Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 1

Inżynieria systemów

komputerowych

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 2

Plan wykładu



Właściwości systemów



Systemy i ich środowiska



Proces inżynierii systemów



Podsumowanie

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 3

Inżynieria systemów
komputerowych

•

Inżynieria systemów to
czynność specyfikowania,
projektowania,
implementowania,
weryfikowania, wdrażania i
pielęgnacji systemów
postrzegana jako całość.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 4

Co to jest system?

•

System jest celową kolekcją powiązanych ze
sobą komponentów, które współpracują, aby
osiągnąć pewien cel.

•

Bardzo prosty system, na przykład pióro, jest
zrobiony z trzech lub czterech komponentów
sprzętowych.

•

System kontroli lotów składa się z tysięcy
komponentów programowych i sprzętowych
oraz użytkowników, którzy podejmują decyzje
na podstawie informacji otrzymanej z systemu.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 5

Oprogramowanie, a inżynieria
systemowa

•

Wzrasta rola oprogramowania np. w
powszechnie stosowanych urządzeniach
elektronicznych.

•

Ogólnie rzecz biorąc problemy
inżynierii systemów są podobne do
problemów inżynierii
oprogramowania.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 6

Właściwości
systemów

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 7

Właściwości systemów

•

Systemy charakteryzują się tym, że

właściwości i zachowania ich

komponentów są nierozerwalnie ze sobą

splecione.

•

Poprawne działanie każdego z komponentów

systemu zależy od funkcjonowania kilku

innych komponentów.

•

Złożone zależności między komponentami

systemu oznaczają, że system jest czymś

więcej niż tylko sumą swoich części.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 8

Przykłady właściwości
systemów

•

Niezawodność systemu

•

zależy od niezawodności komponentów systemu i
związków między nimi.

•

Użyteczność systemu

•

jest bardzo złożoną właściwością, która nie zależy
jedynie od oprogramowania i sprzętu, ale także od
operatorów systemu i środowiska, w którym się go
używa .

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 9

Typy pojawiających się
właściwości:

•

Właściwości niefunkcjonalne,

•

takie

jak

niezawodność,

efektywność,

bezpieczeństwo i zabezpieczenia

są związane z

zachowaniem systemu w jego środowisku pracy. Często

są zasadnicze dla systemów komputerowych, ponieważ

niepowodzenie w osiągnięciu pewnego zdefiniowanego

minimalnego ich poziomu może sprawić, że

system

będzie bezużyteczny

.

•

Właściwości funkcjonalne,

•

które są widoczne, gdy wszystkie części systemu

współpracują, aby osiągnąć pewien cel. Rower ma na

przykład cechę funkcjonalną bycia środkiem transportu,

gdy scali się go z jego części.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 10

•

Niezawodność jest złożonym pojęciem, które zawsze
należy badać na poziomie systemu, a nie jego
poszczególnych komponentów.

•

Komponenty w systemie są od siebie zależne, a
zatem awarie w jednym z nich mogą przenosić się na
cały system i mieć wpływ na operacje innych systemów.

•

Często projektanci systemu nie są w stanie
przewidzieć, jak konsekwencje awarii przenoszą się
na cały system

•

Nie mogą zatem podać wiarygodnych oszacowań
niezawodności systemu.

Niezawodność systemu

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 11

•

Niezawodność sprzętu

•

Jakie jest prawdopodobieństwo awarii komponentu

sprzętowego i jak długi jest czas jego naprawy?

•

Niezawodność oprogramowania

•

Jakie jest prawdopodobieństwo wytworzenia przez

komponent programowy błędnych danych wyjściowych?

Awarie oprogramowania istotnie różnią się od awarii

sprzętu, ponieważ oprogramowanie nie zużywa się.

•

Niezawodność operatora

•

Jakie jest prawdopodobieństwo błędu operatora systemu?

Czynniki wpływające na niezawodność
całego systemu

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 12

Systemy i ich
środowiska

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 13

Systemy i ich środowiska

•

Systemy nie są niezależnymi bytami, ale
istnieją w pewnym środowisku.

•

Środowisko to ma wpływ na
funkcjonowanie i efektywność systemu.

•

Czasem środowisko można uważać za
system sam w sobie.

