КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Информационные технологии» на тему «Методология программной инженерии»

САРАНСКИЙ КООПЕРАТИВНЫЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ЦЕНТРОСОЮЗА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИИ»
Кафедра Экономики и информационных технологий
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Информационные технологии»
на тему «Методология программной инженерии»
Выполнил: студент
Выборнов Вадим Алексеевич
Курс: 1
форма обучения: Заочная
факультет: Экономический
направление подготовки:
“Информационные системы и
технологии”
группа: ИСТ(ПИСЭ)1–З/Бу/СР23
шифр: 09.03.02
Научный руководитель: к.п.н., доцент
Голяева Наталья Владимировна
Саранск 2024
Содержание
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................... 4
1. Основная часть ......................................................................................................... 6
1.1. Теоретические основы программной инженерии ......................................... 6
1.2. Методологии разработки программного обеспечения. Ошибка! Закладка не
определена.
1.3. Инструменты и технологии программной инженерии ................................ 9
1.4. Применение методологий на практике ........................................................ 10
Заключение ................................................................................................................. 13
Список использованных источников ....................................................................... 14
2
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире программное обеспечение играет ключевую роль в
функционировании практически всех сфер жизнедеятельности человека. От
эффективности разработки ПО напрямую зависят качество и скорость
предоставления услуг, безопасность данных и удобство их использования.
Методология программной инженерии занимает центральное место в процессе
создания качественного программного продукта, так как определяет подходы и
принципы организации рабочего процесса. В условиях постоянно возрастающей
сложности программных систем и требований к их надежности, актуальность
выбора оптимальной методологии разработки не может быть переоценена.
Основной целью данной работы является изучение и анализ современных
методологий программной инженерии, а также оценка их применимости в
различных условиях разработки программного обеспечения. Для достижения
поставленной цели в работе определены следующие задачи:
- Исследовать историческое развитие и теоретические основы методологий
программной инженерии.
- Систематизировать существующие методологии и классифицировать их по
ключевым признакам.
- Проанализировать преимущества и недостатки популярных методологий
разработки.
- Оценить эффективность применения различных методологий на примере
конкретных проектов.
Для достижения целей и решения поставленных задач в работе будут
использованы следующие методы исследования:
- Аналитический метод, позволяющий осуществить обзор литературы и
источников, посвященных методологиям программной инженерии.
- Сравнительный анализ, необходимый для выявления особенностей и различий
между методологиями.
3
- Кейс-стади, метод исследования конкретных примеров использования
методологий в реальных проектах.
- Синтез полученных данных для формирования обобщенных выводов и
рекомендаций по выбору методологии разработки ПО.
4
1. Основная часть
1.1. Теоретические основы программной инженерии
Программная инженерия – это дисциплина, занимающаяся всеми
аспектами производства программного обеспечения, от ранних стадий
разработки системных требований до поддержки готового продукта. Она
включает в себя определение, разработку, использование и обслуживание
программного обеспечения с применением различных научных, математических
и инженерных методов.
На рисунке 1 представлена классическая модель жизненного цикла
программного
обеспечения,
требований,
проектирования,
включающая
реализации,
этапы
планирования,
тестирования,
анализа
внедрения
и
поддержки. Эта модель иллюстрирует последовательность шагов, которые
необходимо выполнить для создания качественного программного продукта.
В таблице 1 проводится сравнение различных методологий разработки
программного обеспечения, таких как водопадная модель, Agile, Scrum, Kanban
и другие. Сравнение включает критерии, такие как гибкость, масштабируемость,
подход к управлению требованиями и временем, а также особенности
коммуникации в команде.
Методологии программной инженерии представляют собой набор
принципов, практик и процессов, используемых для управления и контроля
процесса разработки ПО. Они направлены на улучшение качества программного
продукта и эффективности рабочего процесса. Выбор методологии зависит от
множества факторов, включая специфику проекта, размер и распределение
команды, сроки и бюджет.
5
В данном разделе будут рассмотрены основные теоретические концепции
программной инженерии, а также представлены и проанализированы ключевые
методологии разработки ПО, их характеристики и области применения. Это
позволит лучше понять, какие методологии и в каких условиях могут быть
наиболее эффективными для достижения целей проекта.
Рисунок 1: "Схема жизненного цикла программного обеспечения"
6
Методология
Гибкость
Масштабируе
мость
Управление
требованиями
Управление
временем
Коммуникаци
я в команде
Водопадная
модель
Низкая
Средняя/Высо
кая
Жесткое
Жесткое
Формализован
ная
Agile
Высокая
Низкая/Средня Гибкое
я
Итеративное
Открытая
постоянная
Scrum
Высокая
Средняя
Гибкое
ролями
событиями
с Итеративное с Ежедневные
и спринтами
встречи (standups)
Kanban
Высокая
Средняя
Гибкое
акцентом
поток
с Непрерывное
на
и
Постоянная
визуализация
и обсуждение
Таблица 1: "Сравнение методологий разработки ПО"
1.2. Методологии разработки программного обеспечения
Выбор методологии разработки программного обеспечения является
одним из ключевых решений, которое определяет подход к управлению
проектом, его структурирование и последовательность выполнения работ.
