Artificial Intelligent Systems Laboratory

1

مقدمه

1فصل 2درس مهندسي نرم افزار

دكتر احمد عبداله زاده بارفروشتهيه كننده : پويا جافريان

Artificial Intelligent Systems Laboratory

2

نرم افزار چيست ؟

برنامه کامپيوتري و مستندات مرتبط با آن مانند •نيازمندي ها، مدل هاي طراحي و راهنماي کاربر

محصوالت نرم افزار ممکن است براي يک مشتري •خاص و يا براي بازار عمومي توليد شوند.

محصوالت نرم افزار ممکن است : •کلي باشند – توسعه آنها به منظور فروش به طيف –

وسيعي از مشتريان باشد. به عنوان مثال نرم افزارهايي Excel و يا Wordمثل

خاص باشند – براي يک مشتري خاص و با توجه به –نيازهاي خاص مشتري توسعه داده شده باشند.

هر نرم افزار جديد مي تواند با توليد کامل يک •برنامه جديد، پيکربندي يک نرم افزار عمومي و يا

استفاده مجدد از يک نرم افزار موجود به وجود آيد.

Artificial Intelligent Systems Laboratory

3

نرم افزار چيست ؟

نرم افزار مجموعه اي از عناصر يا اشيا است که

تشکيل يک پيکربندي شامل موارد زير مي دهند :

برنامه ها •مستندات •داده ...•

Artificial Intelligent Systems Laboratory

4

نقش دوگانه نرم افزار

نرم افزار يک محصول است •توانايي پردازش را فراهم مي سازد. –وظيفه توليد، مديريت، اکتساب، تغيير، نمايش و يا –

انتقال اطالعات را بر عهده دارد.

نرم افزار ابزاري براي تحويل يک محصول است. •از کارکردهاي سيستم پشتيباني مي کند. –نرم افزارهاي ديگر را کنترل مي کند. )مثل سيستم –

عامل( براي ايجاد ارتباط به کار مي رود. )مثل نرم افزارهاي –

شبکه( در ساخت نرم افزارهاي ديگر سودمند است. )مثل –

ابزارهاي نرم افزاري(

Artificial Intelligent Systems Laboratory

5

نرم افزار چيست ؟

نرم افزار مهندسي مي شود. •نرم افزار فرسوده نمي شود. •نرم افزار پيچيده است. •نرم افزار تفکيک کننده است. •

Artificial Intelligent Systems Laboratory

6

نزول کيفيت در مقابل از بين رفتن

منحني ايده آل

تغيير

منحني اصلي

نرخ خرابي

زمان

افزايش نرخ خرابيبه دليل تاثيرات جانبي

Artificial Intelligent Systems Laboratory

7

انواع نرم افزار

نرم افزارهاي سيستمي•نرم افزارهاي کاربردي•نرم افزارهاي علمي مهندسي •نرم افزارهاي نهفته •نرم افزارهاي خط توليد •نرم افزارهاي وب •نرم افزارهاي هوش مصنوعي •

Artificial Intelligent Systems Laboratory

8

نرم افزار – رده بندي جديد

نرم افزارهdاي فراگdير ) شdبکه هdاي بيسيم (•افزارهddاي • بddه Netsourcingنرم وب (

عنوان موتور محاسباتي ( بdه • افdزار نdرم کdد ( بdاز متن افزارهdاي نرم

قdرار کننdدگان اسdتفاده اختيdار در بdاز طdور دارد. (

همچنين نرم افزارهاي : •داده کاوي–محاسبات توري–ماشين هاي شناختي –نرم افزارهايي براي نانوتکنولوژي –

Artificial Intelligent Systems Laboratory

9

(Legacyنرم افزارهاي موروثي )

چرا اين نرم افزارها بايد تغيير کنند ؟ •نرم افزار بايد با نيازهاي جديد محيط –

پردازشي و تکنولوژي انطباق يابد. نرم افزار براي پياده سازي نيازهاي –

جديد کسب و کار بايد بهبود يابد. نرم افزار بايد براي امکان ايجاد ارتباط –

با ديگر سيستم هاي نرم افزار مدرن يا پايگاههاي داده گسترش يابد.

