چکیده
با توجه به نیاز روز افزون به استفاده از کامپیوتر و ضرورت توسعه و فراگیری علوم و فنون مربوط به آن به ویژه در زمینه مهندسی نرم افزار و با توجه به فقدان مطالب و منابع در این زمینه، بر آن شدیم تا گامی هرچند کوچک اما سازنده در این زمینه برداریم. مطالبی که پیش روی دارید حاصل تحقیقات مطالعات و گردآوری نکات مهم و اساسی در زمینه توسعه مهندسی نرم افزار به روش RUP می باشد. امید است که حاصل تلاش مان موثر و مفید واقع شود.
فصل اول
مهندسی نرم افزار وروش های آن
1-1 مهندسی نرم افزار چیست ؟
مهندسی نرم افزار، مدیریت برای به نظم درآوردن وقاعده مند نمودن وابستگی ها وارتباطات همه جنبه های محصول نرم افزاری که درتمامی مراحل سیستم شنا سایی وتعیین می گردد ، می باشد .
درواقع مهندسی نرم افزارفرایند تولید نرم افزار براساس فهم مسائل ومشکلات ، دستیابی به راه حل ها ودستیابی به تئوریها ، روش ها وابزارهای مورد نیاز ودرانتها رسیدن به هدف مطلوب می باشد .
مهندسی نرم افزارباید درطول ساخت ، نگهداری توسعه وانفصال یک نرم افزار برهمه عملکردها نظارت داشته باشد .
2-1 ساخت یافتگی ومهندسی نرم افزارساخت یافته
در رهیافت طراحی نرم افزار بر اساس روش ساحت یافته، ابتدا به مسئله در حالت کلی نگاه می شود، آنگاه مسئله به قسمت های کوچکتر شکسته می شود، این کار آنقدر تکرار می گردد تا مسائل خرد شده به اندازه کافی قابل فهم و ساده باشند. این مراحل به تجزیه عملیاتی معروف است. بیشتر اجزاء (توابع) در این روش نیاز به داده ها دارند که در سیستم عملیات در بانک های اطلاعاتی نگهداری می شوند. در واقع در این روش داده ها و توابع عملیاتی از هم تفکیک می گردند. پس از حل مسائل کوچکتر و ترکیب آنها با هم، مسئله اصلی قال حل خواهد بود.
مشکل اساسی در این رهیافت این است که اگر مسائل پیچیده باشد، سیستم در نگهداری اطلاعات با مشکل مواجه می شود. اگر در این سیستم ها نیاز باشد که تغییری صورت گیرد، این تغییر در مکان های زیادی باید اعمال گردد. در این صورت مشکلات تقریباً بزرگی به وجود می آید.
مهندسی نرم افزار ساخت یافته نیز بر اصول ذکر شده فوق مبتنی است. از جمله متدلوژی های مهندسی نرم افزار می توان به دو روش
( (structured Systems Analysis & Design Method SSADM روش تحلیل و طراحی سیستم های ساخت یافته و (Jackson System Development) JSD توسعه سیستم جکسون، اشاره نمود.
3-1 شی ء گرایی و مهندسی نرم افزار شیء گرا
از دید شیء گرایی داده ها و توابع به هم مرتبط هستند و در یک ماژول قرار می گیرند. در واقع هریک از این ماژول ها که مجموعه داده ها و توابع هستند که شیء نامیده می شوند. اشیاء در دنیای واقعی نیز می توانند به وسیله دو چیز مشخص گردند (مشخصه و رفتار).
اصول بنیادی که در شیء گرایی با آن مواجه هستیم، اشیاء، کلاس ها و وراثت می باشند. ایده شیء گرایی نیز به دنیای مهندسی نرم افزار راه یافته است و بر این اساس روش های مختلف مهندسی نرم افزار به وجود آمده است. که از آن جمله می توان به موارد ذیل اشاره نمود :
- (object Modeling Technique) OMT
- (Real – time Object – Oriented Modeling ) ROOM
-Object – Oriented Software Engineering ) OOSE)
-(Unified Modeling Language) UML
بدلیل آنکه از UML در مراحل توسعه نرم افزار (RUP) استفاده می گردد، در این قسمت جا دارد که در مورد UML توضیحات بیشتری بدهیم.
4-1 معرفی Unified Modeling Language
در میانه دهه نود، سه روش وجود داشت که از بقیه قویتر به نظر می رسید. این سه زبان که شروع به همگرایی کرده بودند، هریک دارای عناصری از دو روش دیگر نیز بود و دارای توانایی های منحصر بفردی نیز بودند :
Booch برای طراحی و پیاده سازی عالی به نظر می رسید. گرچه روش بوچ خیلی قوی بود ولی علائم زبان به سختی درک می شد.
