Bài giảng Nhập môn công nghệ phần mềm - Chương 1: Tổng quan về Công nghệ phần mềm
Nội dung
I. Phần mềm
• 1. Định nghĩa
• 2. Đặc tính của phần mềm
• 3. Thế nào là phần mềm tốt?
• 4. Phân loại phần mềm
II. Công nghệ phần mềm
• 1. Định nghĩa
• 2. Công nghệ học trong CNPM
• 3. Mục tiêu của công nghệ học phần mềm
• 4. SE - công nghệ phân lớp
• 5. SE - các pha
NHẬP MÔN
CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
(INTRODUCTION TO SOFTWARE
ENGINEERING)
• 6. Những khó khăn trong sản xuất phần mềm
1
2
1
2
I. Phần mềm
Các đặc tính của SW và HW
1. Định nghĩa về phần mềm
Hardware
Software
• Vật “cứng”
• Kim loại
• Vật chất
• Hữu hình
• Vật “mềm”
• Kỹ thuật sử dụng
• Trừu tượng
• Vô hình
– Phần mềm (Software - SW) như một khái niệm đối
nghĩa với phần cứng (Hardware - HW), tuy nhiên,
đây là 2 khái niệm tương đối
– Từ xưa, SW như thứ được cho không hoặc bán
kèm theo máy (HW)
– Dần dần, giá thành SW ngày càng cao và nay cao
• Sản xuất công nghiệp bởi
• Sản xuất bởi con người là
máy móc là chính
• Định lượng là chính
• Hỏng hóc, hao mòn
chính
• Định tính là chính
• Không hao mòn
hơn HW
3
4
SW đối nghĩa với HW
Định nghĩa 1
• Phần mềm là
• Vai trò SW ngày càng thể hiện trội
– Các lệnh (chương trình máy tính) khi được thực hiện
• Máy tính là . . . chiếc hộp không có SW
thì cung cấp những chức năng và kết quả mong muốn
– Các cấu trúc dữ liệu làm cho chương trình thao tác
• Ngày nay, SW quyết định chất lượng một hệ
thống máy tính (HTMT), là chủ đề cốt lõi,
trung tâm của HTMT
thông tin thích hợp
– Các tư liệu mô tả thao tác và cách sử dụng chương
trình
• IEEE: Computer programs, procedures, and
possibly associated documentation and data
pertaining to the operation of a computer
system.
• Hệ thống máy tính gồm HW và SW
5
6
5
6
Định nghĩa 2
SW theo nghĩa rộng
• Trong một hệ thống máy tính, nếu trừ bỏ đi
các thiết bị và các loại phụ kiện thì phần còn
lại chính là phần mềm (SW)
• Nghĩa hẹp: SW là dịch vụ chương trình để tăng
khả năng xử lý của phần cứng của máy tính
(như hệ điều hành - OS)
• Nghĩa rộng: SW là tất cả các kỹ thuật ứng dụng
để thực hiện những dịch vụ chức năng cho
mục đích nào đó bằng phần cứng
• Không chỉ SW cơ bản và SW ứng dụng
• Phải gồm cả khả năng, kinh nghiệm thực tiễn
và kỹ năng của kỹ sư (người chế ra phần
mềm): Kỹ năng của kỹ sư phầm mềm (Know-
how of Software Engineer)
• Là tất cả các kỹ thuật làm cho sử dụng phần
cứng máy tính đạt hiệu quả cao
7
8
2. Đặc tính chung của phần mềm
2. Đặc tính chung của phần mềm
• Là hàng hóa vô hình, không nhìn thấy được
• Chức năng của phần mềm thường biến hóa,
thay đổi theo thời gian (theo nơi sử dụng)