نرم افزار بايد براي عملکرد مناسب در –محيط شبکه معماري مجدد گردد.

Artificial Intelligent Systems Laboratory

10

تکامل نرم افزار

( : سيستم هاي 1974قانون تغيير مداوم )•الکترونيکي بايد به طور دائم در حال تغيير باشند. در

غير اين صورت رضايت از آنها روز به روز کاهش مي يابد.

( : هرگاه سيستم 1974قانون افزايش پيچيدگي )•هاي الکترونيکي تکامل يابند، پيچيدگي آنها افزايش مي يابد مگر اينکه در جهت نگهداري يا کاهش اين

پيچيدگي کاري انجام شود. ( : فرايند تکامل سيستم 1974قانون خود تطبيقي )•

هاي الکترونيکي در جهت حرکت به سمت توزيع نرمال محصول و فرايند خود تطبيق است.

( : ميانگين فعاليت 1980قانون ثبات سازماني )•مفيد فراگير درتکامل يک نرم افزار در طول حيات

محصول ثابت است.

Artificial Intelligent Systems Laboratory

11

تکامل نرم افزار

( : در حين تکامل يک سيستم 1980قانون ثبات آشنايي )•الکترونيکي، تمام افرادي که با آن به نوعي در ارتباط هستند، به عنوان مثال توسعه دهندگان، پرسنل فروش، کاربران و ... بايد براي دستيابي به تکامل مورد انتظار بر محتوا و رفتار آن

تسلط داشته باشند. ( : محتواي کارکردي يک سيستم 1980قانون رشد مداوم )•

الکترونيکي بايد به طور مداوم در حال افزايش باشد تا رضايت کاربران را فراهم نمايد.

( : کيفيت يک سيستم الکترونيکي 1996قانون کاهش کيفيت )•کاهش خواهد يافت در صورتي که به طور مداوم نگهداري و

با تغييرات محيط عملياتي انطباق داده شود. ( : فرايند تکامل يک سيستم 1996قانون سيستم بازخورد )•

الکترونيکي بايد شامل يک سيستم بازخورد چند سطحي، چند عامله و چند حلقه اي بوده و بايد با آن طوري برخود شود که

بهبود در نرم افزار ايجاد شود.

Artificial Intelligent Systems Laboratory

12

مهندسي نرم افزار به عنوان يک تکنولوژي اليه اي

مهندسي نرم افزار

کيفيتکيفيت

مدل فرايندمدل فرايند

روشروش

ابزارابزار

Artificial Intelligent Systems Laboratory

13

تعريف متدولوژي

يک متdدولوژي مجموعdه اي از روش هdا و •کdه dبdه هdا مي dباشdد قdالب و dاdه تdوصdيه مراحdل طdي و مشdخص راdهdبرد هdمdراdه مختلdف در تdوسdعه سيسdتم بdه dکdار dگرفتdه ابdزار متdدdلوژي dداراdي شdود. dيdک مdي تعريdف شdدdه و مdدل dمفهdومي ميd باشdد و

از dيک گرامر مdشخص استفdاده ميd کند. مdدل • يdا و گdرا شdيء مdدل مثdال براي

دو افddزار نddرم توسddعه در سddاختيافته متدلوژي توسعه نرم افزار هستند.

Artificial Intelligent Systems Laboratory

14

متدولوژي

متdدولوژي ، مجموعdه اي از روش •و تحليdل ابزارهdاي و فنdون ، هdا در کdه اسdت سيسdتم طdراحي چdارچوب يdک انگdاره مdدل سdازي مفهdومي الگdوي يdک بdر مبتdني توسdعه رونdد سdازماندهي بdراي بdه روشdي نظdام منdد سيسdتم هdا

به کار بسته مي شود.

