Dall idea al software, dall artigianato al processo industriale

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1 Operatore giuridico d impresa Informatica Giuridica A.A 2002/2003 II Semestre Dall idea al software, dall artigianato al processo industriale prof. Monica Palmirani Hardware e Software - prima definizione Hardware: parte fisica del computer costituita da parti elettroniche e meccaniche Firmware: insieme di microprogrammi registrati sulle memorie permanenti dei dispositivi elettronici, solitamente introdotti dal costruttore e cablati nell hardware Software: Insieme di programmi scritti in qualche linguaggio di programmazione eseguibili dal computer 1

2 Software - seconda definizione Istruzioni che eseguite da un computer svolgono una funzione prestabilita con prestazioni prestabilite - (programma) strutture dati mediante le quali i programmi trattano adeguatamente le informazioni - (schemi logici e fisici dei dati) documenti che descrivono le operazioni e l uso dei programmi - (documentazione tecnica e manuale utente) [R.S. Pressman,Principi di Ingegneria del software, McGraw-Hill 2000] Tipologia del software Software di base software al servizio di altri software sistema operativo: insieme di programmi che governano le funzioni e le risorse primarie del calcolatore esecuzione di programmi operazioni di ingresso/uscita gestione di file protezione rilevazione errori Software applicativo: dedicato ad uno scopo applicativo 2

3 Strati del software Utente Programmi applicativi Linguaggi e ambienti di programmazione Sistema operativo Firmware HARDWARE Tipologie di software software real-time - software dedicato alla sorveglianza, all analisi e all elaborazione di eventi esterni (rilevamento di temperature di una piastra di acciaio durante la lavorazione) software gestionale - elaborazione dei dati e dei processi aziendali - 70% software scientifico - astronomia, calcolo parallelo, etc. 3

4 Tipologie di software software di Intelligenza Artificiale - basati su algoritmi non numerici - sistemi esperti, reti neruali, dimostratori di teoremi, etc. software embedded - programmi residenti in prodotti industriali (lavatirici, forno, termostati ambientali, etc.) software per PC - applicativi di office-automation (fogli elettronici, elaboratori di testi, etc.) software basato su WEB - B2B, B2C, portali, etc. Categorie di software Generici prodotti software standardizzati venduti sul mercato le specifiche vengono dettate dal mercato e dal produttore stesso Dedicati progetti ad hoc creati per un determinato cliente le specifiche vengono dettate dal cliente 4

5 Azioni Oggetti problema ANALISI Schema di percorso: dal problema ai risultati Comprendere il problema Elenco di istruzioni per ottenere la soluzione algoritmo PROGRAMMAZIONE Tradurre la soluzione in un linguaggio comprensibile al calcolatore software ELABORAZIONE risultati Algoritmo tradotto in un linguaggio eseguibile dal calcolatore Fase di esecuzione del programma da parte del computer Esempio Problema- Prelevare contanti in banca Analisi - si possono prelevare contanti in diversi modi:bancomat, mediante assegno, chiedendo un prestito, fare una rapina, etc. Algoritmo - si decide per il bancomat, si descrivono i passi operativi e le istruzioni che attivano il bancomat Elaborazione- esecuzione delle operazioni Risultati - i contanti 5

6 Algoritmo - definizione intuitiva Elenco preciso di operazioni, comprensibile da un esecutore, che definisce una sequenza finita di passi i quali risolvono ogni problema di un dato tipo (classe di problemi). algoritmo deriva dal nome di un matematico arabo - alkhuwarizmi vissuto nel nono secolo d.c. Esempio: operazioni necessarie per compiere una telefonata, per prelevare denaro dal bancomat, per iscriversi ad un esame, etc. Esempio - bancomat macro operazioni 1. Estrazione della tessera bancomat 2. Inserimento della tessera nell apposito macchinario 3. Scelta dell operazione da eseguire 4. Inserimento del codice segreto 5. Conclusione operazione 6. Prelievo tessera 7. Prelievo contanti 6

7 Algoritmo - definizione rigorosa Sequenza ordinata finita di passi, ripetibili e non ambigui, che se eseguita con determinati dati in ingresso (input) produce in uscita(output) dei risultati ovvero la soluzione di una classe di problemi dati algoritmo risultati Soluzione ad una classe di problemi Caratteristiche dell algoritmo Un algoritmo si suppone sempre che comunichi con l ambiente acquisendo dati e restituendo risultati Le operazioni di cui è composto l algoritmo si dicono istruzioni Ogni istruzione opera su dei dati o prodotti dall algoritmo stesso o acquisiti dall esterno 7