• Chất lượng phần mềm: không mòn đi mà có
xu hướng tốt lên sau mỗi lần có lỗi
• Hiệu ứng làn sóng trong thay đổi phần mềm
(error/bug) được phát hiện và sửa
• Phần mềm vốn chứa ý tưởng và sáng tạo của
• Phần mềm vốn chứa lỗi tiềm tàng, theo quy
tác giả/nhóm làm ra nó
mô càng lớn thì khả năng chứa lỗi càng cao
• Cần khả năng “tư duy nhị phân” trong xây
• Lỗi phần mềm dễ được phát hiện bởi người
dựng, phát triển phần mềm
ngoài
• Có thể sao chép rất đơn giản
9
10
9
10
3. Thế nào là phần mềm tốt ?
3.1. Các chỉ tiêu cơ bản
• Phản ánh đúng yêu cầu người dùng (tính hiệu
Đặc
trưng
gần
quả - effectiveness)
Yếu
tố
Hiệu suất xử lý
khái
niệm
phần
mềm
tốt
• Chứa ít lỗi tiềm tàng
đây
Tính dễ hiểu
• Giá thành không vượt quá giá ước lượng ban
đầu
Các chỉ tiêu cơ bản
• Dễ vận hành, sử dụng
• Tính an toàn và độ tin cậy cao
11
12
3.2. Hiệu suất xử lý cao
3.3. Dễ hiểu
• Hiệu suất thời gian tốt (efficiency):
• Kiến trúc và cấu trúc thiết kế dễ hiểu
• Dễ kiểm tra, kiểm thử, kiểm chứng
• Dễ bảo trì
– Độ phức tạp tính toán thấp (Time complexity)
– Thời gian quay vòng ngắn (Turn Around Time: TAT)
– Thời gian hồi đáp nhanh (Response time)
• Có tài liệu (mô tả yêu cầu, điều kiện kiểm thử,
• Sử dụng tài nguyên hữu hiệu: CPU, RAM, HDD,
vận hành, bảo trì, FAQ, . . .) với chất lượng cao
Internet resources, . . .
Tính dễ hiểu: chỉ tiêu ngày càng quan trọng
13
14
13
14
4. Phân loại phần mềm
4. Phân loại phần mềm
Phần mềm
• Phần mềm hệ thống (System SW)
• Phần mềm thời gian thực (Real-time SW)
• Phần mềm nghiệp vụ (Business SW)
Phần mềm hệ
thống
Phần mềm ứng
dụng
Phần mềm mục
đích chung
Hệ điều hành
• Phần mềm tính toán KH&KT (Engineering & Science
Phần mềm xử lý văn
bản
Phần mềm
nhúng
SW)
Phần mềm mục
đích đặc biệt
• Phần mềm nhúng (Embedded SW)
Chương trình
tiện ích
Phần mềm tính
toán KHKT
• Phần mềm máy cá nhân (Personal computer SW)
• Phần mềm trên Web (Web-based SW)
Chương trình
thư viện
Phần mềm trên
web
Phần mềm nghiệp
vụ
Chương trình
dịch
• Phần mềm trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligent SW)
Phần mềm đặt hàng
15
16
II. Công nghệ phần mềm (Software
Engineering)
Câu hỏi: Phân biệt các khái niệm
sau
1. Định nghĩa
• Hệ thống, phần mềm, ứng dụng
• Lập trình, phát triển phần mềm
• Lập trình viên và kỹ sư phần mềm
– Bauer [1969]: CNPM là việc thiết lập và sử dụng các
nguyên tắc công nghệ học đúng đắn dùng để thu
được phần mềm một cách kinh tế vừa tin cậy vừa làm
việc hiệu quả trên các máy thực
– Parnas [1987]: CNPM là việc xây dựng phần mềm
nhiều phiên bản bởi nhiều người
– Ghezzi [1991]: CNPM là một lĩnh vực của khoa học
máy tính, liên quan đến xây dựng các hệ thống phần
mềm vừa lớn vừa phức tạp bởi một hay một số nhóm
kỹ sư
17
18
17
18
1. Định nghĩa
1. Định nghĩa
• Sommerville [1995]: CNPM là lĩnh vực liên quan
đến lý thuyết, phương pháp và công cụ dùng cho
phát triển phần mềm
• K. Kawamura [1995]: CNPM là lĩnh vực học vấn về
các kỹ thuật, phương pháp luận công nghệ học (lý
luận và kỹ thuật được hiện thực hóa trên những
nguyên tắc, nguyên lý nào đó) trong toàn bộ quy
trình phát triển phần mềm nhằm nâng cao cả