Artificial Intelligent Systems Laboratory

15

مسائل مطرح در متدولوژي

مdوارد • پاسdخگوي بايسdت متdدولوژي ذيل باشد :

فdرعي – مراحdل بdه بايسdت پdروژه چگونdه تجزيه شود؟

بايdد صdورت – اقdداماتي در هdر مرحلdه چdه گيرد؟

چه خروجي هايي بايد توليد شود؟–بايdد – در چdه زمdاني و تحت چdه شdرايطي

اين وظايف انجام شوند؟چه محdدوديت هdايي بايdد اعمdال شود؟–

Artificial Intelligent Systems Laboratory

16

اجزاي يک متدلوژي

ابزار، فنون و روش ها

مدلسازي

الگوي مفهومي

Artificial Intelligent Systems Laboratory

17

مدل فرآيند

افdزار مجموعdه • نdرم فرآينdد مهندسdي اي ازd قdدم هdاي dقابdلd پيش بdيdني بdراي

توسعه dنرم dافزار رdا مشdخص ميd کندو • هdا قdدم ، افdزار نdرم فرآينdد مدل

اسdتراتژي توسdعه نdرم افdزار فرآينdد و روش مي باشد.

مddدل • و آبشddاري مddدل مثddال براي نdرم توسdعه فرآينdد مdدل دو حلdزوني

افزار مي باشند.

Artificial Intelligent Systems Laboratory

18

فرايند حل مسئله

توسعه تکنيکال

يکپارچه سازي راه حل

تعريف مسئله

وضعیت

Artificial Intelligent Systems Laboratory

19

یک چارچوب فرایند

چارچوب فرایند•

فعالیت های چارچوبفعالیت های کاری

محصوالت کاریمایل استون ها و موارد قابل تحویل

نقاط تضمین کیفیت

فعالیت های چتری

Artificial Intelligent Systems Laboratory

20

شامل مجموعه اي از فرایند نرم افزار مشخص مي چارچوب با فعالیت ها

باشد. Frameworkفعالیت های چارچوب )•

Activities)(Communicationارتباطات )–(Planningطرح ریزی )–(Modelingمدل سازی )–

(Analysis of requirementsآنالیز نیازها )•(Designطراحی )•

(Constructionساخت )–(Code Generationتولید کد )•(Testingتست )•

(Deploymentاستقرار )–

Artificial Intelligent Systems Laboratory

21

Umbrella)فعاليت هاي هميشگي Activities)مديريت پروژه • FTR( )Formal بازنگري فني و رسمي•

Technical Review, (Software Quality Assurance)تضمين کيفيت • Software)مديريت پيکره بندي سيستم •

Configuration Management) Work)آماده سازي و توليد خروجي ملموس •

Product Preparation and Production) Reusability)مديريت استفاده مجدد •

Management)(Measurement)اندازه گيري •(Risk Management)مديريت ريسک •

Artificial Intelligent Systems Laboratory

22

مدل فرایند : قابلیت انطباق

فعالیت های چارچوب همواره و روی همه •پروژه ها باید انجام شوند اما ...

ولی درجه به کارگیری آنها با توجه به موارد •زیر می تواند متفاوت باشد :

نوع پروژه –ویژگی های پروژه –میزان هماهنگی بین اعضای تیم پروژه و –

وضعیت تیم بنابراین : وابسته به مشخصات پروژه ، نوع

آن و تحليلي که مي شود و ... فعاليت هاي چارچوب تغيير مي کند.

Artificial Intelligent Systems Laboratory

23

روند ها و جريان هاي حاکم بر حيطه مهندسي نرم افزار

برنامه نويسي ساختيافتهکد نويسي ساختيافته•Top-Downبرنامه نويسي •پنهان سازي اطالعات •انتزاع داده ها•تفکيک مرحله اي•

70اوائل دهه ميالدي

متدولوژي هاي طراحيطراحي ساختيا•JSPروش طراحي •روش طراحي وارنير -اور•

70ميانه دهه ميالدي

Artificial Intelligent Systems Laboratory

24

تاريخچه )ادامه(متدولوژي هاي تحليل

تحليل ساختيافته•تحليل ساختاريافته••SADT

اواخر دهه ميالدي70

تکنيک هاي خودکار، و طراحي و برنامه نويسي شيءگرا

•PSA/PSLتوليد خودکار کد•ابزراهاي مستقل مهندسي نرم افزار••Smalltalk , Ada ,Modula-2

