Tài liệu Bài giảng công nghệ phần mềm-software engineering

Bài Giảng Giả Công Nghệ Phần Mềm Software Engineering Giáo viên & Giao tiếp p ggiảngg dạy ạy ThS Nguyễn Cao Trí – [email protected] http://www.cse.hcmut.edu.vn/~caotri Room 109 A5 – Trung tâm Kỹ thuật Điện toán Tel: 8647256 – 5370 Mobile: 091 391 6290 Hobbies: Automation , Flying Model http://www.rc-easy.net • Tài liệu download trên website file: file: TailieudientuCNPMTailieudientuCNPMPrintableVersion..ppt PrintableVersion • Học thế nào? Î Hỏi ngay trên lớp • Bảng mã sử dụng là Unicode dựng sẵn • Các bài tập nộp bằng email, dạng file *.ZIP • Email phải ghi rõ nội dung file đính kèm là gì bằng tiếng Việt Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công Nghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S Nguyễn Cao Trí – [email protected] 2 Giới thiệu ệ môn học ọ • Nội dung môn học – Giới thiệu các khái niệm cơ bản về công nghệ phần mềm – Mục tiêu của sản xuất ấ phần ầ mềm ề và công nghệ phần ầ mềm ề – Các mô hình sản xuất phần mềm – Quy trình sản xuất và quản lý dự án phần mềm • Tài liệu tham khảo – Introduction to Software Engineering – Ronald J. Leach – CRC Press ess ((Thưư vviện ệ A2 MS: S: 907580 9075802004) 00 ) – Software Engineering – Ian Sommerville – Fifth edition (Thư viện A3 MS: 200032) • Hình thức kiểm tra – Giữa kỳ + Cuối kỳ + Bài tập – Hình thức kiểm tra: trắc nghiệm khách quan – open book – Đánh giá kêt quả: tương đối - phi tuyến Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công Nghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S Nguyễn Cao Trí – [email protected] 3 ???????? & !!!!!!!! • • • • Công Công ô Công Công Nghiệp & Công Nghệ Nghiệp ệ Phần ầ Mềm ề (CNpPM) Nghệ Phần Mềm (CNPM) nghiệp phần mềm & các công nghiệp khác – Giống – Khác • Có hay không (những) công nghệ cho sản xuất phần mềm? • Có cần thiết phải có công nghệ cho sản xuất phần mềm không, ô khi sản ả xuất ấ phần ầ mềm ề là à hoạt động ộ sản ả xuất ấ “đặc ặ biệt” vì không thể nói làm một phần mềm như sản xuất một lon coca. coca. Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công Nghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S Nguyễn Cao Trí – [email protected] 4 Đặc ặ tính của sản p phẩm p phần mềm • Software = Program • Software product = Program + Document + Support • Loại sản phẩm phần mềm – Generic Product: là sản phNm đóng gói và bán rộng rãi trên thị trường. – Bespoke B k P Product: d t là sản ả phNm hN được đ phát hát triển t iể theo th yêu ê cầu ầ đặc đặ thù của ủ từng khách hàng. • Các đặc tính quan trọng của sản phẩm phần mềm – M Maintainability: i i bili phần hầ mềm ề có ó thể hể thay h đổi thuận h ậ tiện iệ theo h yêu ê cầu ầ của ủ người dùng – Dependability: tính ổn định, bảo mật và an toàn của phần mềm. Không gây tổn hại về vật chất hay kinh thế cho hệ thống. thống – Efficiency: Sử dụng hiệu quả tài nguyên của hệ thống cho công việc – Usability: giao diện và phương thức phải phù hợp với người dùng đồng thời đáp ứng đúng yêu cầu của người dùng Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 5 Software - Đủ hayy Thiếu? • Phần mềm được viết