•

W ogólniejszym wypadku składa się ono z
pewnej liczby oddziałujących na siebie
systemów.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 14

Hierarchia systemów

System System

System zsypów

zabezpieczeń

oświetlenia

na śmieci

System System
System wodno-

ogrzewania

energetyczny

kanalizacyjny

Miasto

Ulica

Budynek

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 15

Proces inżynierii
systemów

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 16

Proces inżynierii systemów

•

Interdyscyplinarna zawiłość

•

Wiele różnych dziedzin inżynierii wchodzi w skład
inżynierii systemów.

•

Ograniczona możliwość modyfikacji w
trakcie tworzenia systemu.

•

Jedną z przyczyn znaczenia oprogramowania w
systemach jest jego elastyczność.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 17

Proces inżynierii systemów

Definicja

wymagań

Projektowanie

systemu

Tworzenie

podsystemów

Integracja

systemu

Instalacja

systemu

Ewolucja

systemu

Likwidacja

systemu

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 18

Interdyscyplinarna zawiłość inżynierii
systemów

Inżynieria

oprogramowania

Inżynieria

elektroniczna

Inżynieria

mechaniczna

Inżynieria

strukturalna

Inżynieria

systemu

kontroli lotów

Projektowanie

interfejsu

użytkownika

Inżynieria

lądowa

Inżynieria

elektryczna

Architektur
a

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 19

Definicja wymagań
systemowych

•

Trzy rodzaje wymagań

•

Abstrakcyjne wymagania funkcjonalne:

podstawowe

funkcje, które system ma wypełniać są definiowane na
wysokim poziomie abstrakcji.

•

Właściwości systemu:

są to niefunkcjonalne, pojawiające

się właściwości systemu.

•

Cechy, których system ma nie mieć:

czasem

wyspecyfikowanie tego, czego systemowi nie wolno robić,
jest tak samo ważne, jak określenie tego, co system powinien
robić.

•

Ważną częścią fazy definicji wymagań jest ustalenie
zbioru ogólnych celów, które system ma osiągnąć.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 20

Cele systemu

•

Funkcjonalność systemu

•

Dostarczyć antywłamaniowy i przeciwpożarowy
system alarmowy biurowca, który na zewnątrz i we
wnętrzu wyemituje ostrzeżenie o pożarze lub
włamaniu.

•

Cele organizacyjne

•

Zapewnić, aby normalna praca w biurowcu nie była
poważnie zakłócona przez pożary i włamania.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 21

Proces projektowania
systemu

Podziel

wymagania

Zdefiniuj interfejsy

podsystemów

Przypisz wymagania

podsystemom

Zidentyfik
uj

podsystem

y

Określ funkcjonalność

podsystemów

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 22

Trudności przy
projektowaniu

•

Objęcie wymaganiami całego zakresu
rozwiązań z rożnymi kombinacjami
sprzętu, oprogramowania i pracy ludzkiej.

•

Oczekiwanie, ze system będzie od razu
funkcjonował bez zarzutu.

•

Czynniki natury organizacyjnej i
politycznej mają istotny wpływ na wybór
rozwiązania.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 23

Tworzenie podsystemów

•

W czasie tworzenia podsystemów
implementuje się podsystemy
zidentyfikowane w trakcie projektowania.

•

Proces tworzenia

rzadko będzie polegał na

budowie wszystkich podsystemów od zera

.

Na ogół część podsystemów będzie jednak
komercyjnymi systemami z półki (zakupionymi
w celu integracji z naszym systemem).

•

Różne podsystemy są zwykle tworzone
równolegle.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 24

•

Z powodów technicznych i menedżerskich najlepiej

jest jednak integrować przyrostowo, tzn. w

jednym kroku jest integrowany jeden system.

•

Zwykle nie da się ustalić harmonogramów

budowania wszystkich podsystemów tak, aby

kończyły się w tym samym czasie.

•

Integracja przyrostowa zmniejsza koszty

wykrywania błędów.

•

Awarie podsystemów , które są konsekwencjami

niewłaściwych założeń o innych podsystemach, są

zwykle wykrywane w trakcie integracji systemu.

Integracja systemu

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 25

•

Środowisko, w którym system ma być

zainstalowany, jest inne niż to, które

zakładali twórcy systemu.

