Faza projektowania

Cele projektowania Celem projektowania jest opracowanie szczegółowego opisu implementacji systemu W odróżnieniu od analizy, w projektowaniu dużą rolę odgrywa środowisko implementacji. Projektanci muszą posiadać dobrą znajomość języków, bibliotek i narzędzi stosowanych w trakcie implementacji Dążenie do tego aby struktura projektu zachowała ogólną strukturę modelu stworzonego w poprzednich fazach (analizie). Niewielkie zmiany w dziedzinie problemu powinny implikować niewielkie zmiany w projekcie Wykorzystanie idei programowania strukturalnego i obiektowego Projektowanie dotyczy etapów bezpośrednio ukierunkowanych na wytworzenie oprogramowania. Działania projektowe mają odpowiedzieć na pytanie: jak wytworzyć system, tak aby spełniał wymagania przyszłego użytkownika. W tym sensie projektowanie to wstęp do programowania

Zadania wykonywane w fazie projektowania Uszczegółowienie wyników analizy. Projekt musi być wystarczająco szczegółowy, aby mógł być podstawą implementacji. Stopień szczegółowości zależy od poziomu zaawansowania programistów Projektowanie składowych systemu nie związanych z dziedziną problemu Optymalizacja systemu Dostosowanie do ograniczeń i możliwości środowiska implementacji Określenie fizycznej struktury systemu

Zadania wykonywane w fazie projektowania Głównym wynikiem fazy projektowania jest podział systemu na elementy składowe Projektowanie oprogramowania odbywa się zazwyczaj w dwóch etapach. Podczas pierwszego podejmowane są strategiczne decyzje dotyczące struktury systemu. Etap ten w zależności od przyjętej metodyki, nazywa się projektem strategicznym (strategic design), projektem systemu (system design), projektem ogólnym (general design) czy projektem architektury systemu (architectural design). W drugim etapie definiowane są szczegółowe rozwiązania, pro wadzące bezpośrednio do implementacji. Jest on nazywany projektem szczegółowym (detailed design). W niektórych metodykach etap ten należy do fazy implementacji.

Projekt systemu System zostaje podzielony na podsystemy. Podział ten reprezentuje organizację tworzonego oprogramowania. Projektowany system zostaje podzielony na mniejsze części, zwane podsystemami. Można wyróżnić dwa podstawowe źródła przesłanek tego podziału: - dziedzina aplikacyjna i związane z nią modele analityczne; - ograniczenia związane z wykorzystaniem dostępnych zasobów.

Podział na podsystemy Model, będący abstrakcją świata rzeczywistego, obejmuje zwykle kilka dziedzin. Podsystemy odpowiadając tym dziedzinom posiadają pewne cechy wyróżniające, takie jak: funkcjonalność, dane, docelowa infrastruktura informatyczna. Podsystemy są z założenia niezależne i współpracują ze sobą za pośrednictwem jawnie zdefiniowanych interfejsów. Elementami podsystemów są: klasy, obiekty, związki między klasami i wiązania między obiektami, operacje itp. Podsystem charakteryzowany jest przez usługi oferowane pozostałym częściom systemu. Usługa reprezentowana jest przez zestaw funkcji zorientowanych na wspólny cel. Przykładami takich usług są naliczanie należności za rozmowy telefoniczne lub udostępnianie plików za pośrednictwem sieci lokalnej. Interfejs podsystemu definiuje sposób udostępniania tych usług innym podsystemom oraz specyfikuje przepływ danych do i z podsystemu. Funkcjonalność podsystemu jest definiowana tak, aby miała możliwie najmniejszy wpływ na pozostałe podsystemy. Liczba podsystemów zależy od wielkości oraz złożoności problemu, którego dotyczy tworzony podsystem. Im jest ich więcej, tym będą mniejsze. Koszt interfejsu rośnie wraz ze wzrostem liczby podsystemów. Trze ba przyjąć naturalny podział problemu – podział na dziedziny.

Związki między podsystemami Istnie ją dwa podstawowe modele związków między podsystemami: klient-usługodawca (client-server) i koleżeński (peer-to-peer). Pierwsza zakłada interakcję jednokierunkową. Klient zna interfejs usługodawcy i żąda od niego usług. Usługodawca realizuje usługę, po czym przesyła klientowi jej wynik. Drugi model zakłada, że obaj partnerzy znają nawzajem swe interfejsy i mogą żądać od siebie usług (podsystemy są silnie uzależnione). Możliwe są dwa zasadnicze kierunki dekompozycji: - horyzontalny – podział na warstwy; - wertykalny – podział na partycje

Techniki obiektowe w projektowaniu W projektowaniu często pomocne są specjalne notacje, jako uzupełnienie do notacji stosowanych w analizie. Związek skierowany: Oprócz zaznaczenia związku zaznacza się kierunek przesyłania komunikatów. Np. w systemie SIG obiekty klasy „symbol graficzny” wysyłają komunikaty do obiektów „słowo kluczowe”. Jest to jeden ze scenariuszy; w innym może być inaczej Symbole dostępu do pól i metod: (+) publiczny – dla wszystkich funkcji i metod (#) zabezpieczony (protected) – dostęp do metod danej klasy oraz jej specjalizacji (-) prywatny – dostęp tylko dla funkcji danej klasy

Dodatkowe elementy notacji Wiele z nich występuje w innych metodykach, np. w metodyce Boocha: Wzorce klas (class templates) Metaklasy, tj. klasy zawierające pola i metody dotyczące klasy jako całości a nie pojedynczych obiektów, np. pola i metody statyczne Wolne funkcje nie będące metodami żadnej z klas Sposoby widoczności obiektu, do którego wysyłany jest komunikat. Obiekt ten może być widoczny, gdyż znajduje się w tym samym zakresie, jest przekazany przez parametr lub jest polem klasy, której metoda wysyła komunikat.