ngay từ khi có những máy tính programable đầu ầ tiên. tiên ê . Được quan tâm â và à phát á triền ề từ ừ rất ấ sớm • Có rất nhiều phần mềm đã được viết Î Không thiếu phần mềm • Thực ự tế việc ệ sản xuất p phần mềm không g đáp p ứng g kịp ịp yyêu cầu của người sử dụng dụng:: – Không đủ về số lượng – Thiếu về chất lượng – Không kịp về thời gian Î Phần mềm không đáp ứng đủ cho người dùng Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 6 Nguyên g y nhân khách quan q • Số lượng phần mềm phải được hiểu là số đầu/loại phần mềm được sử dụng cho từng mục tiêu ứng dụng dụng.. • Nhu cầu sử dụng phần mềm là rất lớn – Nhiều ngành nghề cần dùng phần mềm máy tính – Mỗi ỗ ngành nghềề cần ầ nhiều ề loại phần ầ mềm ề khác nhau – Mội loại phần mềm cần nhiều cấp độ khác nhau theo trình độ người dùng • Chất lượng phần mềm cũng chưa đáp ứng tốt hoàn toàn người sử dụng dụng:: – Tính customize rất cao của sản phẩm phần mềm. – Trình độ sử dụng khác nhau và điều kiện hạ tầng ứng dụng khác nhau • Nhu cầu phần mềm thường rất cấp bách – Tầm nhìn và chiến lược chưa đầu đủ của người sử dụng – Không có kế hoạch lâu dài – Phải thay đổi theo từng đối tượng người dùng Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 7 Nguyên g y nhân chủ quan q • Tính chuyên nghiệp trong sản xuất phần mềm chưa cao Các dữ liệu quan sát được – Cứ 6 đề án triển khai thì có 2 bị huỷ bỏ – Trung bình thời gian thực hiện thực tế bị kéo dài 50 % (cá biệt 200300%) – Các đề án lớn dễ thất bại – 3/4 các á hệ thống thố lớn lớ có ó lỗi khi thực th thi – Quá trình phân tích yêu cầu (5 % công sức): để lại 55 % lỗi, có 18 % phát hiện được – Quá trình thiết ế kếế (25 % công sức): đểể lại 30 % lỗi, ỗ có 10 % phát hiện được – Quá trình mã hoá, kiểm tra và bảo trì: để lại 15 % lỗi, có 72 % phát hiện được Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 8 Nguyên g y nhân chủ quan q ((tt)) Lý do của những hệ quả trên – Phát triển ể phần ầ mềm ề giống ố như một ộ “nghệ thuật”, chưa được xem như một ngành khoa học – Quy trình phát triển phần mềm chưa được thống nhất – Phải viết iết lại l i s/w / mỗi ỗi khi có ó sự thay th đổi vềề ngôn ô ngữ, ữ h/w h/ hoặc h ặ o/s / – Chưa đạt được 1 chuẩn cho việc đo lường hiệu suất và sản phẩm – Độ phức tạp của phần mềm quá cao đối với 1 “kiến trúc sư” – Kỹ ỹ thuật ậ đặc ặ tả ả đểể lạii sự nhập ậ nhằng ằ trong các á yêu ê cầu ầ phần ầ mềm ề – Làm việc nhóm không đúng kỷ luật gây ra các lỗi Î CẦN Ầ PHẢI Ả CÓ Ó MỘT/NHIỀU Ộ Ề CHUẨN Ẩ QUY TRÌNH Ì TRONG SẢN Ả XUẤT PHẦN MỀM ĐỂ NÂNG CAO TÍNH CHUYÊN NGHIỆP CỦA NỀN SẢN XUẤT ĐẶC BIỆT NÀY Î CẦN CÔNG NGHỆ CHO CÔNG NGHIỆP PHẦN MỀM Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 9 Định ị nghĩa g “Công g nghệ g ệp phần mềm” • Công Nghệ Phần Mềm là sự thiết lập và sử dụng các nguyên ê tắc ắ khoa học nhằm ằ mục đích í tạo ra các á phần ầ mềm một cách kinh tế mà các phần mềm đó hoạt động hiệu ệ q quả và tin cậy ậy trên các máyy tính tính.. • Công nghệ phần mềm là một quy trình có hệ thống được sử dụng trong quá trình phân tích, thiết kế, hiện thực, kiểm tra và bảo trì để bảo đảm các sản phẩm phần mềm được sản xuất và hoạt động động:: hiệu quả, tin cậy, hữu dụng, nâng cấp dễ dàng (modificable), khả chuyển (portable), khả kiểm tra (testable), cộng tác được với các hệ thống khác (interoperable) và vận hành đúng (correct) (correct).. Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 10 Cụ ụ thể • Efficiency: Efficiency: Phần mềm được sản xuất trong thời gian và điều kiện vừa phải. phải. Phần mềm vận hành đúng mức độ yêu cầu về công việc và thời gian. gian. • Reliablity: Reliablity: Phần mềm vận hành ổn định và tương tác được với các hệ thống ứng dụng • Usability Usability:: Phần mềm có thể dùng được bởi người sử dụng và với môi trường mà người sử dụng đang có. có. Chú ý tới giao diện, điều kiện hệ thống, thống,… … • Modifiability: Modifiability: Phần mềm có thể được thay đổi dể dàng, nhanh chóng khi yêu cầu của người sử dụng thay đổi đổi.. • Portability: Portability: Phần mềm có thể chuyển đổi dễ dàng sang các hệ thống khác mà không cần phải điều chỉnh lớn. lớn. Chỉ cần recompile nều cần thiết là tốt nhất nhất.. • Testability Testability:: Phần Phầ mềmcó ề ó thể d0ược ượ kiểm kiể tra t dễ dàng dà dàng.. Tốt nhất hất là được đượ modul d l hóa hó . hóa. • Reusability: Reusability: Phần mềm hay một phần có thể được tái sử dụng cho các ứng dụng khác. Các modul có thiết kế tốt, độc lập và giao tiến đơn giản, cả về tình tương thích khác. công nghệ phát triển Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 11 Cụ ụ thể ((tt)) • Maintainability: Maintainability: thiết kế của phần mềm có thể được hiểu dễ dàng cũng như chuyển giao i thuận th ậ tiện tiệ cho h người ười khác khá trong t quá á trình t ì h điề điều chỉnh, hỉ h nâng â cấp ấ hay h thay th đổi theo th yêu cầu. cầu. • Interoperability: Interoperability: Phần mềm vận hành ổn định và đúng như mong đợi đợi.. Trên hệ thống nhiều người dùng (multi users) phần mềm vẫn hoạt động được với các vận hành khác của hệ thống thống.. • Correctness: Correctness: Phần mềm phải tính toán đúng và tạo ra kết quả đúng và đúng với mục tiêu ứng dụng của người dùng dùng.. • Các yêu cầu khác: khác: – Đúng tiến độ – Sử dụng hợp lý nguồn nhân lực phát triển – Chi phí phát triển thấp nhất Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 12 Nội ộ dung g công g việc ệ của Software Engineering g g Công việc của software engineering bao gồm: • • • • • Phân tích hệ thống/vấn đề Xác định các yêu cầu Thiết kế phần mềm Viết phần mềm (coding) Kiểm tra và tích hợp hệ thống • Cài đặt và chuyển giao phần hầ mềm ề • Lập tài liệu • Bảo trì Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] • • • • Quản lý chất lượng Huấn luyện yệ Dự đoán tài nguyên Quản trị dự án 13 Một ộ định ị nghĩa g khác của CNPM • CNPM là các quy trình đúng kỷ luật và có định lượng được á dụng cho sự phát áp á triển, ể thực thi và à bảo ả trìì các á hệ ệ thống thiên về phần mềm • Tập trung vào quy trình trình,, sự đo lường lường,, sản phẩm phẩm,, tính đúng thời gian và chất lượng Qui trình Đo lường Tiê chuẩn Tiêu h ẩ Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] Thời gian Quản lý Chất lượng Dịch vụ 14 Mô hình p phát triển p phần mềm Các công đoạn chính tổng