Объектно-ориентированные технологии разработки программного обеспечения

Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Объектно-ориентированные технологии разработки программного обеспечения Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220400 - “Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”.

Санкт-Петербург 2000

1

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

“УТВЕРЖДАЮ” Проректор по учебной работе проф. ___________ Ушаков В.Н. “_____”_______________2000 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Объектно-ориентированные технологии разработки программного обеспечения Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220400 - “Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”. Факультет компьютерных технологий и информатики Кафедра математического обеспечения и применения ЭВМ Курс – 5 Семестр – 9 Лекции

48 ч.

Курсовое проектирование

16 ч.

Аудиторные занятия Самостоятельные занятия Всего часов

64 ч. 80 ч. 144 ч.

Экзамен

2000

2

9 семестр

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры математического обеспечения и применения ЭВМ “____”_______________2000 г., протокол №______.

Рабочая программа согласована с рабочими программами изученной ранее дисциплины “Объектно-ориентированное программирование”.

Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета компьютерных технологий и информатики “____”_____________2000 г.

3

Цели и задачи дисциплины Изучение современных подходов к анализу, проектированию и разработке объектноориентированного программного обеспечения, а также освоение соответствующих технологий. Формирование практических навыков в разработке программных систем и комплексов. Требования к уровню освоения дисциплины В результате изучения дисциплины студенты должны: 1) знать теоретические основы и современные объектно-ориентированные технологии анализа, проектирования и разработки системного, инструментального и прикладного программного обеспечения; 2) уметь проектировать и разрабатывать различные виды программного обеспечения; 3) иметь представление об языковых средствах, библиотеках классов и инструментальных средствах применяемых при разработке программного обеспечения. Содержание рабочей программы Введение Предмет дисциплины, ее структура и содержание. Цели и содержание дисциплины для подготовки студентов по выбранному направлению. Структура и план учебной деятельности студентов, рекомендуемая литература. Связь дисциплины с предшествующими и последующими дисциплинами и ее место в подготовке специалиста по программированию. Краткие сведения об истории развития и становления проблематики дисциплины. Стандарты по разработке программного обеспечения. Тема 1. Основные понятия дисциплины Жизненный цикл программного обеспечения. Управление проектом, планирование и распределение ресурсов, контроль исполнения сроков. Тестирование и оценка качества. Управление программными конфигурациями. Сопровождение. Модернизация и масштабирование программного обеспечения. Обзор методов проектирования и разработки программного обеспечения. Языки программирования четвертого поколения, CASE-системы, системы ускоренной разработки приложений. Языки и парадигмы программирования. Семантика и интерпретация языка программирования. Основные положения объектного подхода к разработке программ, Принципы объектного подхода, абстрагирование, ограничение доступа, модульность, иерархия, типизация, параллелизм, устойчивость. Способы распределения и заимствования шаблонов и поведения. Отношения между объектами и/или классами. Управление последовательностью действий в объектно-ориентированной программе. Объект и процесс. Инициализация и взаимодействие объектов и процессов. Сообщения. Реализация механизмов посылки сообщений. Примеры функционирования объектно-ориентированной программы. Формальные модели объектов и классов: автоматная и алгебраическая модели объектов, исчисления типов.

4

Тема 2. Анализ и проектирование программного обеспечения Системный анализ. Принципы объектно-ориентированного анализа и их обсуждение. Основные определения: система, домен, подсистема, элемент, связи, среда. Структура системы, декомпозиция, иерархия элементов. Процессы в системе и потоки информации. Исследование действий. Построение моделей доменов и подсистем, связей и взаимодействия подсистем, взаимодействия объектов, событий, процессов, потоков данных, действий. Описание классов и их взаимосвязей. Динамика поведения объектов, диаграммы перехода состояний. Диаграммы объектов. Видимость и синхронизация объектов, временные диаграммы. Диаграмма процессов. Обработка исключительных ситуаций. Рабочие продукты, методологии и средства анализа и проектирования. Тема 3. Языки разработки программного обеспечения Классификация языков объектно-ориентированного программирования. Особенности языков с точки зрения реализации объектно-ориентированного проекта. Системы объектноориентированного программирования. Языковые средства реализации механизмов наследования. Множественное наследование, достоинства и недостатки. Подклеенные классы Понятие интерфейса. Абстрактные базовые классы. Конечные производные классы. Шаблоны. Полиморфные контейнерные классы, итераторы и аппликаторы. Анализ различных моделей обработки исключительных ситуаций. Стандартные средства контроля подтверждений. Применение методов доказательства корректности программ. Проверка предусловий и постусловий, вычисления инвариантов. Контроль асинхронных событий. Реализация модели обработки синхронных ситуаций с завершением в С++. Тема 4. Разработка и применение библиотек классов Проектирование библиотек классов. Виды классов: конкретный тип, абстрактный тип, узловой класс, интерфейсный класс. Динамическая идентификация типа. Управление видимостью и областью действия имен. Управление памятью. Библиотека потокового ввода/вывода. Форматирование в памяти. Библиотеки контейнерных классов. Контейнеры низкого и высокого уровней. Прямые и косвенные контейнеры. Управление памятью контейнеров. Виды итераторов и аппликаторов. Номенклатура контейнеров и примеры их использования. Библиотеки интерфейсных элементов. Понятие приложения. Диалоговые окна и дочерние элементы управления. Проверка правильности данных. Приложения MDI. Иерархия классов исключений. Тема 5. Разработка стандартных управляющих элементов Программирование связи и обмена данными между прикладными программами. Динамические библиотеки, динамический обмен данными и технологии связи и внедрения объектов. Объекты-серверы и объекты-клиенты. Автоматизированные объекты. Готовые стандартные управляющие элементы ( VBX, OCX, Active X, апплеты). Инструментальные средства создания управляющих элементов.