Uszczegółowianie wyników analizy Uszczegółowianie poprzez podanie reguł odwzorowania notacji w struktury języka programowania. Uszczegółowianie metod: Podanie nagłówków metod oraz ich parametrów. Określenie, które z metod będą realizowane jako funkcje wirtualne (późno wiązane) a które jako zwyczajne funkcje (wiązane statyczne). Zastąpienie niektórych prostych metod bezpośrednim dostępem do atrybutów. Np. metody PobierzNzwisko, UstawNazwisko, itd. Zastąpienie niektórych atrybutów redundantnych przez odpowiednie metody, np. Wiek = BieżącaData – DataUrodzenia; KwotaDochodu = KwotaPrzychodu – KwotaKosztów; Określenie sposobów implementacji związków (asocjacji). Związki można zaimplementować na wiele sposobów, z reguły poprzez wprowadzenie dodatkowych atrybutów (pól). Mogą one być następujące: Obiekty powiązanej klasy Wskaźniki (referencje) do obiektów powiązanej klasy Identyfikatory obiektów powiązanej klasy Klucze kandydujące obiektów powiązanej klasy

Uszczegółowianie wyników analizy W zależności od przyjętego sposobu oraz od liczebności związków (1:1, 1:n, n:1, m:n) możliwe są bardzo różne deklaracje w przyjętym języku programowania. Tablica obiektów: TypSłowoKluczowe SłowaKluczowe[100]; Lista wskaźników lista SłowaKluczowe; Tablica wskaźników: char * WskaźnikiSłówKluczowych[100]; Dodatkowe reguły dla transformacji schematów obiektowych na relacyjne. Symbol graficzny Słowo kluczowe

Projektowanie składowych systemu nie związanych z dziedziną problemu Projekt skonstruowany przez uszczegółowienie modelu opisuje składowe odpowiedzialne za realizację podstawowych zadań systemu. Gotowe oprogramowanie musi się jednak składać z dodatkowych składowych: Składowej interfejsu użytkownika Składowej zarządzania danymi (przechowywanie trwałych danych) Składowej zarządzania pamięcią operacyjną Składowej zarządzania zadaniami (podział czasu procesora)

Składowa zarządzania pamięcią Składowa interfejsu użytkownika Składowa dziedziny problemu Składowa zarządzania zadaniami Składowa zarządzania danymi (kompilator system operac.) (do 90% nakładów; obecnie poprzez GUI) (SZBD)(kompilator system operac.) Składowe systemu nie związane z dziedziną problemu

RAD – Rapid Application Development – Szybkie rozwijanie aplikacji Terminem tym określa się narzędzia i techniki programowania umożliwiające szybką budowę prototypów lub gotowych aplikacji, z reguły oparte na programowaniu wizyjnym. Termin RAD występuje jako synonim języków/środowisk czwartej generacji (4GL) Łatwa realizacja pewnych funkcji systemu poprzez tworzenie bezpośredniego połączenia pomiędzy składowymi interfejsu użytkownika (dialogami, raportami) z elementami zarządzania danymi w bazie danych (przeważnie relacyjnej).

Projektowanie interfejsu użytkownika Interaktywne projektowanie dialogów, okien, menu, map bitowych, ikon oraz pasków narzędziowych z wykorzystaniem bogatego zestawu gotowych elementów. Definiowanie reakcji systemu na zajście pewnych zdarzeń, tj. akcji podejmowanych przez użytkownika (np. wybór z menu). Symulacja pracy interfejsu. Generowanie kodu, często z możliwością wyboru jednego z wielu środowisk docelowych.

Organizacja interakcji z użytkownikiem Realizacja komunikacji z użytkownikiem: Za pomocą linii komend Dla niewielkich systemów. Dla prototypów. Dla zaawansowanych użytkowników. Często szybszy niż interfejs pełnoekranowy. W pełnoekranowym środowisku okienkowym Tworzenie ma sens dla dużych systemów. Wygodny dla początkujących i średnio zaawansowanych użytkowników

Typowe sposoby wydawania przez użytkownika poleceń systemowi Wpisywanie poleceń za pomocą linii komend Wybór opcji z menu Wciśnięcie odpowiedniej kombinacji klawiszy (skrótu) Korzystanie z ikon w paskach narzędziowych Wybór przycisku w dialogu Korzystanie z nawigacji kursorem myszy i przycisków myszy

Wprowadzanie i wyprowadzanie danych Wprowadzanie przez użytkownika: Podawanie parametrów poleceń w przypadku systemów z linią komend Wprowadzanie danych w odpowiedzi na zaproszenie systemu Wprowadzanie danych w dialogach Wyprowadzanie przez system: Wyświetlanie informacji w dialogach Wyświetlanie i/lub wydruki raportów Graficzna prezentacja danych Prototyp interfejsu użytkownika może powstać już w fazie określania wymagań. Systemy zarządzania interfejsem użytkownika pozwalają na wygodną budowę prototypów oraz wykorzystanie prototypu w końcowej implementacji.