Bühnová30
Objektově orientovaná analýza a návrh
̶ Přístup softwarového inženýrství, který modeluje systém jako skupinu
vzájemně se ovlivňujících objektů.
̶ Každý objekt představuje určitou entitu, která je předmětem zájmu
modelovaného systému, a je charakterizován svou třídou, stavem (datovými
prvky) a chováním.
̶ Pro zobrazení statické struktury, dynamického chování a nasazení těchto
spolupracujících objektů za běhu lze vytvořit různé modely.
̶ Existuje řada různých metod, které určují pořadí modelovacích činností.
Modelovací notace se používá jednotná (UML).
CORE013 / Barbora Bühnová31
Objekty a třídy analýzy – Co jsou to objekty?
̶ Objekty se skládají z dat a funkcí zabalených do opakovaně použitelného
celku. Objekty zapouzdřují data.
̶ Každý objekt je instancí nějaké třídy, která definuje společnou množinu
vlastností (atributů a operací)
sdílených všemi jejími instancemi.
̶ Objekty mají:
̶ Hodnoty atributů - datová část
̶ Operace - část chování
number = "1243"
owner = "Jim Erl"
balance = 300
deposit()
withdraw()
getOwner()
setOwner()
Objekt
bankovního
účtu
hodnoty
atributů
operace
CORE013 / Barbora Bühnová / © Clear View Training 2010 v2.632
Zasílání zpráv
̶ V OO systémech si objekty navzájem posílají zprávy přes odkazy.
̶ Tyto zprávy způsobí, že objekt vyvolá operaci.
bankovní objekt objekt účtu
account.withdraw(150);
objekt banky odešle zprávu
"vybrat 150" objektu účtu.
objekt účtu reaguje vyvoláním
operace withdraw(). Tato operace
sníží zůstatek na účtu o 150.
zpráva
CORE013 / Barbora Bühnová / © Clear View Training 2010 v2.633
Co jsou to třídy?
̶ Každý objekt je instancí jedné třídy - třída popisuje "typ" objektu.
̶ Třídy umožňují modelovat množiny objektů, které mají stejnou sadu
vlastností - třída funguje jako šablona pro objekty:
̶ Třída určuje strukturu (soubor vlastností) všech objektů této třídy.
̶ Všechny objekty třídy musí mít stejnou sadu operací, musí mít stejné atributy, ale
mohou mít různé hodnoty atributů.
̶ Představte si třídy jako:
̶ Razítka
̶ Vykrajovátka na sušenky
třída
objek
t
CORE013 / Barbora Bühnová34
Modelování systému
̶ Modelování systému je proces vytváření abstraktních modelů systému,
přičemž každý model představuje jiný pohled nebo perspektivu tohoto
systému.
̶ Modelování systému nyní znamená znázornění systému pomocí určitého
druhu grafického zápisu, který je velmi často založen na Unified Modeling
Language (UML).
̶ Modelování systému pomáhá analytikovi pochopit funkčnost systému a
modely se používají při komunikaci s kolegy a zákazníky.
CORE013 / Barbora Bühnová35
Systémové perspektivy
̶ Vnější pohled, kde se modelují hranice systému, kontext a/nebo prostředí
systému.
̶ Strukturální hledisko, kde se modeluje organizace systému nebo struktura
dat, která jsou systémem zpracovávána.
̶ Interakční perspektiva, při níž se modelují interakce mezi systémem a jeho
prostředím nebo mezi součástmi systému.
̶ Perspektiva chování, kdy se modeluje dynamické chování systému nebo jeho
jednotlivých prvků a jejich reakce na události.
CORE013 / Barbora Bühnová36
Oblíbené diagramy UML
̶ Diagramy případů užití, které zobrazují interakce mezi systémem a jeho
prostředím.
̶ Diagramy tříd, které zobrazují třídy objektů a asociace mezi nimi.
̶ Sekvenční diagramy, které zobrazují interakce mezi aktéry a systémem a
mezi komponentami systému.
̶ Diagramy aktivit, které znázorňují činnosti zapojené do procesu nebo
zpracování dat.
CORE013 / Barbora Bühnová37
Oblíbené diagramy UML
̶ Diagramy případů užití,
které zobrazují interakce
mezi systémem a jeho
prostředím.
CORE013 / Barbora Bühnová38
Oblíbené diagramy UML
̶ Diagramy tříd, které zobrazují třídy objektů a asociace mezi těmito třídami.
CORE013 / Barbora Bühnová39
Oblíbené diagramy UML
̶ Sekvenční diagramy, které
zobrazují interakce mezi
aktéry a systémem a mezi
komponentami systému.
40
Oblíbené diagramy UML
̶ Diagramy aktivit, které znázorňují činnosti zapojené do procesu nebo
zpracování dat.
CORE013 / Barbora Bühnová
CORE013 / Barbora Bühnová41
CO NÁS ČEKÁ PŘÍŠTĚ
CORE013 / Barbora Bühnová42
4. Algoritmické myšlení
̶ Algoritmické myšlení
̶ Programování jako koncept
̶ Jak vypadá práce programátora
̶ Programování prakticky
Domácí práce a příprava na příští přednášku
̶ Proklikejte si portál iMyšlení
̶ Proklikejte si portál CS Unplugged