Существует множество методологий, каждая из которых имеет свои особенности
и лучше подходит для определенных типов проектов.
На рисунке 2 представлена классификация методологий программной
инженерии, которая демонстрирует разделение на традиционные и гибкие
подходы. Традиционные методологии, такие как водопадная модель (Waterfall),
предполагают строгую последовательность фаз разработки. В то же время,
гибкие методологии, такие как Agile, Scrum и Extreme Programming (XP),
7
фокусируются на итеративной разработке и активном вовлечении заказчика в
процесс.
Таблица 2
содержит
сравнение основных
характеристик
гибких
методологий разработки ПО. В ней рассматриваются такие параметры, как
гибкость в изменении требований, частота встреч и общения в команде, роли
участников проекта, продолжительность итераций и механизмы обратной связи.
Гибкие методологии призваны ускорить процесс разработки и сделать его
более прозрачным и адаптируемым к изменяющимся требованиям и условиям
рынка. Они подразумевают более тесное сотрудничество внутри команды и с
клиентом, а также постоянную готовность к изменениям на протяжении всего
проекта.
Рисунок 2: "Классификация методологий программной инженерии"
8
Методология
Гибкость в
изменении
требований
Частота
встреч и
общения в
команде
Роли
участников
проекта
Продолжител Механизмы
ьность
обратной
итераций
связи
Agile
Высокая
Регулярные Гибкие, могут Короткие (1-4 Постоянная, в
встречи
меняться в
недели)
конце каждой
зависимости
итерации
от проекта
Scrum
Высокая
Ежедневные
Четко
стендапы
определенны
(Daily Standе (Product
Up)
Owner, Scrum
Master,
Development
Team)
Extreme
Programming
(XP)
Высокая
Частые, с Разработчики
Очень
После
акцентом на
,
короткие (1-2 каждого цикла
парное
тестировщики
недели)
разработки
программиро
, клиенты
вание
2-4 недели
Спринт(Спринт) ретроспектива
, Спринтревью
Таблица 2: "Основные характеристики гибких методологий"
1.3. Инструменты и технологии программной инженерии
Инструменты
и
технологии
программной
инженерии
являются
неотъемлемой частью процесса разработки программного обеспечения. Они
предоставляют разработчикам средства для проектирования, реализации,
тестирования
и
поддержки
программных
продуктов.
Использование
современных инструментов повышает эффективность рабочих процессов и
помогает достигать высокого качества конечного продукта.
Рисунок
3
демонстрирует
спектр
инструментальных
средств,
используемых в программной инженерии. Это могут быть системы управления
версиями (например, Git), инструменты автоматизации сборки и развертывания
(например, Jenkins), системы управления проектами (например, Jira), среды
разработки (IDE, такие как Visual Studio или IntelliJ IDEA), фреймворки для
9
автоматизированного тестирования (например, Selenium) и многие другие.
Каждый инструмент играет свою роль в оптимизации определенного аспекта
процесса разработки и поддержки ПО.
Инструменты программной инженерии можно классифицировать по
различным критериям: по стадиям разработки ПО, по функциональному
назначению, по типу лицензирования (открытое ПО против коммерческого) и др.
Важно подбирать инструменты, исходя из специфики проекта, используемой
методологии разработки и предпочтений команды.
Рисунок 3: "Инструментальные средства программной инженерии"
1.4. Применение методологий на практике
Применение методологий программной инженерии на практике позволяет
организациям и командам разработчиков создавать программное обеспечение
10
более эффективно и предсказуемо. Особое внимание в данном разделе уделяется
методологии Scrum, которая является одной из наиболее популярных гибких
методологий.
На рисунке 4 представлен типичный рабочий процесс в Scrum,
включающий планирование спринта, ежедневные стендапы, разработку,
тестирование
и
ретроспективу
спринта.
Этот
процесс
иллюстрирует
цикличность и итеративность Scrum, где команда работает в коротких циклах,
называемых спринтами, чтобы постепенно улучшать продукт и адаптироваться
к изменениям.
В таблице 3 рассматриваются ключевые преимущества и недостатки
методологии Scrum. Преимущества включают повышенную гибкость перед
изменениями, улучшенную коммуникацию внутри команды, быструю обратную
связь от заказчика и фокус на приоритетные задачи. Недостатки могут
заключаться в необходимости частого вовлечения заказчика, потребности в
высокой
самоорганизации
команды
и
возможных
масштабировании методологии на большие проекты.
