• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Технологія програмування інформаційних систем. Методи, засоби, інструменти.

Навчальний посібник – це навчальна книга, в якій подається зміст навчального матеріалу, що не завжди відповідає вимогам діючої програми і виходить за її рамки, визначаючи додаткові знання, спрямовані на розширення пізнавальних інтересів учнів, розвиток їх самостійної пошукової діяльності.

До навчальних посібників відносять: хрестоматії; словники; довідники; збірники вправ і задач; книги для читання; комплекти карт, задач.

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ТАРАСА ШЕЧЕНКО

ІНСТИТУТ ПРОГРАМНИХ СИСТЕМ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК

ЛАВРІЩЕВА К.М.

ТЕХНОЛОГІЯ ПРОГРАМУВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ.

МЕТОДИ, ЗАСОБИ, ІНСТРУМЕНТИ

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

Як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів

ВПЦ 2013

Київський університет

–-------------------------------------

УДК 0404

Лавріщева К.М.

Технологія програмування інформаційних систем. Методи, засоби, інструменти.

Посібник, ВПЦ Київського університету, 2013

У посібнику подані методи, засоби і інструменти технології програмування інформаційних, програмних систем їх сімейств, здатних використовуватися у розподілених сучасних гетерогенних середовищах. Проведено аналіз становлення і розвитку технології програмування в Україні, починаючи з появи перших електронних обчислювальних машин, як інструментів автоматизованого рішення математичних, економічних і інформаційних задач обробки даних в процесах управління народним господарством. Розглядаються напрями розвитку програмної інженерії та технології програмування – комп’ютерна технологія, системна технологія, технологія прикладних програмних систем і їх сімейств, інформаційна технологія. Дано опис архітектури, моделей і формальних засобів завдання різних предметних областей (доменів) та прикладних програмних систем а також методів їх реалізації інструментами і засобами сучасних операційних середовищ. Запропоновані поширені стандартні методи і засоби програмування (ООП, UML, компонентний, агентний, сервісний), а також удосконаленні теоретичні обґрунтовані – композиційний, об’єктний, компонентний та збиральний та розроблені інструменти їх підтримки в загальних системах програмування, які викладаються на різних курсах лекцій при навчанні студентів і виконанні на їх основі лабораторних і наукових робіт. Наведені приклади артефактів і програм, виконаних деякими студентами та дано опис побудови фабрики програм (http://programsfactory.univ.kiev.ua) студентами факультету кібернетики кафедри інформаційних систем та теорії і технології програмування, та інструментально-технологічного комплексу – ІТК ІПС, як засобів підтримки процесів електронного навчання питанням технології програмування і програмної інженерії в КНУ та інших ВНЗ України і СНГ.

Рецензенти:

Д-р фіз.-мат. наук, проф. М.С.Нікітченко

Канд.. фіз.-мат наук, доцент Н.Т.Задорожна

Затверджено до друку Вченою радою

Київського національного університету імені Тараса Шевченко

від 25 лютого 2013 року

Відповідно до викладання інформатики з міжнародної програми Curricula 2005: Computer Science розглянуті тенденції розвитку технології програмування, починаючи з появи перших обчислених машин та інституту кібернетики в якому створювалися системи програмування, технології побудови їхнього системного забезпечення з елементами схемної реалізації мов програмування, технології виробництва автоматизованих прикладних систем – АСУ, АСУ ТП, СОД та технології масового виробництва програмних продуктів за конвеєрним принципом академіка Глушкова на створеної студентами фабрики програм факультету кібернетики Київського університету. Наведені нові та удосконалені теоретичні і технологічні аспекти сучасних методів програмування, засобів опису різних програм новітніми мовами програмування та їх реалізації в сучасних гетерогенних середовищах. Проаналізовані нові системні інструментальні системи типу Grid, Cloud Computing, Web-services і Semantics з апробуванням їх можливостей на окремих артефактах студентів в процесі вивчення на заняттях по курсу – технологія програмування.

