Цикл - проектирование - система
Cтраница 1
Цикл проектирования системы состоит из разработки требований пользователей, преобразования этих требований в функциональную спецификацию системы, создания описания системы на языке проектирования, конвертирования проекта в аппаратно-программную реализацию, объединения частей проекта, его отладки и проверки правильности работы. На каждом шаге цикла проектирования должна создаваться и поддерживаться документация. Большая часть документации программного обеспечения состоит из текстов. Поэтому мы должны иметь возможность производительно создавать и модифицировать тексты. Мы должны иметь возможность транслировать программные модули, содержащие процедуры, в модули на машинном языке и связывать их в работающую систему. Мы должны также иметь возможность тщательно отлаживать работу системы, чтобы быть уверенными, что она работает правильно. Существуют специальные вспомогательные средства, применяющиеся на каждом шаге цикла проектирования. В данной главе мы рассмотрим, каким образом некоторые из этих средств могут быть использованы для системной разработки, отладки и объединения программного обеспечения систем, основанных на использовании микрокомпьютера. Средства для отладки аппаратуры и интеграции программного обеспечения в аппаратуру описываются в гл. [1]
Первый шаг цикла проектирования системы включает определение набора требований пользователей и построение функциональной спецификации, вытекающей из требований пользователей. Требования пользователей определяют, что пользователь хочет от системы и что она должна делать. Хорошие системные спецификации определяют функции, выполняемые системой для пользователя после завершения проектирования, уточняя таким образом, насколько система соответствует требованиям пользователя. Они включают описания форматов как на входе, так и на выходе, а также внешние условия, управляющие действиями системы. Функциональная спецификация и требования пользователей являются критериями оценки функциональных характеристик системы после завершения проектирования. [2]
Следом за разработкой функциональной спецификации в рамках цикла проектирования системы идет этап создания программного обеспечения, который состоит из написания текста для каждой процедуры и модуля и хранения текста в соответственно поименованных файлах. Для этой цели используется редактор, или редактор текста. Редактор используется также для внесения изменений в текст и коррекции ошибок при необходимости. Широко известны два типа редакторов: редактор строк и маркерный редактор. [3]
Несмотря на то что на данном этапе цикла проектирования системы трудно составить иерархический список процедур, рано или поздно он все равно должен быть включен в проектную спецификацию. Этот список, или дерево вызова процедур, указывает порядок вызова процедур системы. На рис. 3.8 показано дерево вызова процедур системы охранной сигнализации. После того как будет закончена разработка процедур системы охранной сигнализации, мы снова вернемся к дереву вызова процедур, чтобы показать, как оно выводится. [4]
Одной из проблем, часто возникающих к концу цикла проектирования системы, является то, что система не может функционировать с требуемой скоростью, хотя при этом она работает правильно с функциональной точки зрения. В нашем случае одной из причин такого положения является то, что метод описания программ на языке проектирования делает упор на ясность и точность в ущерб скорости выполнения. Однако в большинстве систем реального времени только малая часть программного обеспечения является критичной по отношению к достижению высокой скорости функционирования системы. Следовательно, необходимо выявить и изолировать критичные модули. Затем, для повышения скорости их работы, эти модули либо проектируются заново, либо реализуются с помощью более эффективных операций языка программирования или, если необходимо, с помощью команд языка ассемблера. В крайнем случае микрокомпьютер заменяется на более быстродействующий. Использование языка проектирования и языка программирования высокого уровня ( такого, как PL / M) делает сравнительно легкой замену одного микрокомпьютера другим с незначительной затратой усилий. [5]