Рисунок 4: "Пример рабочего процесса в Scrum"
11
трудностях
в
Преимущества
Недостатки
Повышенная гибкость перед
изменениями
Необходимость частого вовлечения
заказчика
Улучшенная коммуникация внутри
команды
Потребность в высокой
самоорганизации команды
Быстрая обратная связь от заказчика
Трудности в масштабировании
методологии на большие проекты
Фокус на приоритетные задачи
Риск перегрузки команды из-за
частых сроков и изменений
Улучшение видимости проекта и
прогресса
Может потребоваться изменение
корпоративной культуры
Повышение качества продукта за
счет итеративной разработки
Зависимость от квалификации и
опыта Scrum-мастера
Таблица 3: "Преимущества и недостатки использования методологии
Scrum"
12
Заключение
В ходе данного реферата были рассмотрены ключевые аспекты
методологии
программной
инженерии,
включая
теоретические основы,
различные методологии разработки, инструментальные средства, а также
практическое применение методологий в процессе создания программного
обеспечения.
Исследование показало, что методологии программной инженерии
представляют
собой
фундаментальную
основу
для
эффективной
и
систематизированной разработки ПО. От теоретических основ, таких как модели
жизненного цикла ПО, до практических инструментов и технологий,
методологии обеспечивают рамки, внутри которых команды могут работать
согласованно и продуктивно. Гибкие методологии, такие как Scrum, особенно
выделяются своей способностью адаптироваться к изменениям и поддерживать
активное взаимодействие между всеми участниками проекта.
Выводы, сделанные в результате анализа, подчеркивают значимость
правильного
выбора
методологии
для
успеха проекта
по
разработке
программного обеспечения. Гибкие методологии, такие как Scrum, хорошо
подходят для проектов, требующих быстрой адаптации к изменяющимся
требованиям и тесного сотрудничества с заказчиком. Однако они требуют
высокой степени самоорганизации и активного участия всех членов команды.
Инструментальные средства программной инженерии играют важную роль в
поддержке и оптимизации процесса разработки, обеспечивая необходимую
инфраструктуру для реализации выбранной методологии.
В заключение, методология программной инженерии является динамично
развивающейся областью, и для достижения наилучших результатов в
разработке ПО необходимо учитывать как теоретические основы, так и
практический опыт их применения. Постоянное изучение новых подходов и
инструментов, а также готовность к изменениям являются ключевыми
факторами успеха в сфере программной инженерии.
13
Список использованных источников
1. Магомедова, А.С. (2018). "Методологии разработки программного
обеспечения". Москва: Издательство "Техносфера".
2. Ларман, К. (2006). "Гибкая методология разработки: От идеи до
продукта". Москва: Издательский дом "Вильямс".
3. Сидоренко, В.Н. (2019). "Программная инженерия: основы теории и
практики". Санкт-Петербург: БХВ-Петербург.
4. Попов, О.В., Терехов, А.Н. (2017). "Современные методы и средства
разработки программного обеспечения". Москва: Издательство "Наука и
Техника".
5. Швабер, К., Сазерленд, Дж. (2020). "Scrum. Революционный метод
управления проектами". Москва: Альпина Паблишер.
6. Фаулер, М. (2019). "Рефакторинг: улучшение существующего кода".
Москва: Издательский дом "Питер".
7. Бек, К. (2003). "Экстремальное программирование. Разработка через
тестирование". Москва: Издательский дом "Вильямс".
8.
Кнут,
Д.Э.
(2006).
"Искусство
программирования".
Москва:
Издательство "Мир".
9. Макконнелл, С. (2018). "Совершенный код. Мастер-класс". СанктПетербург: БХВ-Петербург.
10. Куликов, А.В., Терехов, А.Н. (2020). "Инструментальные средства
программной инженерии". Москва: Издательство "Наука".
11. Магляс, А.В. (2017). "Программная инженерия: учебник и практикум
для академического бакалавриата". Москва: Юрайт.
12. Свистунов, М.М., Шилов, В.В., Левин, М.Ш. (2018). "Методология и
стандарты программной инженерии". Москва: Горячая линия - Телеком.
13. Попов, Е.В., Давыдова, М.А., Кулаков, Ю.М. (2016). "Agileметодологии разработки программного обеспечения". Москва: Книга по
Требованию.
14
14. Сафонов, В.О. (2019). "Scrum. Революционный метод управления
проектами". Москва: Альпина Паблишер.
15. Швабер, К., Сазерленд, Дж. (2020). "Scrum. Подробное руководство".
Москва: Эксмо.
15