Гриф подано Міністерством освіти і науки України

( )

ISSN Лавріщева К.М., 2013

Київський національний університет імені Тараса Шевченко

ВПЦ «Київський університет», 2013

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК ТЕРМІНІВ ТА ПОЗНАЧЕНЬ. 7

ПЕРЕДМОВА.. 8

ЧАСТИНА 1. 12

ПОЧАТОК ПРОГРАМУВАННЯ В СРСР. ВИТОКИ РОЗВИТКУ.. 12

1.1. Поява і розвиток технології програмування (1952–2012) 12

1.2. Формування технологічних напрямів (1965–1975) 16

1.3. Становлення технології програмування (1975–1982) 18

1.4. Розвиток інтерфейсу в технології програмування (1976–1992) 19

1.5. Розвиток об’єктної технології програмування (1992–2002) 22

1.6. Індустріальні основи технології програмування (2002–2012) 23

1.7. Навчання ТП у КНУ Тараса Шевченко (1965–2012) та філії МФТІ (2000–2012) 27

Контрольні питання і завдання до частини 1. 30

Список літератури до частини 1. 30

ЧАСТИНА 2. 33

ПАРАДИГМИ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОГРАМУВАННЯ.. 33

2.1. Модульне програмування та збиральний підхід. 33

2.1.1. Інтерфейс в програмуванні 33

2.1.2. Зборка модулів по А.П.Єршову. 36

2.1.3. Метод зборки готових програмних елементів. 37

2.1.4. Формальне подання методу збирання різномовних модулів. 39

2.2. Парадигма об’єктно-орієнтованого програмування. 40

2.2.1. Базові концепції ООП.. 41

2.2.2. Проектування ОМ... 44

2.2.3. Концепції об’єктного аналізу. 49

2.2.4. Функції, алгебра та операції об’єктного аналізу. 51

2.2.5. Операції опису параметрів ОМ... 53

2.3. Парадигма UML-метода моделювання. 55

2.3.1 Основні діаграми методу. 56

2.3.2. Моделювання поведінки системи. 56

2.3.3. Побудова ПС засобами UML.. 57

2.4. Парадигма компонентного програмування. 58

2.4.1. Теоретичні аспекти компонентного програмування. 58

2.4.2. Моделі компонентного програмування. 59

2.4.3. Графове подання компонентної моделі ПрО.. 60

2.4.4. Об’єднання компонентів. Модель середовища. 61

2.4.5. Компонентна алгебра. 63

2.4.6. Іінструментальні засоби КП.. 64

2.4.7. Технологія компонентної розробки ПС.. 68

2.4.8. Типізація і класифікація програмних компонентів. 68

2.4.9. ЖЦ проектування ПС із типових компонентів та КПВ.. 75

2.5. Парадигма аспектно-орієнтованого програмування. 81

2.5.1.Основні елементи парадигми АОП.. 82

2.5.2. Засоби АОП.. 83

2.5.3. Підтримка АОП впродовж життєвого циклу ПС.. 85

2.5.5. Методичні аспекти АОП.. 88

2.6. Парадигма генерувального програмування. 90

2.6.1 Предметно-орієнтована мова – DSL.. 91

2.6.2. Простір проблем і рішень ПрО.. 92

2.6.3. Інженерія ПрО і КПВ.. 93

2.7. Сервісно-орієнтоване програмування. 96

2.7.1 Базові понятті сервісу Інтернет. 96

2.7.2. Сервіси WCF МS.NET з контрактами. 99

2.7.3. Веб-сервіс Java Enterprise Edition (Java EE) 101

2.8. Парадигми теоретичного програмування. 106

2.8.1 Алгебраїчне та інсерційне програмування. 106

2.8.2. Реалізація агентних програм.. 108

2.8.3. Експлікативне, номінативне програмування. 110

2.8.4. Алгоритмічні алгебри. 112

Контрольні питання і завдання до частини 2. 115

Список літератури до частини 2. 115

ЧАСТИНА 3. 117

МОДЕЛІ І ЗАСОБИ ПРОЕКТУВАННЯ ПРЕДМЕТНИХ ОБЛАСТЕЙ.. 117

3.1. Моделі проектування ПрО.. 117

3.1.1. Концептуальні моделі ПС, СПС за компонтами. 118

3.1.2. Моделі взаємозв’язку об’єктів. 122

3.1.3. Модель інтеграції (зборка) компонентів. 128

3.1.4. Моделі взаємодії і варіабельності ПС для організації обчислень. 130

3.1.5. Підхід до виконання ПС в розподілених середовищах. 133

3.2. Онтологічний підхід до подання знань про проблемні області 134

3.2.1. Онтологічне моделювання проблемної області 135

3.2.2. Мовний опис онтології домену чи СПС.. 136

3.2.3. Підхід до реалізація онтології ПрО.. 138

3.3. Типи даних та засоби їх генерації для використання в збиральному прогрмуванні 139