OMT (تکنیک مدل سازی اشیاء) برای تجزیه و تحلیل بسیار عالی بود و بهترین روش برای سیستم های اطلاعاتی دارای داده های حساس به نظر می رسید.
OOSE (مهندسی نرم افزار به روش شیء گرا) به عنوان یک مزیت به مدل Use Case معروف است. Use Case تکنیک توانمندی برای درک رفتار کل سیستم هستند. (محدوده ای که شیء گرایی به طور سنتی در آن ضعیف بود)
در سال 1994 Gim Rumbaugh تاسیس کننده OMT و در سال 1995 Ivar Jacobson بنیانگذار OOSE هم به گروه Booch در شرکت Rational پیوست. بدین ترتیب گروه سه نفر بوچ ، رامبو و جاکوبسن مدل یکپارچه UML را به وجود آوردند.
UML یک زبان استاندارد برای مدل سازی اشیاء در توسعه سیستم های شی ء گرا می باشد. UML از ترکیب و اتحاد سه متدلوژی و طراحی شیء گرای فوق به وجود آمده است.
هدف اصلی UML ایجاد یک زبان مشترک برای مهندسان و تولیدکنندگان نرم افزار در تحلیل و طراحی سیستم های شیء گراست.
5-1 تصورات غلط در رابطه با Rational Unified Process
علی رغم آنکه اغلب افراد تصور می کنند RUP یک متدلوژی و یا روش مهندسی نرم افزار است، باید اظهار داشت که این تصور و برداشت کاملاً نادرست می باشد.
RUP خود یک مدل از مهندسی نرم افزار است که بر تکرار و توسعه استوار است و هریک از متدها می تواند در قالب این مدل تکرار و توسعه نقش بگیرد. چنانچه قبلاً اظهار شد UML به عنوان زبان یکپارچه ساز و روشی شی ء گرا در مدل RUP استفاده می گردد. در واقع RUP استفاده می گردد. در واقع RUP رویکردها، وظایف و مسئولیت ها را در یک سازمان توسعه یافته نظام دهی می کند و هدف آن تضمین تولید محصول نرم افزاری خروجی با کیفیت بالا و منطبق بر نیازمندی های کاربران در زمان و هزینه پیش بینی شده می باشد. در واقع RUP پروسه تولید است و توسط شرکت نرم افزاری Rational پشتیبانی می گردد.
فصل دوم
مقدمه ای بر Rational Unified Process(RUP)
1-2- RUP چیست؟
با پرسیدن این سوال، بنابر اینکه چه کسی و در چه موقعیتی می باشد، پاسخ های متفاوتی خواهید شنید. RUP دارای سه مشخصه بارز می باشد، که عبارتند از :
RUP عاملی است برای توسعه نرم افزار که دارای تکرار معماری و Use case می باشد و بهترین منبع در ارتباط با RUP خود نرم افزار Rational Rose می باشد که شامل راهنما، مثال و ... می باشد.
RUP یک فرآیند مهندسی نرم افزار خوش ساختار و خوش تعریف می باشد. و به وضوح معین می کند که چه کسی مسئول چه کاری می باشد و چگونه و در چه زمانی مسئولیت خود را باید انجام دهد به کمک RUP مراحل مهم پروژه و نکات اصلی به سرعت شناخته می شود.
RUP یک فرآیند تولید است که به شما امکان تغییرات دلخواه و منطقی را می دهد. RUP شامل فرآیندهای گوناگونی است و با تنظیمات RUP می توان تیم های بزرگ و یا کوچک را توسعه داد. RUP افراد ذیل را در انجام پروژه ها یاری می کند :
الف) تحلیل گران Analysts
ب) توسعه دهندگان Developer
پ) تست کنندگان Testers
ت) مدیران پروژه و اعضای دیگر تیم project Managers
2-2 اصول ضروری Rational Unified Process
· بر مشکلات غلبه کنید و در غیر این صورت آنها بر شما غلبه خواهند کرد.
· مطمئن شوید که شما ارزش ها را به مشتریان می فهمانید.
· به نرم افزارهای اجرایی توجه کنید.
· تغییرات را با پروژه وفق دهید.
· یک معماری ثابت بنا کنید.
· پروژه را به اجزای مختلف ( Componets) تبدیل کنید.
· همه با هم یک تیم را تشکیل دهید.
