Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Informatica. Corso di Ingegneria del software A. A Marina Mongiello

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1 Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Informatica Corso di Ingegneria del A. A

2 La progettazione È applicata indipendentemente dal modello di processo utilizzato. Parte dal punto in cui sono stati analizzati e modellati i requisiti del È l ultima azione di ingegneria del che rientra nell attività di modellazione, getta le basi per le attività di costruzione Generazione e collaudo del codice 2

3 Modello progettuale Modelli dinamici Testo dei casi d uso Diagramma dei casi d uso Diagramma di attività Modello analitico Progettazione dell interfaccia Progettazione a livello dei componenti Diagrammi di stato Diagrammi di sequenza Modelli comportamentali Modelli strutturali Diagrammi di classi Progettazione dell architettura Progettazione dei dati e delle classi Modello progettuale 3

4 Dal modello analitico al modello progettuale Ogni elemento del modello analitico fornisce informazioni necessarie per produrre i modelli progettuali necessari per una specifica completa del progetto. 4

5 Il documento di progetto Progetto dei dati Progetto delle classi Progetto dell architettura Progetto dell interfaccia Progetto a livello dei componenti 5

6 Qualità della progettazione Attributi di qualità FURPS: Funzionalità: valutata controllando le capacità del programma, generalità delle funzioni e sicurezza del sistema globale Usabilità: valutata considerando i fattori umani, l estetica generale, la coerenza e la documentazione Affidabilità: valutata misurando la frequenza e la gravità dei guasti, la precisione dei risultati di output, il tempo Mean time to failure (MMTF), la capacità di recuperare una situazione di guasto e la prevedibilità del programma Prestazioni: misurate in termini di velocità di elaborazione, tempo di risposta, consumo di risorse, produttività ed efficienza Supportabilità: combina l estendibilità -capacità di estendere il programma- + la facilità di servizio + l adattabilità = Facilità di manutenzione Con Collaudabilità Compatibilità Configurabilità capacità di organizzare e controllare gli elementi della configurazione del Facilità di installazione Facilità di individuazione dei problemi 6

7 Principi della progettazione (1/2) Astrazione: nel considerare una soluzione modulare a un problema si esprime la soluzione a grandi linee nel linguaggio del contesto del problema: astrazione elevata, si procede poi via via a livelli di astrazione inferiori adottando descrizioni più dettagliate Modularità: Myers 78.il viene suddiviso in più componenti chiamati moduli che vengono integrati per soddisfare i requisiti del problema, la modularità rende più gestibile il problema Information hiding: Parnas 72. i moduli devono essere caratterizzati in base alle decisioni progettuali in modo tale che le informazioni (dati e algoritmi) risultino inaccessibili ad altri moduli che non necessitano di tali informazioni. Utile in fase di collaudo e manutenzione: un errore introdotto in fase di modifica si propagherà con minore probabilità alle altre parti del 7

8 Principi della progettazione (2/2) Indipendenza funzionale: Proposta da Wirth 71 e Parnas 72. deriva dai precedenti tre principi. Si vuole progettare in modo che ciascun modulo svolga una determinata sottofunzione dei requisiti e abbia un interfaccia semplice, se considerata con le altre parti della struttura del programma Facilita manutenzione e collaudo, poiché sono limitati gli effetti secondari provocati da una modifica al progetto o al codice, si riduce la propagazione degli errori. È valutata mediante criteri qualitativi: Coesione: forza funzionale relativa di un modulo Accoppiamento : interdipendenza relativa fra moduli Raffinamento: stepwise refinement, strategia di progettazione top down (Wirth, 71). Un programma viene sviluppato raffinando successivamente i vari livelli di dettaglio procedurale. Un istruzione o una astrazione procedurale viene progressivamente decomposta fino a raggiungere le istruzioni del linguaggio di programmazione. È un processo di elaborazione Astrazione e raffinamento sono concetti complementari Rifattorizzazione: Fowler 99. si tratta si tratta di un attività progettuale introdotto per molti metodi agili È una tecnica di riorganizzazione che semplifica la progettazione o la programmazione di un componente senza modificare la sua funzione o il suo comportamento, migliorando la struttura interna. Esempio: esaminare il progetto alla ricerca di elementi ridondanti, non utilizzati algoritmi inefficienti, strutture dati mal realizzate o inappropriate Esempio individuare un componente con scarsa coesione. 8

9 Elementi progettuali Architettura: Architettura del : fa riferimento alla struttura generale del e alle modalità in cui tale struttura fornisce a un sistema un integrità concettuale Può essere rappresentata utilizzando uno o più modelli: Modelli strutturali: Rappresentano l architettura come una raccolta organizzata di componenti; hanno un elevato livello di astrazione allo scopo di individuare elementi progettuali ripetibili dell architettura presenti in applicazioni simili. Modelli dinamici: Riguardano gli aspetti comportamentali dell architettura del programma, indicando come la configurazione o la struttura del sistema possono cambiare in funzione degli eventi esterni Modello: È la descrizione che fornisce l astrazione di una soluzione valida ad un problema ricorrente in un determinato contesto sulla base di determinati vincoli, fornisce pertanto una struttura progettuale valutando le forze che possono avere impatto sul modo in cui tale modello è applicato ed utilizzato. Lo scopo del modello progettuale è quello di fornire una descrizione mediante la quale stabilire se il modello: È applicabile al lavoro corrente Può essere riutilizzato Può fungere da guida per sviluppare un modello simile ma funzionalmente o strutturalmente differente. 9

