Ingegneria del Software: Principi fondamentali e modularità

Sommario dei Principi

• Introduzione
• Principi fondamentali

1. Rigore e Formalità
2. Separazione degli Interessi
3. Modularità
4. Anticipazione del Cambiamento
5. Astrazione
6. Generalità
7. Incrementalità

• Esempio: produzione di un compilatore

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Introduzione ai Principi

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Principi dell'Ingegneria del Software

• I principi formano le basi dei metodi, tecniche, metodologie e strumenti
• Sette principi sono fondamentali in tutte le fasi dello sviluppo software: ❑ Produzione ❑ Manutenzione
• La modularità e la pietra angolare della progettazione dei sistemi software

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Applicazione dei Principi

• I principi descrivono proprietà desiderabili dei prodotti e dei processi in termini generali ed astratti
• I principi sono applicabili in tutti i processi di sviluppo del software, indipendentemente da: ❑ Il contesto di sviluppo ❑ Il tipo di sistema da sviluppare ❑ L'ambiente di sviluppo ❑ L'ambiente target del sistema software
• I principi si trasformano in pratiche attraverso metodi e tecniche ❑ Spesso i metodi e le tecniche sono confezionate in metodologie ❑ Le metodologie possono essere supportate dagli strumenti che potenziano gli sviluppatori

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Rappresentazione Grafica delle Relazioni

Principi dell'Ingegneria del Software si fondano su si fondano su Tecniche Metodi usano usano Metodologie supportano Strumenti Software Engineering Research LABoratory 6 Caivano - Piccinno - Barletta | Il Software e L'Ingegneria del Software 6

Rigore e Formalità

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Concetti di Rigore e Formalità

• L'Ingegneria del Software è un'attività creativa, ma deve essere praticata sistematicamente
• Il RIGORE è il giusto complemento alla creatività per aumentare la confidenza in tutto ciò che si sviluppa
• Il Rigore è la coerenza con le pre-condizioni e con lo scopo del manufatto che si sta producendo oltre che con il metodo e le tecniche che si intendono utilizzare nella produzione ❑ Inflessibilità, esattezza, precisione assoluta
• Esistono diversi livelli di rigore, quello più alto è la FORMALITÀ
• Formalità è l'uso esclusivo di formalismi matematici per guidare lo sviluppo del software e per valutarlo

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Esempio di Prodotto Rigoroso

• Precondizione ❑ 3 un Volo con un tempo di Durata prevista ❑ Il volo è classificabile come: Nazionale, Intracontinentale, Intercontinentale
• Postcondizione ❑ Definiti i Servizi di Ristoro da erogare
• Rigoroso ❑ Se Durata del Volo < 1hh: distribuire bevande ❑ Se Durata del Volo >1 hh e Tipo di Volo = Intracontinentale: Distribuire Bevande e Snack ❑ Se Durata del Volo >1hh e Tipo di Volo = Intercontinentale: Distribuire Bevande e Pranzo di Volo = Intercontinentale: ❑ Se Durata Volo > 8hh e Tipo Distribuire Bevande, Pranzo e Colazione. . Consente di derivare rigorosamente e sistematicamente i dati per la verifica dinamica

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Esempio di Prodotto Formale

• Formale ❑ Condizioni Durata Volo : [1,8 [ Tipo di Volo : [Nazionale; Intracontinentale; Intercontinentale] ❑ Azioni Distribuzione : [Bevande; Snack; Pranzo; Colazione] Distribuzione = F (Durata Volo, Tipo Volo)

1. Durata Volo < 1 [1 ... 8] > 8
2. Tipo Volo Nazionale Intracontinentale or Intercontinentale Nazionale Intracontinentale Intercontinentale Nazionale or Intracontinentale Intercontinentale
3. Bevanda X X X X
4. Snack X .
5. Pranzo . . X
6. Colazione x

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Esempio di Processo Rigoroso

• La descrizione rigorosa delle attività e delle relazioni tra loro da eseguire durante lo sviluppo del software aiuta a: ❑ gestire il progetto ❑ accertare i tempi ed i costi del progetto

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Vantaggi del Rigore e Formalismo