5

Тема 6. Информационные технологии коллективной разработки программного обеспечения Обзор и классификация средств поддержки коллективной разработки программного обеспечения. Программные средства планирования и управления процессом разработки. Сетевые графики и диаграммы рабочего процесса. Сценарии выполнения работ, согласование графиков. Применение систем управления документами. Инструментальные средства верификации и тестирования программ. Планирование и автоматизированная генерация тестов. Сценарии тестирования. Анализаторы профиля выполнения теста. Репозиторий тестов. Контроль показателей качества. Заключение Тенденции развития объектно-ориентированных технологий разработки программного продукта. Пути дальнейшего изучения студентами вопросов, рассмотренных в курсе. Цели и содержание курсового проекта Целью курсового проекта является приобретение практических навыков проектирования и разработки готовой программной системы или стандартного управляющего элемента с применением современных объектно-ориентированных технологий. Задание на курсовой проект содержит описание основных функции программы. В процессе работы над проектом студенты должны выполнить планирование разработки, анализ предметной области и проектирование программной системы с формированием соответствующих рабочих продуктов, разработку программной системы с применением соответствующих технологий, верификацию разработанного программного обеспечения. Результат выполнения курсового проекта оформляется в виде пояснительной записки, содержащей описание этапов разработки, основные рабочие продукты и программные документы, а также обоснование принятых решений. Ориентировочная трудоемкость выполнения проекта составляет 16 аудиторных, около 50 самостоятельных часов работы.

6

Распределение учебных часов по темам и видам занятий № темы

Объем учебных часов Название разделов и тем

Введение 1 Основные понятия дисциплины 2 Анализ и проектирование программного обеспечения 3 Языки разработки программного обеспечения 4 Разработка и применение библиотек классов 5 Разработка стандартных управляющих элементов 6 Информационные технологии коллективной разработки программного обеспечения Заключение Курсовое. проектирование ИТОГО:

Лекции

Лабор. занятия

Практ. занятия

Аудит. занятия

Самост. работа

Всего

Семест р

1 6 20

9 9 9

6

9

1 6 10

1 6 10

6

6

12

12

10

22

9

6

6

10

16

9

6

6

6

9

1

1 16 64

1 66 144

9 9

48

7

0

0

10

50 80

ЛИТЕРАТУРА Основная №

Название, библиографическое описание

Лек

1

Страуструпп Б. Язык программирования 9 С++.-М.: БИНОМ, 2001.

2

Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р.,. Влиссидес Дж. Примеры объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования – СПб: Питер, 2001. Фаулер М., Скотт К. UML в кратком изложении. Применение стандартного 9 языка объектного моделирования. - М.: Мир, 1999 Буч Г., Рамбо Дж., Джекобсон А.. Язык UML. Руководство пользователя –М.: 9 ДМК, 2001. Круглински Д. Дж. Программирование на Microsoft Visual C++ 6.0 для профессиона- 9 лов. – СПб.: Питер, 2001

3

4 5

Лр

Кп (р)

Ин д. зад.

К-во экз. в библ. (на каф.)

Гриф

9

9

14: У(10), ЧЗ1(2), Ф(2)

Мин. обр. РФ

9

9

15: У(11), Ф(4)

Мин. обр. РФ

Мин. обр. РФ

9

9 9

9

1: Ф(1)

9

5: ЧЗ1(2), У(1), Ф(2)

9

20

Мин. обр. РФ Мин. обр. РФ

Дополнительная №

Название, библиографическое описание

1

Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. – М.:Бином, 2001 Фролов А.В., Фролов Г.В. Разработка приложений для Internet. Microsoft Visual C++ и MFC. – МИФИ, 1997 Чеппел Д. Технологии ActiveX и OLE. – М.: Русская Редакция, 1997 Топп У. Структуры данных в С++. – М.: Бином, 2000

2 3 4

К-во экз. в библ. (на каф.)

2: Ф(2) 7: У(5), Ф(2) 1: Ф(1) 24

5

Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии. – СПб., 20: У(16), Диалектика, 1997

6

Якобсон А., Буч Г., Рамбо Дж. Унифицированный процесс разработки Учз1-1, Ф-4 программного обеспечения, СПб.: Питер, 2002 Подбельский В.В. Язык С++. – М.: Финансы и статистика, 2001 16

Ф(4)

7

8

Автор к.т.н., доцент

Спицын А.В.

Рецензент к.т.н., доцент

Племянников А.К.

Зав. кафедрой МОЭВМ д.т.н., профессор

Лисс А.Р.

Декан ФКТИ д.т.н., профессор

Герасимов И.В.

Программа согласована: Зав. отделом учебной литературы (для технических дисциплин) Председатель методической комиссии ФКТИ к.т.н., доцент Руководитель методического отдела к.т.н., доцент

Смирнова О.Н. Чугунов Л.А. Марасина Л.А.

9