8 Costanti e variabili Un dato può essere: costante- un dato che assume un valore all inizio dell algoritmo e lo mantiene per tutta l esecuzione di questo importo x 1936,27 rate di conversione 1936,27 variabile - è una coppia <nome, valore> valore nome Variabili Il valore delle variabili deve appartenere a una categoria che solitamente sono: numeri interi - 60 numeri reali - 220,56 sequenze di caratteri - Mario Rossi valori booleani - vero, falso I valori una volta che appartengono ad una categoria di dati devono rispettare le regole della categoria Esempio i numeri si possono moltiplicare fra loro i caratteri no 8

9 Istruzioni - (I) Istruzioni di inizio e di fine sono le istruzione di apertura e di chiusura dell algoritmo Istruzioni di ingresso e di uscita sono le istruzioni che consentono l acquisizione dei dati (ingresso) e l emissione dei risultati (uscita) lettura del codice, inserimento della carta, stampa del fogliettino, emissione dei soldi Istruzioni -(II) Istruzioni operative - istruzioni che eseguono azioni che producono risultati anche parziali moltiplica, conta, trasforma, etc. Istruzioni di controllo istruzioni che guidano l andamento dell esecuzione se piove allora resto a casa - if then... Istruzioni di salto istruzioni che spostano il punto di esecuzione da una parte all altra dell algoritmo salto condizionato, salto incondizionato - goto... 9

10 Condizione Condizioni e decisioni è una espressione che si verifica o vera o falsa ogni tipo di dati ha i suoi operatori di confronto Le condizioni Operatori di confronto dei numeri: uguale = X==3 maggiore > X>3 maggiore uguale => X>=3 minore < X<3 minore uguale <= X<=3 diverso <> X<>3 Operatori di confronto dei caratteri: uguale = casa ==Y diverso <> casa <>Y 10

11 Gli operatori booleani - (I) Operatori booleani: and canta e danza ossia la condizione è vera quando il soggetto canta e danza contemporaneamente or canta o danza - in modo alternativo ossia sono valide le seguenti situazioni: canta e non danza, oppure danza e non canta, oppure canta e danza not non canta - negazione xor canta o danza - in modo esclusivo ovvero sono valide le seguenti situazioni canta e non danza oppure danza e non canta Gli operatori booleani - (II) A = l insieme degli avvocati B = l insieme dei professori A B A B A AND B NOT B A B l insieme degli avvocati che sono anche professori A l insieme degli avvocati che non sono professori B A OR B A XOR B l insieme di tutti e due l insieme dei soli avvocati e dei soli professori 11

12 Programmazione strutturata La programmazione strutturata è quel procedimento che permette di ottenere algoritmi facilmente documentabili e comprensibili si basa su tre costrutti: Sequenza Selezione Ripetizione regole base: I salti sono rigorosamente proibiti esiste una sola fine di tutto il programma le selezioni si chiudono sempre Programmazione strutturata Le tre strutture presentate consentono di esprimere qualsiasi algoritmo teorema di Bohm-Jacopini: Ogni diagramma a blocchi non strutturato è sempre trasformabile in un diagramma a blocchi strutturato equivalente. 12

13 Il metodo top-down Metodo top-down: scomposizione progressiva del problema e delle azioni (istruzioni) che lo risolvono. Favorisce la divisione del lavoro: Analisi: definizione della struttura generale del programma, dei moduli principali che lo compongono, e delle operazioni astratte svolte da ciascuno di essi, le cosiddette specifiche. Programmazione: realizzazione dei programmi che svolgono le singole operazioni individuate nella fase di analisi Ingegneria del software Il termine viene coniato durante una conferenza NATO nel 1968 in Germania a Garmish - crisi del software - costi, controllo, governabilità, qualità, manutenzione La IEEE (1993) definisce gli ambiti dell ingegneria del software: (a) disciplina che regola in modo scientifico lo sviluppo, la gestione e la manutenzione del software, (b) studio delle strategie di cui al punto a). Insieme di passi che definiscono il percorso di creazione del software Strategia di base STUMENTI METODI PROCESSO QUALITA TOTALE Tools automatizzati di supporto ai metodi e ai processi -CASE Tecniche per governare i passi 13