80دهه ميالدي

(CASE)مهندسي نرم افزار به کمک کامپيوتر ابزارهاي محاوره اي براي تحليلگران•محيط هاي توليد واسط کاربر•روش هاي شيء گرا•محيط هاي مجتمع مهندسي نرم افزار•ابزارهاي توسعه سيستم به روش ديداري•

90 دهه ميالدي

Artificial Intelligent Systems Laboratory

25

مراحل توليد سيستم هاي کالسيک

مرحله فعاليت هامستندات توليد شده

درخواست کاربر•پيشنهاد پروژه و برآورد •

هزينهنتايج مطالعات امکان •

سنجي / تحليل خواسته هاي کاربر

طرح کلي پروژه•

ارزيابي درخواست کاربرهدايت مطالعات امکان سنجيتعريف خواسته هاي کاربرتهيه طرح کلي پروژه

تحليل نيازها

توصيف کارکردي•سند خواسته هاي •

اطالعاتي

تهيه طراحي عموميپااليش خواسته هاي کاربر

طراحي منطقي

Artificial Intelligent Systems Laboratory

26

مراحل توليد سيستم هاي کالسيک) ادامه(

مرحله فعاليت هامستندات توليد شده

تعيين مشخصات سيستم •و زير سيستم ها

تعيين مشخصات پايگاه •داده ها

تعيين مشخصات برنامه•

تهيه طراحي تفضيلي•تعريف زير سيستم ها•طراحي ساختار پايگاه داده•

طراحي فيزيکي

مستندات برنامه ها•

کد کردن برنامه ها•آزمون واحدهاي برنامه اي•مستند سازي برنامه ها•

طراحي برنامه

Artificial Intelligent Systems Laboratory

27

مراحل توليد سيستم هاي کالسيک) ادامه(

مرحله فعاليت هامستندات توليد شده

طرح آزمون•گزارش تحليل آزمون•راهنماي کاربران•

اجراي آزمون زير سيستم ها•اجراي آزمون سيستم•آموزش کاربران•استقرار کنترل هاي تبديل•اجراي تبديل داده ها•

پياده سازي سيستم

راهنماي اجرا•راهنماي نگهداري•گزارش ارزيابي•

اجراي سيستم واقعي•نگهداري سيستم جديد•ارزيابي سيستم•

اجراي سيستم

Artificial Intelligent Systems Laboratory

28

مراحل توليد سيستم هاي ساخت يافته

مرحله فعاليت هامستندات توليد شده

درخواست کاربر•پيشنهاد پروژه و برآورد هزينه•نتايج مطالعات امکان •

سنجي / تحليل خواسته هاي کاربر

طرح کلي پروژه•

ارزيابي درخواست کاربر•هدايت مطالعات امکان سنجي•تعريف خواسته هاي کاربر•تهيه طرح کلي پروژه•

تحليل نيازها

تعيين طراحي منطقي •ساختيافته

تبديل خواسته هاي کاربر•پااليش ساختار منطقي •

سيستم

طراحي منطقي)تحليل(

Artificial Intelligent Systems Laboratory

29

مراحل توليد سيستم هاي ساخت يافته) ادامه(

مرحله فعاليت هامستندات توليد شده

تعيين طراحي فيزيکي ساخت •يافته

طرح آزمون•تعيين مشخصات برنامه•

تشخيص سسله مراتب مدولها•تعيين واسط هاي بين مدولها•نهايي کردن اطالعات پيکره •

بندي تجهيزاتتهيه آزمون طرح•

طراحي فيزيکي

ساختيافته

مستندات يکپارچه نرم افزار•

کد کردن مدول ها•يکپارچه سازي مدول ها•مستند سازي برنامه ها•

پياده سازي باال

به پايين

Artificial Intelligent Systems Laboratory

30

مراحل توليد سيستم هاي ساخت يافته) ادامه(

مرحله فعاليت هامستندات توليد شده

مشخصات پذيرش•گزارش آزمون موارد•

تعريف سيستم قابل پذيرش•توليد موارد آزمون پذيرش•

آزمون پذيرش

گزارش آزمون پذيرش •راهنماي کاربران•

اجراي نهايي آزمون سيستم •هاآموزش کاربران•استقرار کنترل ها ي تبديل•اجراي تبديل داده ها•

