Разработка программного обеспечения с применением UML диаграмм и сетей Петри для систем управления локальным оборудованием

• Автор: Романников, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

1.1. Тенденции развития программной инженерии.

1.2. Использование ИМЬ диаграмм в разработке ПО.

1.3. Использование сетей Петри в разработке ПО

1.4. Использование интеграции ЦМЬ диаграмм и сетей Петри в

разработке ПО.

1.5. Выводы.

2. АНАЛИЗ СПОСОБОВ РАЗРАБОТКИ Г1РОГРАМНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ЬМЬ ДИАГРАММЫ И СЕТИ ПЕТРИ.
2.1. Недостатки способов разработки программного обеспечения с
использованием ИМЬ диаграмм и сетей Петри.
2.2. Достоинства и недостатки диаграмм состояния и действий при
описании динамических свойств классов.
2.3. Анализ правил преобразования ИМЬ диаграмм в сети Петри.
2.4. Постановка задачи
3. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМЬ ДИАГРАММ И СЕТЕЙ ПЕТРИ
3.1. Правила преобразования ЦМЬ диаграмм в сети Петри.
3.1.1. Типы мест при преобразовании ЦМЬ диаграмм в сети Петри
3.1.2. Правила вызова методов и конструкторов класса, правила обращения к объектам.
3.2. Анализ результатов моделирования пространства состояния
сетей Петри.
3.3. Методика разработки программного обеспечения с
использованием ЦМЬ диаграмм и сетей Петри.
3.4. Выводы.
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОДОНАПОРНЫМИ СТАНЦИЯМИ ВОДОКАНАЛА
4.1. Описание исследуемой системы.
4.2. Разработка ПО системы
4.3. Составление диаграмм классов и объектов
4.4. Составление диаграмм для описания динамических
свойств классов.
4.5. Преобразование диаграмм в сети Петри.
4.6. Анализ сетей Петри.
4.7. Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. РУКОВОДСТВО ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ
ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА ДЛЯ
МОДЕЛИРОВАНИЯ СЕТЕЙ ПЕТРИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РУКОВОДСТВО ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА ДЛЯ АНАЛИЗА
СЕТЕЙ ПЕТРИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРА В ПРОСТРАНСТВЕ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ К РАЗРАБОТКЕ ПО
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. К РЕШЕНИЮ РЕСУРСНОЙ ЗАДАЧИ ИЗ ОБЛАСТИ ИГРОВОЙ ИНДУСТРИИ ПРИМЕНЕНИЕ
МЕТОДИКИ К РАЗРАБОТКЕ ПО.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Среди наиболее распространенных можно выделить Agile, RUP, «чистая комната», итеративная разработка, RAD, MSF и другие. Agile (гибкая методология разработки). Данный способ определяет собой не единственный подход к разработке, а представляет набор принципов и ценностей, определяющих поведение команды разработчиков. Несмотря на то, что существует много фактов успешного создания ПО с помощью данного способа разработки, он, по мнению разработчиков, в большей степени в отличие от других зависит от личных и профессиональных качеств участников команды, чем от внутренних процессов. В основном используется небольшими группами программистов и менеджеров. Больше подходит для определения ценности продукта с точки зрения ведения бизнеса и общения с заказчиком, чем для построения конечного продукта. Полный цикл разработки разбивается на несколько итераций длительностью от 2 до 4 недель. Каждой итерации предшествует стадия планирования и определения условий завершения итерации1. Данный способ позволяет постоянно отслеживать текущий статус готовности продукта, обнаруживать проблемы на более ранних стадиях разработки. С точки зрения авторов, итеративный принцип разработки наиболее применим для создания качественного программного обеспечения. RUP. Является итеративным способом разработки, следовательно, включает в себя их основные достоинства. С точки зрения авторов, RUP более формализован, чем «простая» итеративная методология, что делает его более легким для внедрения. Также RUP более подходит для больших проектов и команд. Каскадная модель2 представляет собой способ разработки ПО, основанный на последовательном прохождении следующих фаз: определение требований - проектирование - реализация - интеграция - верификация -внедрение - поддержка. Данный подход к разработке появился в г. К его недостаткам относятся: сложность внесения изменений в требования, программный код продукта на поздних стадиях разработки и высокие риски получения неработоспособного продукта, гак как верификация происходит только на заключительных этапах. Например, в команде разработки «Parallels Plesk Products» стадия планирования обычно занимает одну неделю, а условиями выхода из итерации является отсутствие программных ошибок в продукте, имеющих приоритет Р0 и Р1. Более известная под названием «модель водопада». На основании вышеприведенного анализа наиболее распространённых способов разработки ПО можно сделать следующие выводы. Для создания качественного программного обеспечения применяемый подход к разработке ПО должен минимизировать риски, обеспечивать постоянную верификацию конечного продукта. Для этих условий большее всего подходит итеративная модель разработки. Стоит отметить, что все существующие на данный момент подходы к разработке программного продукта предполагают тестирование конечного продукта группой тестировщиков, которые верифицируют поведение продукта и выносят решение о его качестве. Данный факт является недостатком всех существующих методологий, а для его устранения необходимо внедрение автоматизированных средств анализа качества программного продукта. Анализ парадигм написания ПО. В настоящее время в программной инженерии существует несколько общепринятых парадигм программирования, на основании которых пишется программный код. К ним относятся: структурное, императивное, декларативное, функциональное, объектно-ориентированное программирование. В данном разделе проанализированы основные парадигмы программирования. Выделены их основные недостатки. Выбрана парадигма программирования, которую будем использовать в дальнейшем при разработке ПО. Проанализируем данные парадигмы. Декларативное программирование. Программа считается декларативной, когда она описывает не процесс создания сущности, а саму сущность. Примером декларативного программирования может служить web-страпица, написанная в html. Последовательность исполнения декларативной программы на XSLT зависит от входного XML, а не от алгоритма. С точки зрения авторов, применение данной парадигмы программирования весьма ограничено.