14 Motivazioni incrementare la qualità del software ossia rendere maggiormente industrializzato un processo che è ancora molto artigianale governare la complessità ossia non far fallire progetti di grandi dimensioni o di nuova concezione minimizzare i costi di produzione e manutenzione ossia consentire un facile intervento da parte di persone diverse dallo sviluppatore originario riciclare il software ossia riutilizzo di lavoro già fatto Fasi del processo di sviluppo sw Analisi - analisi dei requisiti -3%* Progettazione - specifiche -8% Implementazione - sviluppo del codice -7% Validazione - collaudo -15% Installazione e documentazione 20% correzioni Modificazione - 67% del costo 10% adattamenti Smaltimento 70% nuove funzioni * Ricerca Bloor 14

15 Modelli di processo Modello a cascata - le fasi elencate sono in stretta sequenza - 70 Modello prototipale - le fasi si intersecano e producono ciclicamente prototipi da sottoporre al cliente - usa e getta o esplorativa Modello incrementale - produce versioni intermedie di prodotto raffinabile fino alla versione finale Modello a spirare di Boehm - 88 ogni ciclo della spirale rappresenta una fase suddivisa per funzioni che mirano a controllare il rischio Modello a cascata 15

16 Modello prototipale Modello incrementale Fase 3 Fase 2 Fase 1 16

17 Modello a spirale Prodotti del processo A t t i v i t a D o c u m e n t i P r o d o t t i A n a lis i re q u is iti S tu d io d i fa ttib ilita, S c h e m a d i re q u is iti D e f in iz io n e r e q u is it i D o c u m e n t i d e i r e q u is it i S p e c if ic a d e l s is te m a S p e c if ic h e f u n z io n a li, p ia n o d i a c c e t ta z io n e, D r a f t d e l m a n u a le u t e n te P r o g e t t o a r c h it e t tu r a le S p e c if ic a a r c h it e t t u r a le, p ia n o d i te s t in g d e l sistem a P ro g e tto in te rfa c c ia S p e c ific a in te rfa c c ia, p ia n o d i in te g r a z io n e P r o g e t t o d e t ta g lia t o, S p e c if ic a d e l p r o g e t t o, p ia n o d i te s t in g u n ita C o d if ic a C o d ic e d e l p r o g r a m m a T e s t in g d e lle u n it a R a p p o r t o s u l t e s t d e lle u n it a T e s t in g d e i m o d u li R a p p o r to s u l te s t d e i m o d u li T e s t in g d i in t e g r a z io n e R a p p o r to s u l te s i d i integrazione,m anuale T e s t in g d e l s is t e m a R a p p o r to s u i te s t d e l sistem a T e s t d i a c c e t ta z io n e S is t e m a f in a le e d o c u m e n t a z io n e 17

18 Prodotti del processo e clausole contrattuali Studio di fattibilità - deve essere accettato dal cliente- nei casi di gara di appalto pubblica l AIPA indica lo schema da seguire e il documento diviene la base per comporre il capitolato tecnico Elenco dei requisiti di sistema - deve essere approvato dal clientedefinisce la base delle funzioni su cui si effettuerà il collaudo finale Specifiche di interfaccia - è bene farle firmare dal cliente Verbale di avanzamento lavori - deve essere prodotto dal fornitore e vidimato dal cliente al fine di documentare ritardi, modificazioni, integrazioni, etc. rispetto all elenco dei requisiti di sistema Verbale di collaudo finale - deve essere approvato dal cliente e solitamente è il passo che da vita al pagamento Manutenzione - è buona norma inserire una clausola di regolamentazione della manutenzione Documentazione tecnica e documentazione utente - occorre sempre richiederla - non sempre viene infatti fornita Clausole per la tutela della prodotto marchio e logo proprietà - colui che è proprietario del bene uso - clausole che regolamentano l uso del bene differenziando anche la destinazione d uso (per ricerca, scopo di lucro, etc.) accesso - clausole che regolamentano l accesso ai dati connessi al bene (banche dati) rivendita/cessione - clausole che regolamentano la rivendita a terzi territorialità - clausole che regolamentano la territorialità geografica delle clausole sopra esposte modificazioni - clausole che regolamentano la modificabilità del software - personalizzazioni su cliente integrabilità - clausole che regolamentano la possibilità di integrare il software altri programmi 18