quát bao gồm 4 giai đoạn • Giai đoạn đặc tả tả:: xác định các tính năng và điều kiện hoạt động của hệ thống thống.. (thu thập yêu cầu và phân tích) • Giai đoạn phát triển triển:: Thiết kế phần mềm (software design), g ), viết code ((code g generation • Giai đoạn kiểm tra: tra: kiểm tra phần mềm (software testing), kiểm tra tính hợp lý của phần mềm. mềm. • Giai đoạn đ bả trì bảo trì: ì: Sửa ử lỗi lỗ (correction), ( ) thay h đổi đổ môi ô trường ờ thực thi (adaptation), tăng cường (enhancement) Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 15 Các mô hình sản xuất p phần mềm Tùy theo quy mô và công nghệ phát triển, có các mô hình sản ả xuất ấ khác á nhau nhau.. • Mô hình tuần tự tuyến tínhtính- waterfall • Mô hình Prototyping - Evolutionary Development • Mô hình xoắn ốc – Boehm’s Spiral Model • Mô hình RAD – Rapid Application Development MÔ HÌNH NÀO TỐT HƠN Mỗi mô hình phù hợp với trình độ phát triển, quy mô sản phẩm và yêu cầu ràng buộc cụ thể về thời gian và tính chất của hệ thống thống.. Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 16 Mô hình WaterFall – Sequency q y model • Mô hình phát triển phần mềm đầu tiên • Các công việc tiếp nối nhau một cách tuần tự • Đặt nền móng cho các phương pháp phân tích, thiết kế, kiểm tra… tra … Phân tích yêu cầu Thiết kế hệệ thống g & phần mềm Hiện thức và kiểm tra moduls Tích Tí h hợp hợ vàà kiể kiểm tra tổng thể Chuyển giao và Bảo trì Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 17 Mô hình WaterFall – Sequency q y model ((tt)) Bộc lộ một số khuyết điểm • Bản ả chất ấ của ủ phát á triển ể phần ầ mềm ề là à quá á trình ì lặp ặ đi lặp ặ lại chứ không phải tuần tự • Các bước thực ự chất không g tách biệt ệ hoàn toàn mà có chồng lấn và tham khảo lại • Bắt buộc khách hàng đặc tả tất cả yêu cầu một cách chính xác và đầy đủ ngay từ ban đầu • Khách hàng thường phải chờ đợi rất lâu để thấy được phiên bản đầu tiên của sản phẩm • Tồn ồ tại “delay” “d l ” tích í h lũy lũ trong nhóm hó làm là việc ệ -> dự d án á thường bị trể trể.. phù hợp ợp cho dự ự án nhỏ,, đơn g giản.. giản • Chỉ p Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 18 Mô Hình Prototype yp Hoạt động sản xuất Bản prototype Đặc tả Mô tả sơ lược của ủ khá khách h hà hàng Phát triển Các bản trung gian Kiểm thử Bản cuối cùng Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 19 Mô Hình Prototype yp – ưu & khuyết y • Prototype như là một cơ chế để nhận diện chính xác yêu cầu của khách hàng – Bản thân khách hàng chưa hiểu rõ yêu cầu của mình, cũng như các quy trình chưa được xác lập rõ ràng. – Khách hàng chưa hiểu rõ khả năng hổ trợ của hệ thống máy tính • Kích thích sự thích thú của người dùng với dự án • • • • • Prototype có ó thể ể bị “throw “throw--away” -> Lãng ã phíí Các process không được phân định rõ ràng Hệ ệ thống g thông g thường g có cấu trúc lỏng g lẻo Cần có những kỹ năng đăc biệt trong quản lý và phát triển Khách hàng hối thúc nhà phát triển hoàn thành sản phẩm một khi thấy được các prototype đầu tiên Trường Đại Học Bách Khoa - Khoa Công N ghệ Thông Tin Copyright 2004 – Th.S N guyễn Cao Trí – [email protected] 20