• Il rigore consente di sviluppare software con buoni livelli di qualità ❑ La scrittura rigorosa della documentazione la rende comprensibile e tracciabile, quindi l'applicazione software ha una buona manutenibilità . Il formalismo consente la gestione automatica dello sviluppo software ❑ Un programma specificato formalmente può essere generato automaticamente ❑ Un processo descritto formalmente può essere monitorato automaticamente e se non sono implicate attività umane può essere eseguito automaticamente
• I concetti trattati nello sviluppo di un'applicazione sono ad alto contenuto semantico, quindi sono difficilmente formalizzabili . Pertanto è necessario che siano almeno rigorosi per evitare che si realizzi software con dissonanze concettuali; questo è un rischio che quando si verifica genera molte diseconomie

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Svantaggi del Rigore e Formalismo

• È difficile per uno sviluppatore mantenere sistematicamente lo stesso livello di rigore; spesso egli si comporta non conformemente
• Il formalismo richiede molto impegno persona

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Separazione degli Interessi

2 SEPARAZIONE DEGLI INTERESSI Caivano - Piccinno - Barletta | Il Software e L'Ingegneria del Software 14 Software Engineering Research LABoratory

Concetti di Separazione degli Interessi

• Separare le decisioni necessarie per risolvere aspetti diversi dello stesso problema
• Esistono diverse modalità di separazione: ❑ Per Tempo. Aspetti che si rilevano in tempi diversi ❑ Per Caratteristiche. Ogni aspetto rilevante corrisponde ad una caratteristica, ognuna è analizzata separatamente dall'altra ❑ Per Prospettive. Ogni aspetto attiene alla prospettiva di un portatore di interessi ❑ Per Parti. Ogni capacità del sistema deve riguardare una parte di esso

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Esempi di Separazione per Prodotto e Processo

• Separazione per Tempo. I problemi e le attività dell'analisi si separano da quelli della progettazione
• Separazione per Caratteristiche. Si progetta prima il sistema software con una elevata qualità della struttura. Successivamente, se fosse necessario, si affina la struttura perché sia efficiente quanto è richiesto
• Separazione per Prospettive. Si struttura il sistema per assicurare una buona usabilità; si rivede poi la struttura per assicurare una manutenzione economica; si implementano le specifiche riusando software disponibile per assicurare economia nello sviluppo; si progetta l'interfaccia utente per rendere usabile il sistema; si prova il sistema per verificare quanto sia efficiente
• Separazione per Parti. Le applicazioni devono essere progettate con le seguenti parti: ❑ Gestire l'interfaccia ❑ Gestire le regole di dominio applicativo ❑ Gestire i dati persistenti
• Ognuna di queste parti deve essere suddivisa, sino ad arrivare alle capacità prime che costituiranno l'architettura

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Vantaggi della Separazione degli Interessi

• I problemi da affrontare nello sviluppo di un'applicazione software sono di diversi tipi ed in diversi domini. Tutti richiedono compromessi specifici
• L'applicazione di questo principio consente di analizzare, uno per volta, i differenti aspetti/interessi di un grande problema, diminuendo così il numero di decisioni da assumere contemporaneamente

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Svantaggi della Separazione degli Interessi

• Separare gli aspetti potrebbe far perdere la ottimizzazione perché si assumono decisioni riguardanti aspetti differenti che potrebbero trascurare la relazione esistente tra alcune di esse ❑ Per questo motivo due o più aspetti con caratteristiche comuni conviene non separarli

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Modularità

3 MODULARITA Caivano - Piccinno - Barletta | Il Software e L'Ingegneria del Software 19 Software Engineering Research LABoratory

Concetti di Modularità

• I Moduli sono parti del Sistema Software ❑ Ognuno realizza una parte delle sue funzioni ❑ Tutti cooperano tra loro per realizzare gli scopi del Sistema Software
• I moduli devono avere ❑ Alta coesione interna: misura la forza che giustifica la coesistenza logica degli elementi interni di un modulo (istruzioni, procedure, metodi ... ) ❑ Basso accoppiamento tra loro: misura la densità ed il tipo di interdipendenza tra moduli
• Un'applicazione si può costruire secondo due vie ❑ Si scompone il problema in moduli e successivamente si dettaglia il progetto di ognuno di essi: approccio Top Down ❑ Si parte dai moduli in dettaglio e si compongono per ricavare moduli sempre più grandi: approccio Bottom Up

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Esempi di Struttura Modulare

Struttura ad alto accoppiamento e bassa coesione interna Struttura con alta coesione e basso accoppiamento Software Engineering Research LABoratory 21 Caivano - Piccinno - Barletta | Il Software e L'Ingegneria del Software