10 Le classi progettuali ( ½) Il modello analitico definisce un insieme di classi analitiche. Ognuna descrive elementi del dominio del problema, evidenziando gli aspetti del problema visibili al cliente o all utente. Il modello progettuale definisce un insieme di classi di progettazione che: Raffinano le classi analitiche fornendo i dettagli progettuali necessari all implementazione Completano l insieme di classi analitiche, mediante la definizione di un nuovo insieme che consentano di implementare l infrastruttura necessarie per supportare la sioluzione operativa individuata. 10

11 Le classi progettuali ( 2/2) Classi dell interfaccia utente: Definiscono le astrazioni necessarie per le interazioni utente-macchina Classi del dominio operativo: Sono generalmente raffinamenti delle classi analitiche definite precedentemente: identificano metodi e attributi necessari per implementare gli elementi del dominio operativo Classi di sistema: Implementano le funzioni di gestione del e di controllo che consentono al sistema di funzionare e di comunicare con l ambiente di calcolo o con il mondo esterno Classi dei processi: Implementano le astrazioni operative di basso livello necessarie per gestire le classi del dominio operativo Classi persistenti: Rappresentano archivi di dati che persisteranno oltre l esecuzione del 11

12 Qualità delle classi progettuali Una classe progettuale deve essere: Completa e sufficiente: avere cioè un incapsulamento completo di tutti gli attributi e i metodi necessari alla classe stessa. Avere: Primitività: I metodi associati alla classe devono garantire l esecuzione di un servizio per la classe, una volta che questo è implementato la classe non deve fornire nessun altro modo per ottenere lo stesso servizio. Elevata coesione: Una classe è coesa se ha responsabilità limitate e specifiche, con metodi e attributi appropriati per implementare tali responsabilità Basso Accoppiamento: È necessario che le classi collaborino tra loro, tuttavia la collaborazione deve essere mantenuta a un livello minimo: Se il modello è molto accoppiato tutte le classi collaborano con le altre, il sistema sarà difficile da implementare, collaudare, manutenere. 12

13 Astrazione Ingegneria del Dimensioni del modello progettuale Alta Modello analitico Diagrammi delle classi Package analitici Modelli CRC Diagrammi delle collaborazioni Diagrammi flusso dei dati Diagrammi flusso di controllo Descrizione elaborazione Casi d uso testi Diagrammi casi d uso Diagrammi attività Diagrammi delle collaborazioni Diagrammi di stato Diagrammi sequenze Diagrammi delle classi Package analitici Modelli CRC Diagrammi delle collaborazioni Diagrammi flusso dei dati Diagrammi flusso di controllo Descrizione elaborazione Diagrammi di stato Diagrammi di sequenze Requisiti: Vincoli Interoperabilità Obiettivi e configurazione Modello progettuale Bassa Realizzazione delle classi progettuali Sottosistemi Diagrammi delle collaborazioni Raffinati in : Realizzazione delle classi progettuali Sottosistemi Diagrammi delle collaborazioni Progettazione interfaccia tecnica Progettazione interfaccia navigazione Progettazione interfaccia grafica (GUI) Diagrammi componenti Classi progettuali Diagrammi delle attività Diagrammi sequenze Raffinati in : Diagrammi componenti Classi progettuali Diagrammi delle attività Diagrammi di sequenze Realizzazione classi progettuali Sottosistemi Diagrammi collaborazioni Diagrammi componenti Classi progettuali Diagrammi delle attività Diagrammi sequenziali Diagrammi di deployment Elementi dell architettura Elementi dell interfaccia Elementi a livello dei componenti Elementi a livello di dispiegamento Processo 13

14 Le dimensioni della progettazione Differenze tra modello analitico e modello progettuale: Gli elementi del modello progettuale usano più o meno gli stessi diagrammi UML impiegati nel modello analitico: I diagrammi del modello analitico vengono raffinati ed elaborati nell ambito del progetto Vengono forniti maggiori dettagli implementativi e si pone definisce la struttura e lo stile dell architettura Si definiscono i componenti che costituiscono l architettura Si definisce l interfaccia fra i componenti e l ambiente esterno Gli elementi del modello lungo l asse orizzontale non vengono sviluppati in maniera sequenziale. Generalmente si definisce per prima l architettura per identificare l insieme su cui si opererà La progettazione dell architettura è seguita dalla progettazione dell interfaccia e dalla progettazione dei componenti, che generalmente si svolgono in parallelo. Il modello di dispiegamento è generalmente completato al termine della realizzazione del progetto. 14

15 Elementi del modello progettuale Progettazione dei dati: Crea il modello dei dati e delle informazioni rappresentate ad un elevato livello di astrazione Progettazione dell architettura: Fornisce una visione globale del sistema che si sta progettando Progettazione dell interfaccia: Mostra l ingresso e l uscita delle informazioni nel sistema e le comunicazioni che si svolgono fra i componenti definiti dall architettura Progettazione a livello dei componenti: Descrive tutti i dettagli di ciascun componente Progettazione a livello di dispiegamento: Descrive in che modo la funzionalità del e dei sottosistemi verrà allocata nell ambiente di calcolo fisico che supporterà il. 15

16 Fonti bibliografiche R. S. Pressman, Principi di Ingegneria del, IV edizione, Mcgraw-Hill, G. Myers, Composite Structured Design, Van Nostrand, D.L. Parnas, On criteria to be used in Decomposing systems into modules,, CACM, vol.14, no.1 April 1972, pp N. Wirth, Program Development by stepwise refinement, CACM, vol.14, no.1, M. Fowler et al. Refactoring: Improving the design of existing code, Addison-wesley,