3.3.1. Проблема забезпечення сумісності типів даних при зборки КПВ.. 140

3.3.2. Аксіоматика простих типів даних. 140

3.3.3. Аксіоматика структурних і складних типів даних. Структурні типи даних. 141

3.3.4. Семантичні аспекти взаємодії різнорідних програм.. 143

3.3.5. Характеристика типів даних для зборки програм.. 145

3.3.6. Подання фундаментальних і загальних типів даних. 149

3.3.6. Баові поняття стандарту з типів даних. 151

3.3.7. Перебудова загальних типів даних до фундаментальних для МП.. 156

3.4. Підходи і методи доказу програм.. 158

3.4.1. Мови специфікації програм –VDM, RAISE, Concept 159

3.4.2. Концепторна мова специфікації 164

3.4.3. Методи доведення правильності програм.. 167

3.4.4. Модель доказу програми за твердженнями. 168

З.5. Проектування ПС засобами ЖЦ з реалізації доменів. 170

3.4.1. За загальна характеристика стандарту ЖЦ ISO/IEC 12207:2002. 171

3.4.2. Формування конкретних моделей життєвого циклу. 173

3.4.3. Підходи до моделювання ПрО мовними засобами. 176

3.6. Модель якості ПС.. 182

3.6.1. Структура моделі якості 183

3.6.2. Модель витрат СОСОМО Боєма. 188

3.6.3. Інтегрована модель витрат на СПС.. 190

Контрольні питання і завдання до частини 3. 194

Список літератури до частини 3. 194

ЧАСТИНА 4. 196

МЕТОДИ ІНДУСТРІЇ ВИРОБИЦТВА ПРОГРАМ І СИСТЕМ.. 196

4.1. Загальні основи методології виробництва ПС і СПС.. 196

4.1.1. Моделі зв’язку компонентів у ПС.. 196

4.1.2 Методологічні аспекти виробництва СПС з готових ресурсів. 198

4.2. Мова опису моделей взаємодії на основі XML.. 200

4.2.1 Подання та обмін даними в компонентних моделях. 203

4.2.3 Модель конфігурації компонентів на основі XML.. 204

4.3. Графове подання ПС і СПС.. 206

4.3.1 Графове визначення моделі взаємодії об'єктів. 207

4.3.2 Типи зв’язків об’єктів у графової моделі ПрО.. 209

4.3.2. Базисні ресурси фабрики програм.. 215

4.5. Загальні лінії виробництва програм з КПВ.. 218

4.4.1. М етодологія побудови ТЛ.. 219

4.4.2. Нові дисципліни індустрії наукового совтвера. 223

4.4.3. Новітні засоби Grid і Cloud для обчислення задач e–sciences. 227

4.4.4. Сучасні систем побудови РПС з сервісних ресурсів. 233

4.4.5. Методологія розроблення ТЛ.. 241

4.4.6. Принципи проектування ІС.. 242

4.5. Методи при оцінюванні економічних характеристик проектів. 246

4.5.1. Експертні методи оцінювання. 247

4.5.2. Формальний апарат експертно-аналітичного оцінювання об’єктів і процесів у СПС.. 248