Теперь мы готовы приступить к более детальному описанию цикла проектирования системы. В этой главе мы обсудим, как выявить требования пользователей, и покажем, как на основе этих требований определить функциональную спецификацию системы. Требования пользователей определяют, что пользователь хочет от системы, а функциональная спецификация фиксирует, что система должна делать и как она взаимодействует с окружением. Как только функциональная спецификация определена, она используется вместе с требованиями пользователей в качестве основы для проектирования, реализации и развития, системы. По этой причине важно, чтобы как требования пользователей, так и функциональная спецификация были не только полными и точными, но также четкими и легко усваиваемыми. [6]
Руководствуясь этим планом, несложно проследить за каждым шагом цикла проектирования системы с тем, чтобы завершить ее своевременно. Можно также подготовить схему, содержащую наименования подсистем, модулей и процедур, а также имена ответственных за выполнение каждой процедуры и даты завершения каждого шага. Подобную же схему необходимо предусмотреть для каждого этапа объединения. После того как шаг завершен, это может быть отмечено на схеме, и таким образом можно прослеживать за ходом выполнения проекта. Могут быть также отмечены любые проблемы, встретившиеся в процессе разработки, и оценено их влияние на остальную часть проекта. Если необходимо, при этом могут быть заново оценены стоимость и сроки разработки. [7]
 |
Первые два уровня дерева вызова системы охранной сигнализации. [8] |
Как было подчеркнуто, чем скорее обнаружены ошибки в проекте в течение цикла проектирования системы, тем легче они могут быть исправлены. Просмотр описания программы на языке проектирования позволяет найти ошибки на уровне языка проектирования. Однако чтобы получить при этом максимальный выигрыш, от участников требуется большое напряжение сил. Эмулятор сквозного просмотра может несколько уменьшить усилия, требуемые во время просмотра, путем автоматического пошагового просмотра программы на языке проектирования. Определение последовательности процедур в результате вызова и возврата не требует от участников перелистывания страниц, как это происходит при ручном сквозном просмотре. Для каждой конструкции проверки может быть по выбору сохранено состояние просмотра, а затем просмотр может быть возобновлен из сохраненного состояния, чтобы обе альтернативы проверки могли быть оценены при одинаковых условиях. Если требуется, после каждого просмотра может быть автоматически выдана схема потоков данных. Схема потоков данных представляет дополнительную информацию о проекте, которая помогает проверить правильность проекта. [9]
На рис. 7.1 перечислены средства, которые могут быть использованы в течение цикла проектирования системы. [10]
Если выбран комбинированный подход, некоторые аппаратные средства должны быть работоспособными ранее других в рамках цикла проектирования системы. Оставшаяся часть аппаратных средств добавляется во время объединения по мере необходимости. План объединения должен определять, какие аппаратные и программные модули должны быть доступны в начале каждой фазы объединения и какие должны быть закончены в течение каждой фазы. [11]
Чтобы построить систему, соответствующую требованиям пользователей, ее проект должен периодически подвергаться проверке в течение всего цикла проектирования системы. [12]
Хотя окончательная оценка системы проводится после того, как система построена и работает, готовиться к этому следует в течение всего цикла проектирования системы. Оценка системы и приемочные испытания начинаются в период просмотра требований пользователей, проходящего с участием заказчика. Затем, когда мы проводим просмотр функциональной спецификации и начинаем проектирование высшего уровня, процесс оценки системы продолжается. Во время отладки и объединения мы добиваемся выполнения таких условий, которые указывают на то, что модули работают правильно и по отдельности, и вместе. Таким образом, к моменту завершения системы большинство оценок уже проведено. Остается испытать систему как в искусственных, так и естественных условиях работы. [13]
Мы также обсудили, какие шаги цикла проектирования системы необходимо отмечать, чтобы обеспечить окончание проекта в соответствии с календарным планом. [14]
Шестой уровень документации содержит план объединения и отладки аппаратных средств. Как и на любом другом этапе цикла проектирования системы, выполняемая работа должна быть соответствующим образом описана. Для отладки аппаратных средств необходимо разработать план системной отладки, которого должны придерживаться как члены коллектива проектировщиков во время отладки первоначального образца так и персонал, в чьи обязанности входит отладка систем, запущенных в производство, а также сопровождение и обслуживание готовых систем после их поставки. [15]
Страницы: 1 2