تضمين کيفيت

راهنماي اجرا•راهنماي نگهداري•گزارش ارزيابي•

اجراي سيستم واقعي•نگهداري سيستم جديد•ارزيابي سيستم•

اجراي سيستم

Artificial Intelligent Systems Laboratory

31

Lifecycleتوليد سنتي سيستم مرحلهپرسش هاي اصلينتيجه

تبين هدف ها1.

تعيين شاخص هاي عملکرد2.بررسي اوليهمسئله چيست؟

تجزيه و تحليل هزينه-منفعت1.

تبيين هدف هاي جديد2.واقعيت ها چيست؟

خواسته هاي کاربر کدام است؟مطالعه امکان

سنجي

يافتن گزينه هاي جديد1.

تصويب يکي از گزينه ها2.براي حل مسئله چه بايد کرد؟

طراحي مفهومي)طراحي خام(

طراحي سيستم هاي نمونه1.

تنظيم برنامه آزمايش2.طراحي تفضيليمسئله چگونه بايد حل شود؟

مستند سازي مناسب براي 1.ارائه به کاربر

تدوين برنامه کارآموزي2.

عمليات واقعي چيست؟آيا دستورالعمل کاربر آماده

است؟استقرار

پاسخ به خواسته هاي کاربر1.

تامين رضايت کاربر2.آيا سيستم بايد اصالح شود يا

بهبود يابد؟نگهداري

Artificial Intelligent Systems Laboratory

32

معايب روش هاي کالسيک

پروژه گرايي و نبود برنامه کلي در •سطح سازمان

در دراز مدت ، سيستم ها ناهماهنگ –و مجزا از يکديگر خواهند بود!

طوالني بودن زمان تحويل•درگيري اندک کاربر•پرخطا بودن سيستم ها•انعطاف ناپذير بودن سيستم ها•

Artificial Intelligent Systems Laboratory

33

Life cycle طراحي و تحليل

سيستم ها با رويکرد ديمارکو

طراحي اوليه ساختيافته

تجزيه و تحليل بررسي کردنطراحي تفضيلي

پياده سازي از باال به پايين

مطالعه سخت افزاري

سند امکان سنجي

نيازمندي هاي کاربران

ت صا

خش

م

يکارکرد

ت صا

خش

مي

تمس

سي

ي ها

ي ند

زمنيا

ييک

يزت ف

صاشخ

يمنهاي

طرح آزمون

سيستم

ت صا

خش

مها

ي ند

زميان

بنديمان

و زجه

ودب

سفارش سخت افزار

مشخصات برنامهبراي فاز پياده سازي

Artificial Intelligent Systems Laboratory

34

انواع سيستم هاي اطالعاتي

سيستم هاي مبتني بر تبديل •با ساختار دروني معطوف به –

تبديل ورودي به خروجي مانند سيستم هاي اطالعاتي مديريتي

سيستم هاي مبتني بر تراکنش•با کارکرد مبتني بر تشخيص و –

تفکيک تراکنش هاي مختلفمانند سيستم هاي بانکداري

Artificial Intelligent Systems Laboratory

35

انواع سيستم هاي اطالعاتي ) مقايسه(

مبتني بر تبديل سيستم هاي •

سيستم هاب مبتني بر تراکنش

دريافت ورودي

اعتبار سنجي ورودي

تبديل ورودي به خروجي

قالب بنديخروجي

نمايش خروجي

دريافت ورودي

تشخيص نوعتراکنش

2تراکنش قالب بنديخروجي

نمايش خروجي

1تراکنش

3تراکنش