•

Potencjalni użytkownicy systemu mogą być

wrogami jego wprowadzenia.

•

Nowy system ma koegzystować z

istniejącym systemem do czasu przekonania

firmy, że nowy system pracuje poprawnie.

•

Mogą wystąpić fizyczne problemy z

instalacją.

Problemy instalacji

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 26

•

Uruchomienie systemu może wymagać
organizacji sesji szkoleniowych dla
operatorów i zmiany normalnego toku pracy.

•

Nie wykryte problemy mogą pojawić się w tej
fazie, ponieważ specyfikacja systemu mogła
zawierać błędy i opuszczenia.

•

Współpraca nowego systemu z istniejącymi już
systemami

•

Niekompatybilność

•

Zwiększenie liczby błędów operatora, poprzez mylenie
poleceń dostępnych w różnych interfejsach.

Działanie systemu

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 27

Ewolucja systemu

•

Czas życia wielkich złożonych systemów jest bardzo
długi. W trakcie swego działania systemy te muszą
ewoluować.

•

Ewolucja oprogramowania jest ze swej natury
kosztowna

•

Proponowane zmiany muszą być bardzo starannie
rozważone z punktu widzenia przedsiębiorstwa i technologii.

•

Podsystemy nigdy nie są całkowicie niezależne.

•

Przyczyny pierwotnych decyzji projektowych zwykle nie są
zapisywane.

•

W miarę starzenia się systemu jego struktura staje się coraz
bardziej skomplikowana przez zmiany.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 28

Zaopatrywanie w system

•

Klientami kupującymi złożone systemy
komputerowe są zwykle duże
przedsiębiorstwa, np. instytucje wojskowe,
rządowe i służby ratownicze.

•

System może być kupiony jako całość, a także
jako zestaw oddzielnych części, które potem
się integruje, specyficznie projektuje i wytwarza.

•

W wypadku wielkich systemów podjęcie decyzji,
którą z tych opcji wybrać, może trwać
miesiące, a nawet lata.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 29

Proces zaopatrywania w
system

Zaadaptuj
wymagania

Wybierz

system

Wyślij zapytanie ofertowe

Wybierz
ofertę

Negocjuj kontrakt

Podpisz

kontrakt

na

budowanie

Wybierz
dostawcę

Ogłoś przetarg

Zbadaj rynek w

poszukiwaniu

istniejących systemów

Systemy z
półki
są dostępne

Wymagany jest
system
na zamówienie

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 30

Problemy zaopatrywania

•

Komponenty z półki zwykle nie spełniają
wymagań idealnie, chyba że napisano te
wymagania z myślą o tych właśnie komponentach.

•

Gdy system będzie budowany na zamówienie,
specyfikacja wymagań jest podstawą
kontraktu zamawianego systemu.

•

Po wybraniu wykonawcy systemu następuje okres
negocjacji kontraktu, w trakcie którego
uzgadnia się dalsze zmiany wymagań i omawia
różne sprawy, np. koszt zmian.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 31

Model wykonawca -
podwykonawca

Klient potrzebujący systemu

Generalny
wykonawca

Podwykonawca

1

Podwykonawca

2

Podwykonawca

3

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 32

Podsumowanie

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 33

•

Inżynieria systemów jest złożonym i

trudnym procesem, który wymaga wkładu

pracy specjalistów wielu dziedzin inżynierii.

•

Pojawiające się właściwości systemu są

charakterystykami systemu jako całości, a

nie jego części składowych.

•

Architektury systemów zwykle prezentuje

się na diagramach blokowych,

przedstawiających główne podsystemy i

związki między nimi.

Ian Sommerville Inżynieria oprogramowania WNT 2003 Rozdz. 2

Slajd 34

•

Typami komponentów funkcjonalnych systemu są
komponenty detektorowe, komponenty
obliczeniowe, komponenty koordynujące,
komponenty komunikacyjne i komponenty
interfejsu.

•

Proces inżynierii systemów obejmuje specyfikację,
projektowanie, tworzenie, integrację i testowanie.

•

Proces zaopatrywania w system obejmuje specyfikację
systemu, ogłoszenie przetargu, wybór dostawcy i
zawarcie kontraktu na dostawę systemu.