4.5.3. Методи оцінки розміру. 256

4.5.3 Методи оцінювання трудомісткості, тривалості та вартості проектів. 258

4.5.4. Побудова методики оцінювання проектів. 259

4.6. Створення Windows застосувань. 264

4.6.1. Створення нової програми. 264

4.6.2. Властивості і дизайн програм.. 264

4.6.3. Компіляція програм.. 267

4.6.4. Розширення функціональності програм.. 268

4.7. Інженерії тестування програмних систем.. 269

4.7.1. Основні поняття інженерії тестування. 269

4.7.2 Становлення інженерії тестування. 270

4.7.3. Методи тестування. Метрики і критерії 273

4.7.4. Інструменти тестування та оцінювання. 275

4.7.5. Тестування веб-застосувань. 276

Контрольні питання і завдання до частини 4. 280

Список літератури до частини 4. 280

ЧАСТИНА 5. 283

ПРОГРАМНА ІНЖЕНЕРІЯ – АСПЕКТИ РЕАЛІЗАЦІЇ НА САЙТІ ІТК ІПС.. 283

ЗБИРАЛЬНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ 283

5.1. Реаізація технологій програмування на сайті ІТК ІПС.. 283

5.2. Фабрика програм в КНУ.. 285

5.2.3. Створення фабрики студентів. 287

5.2.4. Лінії продуктів фабрики на головної сторінки. 288

5.2.5. Принципи роботи з репозиторієм програм і артефактів. 289

5.2.6. Навчання дисципліні “Програмна інженерія” на фабрики. 289

5.3. Репозиторій КПВ.. 290

5.3.1. Загальний опис репозиторію.. 290

5.3.2. Технологія обслуговування репозиторію КПВ.. 291

5.4. Розробка КПВ.. 293

5.4.1. Опис моделей КПВ, інтерфейсу і операцій розробки КПВ.. 293

5.4.2. Реалізація побудови компонентної системи. 294

5.4.3. Процеси технології оброблення КПВ.. 295

5.4.4. Зборка різномовних програм у середовищі Visual Studio. 297

5.5. Конфігурація КПВ.. 297

5.5.1. Конфігурування КПВ з урахуванням варіабельності 297

5.5.2. Опис прикладу використання конфігуратору програм.. 298

5.6. Генерація систем в мові DSL.. 299

5.6.1. Лінія опису та генерації доменів DSL.. 299

5.6.2. Опис життєвого циклу ПЗ та його реалізації на мові DSL.. 300

2.7. Онтологія – обчислювальна геометрія. 301

5.7.1. Онтологія домену – Обчислювальна геометрія. 302

5.7.3. Опис моделі онтології ПрО «Обчислювальна геометрія». 304

5.7.4. Опис програми домену «Обчислювальна геометрія» мовою OWL.. 305

5.8. Оцінка якості ПС.. 305

5.8.1. Якість ПС.. 305

5.8.2. Оцінка витрат на продукт. 306

5.8.3. Опис модуля прогнозування трудовитрат на розробку ПС.. 307

5.8.4. Приклад оцінювання затрат на розробку ПС АС.. 308

5.9. Веб-сервіси. 308

5.9.1. Опис веб-технології Java EE.. 308

5.9.2. Веб-сервіси і засоби опису. 309

5.9.3. Приклад взаємодії Java і MS.NET через веб-сервіси. 310

5.9.4. Інструкція по використанню графічного інтерфейсу прикладу. 311

5.10. Генерація ТД.. 312

5.10.1. Відображення типів даних у середовищі ІТК.. 312

5.10.2. Система генерації загальних типів даних до фундаментальних. 313

5.11. Інструментальні засоби сайта ІТК.. 315

5. 12. Розділ сайта «Технологія навчання». 316

Контрольні питання і завдання до частини 5. 316

Список літератури до частини 5. 316

ПІСЛЯМОВА.. 318

ДОДАТОК 1. 320

Парадигма структурного програмування. 320

ДОДАТОК 2. 326

Приклад створення служб WCF у MS Visual Studio 2010. 326

ДОДАТОК 3. 328

Онтологічний підхід з подання тестування КПВ та ПС.. 328

ДОДАТОК 4. 335

Оцінка застосування метода СОСОМО на конкретних даних. 335

ДОДАТОК 5. 341

Програма курсу «Технологія програмування ІС». 341

ПЕРЕЛІК ТЕРМІНІВ ТА ПОЗНАЧЕНЬ

Читайте також:

1. II. Найважливіші проблеми, що визначають розвиток місцевого самоврядування і є спільними для будь-яких урядових систем.
2. А/. Форми здійснення народовладдя та види виборчих систем.
3. Алгебраїчне та інсерційне програмування
4. Арт-терапiя як технологія збереження психічного здоров'я. Види арт-терапії.
5. Аудит захищеності інформаційних систем
6. Аудит інформаційних систем.
7. Аудиторські ризики, пов’язані з використанням комп’ютерних інформаційних систем
8. Аутсорсинг у сфері інформаційних технологій
9. Багатоцільова багатокритеріальна модель обґрунтування рішень в полі кількох інформаційних ситуацій
10. Базова технологія
11. Безпека інформаційних систем
12. Безпосереднє програмування відеопам'яті

Переглядів: 2416