· کیفیت را برای همیشه بخواهید و نه برای یک لحظه
3-2 RUP و چرخه تکرار
امروزه تیم های نرم افزاری نیز وجود دارند که از روش آبشاری (waterfall) استفاده می کنند، بدین معنا که در هر مرحله ترکیبی از نیازمندی ها را تشخیص می دهند، سپس آن ها را تجزیه و تحلیل ، طراحی و بعد پیاده سازی و در نهایت آزمایش می کنند و یا از روش رایج تر که همان روش آبشاری است ولی با بازخورد (feedback) استفاده می کنند. در این روش ممکن است با کناره گیری یک عضو از تیم خسارت هایی به سیستم وارد شود.
برخلاف سیستم های فوق، RUP از روش تکرار ( Iterative) استفاده می کند، که به معنای یکسری گام ها برای رسیدن به هدف می باشد و هر تکرار ) Iteration ) شامل اصول توسعه (نیازمندی Requirements ، تحلیل Analysis طراحی Design پیاده سازی Implementation و ...) می باشد در تصویر زیر این مفاهیم را مشاهده می کنید :
(تصویر در فایل اصلی قابل مشاهده است)
هر Iteration بر اساس عملکرد Iteration قبلی عمل می کند و لذا در هر مرحله و با جلو رفتن، پروژه اصلاح می شود، تا آنکه نسخه نهاییت سیستم ارائه شود.
Iteration های اولیه بیشتر تأکید بر روی نیازمندی ها (Requirements) ، تحلیل (Analysis) و طراحی Design) ) دارند و Iteration های بعدی اصرار بیشتری بر روی پیاده سازی Implementation)) و آزمایش Testing) ) دارند.
با توجه به مطالب ذکر شده این سئوال به وجود می آید که به چه علت روش Iterative بهتر از Waterfall است؟ بعضی از این علت ها عبارتند از :
تطبیق تغییرات با نیازمندی ها
تغییرات و معایب موجود در تکنولوژی روز از منابع اصلی مشکلات پروژه می باشد که باعث می شود بجای آن که به تیم و اجرایی بودن نرم افزار توجه شود، در طی گذشت چند هفته به این معایب توجه گردد.
- ایجاد اتحاد و یکپارچگی در ابتدای پروژه نه در لحظات آخر
بدون توجه به نتیجه های بدست آمده از تلاش هر گروه، در لحظات آخر هر پروژه زمان زیادی تا حدود 40 درصد تلف می شود تا آن یکپارچگی لازم اتخاذ شود. برای اجتناب از این موضوع می بایستی Iteration ها را به قسمت های کوچکتر تقسیم کرد و نتایج را گام به گام به یکدیگر متصل نمود.
مشکلات معمولاً کشف می شوند.
بعد از آن که پروژه را به Iteration های کوچکتر تقسیم گردید، لذا با توجه به داشتن افراد در هر قسمت به سرعت می توانید مشکلات را در همان اوایل کشف نمایید.
مدیریت به معنای ایجاد تغییرات تاکتیکی در محصول است
بعد از انجام هر Iteration به سرعت شما می توانید یک معماری قابل اجرا را پیاده سازی کنید نسخه های اولیه سریعاً تهیه و قابل اجرا خواهند بود.
تیم فرصت پیشرفت دارد
اعضای پروژه فرصت های فراوانی دارند تا بتوانند از اشتباهات خود عبرت بگیرند و به مهارت های خود بیافزایند.
RUP یک فرآیند مهندسی نرم افزاری است
در طراحی خود RUP از تکنیک های طراحی نرم افزار استفاده شده است. به ویژه توسط فرآیند مهندسی متا مدل نرم افزاری برای تهیه آن، استفاده شده است و کاملاً بر پایه UML است.
Software Process Engineering Metamodel (SPEM)
Unified Modeling language (UML)
4-2 فازها، اهداف و نکات اصلی
فاز شروع (Inception)
اهداف :
الف ) شناخت حوضه و قلمرو پروژه
ب) ساخت حالت تجاری (Business Cases)
- فاز شناخت (Elaboration)
اهداف :
الف) کاهش خطرات تکنیکی
ب) ساخت معماری پایه سیستم
پ) فهم نحوه ساخت سیستم
نکته اصلی : مهماری پروژه LCA ( Lifecycle Architecture Milestone)
فاز ساخت ( (Construction
هدف :
الف) ساخت اولین نسخه عملیاتی
فاز انتقال (Transition)
هدف :
الف) ساخت نسخه نهایی و انتقال به مشتریان