chất và lượng của sản xuất phần mềm
• IEEE [1993]: CNPM là
– (1) việc áp dụng phương pháp tiếp cận có hệ
thống, bài bản và được lượng hóa trong phát
triển, vận hành và bảo trì phần mềm;
– (2) nghiên cứu các phương pháp tiếp cận được
dùng trong (1)
• Pressman [1995]: CNPM là bộ môn tích hợp cả
quy trình, các phương pháp, các công cụ để
phát triển phần mềm máy tính
19
20
1. Định nghĩa
2. Công nghệ học trong CNPM
• Công nghệ phần mềm là lĩnh vực khoa học về các
phương pháp luận, kỹ thuật và công cụ tích hợp
trong quy trình sản xuất và vận hành phần mềm
nhằm tạo ra phần mềm với những chất lượng
mong muốn
• Như các ngành công nghệ học khác, CNPM cũng
lấy các phương pháp khoa học làm cơ sở
• Các kỹ thuật về thiết kế, chế tạo, kiểm thử và bảo
trì phần mềm đã được hệ thống hóa thành
phương pháp luận và hình thành nên CNPM
[Software Engineering is a scientific field to deal
with methodologies, techniques and tools
integrated in software production-maintenance
process to obtain software with desired qualities]
• Toàn bộ quy trình quản lý phát triển phần mềm
gắn với khái niệm vòng đời phần mềm, được mô
hình hóa với những kỹ thuật và phương pháp
luận trở thành các chủ đề khác nhau trong CNPM
21
22
21
22
2. Công nghệ học trong CNPM
Các mục tiêu chính
• Trong vòng đời phần mềm không chỉ có chế tạo
mà bao gồm cả thiết kế, vận hành và bảo dưỡng
(tính quan trọng của thiết kế và bảo dưỡng)
– Tăng năng suất và chất lượng phần mềm
– Quản lý lập lịch hiệu quả
– Giảm chi phí phát triển phần mềm
– Đáp ứng yêu cầu và nhu cầu của khách hàng
– Tăng cường quy trình kỹ nghệ phần mềm
– Tăng cường thực hành kỹ thuật phần mềm
• Trong khái niệm phần mềm, không chỉ có chương
trình mà cả tư liệu về phần mềm
• Cách tiếp cận công nghệ (khái niệm công nghiệp
hóa) thể hiện ở chỗ nhằm nâng cao năng suất
(tính năng suất) và độ tin cậy của phần mềm,
đồng thời giảm chi phí giá thành
– Hỗ trợ hiệu quả và có hệ thống các hoạt động của kĩ sư
phát triển
23
24/46
What is SE?
What is SE?
• Quy trình - Process
– Gắn kết các lớp với nhau
– Nền tảng cho kỹ thuật phần mềm
– Đảm bảo thời gian phát triển
– Tạo cơ sở cho việc kiểm soát, quản lý dự án phần mềm
– Thiết lập bối cảnh mà các phương pháp kỹ thuật được sử
dụng
• SE là công nghệ phân lớp
– Tạo sản phẩm
– Quy trình (Process)
– Thiết lập các cột mốc
– Đảm bảo chất lượng
– Quản lý thay đổi
– Các phương pháp (Methods)
– Các công cụ (Tools)
25
26/46
25
26
What is SE?
What is SE?
• Các phương pháp - Methods
• Công cụ - Tools
– Tự động hoặc bán tự động hỗ trợ cho quy trình và các
phương pháp
– Cung cấp kỹ thuật cho xây dựng phần mềm
– Các tác vụ: giao tiếp, phân tích yêu cầu, mô hình thiết kế,
xây dựng chương trình, kiểm thử và hỗ trợ.
• Hướng đến chất lượng - A quality focus
– Dựa trên các nguyên tắc cơ bản
• Để chi phối từng lĩnh vực công nghệ
• Bao gồm các hoạt động mô hình hóa
– Nền tảng
– Bất kỳ cách tiếp cận kỹ thuật nào đều phải dựa trên cam
kết về chất lượng
– Thúc đẩy liên tục việc cải tiến quy trình
27/46
28/46
SE các pha - phases
Definition phase
• Xác định cái gì “WHAT”.
• Được phân thành ba giai đoạn chung
• Thông tin nào được xử lý,
• Chức năng và hiệu quả mong muốn,
• Hành vi mong đợi của hệ thống,
• Các giao điện cần thiết lập,
• Những ràng buộc về thiết kế,
• Và những tiêu chí cần thẩm định.
– Pha định nghĩa (Definition phase)
– Pha phát triển (Development phase)
– Pha hỗ trợ (Support phase)
• Các yêu cầu chính của hệ thống và phần mềm được
xác định.
29
30
29
30
Development phase
Support phase
• Xác định như thế nào “HOW”.
• Cách thức dữ liệu được cấu trúc,
• Liên kết với các thay đổi “CHANGE”
• Sửa lỗi,
• Chức năng được triển khai trong kiến trúc phần mềm,
• Các chi tiết thủ tục được cài đặt,
• Thích nghi với yêu cầu của môi trường,
• Và các thay đổi bởi yêu cầu của khách hàng.
• Cách xác định các đặc điểm của giao diện,
• Cách chuyển từ thiết kế sang lập trình,
• Và cách thức kiểm thử.
• 4 loại thay đổi: Sửa chữa, Thích ứng, Nâng cao, và
Phòng ngừa (Correction, Adaptation, Enhancement,
and Prevention).
31
32
6. Những khó khăn trong sản xuất
phần mềm
Không có phương pháp mô tả rõ ràng định nghĩa yêu cầu của người dùng
(khách hàng)
6. Những khó khăn trong sản xuất
phần mềm
Không kiểm thử tính đúng đắn của phần mềm ở từng giai đoạn mà chỉ
kiểm ở giai đoạn cuối và phát hiện ra lỗi
•
•
à
Sau khi bàn giao sản phẩm dễ phát sinh những trục trặc (troubles)
Với những phần mềm quy mô lớn, tư liệu đặc tả đã cố định thời gian dài
à
thường bàn giao sản phẩm không đúng hạn
Coi trọng việc lập trình hơn khâu thiết kế
giảm chất lượng phần mềm
Coi thường việc tái sử dụng phần mềm (software reuse)
giảm năng suất lao động
•
•
•
•
•
•
à
Khó đáp ứng nhu cầu thay đổi của người dùng một cách kịp thời
à
trong thời gian đó
Phương pháp luận thiết kế không nhất quán
à
à
Thiết kế theo cách riêng (của công ty, nhóm), thì sẽ dẫn đến suy giảm
Phần lớn các thao tác trong quy trình phát triển phần mềm do con người
thực hiện
chất lượng phần mềm (do phụ thuộc quá nhiều vào con người)
Không có chuẩn về việc tạo tư liệu quy trình sản xuất phần mềm
à
giảm năng suất lao động
Không chứng minh được tính đúng đắn của phần mềm
giảm độ tin cậy của phần mềm
à
Đặc tả không rõ ràng sẽ làm giảm chất lượng phần mềm
•
à
33
34
33
34
6. Những khó khăn trong sản xuất
phần mềm
•
•
•
•
•
Chuẩn về một phần mềm tốt không thể đo được một cách định lượng
à
Không thể đánh giá được một hệ thống đúng đắn hay không
Đầu tư nhân lực lớn vào bảo trì
giảm hiệu suất lao động của nhân viên
Công việc bảo trì kéo dài
giảm chất lượng của tư liệu và ảnh hưởng xấu đến những việc khác
Quản lý dự án lỏng lẻo
quản lý lịch trình sản xuất phần mềm không rõ ràng
Không có tiêu chuẩn để ước lượng nhân lực và dự toán
làm kéo dài thời hạn và vượt kinh phí của dự án
à
à
à
à
35
9 trang
19840
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Nhập môn công nghệ phần mềm - Chương 1: Tổng quan về Công nghệ phần mềm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nhap_mon_cong_nghe_phan_mem_chuong_1_tong_quan_ve.pdf
